ANALISIS BIDANG KERN PADA PROFIL BAJA RINGAN

## Eko Walujodjati
Jurnal Konstruksi Sekolah Tinggi Teknologi Garut Jl. Mayor Syamsu No. 1 Jayaraga Garut 44151 Indonesia Email : jurnal@sttgarut.ac.id

## ekosttg@gmail.com
Abstrak – Material  Baja  Ringan  sudah  banyak  diaplikasikan  terutama  untuk  rangka  atap bangunan.  Sambungan  antar  batang  baja  ringan  menyalurkan  gaya  normal  yang  terjadi  akibat beban  beban  yang  ada  berupa  gaya  tarik  dan  gaya  tekan  sebagai  gaya  gaya  yang  terjadi  pada sistem rangka batang (Truss). Analisis Tegangan dalam Bidang Kern pada penampang profil Baja Ringan  yang  tidak  simetris  ini  perlu  dilakukan  untuk  melihat  kekuatan  dari  pada  material  Baja Ringan.  Profil  Baja  Ringan  adalah  material  baja  tipis  dengan  kekuatan  tarik  yang  tinggi memungkinkan dimanfaatkan sebagai elemen struktur dengan kebutuhan melayani beban tarik dan beban  tekan.  Bidang  Kern  adalah  suatu  daerah  dengan  titik  titik  gaya  normal  berada  dimana tegangan  yang  terjadi  pada  penampang  tersebut  adalah  sejenis.  Beban  Normal  Eksentris  adalah beban normal yang bekerja diluar titik berat penampang. Analisis tegangan yang dilakukan sama dengan  analisis  tegangan  pada  beban  sentris  dan  momen  lentur  yaitu  σ  =  P  /  A  ±  Me  .  y  /  Ix. Momen tahanan Wax = Ix / y, Wbx = Ix / y, momen inersia Ix = 1/12. b.h 3 + b.h.y 2 Wkr y = Ix / c, Wkn y = Ix / y, batas atas sumbu x Ka x = Wbx / A, batas bawah sumbu x Kb x = Wax / A, batas kiri sumbu  y  Kkr  y  =  Wkn  y  /  A,  batas  kanan  sumbu  y  Kkn  y  =  Wkr  y  /A.  Dari  analisis  yang  sudah dilakukan diperoleh bidang kern yang tidak jauh berbeda dengan profil penampang bentuk C pada umumnya,  yaitu  Ka  x  =  25,29  mm  Kb  x  =  25,29  mm  Kkr  y  =18,775  mm  Kkn  y  =  7,559  mm. Perbedaan  mencolok  diperoleh  nilai  Kkr  y  atau  batas  sebelah  kiri  dari  sumbu  y  yang  lebih  jauh dibanding  pada  bentuk  C.  Hal  ini  dikarenakan  adanya  luasan  tambahan  dari  bentuk  kait  pada profil tersebut.
Kata Kunci – Baja Ringan, Bidang Kern, Beban Normal Eksentris .

## I. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Saat  ini penggunaan material  baja ringan sudah tidak asing lagi  digunakan di  tengah tengah masyarakat.  Walaupun  baru  sebatas  digunakan  sebagai  rangka  atap,  namun  di  beberapa  tempat sudah  digunakan  juga  untuk  membangun  rumah  walaupun  masih  sederhana.  Analisis  kekuatan material  baja  ringan  juga  sudah  banyak  dilakukan  walaupun  dalam  tinjauan  tinjauan  tertentu. Hubungan  antara  sifat  material,  sifat  geometri  dan  gaya  gaya  dijelaskan  dalam  mekanika  bahan. Analisis  tegangan  yang  terjadi  atas  beban  eksentris  pada  profil  baja  ringan  dalam  bentuk  bidang kern akan ditelaah lebih lanjut dalam penelitian ini.
1.2. Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan dan mengetahui perilaku material profil baja  ringan  tertentu  akibat  beban  eksentris  ditinjau  dari  bidang  kern  yang  terbentuk.  Sehingga tujuan  untuk  mendapatkan  material  alternatif  sebagai  material  penyusun  bangunan  akan  semakin terwujud ditengah keterbatasan material material yang ada.
1.3. Batasan Masalah
Analisis  terhadap  profil  baja  ringan  yang  dilakukan  dibatasi  menggunakan  material  baja ringan dari BlueScope’s Lysaght LL07610.

## II. Metodologi Penelitian
Alur penelitian dijabarkan dalam bentuk diagram alir ( flow chart ) sebagai berikut :
Gambar 1. Diagram Alir Analisis
III.  Hasil dan Pembahasan
3.1  Properties profil baja ringan

## Tabel 1. Profil LL07610 (BlueScope Lysaght)
Lipped Channels - Dimensions and Properties of Full Unreduced Sections
Section Centroid D B L t Area Galv. Black Ix Iy c mm 2 mm LL06425 LL07610 76 44 11 1 175 1,43 1,37 0,1682 0,0464 15,3 LL07625 Catalogue No. Nominal Dimensions Mass Second Moment of Area mm kg/m 10 6 mm 4

## 3.2  Landasan Teori
Tegangan dari beban/gaya normal terhadap suatu potongan batang atau elemen struktur dapat dσihitung dengan cara Beban/Gaya normal tersebut dibagi dengan luas penampang potongan.

## σ = P / A
Akibat beban atau gaya normal yang bekerja tepat pada titik berat penampang tersebut maka akan timbul tegangan yang merata pada seluruh penampang.

## Gambar 3. Penampang mendapat beban/gaya normal pada titik berat
Beban atau gaya normal yang bekerja tidak tepat pada titik berat penampang disebut sebagai beban atau gaya normal eksentris.
e = jarak antara titik tangkap beban/gaya normal terhadap titik berat penampang.
Gambar 4. Penampang mendapat beban/gaya eksentris terhadap titik berat.
Adanya  eksentrisitas  (e)  pada  penampang  menimbulkan  momen  kopel  terhadap  titik  berat penampang  yang  besarnya  Me  =  P.e.  Sehingga  akibat  adanya  beban/gaya  normal  eksentris  seolah olah ada dua buah gaya yang bekerja yaitu gaya normal sentris dan momen kopel.

## σ = P / A   ±  M.e / Ix

## 1.4. Hasil dan Pembahasan
Data  data  geometris  penampang  berdasarkan  tabel  profil  Lipped  Chanel  LL07610  adalah sebagai berikut :
A = 175 mm2 Y= 76 / 2 = 38 mm c = 15,3 mm Ix = 0,1682.10 6 mm 4 θ Iy = 0,0464.10 6 mm 4 Ixy = 44.1.(75,5-38).(22-15,3).2+1.10.(70-38).(43,5-
15,3).2 = 23914,8 = 0,0239.10 6 mm 4
Tan 2 θ = - 2Ixy / (Ix – Iy) = - 0,392 θ = - 10,7 0
Gambar 5. Penampang profil LL07610
Bentuk diagram tegangan pada balok persegi panjang seperti yang tergambar dibawah ini bisa diambil sebagai acuan :
Gambar 6. Bentuk diagram tegangan pada balok persegi panjang
Pada kondisi II dimana besarnya Me.y / Ix  =  P / A maka akan diperoleh :
 Untuk beban eksentris di sb.y maka
e = Ix / (y . A) = 0,1682.10 6 mm 4 / (38*175) = 25,306 mm
 Untuk beban eksentris di sb.x maka
e = Iy / (x . A) = 0,0464.10 6 mm 4 / (15,3*175) = 17,33 mm
 Untuk  beban  eksentris  di  luar  sb.  x  dan  sb.  y  maka  didapat  dengan  cara  menggambarkan daerah/bidang kern sebagai berikut:
Garis netral c = 15,3 mm Luas penampang A = 175 mm 2 Ix = 0,1682.10 6 mm 4
Momen Tahanan Wax = Ix / y  = 0,1682.10 6 mm 4 / 38 mm = 4426,3 mm 3
Momen Tahanan Wbx = Ix / y  = 0,1682.10 6 mm 4 / 38 mm = 4426,3 mm 3
Ix  =  1/12.  76.1 3 +  76.1.(15,3  –  0,5) 2 +  1/12.1.42 3 .2  +  1.42.(22  –  15,3) 2 .2  +  1/12.11.1 3 .2  + 11.1.(43,5 – 15,3) 2 .2 = 50269,25 mm 4
Wkr y = Ix / c = 50269,25 mm 4 / 15,3 mm = 3285,57 mm 3
Wkn y = Ix / y = 50269,25 mm 4 / 38 mm = 1322,88 mm 3
11 76 44 1
Ka x = Wbx / A = 4426,3 / 175 = 25,29 mm Kb x = Wax / A = 4426,3 / 175 = 25,29 mm Kkr y = Wkn y / A = 3285,57 / 175 = 18,775 mm Kkn y = Wkr y / A = 1322,88 / 175 = 7,559 mm

## IV.  Kesimpulan dan Saran
Dari  analisis  yang  sudah  dilakukan  diperoleh  bidang  kern  yang  tidak  jauh  berbeda  dengan profil penampang bentuk  C pada umumnya, perbedaan mencolok  diperoleh nilai  Kkr  y  atau batas sebelah  kiri  dari  sumbu  y  yang  lebih  jauh  dibanding  pada  bentuk  C.  Hal  ini  dikarenakan  adanya luasan tambahan dari bentuk kait pada profil tersebut.
Disarankan analisis lebih lanjut pada bentuk bentuk profil  yang lain. Supaya lebih diperoleh hasil  analisis  dengan  beragam  bentuk  penampang  profil  dan  nantinya  diharapkan  menjadi  bahan masukan untuk analisis yang lebih mendalam.

## V. Daftar Pustaka
BlueScope Lysaght, Table Profil Cold Form Sections,
Gere & Timoshenko, Mekanika Bahan Popov, E.P. Mechanics of Material ,