PNJPNJ

Construction and Material JournalConstruction and Material Journal

Balok baja castella merupakan salah satu solusi efisien dalam konstruksi baja, karena mampu meningkatkan tinggi balok, momen inersia (𝑰𝒙), dan modulus elastis penampang (𝑺𝒙) tanpa menambah berat. Berdasarkan studi terdahulu, bukaan sinusoidal, memiliki performa struktural lebih baik dibandingkan bukaan hexagonal karena sudutnya bukaan yang melengkung dan minim konsentrasi tegangan. Namun, penelitian mengenai bukaan sinusoidal masih terbatas. Penelitian ini menggunakan pendekatan Finite Element Method (FEM) dengan bantuan perangkat lunak ABAQUS dalam pengujian beban statis. Model numerik dikembangkan berdasarkan studi eksperimental terdahulu dan dimodifikasi dengan variasi jarak bukaan 100–300 mm (spesimen A–E). Pemodelan dilakukan pada balok dengan bentang 2000 mm (pendek), 5000 mm (menengah), dan 10000 mm (panjang). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinerja struktural menurun seiring bertambahnya panjang bentang balok, dengan rata-rata kapasitas beban sebesar 140.14 kN, 116.99 kN, dan 116.37 kN untuk bentang pendek, menengah, dan panjang. Spesimen D menunjukkan daktilitas tertinggi pada semua variasi bentang. Berdasarkan respons momen–kurvatur dan energi serapan, balok bentang pendek memiliki performa terbaik, sedangkan bentang panjang memiliki performa terendah. Disarankan nilai rasio jarak bukaan terhadap tinggi balok sebesar 0.56, karena memiliki peforma daktilitas terbaik.

Peningkatan jarak bukaan pada balok baja castella meningkatkan daktilitas dan kapasitas plastis, tetapi menurunkan kapasitas energi dan stabilitas, dengan lateral torsional buckling (LTB) menjadi mode kegagalan dominan di seluruh spesimen.Lokasi daerah kritis sangat dipengaruhi oleh panjang bentang dan nilai π‘†π‘œ, di mana bentang panjang cenderung menggeser mekanisme kegagalan dari dominasi geser (web) ke lentur (flange), menunjukkan interaksi kompleks antar parameter.Konfigurasi spesimen D, dengan jarak bukaan 250 mm (rasio β„Ž/𝑆0 sebesar 0.08), direkomendasikan karena memberikan kinerja struktural paling unggul dalam kapasitas beban, momen, dan daktilitas, khususnya untuk balok bentang panjang.

Meskipun penelitian ini telah memberikan pemahaman yang mendalam tentang perilaku balok baja castella dengan bukaan sinusoidal di bawah beban statis menggunakan metode elemen hingga, ada beberapa arah penelitian lanjutan yang penting untuk memperkaya pengetahuan. Pertama, sangat disarankan untuk melakukan studi eksperimental secara langsung pada berbagai variasi jarak bukaan dan panjang bentang yang telah dimodelkan secara numerik dalam penelitian ini. Validasi eksperimental ini tidak hanya akan memperkuat temuan numerik tetapi juga dapat mencakup pengujian di bawah pembebanan dinamis atau siklik. Ini penting untuk memahami respons balok dalam kondisi gempa atau beban berulang, yang belum banyak dikaji dan menjadi celah dalam penelitian balok castella. Kedua, perluasan variasi parameter geometrik lainnya selain jarak bukaan (π‘†π‘œ) patut dipertimbangkan. Misalnya, bagaimana pengaruh jari-jari sudut bukaan (R), tinggi bukaan (h0), atau dimensi penampang end-post terhadap kinerja struktural secara keseluruhan, terutama pada aspek daktilitas dan kapasitas energi, dapat diselidiki. Studi ini bisa menggunakan pendekatan optimasi untuk menemukan kombinasi parameter geometrik paling efisien. Terakhir, mengingat temuan bahwa lateral torsional buckling (LTB) adalah mode kegagalan dominan dan adanya pergeseran lokasi tegangan kritis, penelitian selanjutnya dapat berfokus pada pengembangan dan evaluasi strategi mitigasi kegagalan tersebut. Ini bisa berupa desain penampang flensa atau web yang diperkuat, penggunaan stiffener lokal, atau material komposit pada area kritis untuk meningkatkan stabilitas dan mencegah keruntuhan dini, terutama pada balok bentang panjang. Pendekatan ini diharapkan dapat menghasilkan desain balok castella yang lebih tangguh dan efisien untuk aplikasi praktis.

Read online
File size2.45 MB
Pages22
DMCAReport

Related /

ads-block-test