Perilaku Rangka Vierendeel terhadap Pembebanan Statis

Abstract

Perencanaan struktur bangunan sipil perlu memperhatikan aspek estetika. Salah satu struktur rangka yang mempunyai nilai estetika dan menciptakan struktur fungsional adalah rangka Vierendeel. Rangka Vierendeel merupakan modifikasi dari balok badan terbuka tanpa batang diagonal, terdiri dari batang horizontal atas dan bawah yang dihubungkan oleh batang-batang transversal. Rangka Vierendeel digunakan apabila dikehendaki batang diagonal ditiadakan sehingga struktur nampak lebih bersih. Peniadaan batang diagonal dimaksudkan agar lubang antara batang-batang transversal dapat dimanfaatkan untuk pencahayaan dari samping atau ventilasi udara sehingga dapat menambah nilai estetika suatu bangunan. Berbeda dengan rangka pada umumnya yang mempunyai bentuk segitiga dengan joint fleksibel, rangka Vierendeel berbentuk segiempat, yang merupakan bentuk yang tidak stabil. Oleh karena itu sambungan pada pertemuan antara batang horizontal dan transversal harus kaku, karena pada joint akan bekerja gaya geser dan momen. Uji eksperimental balok Vierendeel dilakukan guna menggali informasi tentang perilaku rangka Vierendeel, yaitu berupa hubungan beban (P)- deformasi (∆), hubungan momen (M)-kelengkungan (∅), kekakuan rangka dan memperoleh momen maksimum yang mampu dipikul oleh rangka dengan berbagai aspek rasio antara batang transversal dengan tingginya (a/h), sehingga diharapkan penggunaan rangka Vierendeel akan lebih populer. Benda uji menggunakan empat buah variasi rasio a/h yang antara lain besarnya 0,5 ; I ; 1,5 ; 2, dengan tinggi dan panjang bentang tetap. Pembebanan yang digunakan pada setiap sepertiga bentang adalah beban titik statis. Benda uji rangka Vierendeel menggunakan profil INP sebagai batang horizontal dan profil UNP sebagai batang transversal. Hasil eksperimental menunjukkan perbedaan struktur rangka Vierendeel dengan variasi rasio antara jarak batang transversal (a) dan tingginya (h). Kapasitas rangka Vierendeel akan semakin kecil apabila rasio a/h semakin besar, dan juga sebaliknya, tetapi pada rasio a/h tertentu kapasitas rangka Vierendeel akan tetap. Rangka Vierendeel dengan rasio a/h =2 nilai kekakuannya jauh lebih kecil dengan rangka yang berasio a/h = 0,5. Secara umum dapat dinyatakan semakin pendek jarak antar batang transversal maka nilai kekakuan rangka Vierendeel semakin tinggi. Tekuk puntir pada rangka Vierendeel dapat dicegah dengan penambahan dukungan lateral pada batang tepi atas. Kerusakan rangka Vierendeel yang berupa tekuk lokal tidak ditemukan, karena dalam uji eksperimental ini pada rangka terjadi lentur murni. Perhitungan rencana dan struktur rangka Vierendeel secara teoritis akan lebih mudah dengan menggunakan pendekatan sebagai balok sederhana yang menenma beban desak dan momen.