Perilaku Geser Dan Tekuk Dari Corrugated Web Girder Steel Berbadan Ganda Berisi Beton Akibat Beban Statis

Kristijanto, Heppy (2022) Perilaku Geser Dan Tekuk Dari Corrugated Web Girder Steel Berbadan Ganda Berisi Beton Akibat Beban Statis. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 03111960010005-Doctoral.pdf Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Material baja merupakan salah satu material yang paling banyak digunakan dalam dunia konstruksi selain beton. Mutu baja yang tersedia relatif jauh lebih tinggi dari mutu beton. Namun, baja lebih rentan terhadap bahaya tekuk (buckling) karena bentuk profil baja yang cukup langsing. Pada struktur jembatan, umumnya penggunaan profil girder lebih diminati karena memiliki momen inersia penampang yang besar. Tetapi, perlu diingat bahwa girder yang digunakan pada struktur jembatan pada khususnya, akan menerima gaya geser yang cukup besar. Oleh karena itu perlu pelat pengaku badan untuk mencegah terjadinya tekuk lokal. Penambahan pelat pengaku tersebut secara otomatis akan menambah berat sendiri dari profil girder tersebut. Di samping itu secara arsitektural, penambahan pelat pengaku ini tidak estetis dan terkesan kaku. Sebagai alternatif, modifikasi pada bentuk pelat badan girder menjadi tema penelitian ini. Pelat badan girder dimodifikasi dengan bentuk bergelombang ganda dan diisi beton (Double Corrugated Web Girder Infilled Concrete / DCWGIC). Untuk mengatasi tekuk ke arah luar dari pelat badan bergelombang tersebut, maka dipasang angker dibeberapa tempat. Profil ini memiliki tahanan tekuk lokal yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan profil girder baja tanpa berpengaku (Unstiffened Girder/UG), profil girder baja dengan pengaku (Stiffened Girder) maupun profil girder baja dengan badan berbentuk Corrugated Tunggal (Single Corrugated Web Girder / SCWG). Namun, studi terhadap perilaku dari Corrugated Web Girder (CWG) ini masih sangat terbatas. Ditambah lagi, dalam pedoman desain struktur baja, profil CWG masih belum diakomodir dalam SNI. Pada Disertasi ini, penelitian dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama dilakukan uji eksperimen di Workshop terhadap beberapa variasi benda uji yaitu girder baja tanpa pengaku badan (Unstiffened Girder/UG), girder baja dengan pengaku badan (Stiffened Girder/SG), girder baja dengan badan berbentuk Corrugated tunggal (Single Corrugated Web Girder/SCWG) dan girder baja dengan badan berbentuk Corrugated ganda (Double Corrugated Web Girder/DCWG) baik yang berisi beton maupun yang tidak. Benda uji berukuran panjang 3500 milimeter, tinggi 1000 milimeter, tebal badan 2 milimeter untuk girder berbadan tunggal dan 2x1 milimeter untuk girder yang berbadan ganda, lebar sayap 250 milimeter dan tebal sayap 15 milimeter. Tahap kedua, untuk memverifikasi hasil eksperimen tersebut benda uji dimodelkan dengan menggunakan metode elemen hingga tidak linear (3D-NLFEA). Karena permasalahan utamanya adalah tekuk, maka pengaruh orde dua (2nd order effect) dalam pemodelan diaktifkan. Dalam penelitian ini digunakan ketidak sempurnaan geometri dan material yang bersifat acak (random material and geometric imperfections) pada tiap elemen, untuk menciptakan ketidaksempurnaan yang dapat menginisiasi tekuk. Hasil dari Penelitian ini menunjukkan bahwa balok DCWGIC dengan Angker mempunyai kemampuan yang cukup besar, yaitu 2,56 kali dari kemampuan balok UG. Apabila dibandingkan dengan balok SG yang dirancang dengan berat baja yang sama, maka kekuatannya adalah 1,92 kalinya. Sedangkan terhadap balok SCWG dengan bentuk gelombang yang sama, hasilnya menunjukkan bahwa balok DCWGIC dengan Angker ini kekuatannya adalah 1,31 kalinya.
=========================================================================================================================
Steel is one of the most widely used materials in the construction world besides concrete. The quality of available steel is relatively much higher than the quality of concrete. However, steel is more susceptible to buckling because of the relatively slender structural steel. In bridge structures, generally the use of girder profiles is more desirable because it has a large cross-sectional moment of inertia. However, keep in mind that the girders used in bridge structures, will receive considerable shear forces. Therefore, a stiffening plate is needed to prevent local buckling. The addition of the stiffener plate will automatically increase the weight of the girder profile. Besides that, architecturally, the addition of this stiffener plate is not aesthetically pleasing and looks stiff. As an alternative, modification of the shape of the web girder plate is the theme of this research. The modified web girder plate is double corrugated and filled with concrete (Double Corrugated Web Girder Infilled Concrete / DCWGIC). To overcome the outward buckling of the corrugated web plate, anchors are installed in several places. This profile has a much higher local buckling resistance compared to Unstiffened Girder (UG) steel girder profiles, Stiffened Girder steel profiles and Single Corrugated Web Girder (SCWG) steel girder profiles. However, studies on the behavior of the Corrugated Web Girder (CWG) are still very limited. In addition, in the steel structure design guidelines, the CWG profile has not yet been accommodated in SNI. In this dissertation, the research was carried out in two stages. In the first stage, experimental tests were carried out in the Workshop on several variations of the test object, namely Unstiffened Girder (UG), Steel Girder with Stiffened Girder (SG), Single Corrugated Web Girder (SCWG) and Double Corrugated Web Girder (DCWG) steel girders, whether or not filled with concrete. The test object is 3500 millimeters long, 1000 millimeters high, 2 millimeters thick for single-web girders and 2x1 millimeters for double-web girders, 250 millimeters of wingspan and 15 millimeters of wing thickness. The second stage, to verify the experimental results, the test object is modeled using the non-linear finite element method (3D-NLFEA). Since the main problem is buckling, the second order effect in modeling is activated. In this research, random material and geometric imperfections are used in each element, to create imperfections that can initiate buckling. The results of this study indicate that the DCWGIC with Anchors has a large ability, which is 2.56 times that of the UG. When compared to SG designed with the same weight of steel, the strength is 1.92 times. As for the SCWG with the same waveform, the results show that the DCWGIC with these anchors has a strength of 1.31 times.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Corrugated web girder, 2nd order effect, random material, geometric imperfections, Stiffener.
Subjects:	T Technology > TE Highway engineering. Roads and pavements > TE250.P475 Pavements--Design and construction--Estimates.
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Civil Engineering > 22001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	19 Jan 2026 07:19
Last Modified:	19 Jan 2026 07:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/129735

Actions (login required)

View Item