Modifikasi penampang profil WF menjadi bentuk membesar di tengah dengan badan terbuka dapat meningkatkan kapasitas momen struktur balok. Pada struktur bentang pendek kapasitas momen meningkat 6%, bentang menengah meningkat 32%, dan bentang panjang meningkat 0,15%. Modifikasi ini dilakukan dengan memotong profil secara diagonal menggunakan program AutoCAD untuk mencari pola potongan terbaik yang dapat digabungkan.

1. 1
MODIFIKASI PENAMPANG BAJA PADA STRUKTUR BALOK
SEBAGAI OPTIMALISASI KAPASITAS MOMEN DENGAN METODE
LRFD (LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN)
Ali Hasan
Jurusan Teknik Sipil – FTSP ISTN Jakarta
e-mail : masali_ind09@yahoo.com
Abstract :
Nowadays, so many inventions in technology of civil engineering generally and specially in steel
construction.Practically, steel structures design make the best the use of mechanics of material, structure
analysis and also consider design codes due to guarantee safety of structure design to be efective and efficient.
Modificate body section of steel profile has purpose to optimize bending capacity of structure. The structure is
simple beam, that designed with W shapes. The simple beam divided into two kind of join restraints and three
kind of type of the span. First beam has pin and roll restraint, in the other beam has fixed restraint on each joint.
The spans are short span, middle span and long span. Thus, this W shape beeing modificate according to
moment free body diagram that the section of cutting is done by trial and error in auto cad program until finding
the best shape to be join each other, and then this W shapes going to be open web tappered beam. After checking
is done by calculate the strength and stiffnes of beam and also the stress doesn’t overstep the limitations by the
code, so there are an increment in moment capacity, decrement of stress and deflection of structures. In average
value, modificated shape has increase the moment capacity. In short span, it has increase six percent,middle
span has thirty two percent increasing, while long span has just zero point fifteen percent of increment.
Keyword :
Shapes modification, simple beam structures, moment capacity increment
Abstrak :
Sekarang ini berbagai macam penemuan dalam bidang teknologi pada umumnnya dan terutama konstruksi baja
pada khususnya. Pada prakteknya, desain struktur baja memanfaatkan penggunaan dari mekanika bahan,
analisa struktur dan juga memperhatikan peraturan desain demi menjamin keamanan perencanaan struktur
yang efektif dan efisien. Modifikasi penampang profil bertujuan untuk mengoptimalisasi kapasitas momen dari
struktur. Struktur yang dianalisa adalah balok sederhana yang didesain dengan menggunakan profil WF.
Struktur balok sederhana dibagi menjadi dua tipe perletakan dan tiga tipe bentang. Balok pertama dengan
tumpuan sendi – rol, sedangkan balok kedua dengan tumpuan jepit – jepit. Bentangan terdiri dari bentang
pendek, menengah dan bentang panjang.Kemudian profil WF ini dimodifikasi disesuaikan dengan diagram
momen yang mana proses pola pemotongannya telah dilakukan dengan program auto cad dengan cara trial and
error sampai menemukan bentuk terbaik dari pola sambungan yang bisa digabungkan, lalu profil WF ini
menjadi bentuk profil tampang membesar dengan badan terbuka (Open web tapered beam). Setelah pengecekan
dilakukan dengan perhitungan pemeriksaan kekuatan dan kekakuan balok serta tegangan yang terjadi tidak
melewati yang diizinkan peraturan, maka terdapat peningkatan kapasitas momenm penurunan tegangan dan
defleksi dari struktur. Dari hasil rata – ratanya profil modifikasi dapat meningkatkan kapasitas momen Pada
struktur bentang pendek, kapasitas momen meningkat enam persen, bentang menengah meningkat tiga puluh
dua persen, sedangkan bentang panjang hanya terjadi sebesar nol koma lima belas persen peningkatan.
Kata kunci :
Modifikasi profil, struktur balok sederhana, peningkatan kapasitas momen
1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi dalam dunia konstruksi terjadi cukup pesat, hal ini terbukti
dengan adanya penelitian dari segi material, metode perencanaan dan pelaksanaan dalam
industri konstruksi. Salah satunya adalah material Baja sebagai bahan utama struktur.
Sehubungan dengan itu, pada prakteknya desain struktur dewasa ini memanfaatkan

2. pengetahuan tentang mekanika material, analisis struktur, dan juga memperhatikan peraturan-peraturan
2
desain demi menjamin keamanan perencanaan struktur yang efektif dan efisien.
Dalam hal ini akan diuraikan hasil percobaan desain berupa hasil modifikasi penampang baja
yang berjudul Modifikasi Penampang Baja pada Struktur Balok sebagai Optimalisasi
Kapasitas Momen dengan Metode LRFD (Load and Resistance Factor Design).
2. KAJIAN PUSTAKA
2.4 Struktur Balok
Struktur balok umumnya memiliki posisi horizontal, dan dalam konstruksi, elemen balok
menahan beban transversal. Profil W adalah profil yang paling ekonomis yang telah menggantikan
profil S dan Canal.
2.3 Profil Baja
Baja struktur dapat dibuat menjadi berbagai bentuk dan ukuran tanpa banyak merubah sifat
fisiknya. Pada umumnya yang diinginkan dari suatu elemen adalah momen inersia yang besar selain
luasnya. Termasuk di dalamnya adalah bentuk I, T dan C.
2.4 Beberapa Tipe Modifikasi Profil
Berikut beberapa contoh cara modifikasi penampang profil yang biasa dan telah dipraktekkan
pada profil WF dalam dunia konstruksi baja.
2.4.1 Balok WF Tampang Membesar Berlubang (Open Web Expanded Beam/Castella)
Modifikasi penampang profil WF ini dilakukan bukan hanya memodifikasi
penampang melintang, tapi juga memodifikasi penampang secara memanjang. Modifikasi dilakukan
dengan cara menambahkan bagian web hasil pemotongan lubang pada bagian badan (web) dari WF
dengan pengelasan pada bagian web dari WF, serta pada bagian web ini diubangi dengan geometri
tertentu. Hal ini ditujukan dalam rangka menambahkan kapasitas momen inersia dari balok WF
sekaligus juga mengurangi berat sendiri dari profil WF tersebut.
2.4.2 Balok WF Penampang Membesar (Tapered Beam)
Modifikasi penampang WF ini dibentuk dengan memodifikasi penampang memanjang profil
di tiap ujung profil dengan cara dilas yang ditujukan untuk penambahan panjang profil di ujung
satunya sehingga nampak seperti pembesaran penampang profil dari ujung satu dengan ujung yang
lainnya. Maka pada bagian struktur yang mengalami beban yang lebih menentukan, digunakan
penampang balok WF yang membesar, dan pada bagian struktur yang mengalami beban lebih kecil
digunakan profil WF yang lebih mengecil.
2.5 Load and Resistance Factor Design
Di dalam perencanaan struktur dengan menggunakan metode LRFD, semua jumlah beban –
beban teoritis yang terjadi atau disebut beban layan (Qi) dikalikan dengan faktor beban (λi) (disebut
beban ultimate), harus lebih kecil atau sama dengan kekuatan nominal struktur (teoritis hasil
perhitungan) yang disebut kekuatan nominal (Rn) yang dikalikan dengan faktor resistensi.
Σ λi Qi ≤ φRn
Pada persamaan di atas, ruas kiri menyatakan beban yang terjadi terhadap struktur, sedangkan ruas
kanan menjelaskan kapasitas elemen struktur.

3. 3
2.6 Hipotesa
“Modifikasi penampang profil dengan menambah tinggi badan profil pada daerah yang
padanya terjadi momen ekstrim dapat meningkatkan kapasitas momen dan beban yang dapat dipikul
serta memperkecil tegangan lentur yang terjadi pada balok.”
3. METODOLOGI
Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah struktur balok sederhana (simple beam).
Dari model struktur yang ada, dengan metode LRFD, direncanakan penampang profil yang dibutuhkan
yang paling ekonomis. Perlu diketahui, penampang profil ini akan dimodifikasi sesuai dengan
keinginan penulis yang didasarkan pada penyesuaian modifikasi terhadap batang profil awal. Yaitu
dengan cara membuat pemotongan profil secara memanjang diagonal dengan geometry tertentu.
Kemudian, hasil percobaan tersebut diatas dicoba dilakukan pada balok dengan tumpuan sendi – rol
dan jepit – jepit.
3.1.2 Geometri Pemotongan
Pemotongan geometri batang profil dilakukan dengan bantuan program Auto Cad. Hal ini
bertujuan untuk memudahkan proses trial and error pemotongan geometrinya hingga ditemukannya
geometri potongan diagonal yang sesuai untuk digabungkan antara pemotongan batang profilnya.
Modifikasi penampang profil dilakukan dengan cara memotong secara zig-zag dengan kemiringan
tertentu sepanjang bentangnya. Untuk memodifikasi suatu profil WF menjadi balok tampang
membesar di tengah dengan badan terbuka, maka tetapkanlah terlebih dahulu tinggi awal pemotongan
(h) beserta sudut kemiringan arah memanjang bentangan (α). Sudut (α) didapat dari penentuan tinggi
awal pemotongan (h) di ujung batang profil dan dari tinggi pemotongan di pangkal batang (h’).
Penentuan tinggi awal pemotongan dilakukan dengan trial and error. Selain itu juga sekaligus tentukan
panjang potongan horizontal arah kemiringan memanjangnya (a) Langkah ini akan diilustrasikan
melalui gambar 3.1 sampai dengan gambar 3.4
Gambar 3.1 Geometri awal pola pemotongan
Pada gambar 3.1, langkah yang pertama dilakukan adalah memotong satu batang profil baja (L)
menjadi dua bagian sepanjang setengah bentang (1/2L). Batang profil baja sepanjang 1/2L terbagi
menjadi dua bagian, yaitu atas dan bawah (Gambar 3.2 & 3.3).

4. 4
Gambar 3.2 Hasil potongan profil bagian atas
Gambar 3.3 Hasil potongan profil bagian bawah
Kemudian dari masing – masing batang potongan tersebut pada bagian ujung batang ambil tinggi awal
pemotongan (h) diagonal memanjang dan berakhir di pangkal batang setinggi (h’), dari kemiringan
tersebut didapat sudut (α). Separuh bagian dibalik dan disambung kembali dengan bagian potongan
lainya dengan cara dilas (mutu las dianggap mampu menahan geser akibat sambungan modifikasi), di
mana ujung pendek bertemu dengan ujung pendek dan ujung panjang dipertemukan dengan ujung
panjang, sehingga terbentuk balok tampang membesar di tengah dengan badan terbuka (Open web
tapered beam).
Gambar 3.4 Hasil modifikasi profil setelah digabungkan
Gambar 3.5 Penggabungan modifikasi profil pada tumpuan sendi - rol
Gambar 3.6 Penggabungan modifikasi profil pada tumpuan jepit- jepit
Proses pemotongan memanjang ini diilustrasikan melalui program Auto Cad untuk mempermudah
proses trial and error.

5. 5
3.2 Langkah Penelitian
Seperti yang diuraikan sebelumnya, metode perencanaan yang digunakan adalah metode
LRFD, maka langkah-langkah analisis perencanaannya adalah sebagai berikut :
1. Data kasus struktur yang akan direncanakan profilnya, meliputi : panjang bentang
gelagar, mutu baja yang dipakai
2. Menghitung gaya dalam yang terjadi yang telah dikalikan dengan faktor reduksi
kekuatan akibat beban yang bekerja, tentunya beban-beban telah dikalikan dengan
faktor keamanan menurut peraturan dalam hal ini SNI
3. Menentukan penampang profil WF yang paling ekonomis setelah dikontrol
kekuatan, kekakuan serta stabilitasnya.
4. Modifikasi penampang profil WF
5. Kontrol profil hasil modifikasi (stabilitas, kekuatan dan kekakuan)
6. Menghitung kapasitas momen balok dengan profil hasil modifikasi
7. Menghitung peningkatan kapasitas momen lawan dari profil hasil modifikasi
dengan profil awal.
4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
Struktur yang ditinjau adalah struktur balok sederahana dengan tumpuan sendi – rol dan
tumpuan jepit – jepit yang pada masing – masing dicoba pada tiga tipe bentang, yaitu :
1) Bentang Pendek dengan Bentang 11 feet atau 132 inch
2) Bentang Menengah dengan Bentang 35 feet atau 120 inch
3) Bentang Panjang dengan Bentang 65 feet atau 780 inch
Kemudian dari tiga tipe bentang tersebut di atas penulis mencoba membandingkan kekuatan dan
kekakuan struktur dari perencanaan profil standard terhadap profil modifikasi. Profil yang digunakan
adalah W10x112 untuk bentang pendek, W18x97 untuk bentang menengah dan W27x336 untuk bentang
panjang.
4.1.1 Balok Tumpuan Sendi – Rol
Berikut ini perbandingan hasil perhitungan antara perencanaan dengan profil standar
dengan profil hasil modifikasi pada balok tumpuan sendi – rol pada tiga tipe bentang.

6. 6
Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Perhitungan Profil Standard W10x112 dengan Profil Modifikasi
pada Bagian Potongan pada Struktur Balok Bentang Pendek Tumpuan Sendi - Rol
Parameter Profil Standard
Bagian Perletakan
Bagian Tengah Bentang
W10x112 Tanpa Lubang (a) Berlubang (b) Tanpa Lubang (c) Berlubang (d)
Perbandingan_Satuan
Dimensi Properti
A inch2 32,900 31,738 25,418 33,731 21,752875
d inch 11,360 10,050 10,230 12,690 12,510
Ix inch4 716,000 534,554 1,078,232 921,867 3,128,636
Sx inch3 126,000 106,379 210,798 145,290 500,182
rx inch 4,660 4,104 6,513 5,228 11,993
Iy inch4 236,000 235,633 235,595 235,728 235,934
Sy inch3 45,300 45,249 45,242 45,267 45,307
ry inch 2,680 2,725 3,044 2,644 3,293
Zx inch3 147,000 125,324 118,601 168,534 144,159
Reaksi-reaksi
x (jarak tinjauan) inch 66,000 3,980 8,030 62,020 58,060
Qu kips/ft 1,277 1,277 1,277 1,277 1,277
Mu ft-kips 19,312 2,259 4,413 19,242 19,033
Vu kips 7,023 6,599 6,168 0,423 0,845
Kekuatan Struktur
Mn ft-kips 396,900 338,375 320,224 455,041 389,229
Vn kips 639,576 616,982 494,134 655,730 422,876
Tegangan
σizin ksi 21,600 21,600 21,600 21,600 21,600
τizin ksi 14,400 14,400 14,400 14,400 14,400
D izin inch 0,550 0,550 0,550 0,550 0,550
σmax ksi 1,839 0,255 0,251 1,589 0,457
τmax ksi 0,951 1,025 0,479 0,051 0,029
D qu inch 0,018 0,002 0,002 0,014 0,004
Tabel 4.2 Perbandingan Hasil Perhitungan Profil Standard W18x97 dengan Profil Modifikasi
pada Bagian Potongan pada Struktur Balok Bentang Menengah Tumpuan Sendi - Rol
Profil Standard
Bagian Perletakan Bagian Tengah Bentang
W18x97 Tanpa Lubang (i) Berlubang (ii) Tanpa Lubang (iii) Berlubang (iv)
Parameter
Perbandingan_Satuan
Dimensi Properti
A inch2 28,500 25,764 23,273 31,066 28,334
d inch 18,590 13,650 13,887 23,560 23,324
Ix inch4 1,750,000 868,371 887,899 2,960,353 2,879,385
Sx inch3 188,000 127,234 127,875 251,303 246,903
rx inch 7,820 5,806 6,177 9,762 10,081
Iy inch4 201,000 200,880 200,821 201,007 200,941
Sy inch3 36,100 36,048 36,038 36,071 36,059
ry inch 2,650 2,792 2,937 2,544 2,663
Zx inch3 211,000 142,889 138,837 283,686 275,114
Reaksi-reaksi
x (jarak tinjauan) inch 210,000 1,030 6,020 208,980 204,090
Qu kips/ft 1,259 1,259 1,259 1,259 1,259
Mu ft-kips 192,758 1,886 10,893 192,754 192,606
Vu kips 22,030 21,921 21,398 0,107 0,620
Kekuatan Struktur
Mn ft-kips 1,753,478 1,186,917 1,181,924 2,347,675 2,298,281
Vn kips 554,040 500,855 452,431 603,923 550,808
Tegangan
σizin ksi 21,600 21,600 21,600 21,600 21,600
τizin ksi 14,400 14,400 14,400 14,400 14,400
D izin inch 1,750 1,750 1,750 1,750 1,750
σmax ksi 12,304 0,178 1,022 9,204 9,361
τmax ksi 2,468 3,371 3,256 0,010 0,056
D qu inch 0,742 0,012 0,067 0,438 0,450

7. 7
Tabel 4.3 Perbandingan Hasil Perhitungan Profil Standard W27x336 dengan Profil Modifikasi
pada Bagian Potongan pada Struktur Balok Bentang Panjang Tumpuan Sendi - Rol
Profil Standard
Bagian Perletakan Bagian Tengah Bentang
W18x97 Tanpa Lubang (1) Berlubang (2) Tanpa Lubang (3) Berlubang (4)
Parameter
Perbandingan_Satuan
Dimensi Properti
A inch2 98,700 82,655 82,907 113,928 130,415
d inch 30,000 17,520 18,250 42,340 41,810
Ix inch4 14,500,000 4,108,427 3,126,056 32,300,531 11,287,879
Sx inch3 970,000 468,999 342,581 1,525,769 539,961
rx inch 12,100 7,050 6,140 16,838 9,303
Iy inch4 1,170,000 1,171,457 1,170,037 1,175,595 1,171,613
Sy inch3 161,000 161,080 160,885 161,649 161,102
ry inch 3,450 3,765 3,757 3,212 2,997
Zx inch3 1,130,000 558,306 567,955 1,778,102 1,628,238
Reaksi-reaksi
x (jarak tinjauan) inch 390,000 3,170 11,350 386,830 378,490
Qu kips/ft 1,546 1,546 1,546 1,546 1,546
Mu ft-kips 816,285 13,216 46,821 816,231 815,574
Vu kips 50,233 49,825 48,771 0,408 1,483
Kekuatan Struktur
Mn ft-kips 24,552,024 24,567,309 24,552,412 24,610,655 24,568,940
Vn kips 1,918,728 1,606,809 1,611,708 2,214,760 2,535,270
Tegangan
σizin ksi 21,600 21,600 21,600 21,600 21,600
τizin ksi 14,400 14,400 14,400 14,400 14,400
D izin inch 3,250 3,250 3,250 3,250 3,250
σmax ksi 10,098 0,338 1,640 6,420 18,125
τmax ksi 1,544 2,687 3,632 0,009 0,091
D qu inch 1,065 0,049 0,230 0,478 1,366
Dari tabel hasil perhitungan struktur tumpuan sendi – rol di atas dapat terlihat bahwasanya
peningkatan kapasitas momen terjadi peningkatan yang signifikan perbandingannya terhadap profil
standard adalah pada bagian potongan profil modifikasi bagian tengah bentang tanpa lubang pada
semua (tiga) tipe bentang. Sedangkan pertambahan tegangan dan defleksi terjadi perubahan yang
signifikan pada bagian tengah bentang yang berlubang pada semua (tiga) tipe bentang.
4.1.2 Balok Tumpuan Jepit – Jepit
Berikut ini perbandingan hasil perhitungan antara perencanaan dengan profil standar
dengan profil hasil modifikasi pada balok tumpuan jepit – jepit pada tiga tipe bentang.

8. 8
Tabel 4.4 Perbandingan Hasil Perhitungan Profil Standard W10x112 dengan Profil Modifikasi
pada Bagian Potongan pada Struktur Balok Bentang Pendek Tumpuan Jepit - Jepit
Parameter Profil Standard
Bagian Perletakan
Bagian Tengah Bentang
W10x112 Tanpa Lubang (c) Berlubang (d) Tanpa Lubang (a) Berlubang (b)
Perbandingan_Satuan
Dimensi Properti
A inch2 32,900 33,731 21,753 31,738 25,4184
d inch 11,360 12,690 12,510 10,050 10,230
Ix inch4 716,000 921,867 3,128,636 534,554 1,078,232
Sx inch3 126,000 145,290 500,182 106,379 210,798
rx inch 4,660 5,228 11,993 4,104 6,513
Iy inch4 236,000 235,728 235,934 235,633 235,595
Sy inch3 45,300 45,267 45,307 45,249 45,242
ry inch 2,680 2,644 3,293 2,725 3,044
Zx inch3 147,000 168,534 144,159 125,324 118,601
Reaksi-reaksi
x (jarak tinjauan) inch 66,000 3,980 7,940 62,020 57,970
Qu kips/ft 1,277 1,277 1,277 1,277 1,277
Mu ft-kips 12,875 2,259 4,367 19,242 19,026
Vu kips 7,023 6,599 6,178 0,423 0,854
Kekuatan Struktur
Mn ft-kips 396,900 455,041 389,229 338,375 320,224
Vn kips 639,576 655,730 422,876 616,982 494,134
Tegangan
σizin ksi 21,600 21,600 21,600 21,600 21,600
τizin ksi 14,400 14,400 14,400 14,400 14,400
D izin inch 0,550 0,550 0,550 0,550 0,550
σmax ksi 1,226 0,187 0,105 2,171 1,083
τmax ksi 0,951 0,799 0,214 0,066 0,066
D qu inch 0,004 0,001 0,001 0,024 0,012
Tabel 4.5 Perbandingan Hasil Perhitungan Profil Standard W18x97 dengan Profil Modifikasi
pada Bagian Potongan pada Struktur Balok Bentang Menengah Tumpuan Jepit - Jepit
Profil Standard
Bagian Perletakan Bagian Tengah Bentang
W18x97 Tanpa Lubang (iii) Berlubang (iv) Tanpa Lubang (i) Berlubang (ii)
Parameter
Perbandingan_Satuan
Dimensi Properti
A inch2 28,500 31,066 28,334 25,764 23,27319
d inch 18,590 23,560 23,324 13,650 13,887
Ix inch4 1,750,000 2,960,353 2,879,385 868,371 887,899
Sx inch3 188,000 251,303 246,903 127,234 127,875
rx inch 7,820 9,762 10,081 5,806 6,177
Iy inch4 201,000 201,007 200,941 200,880 200,821
Sy inch3 36,100 36,071 36,059 36,048 36,038
ry inch 2,650 2,544 2,663 2,792 2,937
Zx inch3 211,000 283,686 275,114 142,889 138,837
Reaksi-reaksi
x (jarak tinjauan) inch 210,000 1,020 5,910 208,970 203,980
Qu kips/ft 1,259 1,259 1,259 1,259 1,259
Mu ft-kips 128,505 1,868 10,697 192,754 192,600
Vu kips 22,030 21,923 21,410 0,108 0,632
Kekuatan Struktur
Mn ft-kips 1,753,318 2,347,461 2,298,070 1,186,808 1,181,815
Vn kips 554,040 603,923 550,808 500,855 452,431
Tegangan
σizin ksi 21,600 21,600 21,600 21,600 21,600
τizin ksi 14,400 14,400 14,400 14,400 14,400
D izin inch 1,750 1,750 1,750 1,750 1,750
σmax ksi 8,202 0,089 0,520 18,179 18,074
τmax ksi 2,468 1,963 1,932 0,017 0,096
D qu inch 0,148 0,003 0,020 1,494 1,460

9. 9
Tabel 4.6 Perbandingan Hasil Perhitungan Profil Standard W27x336 dengan Profil Modifikasi
pada Bagian Potongan pada Struktur Balok Bentang Panjang Tumpuan Jepit - Jepit
Profil Standard
Bagian Perletakan Bagian Tengah Bentang
W27x336 Tanpa Lubang (3) Berlubang (4) Tanpa Lubang (1) Berlubang (2)
Parameter
Perbandingan_Satuan
Dimensi Properti
A inch2 98,700 113,928 130,415 82,655 82,9068
d inch 30,000 42,340 41,810 17,520 18,250
Ix inch4 14,500,000 32,300,531 11,287,879 4,108,427 3,126,056
Sx inch3 970,000 1,525,769 539,961 468,999 342,581
rx inch 12,100 16,838 9,303 7,050 6,140
Iy inch4 1,170,000 1,175,595 1,171,613 1,171,457 1,170,037
Sy inch3 161,000 161,649 161,102 161,080 160,885
ry inch 3,450 3,212 2,997 3,765 3,757
Zx inch3 1,130,000 1,778,102 1,628,238 558,306 567,955
Reaksi-reaksi
x (jarak tinjauan) inch 390,000 3,170 11,510 386,830 378,650
Qu kips/ft 1,546 1,546 1,546 1,546 1,546
Mu ft-kips 544,190 13,216 47,471 816,231 815,594
Vu kips 50,233 49,825 48,750 0,408 1,462
Kekuatan Struktur
Mn ft-kips 24,555,412 24,614,051 24,572,330 24,570,699 24,555,800
Vn kips 1,918,728 2,214,760 2,535,270 1,606,809 1,611,708
Tegangan
σizin ksi 21,600 21,600 21,600 21,600 21,600
τizin ksi 14,400 14,400 14,400 14,400 14,400
D izin inch 3,250 3,250 3,250 3,250 3,250
σmax ksi 6,732 0,104 1,055 20,884 28,569
τmax ksi 1,544 1,088 2,992 0,022 0,109
D qu inch 0,213 0,006 0,065 3,756 4,932
Dari tabel hasil perhitungan struktur tumpuan jepit – jepit di atas dapat terlihat bahwasanya
peningkatan kapasitas momen terjadi peningkatan yang signifikan perbandingannya terhadap profil
standard adalah pada bagian potongan profil modifikasi bagian perletakan tanpa lubang pada semua
(tiga) tipe bentang. Sedangkan pertambahan tegangan dan defleksi sama dengan struktur tumpuan
sendi – rol, yaitu terjadi perubahan yang signifikan pada bagian tengah bentang yang berlubang pada
semua (tiga) tipe bentang.

10. 10
4.2 Pembahasan
4.2.1 Bentang Pendek
Profil balok awal perencanaan pada percobaan Bentang Pendek.
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok ini adalah :
Mn = 441 ft-kips
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok modifikasi pada bagian yang berlubang :
Mn = 432.48 ft-kips
Mn = -2% ft-kips (terjadi pengurangan akibat adanya lubang)
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok modifikasi pada bagian tanpa lubang :
Mn = 505.6 ft-kips
Mn = 15% ft-kips
Mn = 6% ft-kips
4.2.2 Bentang Menengah
W10x112
Peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi yang padanya terdapat lubang terhadap profil
balok awal perencanaan Bentang pendek adalah :
Peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi yang padanya tidak terdapat lubang terhadap
profil balok awal perencanaan Bentang pendek adalah :
Rata-rata nilai peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi terhadap profil balok awal
perencanaan Bentang pendek adalah :
Profil balok awal perencanaan pada percobaan Bentang Pendek.
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok ini adalah :
Mn = 3926.7 ft-kips
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok modifikasi pada bagian yang berlubang :
Mn = 5151.1 ft-kips
Mn = 31% ft-kips
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok modifikasi pada bagian tanpa lubang :
Mn = 5253.6 ft-kips
Mn = 34% ft-kips
Mn = 32% ft-kips
W18x97
Peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi yang padanya terdapat lubang terhadap profil
balok awal perencanaan Bentang pendek adalah :
Peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi yang padanya tidak terdapat lubang terhadap
profil balok awal perencanaan Bentang pendek adalah :
Rata-rata nilai peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi terhadap profil balok awal
perencanaan Bentang pendek adalah :

11. 11
4.2.3 Bentang Panjang
Profil balok awal perencanaan pada percobaan Bentang Pendek.
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok ini adalah :
Mn = 27280 ft-kips
W27x336
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok modifikasi pada bagian yang berlubang :
Mn = 27299 ft-kips
Peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi yang padanya terdapat lubang terhadap profil
balok awal perencanaan Bentang pendek adalah :
Mn = 0.07% ft-kips
Momen maksimum yang dapat ditahan oleh profil balok modifikasi pada bagian tanpa lubang :
Mn = 27345 ft-kips
Peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi yang padanya tidak terdapat lubang terhadap
profil balok awal perencanaan Bentang pendek adalah :
Mn = 0.24% ft-kips
Rata-rata nilai peningkatan kapasitas momen dari profil balok modifikasi terhadap profil balok awal
perencanaan Bentang pendek adalah :
Mn = 0.15% ft-kips
5. SIMPULAN DAN SARAN
Tugas akhir ini membahas tentang perencanaan balok sederhana dengan profil baja WF yang
dimodifikasi dalam rangka menambah kapasitas momen. Dari hasil percobaan dengan cara membuat 3
(tiga) contoh tipe bentang balok, maka didapatkan hasil sesuai dengan analisa perhitungan
perencanaan.
5.1 Simpulan
Dengan memodifikasi penampang melintang dan memanjang profil WF dengan cara
memotongnya sedemikian rupa yang disesuaikan dengan kebutuhan kapasitas momen pada sepanjang
bentang balok, maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
a. Peningkatan kapasitas momen yang signifikan pada struktur balok tumpuan sendi – rol terjadi
pada potongan profil modifikasi bagian tengah bentang tanpa lubang, sedangkan pada struktur
balok tumpuan jepit – jepit terjadi pada potongan profil modifikasi bagian perletakan tanpa
lubang
b. Tegangan dan defleksi bertambah signifikan pada bagian tengah bentang yang berlubang, baik
pada struktur balok tumpuan sendi – rol maupun tumpuan jepit - jepit
c. Dengan menambah tinggi penampang profil pada bagian bentang balok yang padanya terjadi
momen besar, dengan adanya lubang pada balok bentang pendek terjadi pengurangan
kapasitas momen sebesar 2%, sedangkan pada balok bentang menengah terjadi penambahan
kapasitas momen sebesar 31%, sementara itu, pada balok bentang panjang tidak terlalu
berpengaruh, hanya bertambah 0,07% terhadap balok awal perencanaan.
d. Pada penampang profil yang dimodifikasi yang padanya tidak terdapat lubang pemotongan
hasil modifikasi, kapasitas momen juga berubah. Pada balok bentang pendek terjadi
penambahan kapasitas momen sebesar 15%, sedangkan pada balok bentang menengah terjadi
penambahan kapasitas momen sebesar 34%, sementara itu, pada balok bentang panjang tidak
terlalu berpengaruh karena bertambah kemampuannya sebesar 0,24%.

12. e. Dari perhitungan peningkatan kapasitas momen tersebut diambil rata-rata peningkatan
kapasitas momen tiap tipe bentangnya. Pada bentang pendek terjadi penambahan kapasitas
momen sebesar 6%, pada bentang menengah sebesar 32%, sedangkan pada bentang panjang
tidak bertambah banyak atau sebesar 0,15%
f. Meskipun pada hasil modifikasi profil terdapat lubang pada bagian web, hal tersebut tidak
terlalu berpengaruh untuk mengurangi kapasitas momen rencana dari profil, hal ini
dikarenakan momen yang terjadi sangat berpengaruh terhadap bagian flange.
g. Kapasitas gaya geser dari profil hasil modifikasi yang pada bagian web nya berlubang menjadi
berkurang. Hal ini menunjukkan bahwasanya gaya geser yang terjadi pada balok sangat
berpengaruh terhadap bagian web.
h. Hasil modifikasi profil pada tumpuan sendi – rol, apabila dibalik posisi penyambungannya
(badan membesar di daerah tengah bentang menjadi di daerah perletakan) tidak bisa di
aplikasikan untuk tumpuan jepit – jepit untuk bentang panjang karena struktur melebihi
defleksi izin dan tegangan lentur izin. Sedangkan untuk bentang pendek dan menengah bisa
diaplikasikan.
12
5.2 Saran
Dari hasil penelitian terbukti bahwa dengan memodifikasi penampang profil ternyata dapat
menambah kapasitas momennya. Namun, dalam teknis modifikasi penampang profil yang
direncanakan, perlu diteliti lebih lanjut. Hal-hal yang membutuhkan penelitian perhitungan lebih lanjut
tersebut adalah sebagai berikut :
a. Dalam teknis pemotongan geometri penampang balok yang dimodifikasi, diperlukan
penyambungan dengan las. Mutu las bermacam-macam tergantung dengan kebutuhan. Karena
dalam tugas akhir ini mutu las telah dianggap mampu dan tidak berpengaruh dalam
sambungan profil modifikasi, maka diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan
antara mutu las sambungan dengan kekuatan balok hasil modifikasi terhadap beban yang
bekerja
b. Dari sampel yang diberikan dalam metodologi penelitan tugas akhir ini, diberikan balok
sederhana sebagai contoh kasus. Maka akan lebih menarik lagi jika dilakukan penelitian lebih
lanjut mengenai perlakuan profil balok hasil modifikasi bila terjadi pada struktur balok
menerus atau portal.
c. Dikarenakan modifikasi penampang baja pada penelitian ini hanya meninjau dari segi
kekuatan struktur, maka perlu diteliti lebih lanjut untuk dilaksanakan trial di laboratorium atau
pelaksanaan di lapangan guna mendapatkan penelitian dari segi metode pelaksanaan yang
mengarah pada biaya produksi profil hasil modifikasi.
DAFTAR PUSTAKA
American Institute of Steel Construction. 1994. Manual of Steel Construction Load and Resistance
Factor Design, Second Edition, AISC, USA.
Ariestadi, Dian. 2008. Teknik Struktur Bangunan, Jilid III, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah
Kejuruan, Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum. 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung,
Jakarta.
McKenzie, W.M.C. Examples in Structural Analysis, Taylor and Francis Group, London and New
York.

13. Marhiyanto, Bambang. 2007. Kamus Teknik Lengkap Cetakan I, PT Serba Jaya, Surabaya.
Salmon, Charles G. Dan John E. Johnson, 1992. Struktur Baja Desain dan Perilaku dengan penekanan
pada Load and Resistance Factor Design, Edisi Ketiga, Jilid I, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Spiegel, Leonard P.E. dan F Limbrunner, George, P.E., 1991, Desain Baja Struktural Terapan, PT.
Eresco, Bandung.
Sumargo. 2006. Konsep Perancangan Struktur Baja – ASD dan LRFD, Bandung.
Zainuri, Ach. Muhib, ST, MT. 2008. Kekuatan Bahan, Andi, Yogyakarta
Zuhri, Syaifuddin. 2011. Sistim Struktur Pada Bangunan Bertingkat, Edisi Pertama, Cetakan Pertama,
Yayasan Humaniora, Klaten.
13