Dua batang profil identik bisa memberi hasil yang jauh berbeda. Satu berdiri tegak dan kokoh, satunya rebah lalu melendut dalam hitungan bulan. Momen inersia baja menjelaskan kenapa selisihnya bisa sebesar itu. Materialnya sama, beratnya sama, cuma arah pasangnya beda.
Kesalahan ini jarang kelihatan saat pemasangan. Lendutan baru muncul setelah beban penuh bekerja beberapa waktu. Karakter profil seperti pembahasan pada Besi WF baru berguna kalau arah pasangnya benar.
Momen Inersia Baja Mengukur Sebaran Material
Tinggi Penampang Berpangkat Tiga
Nilai ini mengukur seberapa jauh material menyebar dari sumbu lentur. Makin jauh material dari sumbu netral, makin besar sumbangannya. Untuk penampang persegi, rumusnya memakai lebar kali tinggi pangkat tiga per dua belas.
Pangkat tiga pada tinggi itulah kuncinya. Menambah tinggi sedikit memberi lompatan besar, sedangkan menambah lebar cuma menaikkan angkanya secara linear.
Contoh Pelat Strip 50 x 100
Ambil pelat strip berukuran 50 x 100 milimeter. Pasang tegak, nilainya sekitar 4,17 juta milimeter pangkat empat. Putar jadi rebah, angkanya turun ke sekitar 1,04 juta.
Selisihnya empat kali lipat, cuma karena batang berputar 90 derajat. Baja yang sama, berat yang sama, hasil yang jauh berbeda.
Selisih Sumbu Kuat dan Lemah
Tabel Nilai Ix dan Iy
|
Profil |
Sumbu Kuat (cm?) |
Sumbu Lemah (cm?) |
Rasio |
|
WF 150 × 75 |
666 |
49 |
±14 kali |
|
WF 200 × 100 |
1.840 |
134 |
±14 kali |
|
WF 250 × 125 |
4.050 |
294 |
±14 kali |
|
WF 200 × 200 |
4.720 |
1.600 |
±3 kali |
Tiga baris pertama menunjukkan pola yang konsisten. Profil berflange sempit memang lahir untuk memikul lentur satu arah saja. Memasangnya rebah memangkas kapasitas sampai sekitar sepertujuh belas bagian, bukan setengah.
Baris terakhir menjelaskan kenapa profil berflange lebar jadi pilihan untuk kolom. Selisih antar sumbunya kecil, jadi perilakunya lebih seimbang ke segala arah.
Momen Inersia Baja Menentukan Lendutan
Rumus Lendutan Berbanding Terbalik
Momen inersia baja juga menentukan seberapa besar balok melendut. Lendutan berbanding terbalik dengan nilainya. Artinya profil dengan nilai sepertujuh belas bakal melendut sekitar tujuh belas kali lebih besar. Beban yang sama, bentang yang sama, tetapi lantainya terasa bergoyang.
Pada mezanin, gejalanya muncul sebagai getaran saat orang berjalan. Menambah pengaku jarang menolong, karena masalahnya ada di orientasi penampang.
Menambah Tinggi Lebih Efektif
Material di dekat sumbu netral hampir tidak bekerja. Karena itu menambah pelat di flange jauh lebih efektif daripada menebalkan web. Biaya materialnya mirip, hasilnya beda jauh.
Kalau tinggi profil terbatas oleh plafon, pilih profil dengan flange lebih tebal. Jangan menambal dengan pelat di bagian tengah yang sumbangannya kecil.
Kesalahan Pasang yang Sering Terjadi
Gording Rebah dan Trekstang Hilang
Momen inersia baja gampang terabaikan pada pekerjaan atap. Gording jadi kasus paling umum. Beban atap miring pecah jadi dua komponen, tegak lurus dan sejajar bidang atap. Komponen sejajar bekerja di sumbu lemah, dan di situlah lendutan mulai kelihatan.
Trekstang antar gording memperpendek bentang pada arah lemah itu. Melepasnya demi hemat biaya sering berakhir pada atap bergelombang.
Balok Mezanin Rebah demi Lantai
Kasus kedua muncul saat tukang memasang balok rebah supaya pelat lantai gampang duduk. Hasilnya lantai bergetar meski beban masih di bawah rencana.
Beberapa kebiasaan lain yang perlu Anda hindari:
• Menilai kekuatan profil cuma dari berat per meter.
• Memasang CNP tunggal sebagai kolom tanpa penggandaan.
• Melupakan arah beban angin pada rangka dinding.
• Menyamakan profil sewaan dengan gambar tanpa mengukur ulang.
Section Modulus dan Radius Girasi
Beda Kekuatan dan Kekakuan
Momen inersia baja mengurus kekakuan, yaitu seberapa besar lendutannya. Section modulus mengurus kekuatan, yaitu tegangan maksimum yang penampang sanggup tahan. Keduanya berasal dari geometri yang sama, tetapi menjawab pertanyaan berbeda.
Gambar kerja biasanya menyebut keduanya. Periksa dua angka itu sebelum mengganti profil dengan ukuran lain yang kebetulan tersedia di gudang.
Kaitan dengan Tekuk Kolom
Radius girasi lahir dari akar perbandingan momen inersia terhadap luas. Angka itu menentukan ketahanan kolom terhadap tekuk. Kolom dengan luas besar tetap rawan kalau sumbu lemahnya tidak ada yang menahan.
Profil CNP punya masalah tambahan. Penampangnya bersimetri tunggal dengan pusat geser di luar badan. Kondisi itu bikin CNP gampang berpuntir saat memikul tekan. Menggandeng dua besi cnp jadi bentuk kotak jauh lebih aman untuk kolom. Pilih besi cnp dengan tebal aktual sesuai gambar supaya hitungannya tidak meleset.
Memeriksa Momen Inersia Baja Sebelum Las
Urutan pemeriksaan yang bisa Anda jalankan di lapangan:
1. Tentukan arah beban utama sebelum menurunkan batang dari truk.
2. Pastikan sisi tinggi profil searah dengan beban itu.
3. Cek apakah ada komponen beban di arah lain yang terlewat.
4. Pasang trekstang atau bracing kalau sumbu lemah ikut memikul.
5. Cocokkan ukuran batang dengan tabel profil, bukan dengan perkiraan mata.
6. Catat orientasinya di gambar kerja supaya tidak berubah saat perbaikan.
Penelitian numerik dalam jurnal Fakultas Teknik Universitas Riau menguji hal serupa. Hasilnya menegaskan selisih mencolok antara kuat lentur sumbu kuat dan sumbu lemah profil kanal.
Ringkasnya, momen inersia baja adalah sifat geometri, bukan sifat bahan. Mutu baja yang lebih tinggi tidak memperbaiki orientasi yang salah. Selisih antar sumbu pada WF bisa mencapai empat belas kali. Arah pasang karena itu layak Anda periksa seserius ukuran profilnya.
CV Sentral Besi Pratama Putra membantu pelanggan mencocokkan ukuran profil dengan kebutuhan beban sebelum pengiriman. Sebagai distributor besi baja, kami menaruh perhatian pada dimensi dan tebal aktual batang. Hitungan di gambar jadi tetap berlaku saat pemasangan. Baik Anda kontraktor, tukang las, maupun pemilik proyek, biasakan cek arah pasang. Kebiasaan murah ini punya dampak paling besar.
Pertanyaan Seputar Profil Baja
1. Kenapa WF sebaiknya tidak rebah saat jadi balok?
Karena momen inersia sumbu lemahnya jauh lebih kecil, jadi lendutannya melonjak tajam.
2. Apakah menebalkan web sepadan dengan menambah tinggi?
Tidak sepadan, sebab material dekat sumbu netral menyumbang sangat sedikit pada kekakuan.
3. Boleh pakai CNP sebagai kolom?
Boleh untuk beban ringan, tetapi tanyakan dulu ke distributor besi baja soal opsi menggandeng dua batang.