View
127
Download
62
Category
Preview:
DESCRIPTION
baja
Citation preview
Struktur Baja IIJembatan Komposit
Kamis, 23 Desember 2010Dr. Ir. Mochammad Afifuddin, M.EngJurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik UNIVERSITAS SYIAH KUALA
Bahan Kuliah Struktur Baja II 2
Bertahun-tahun beton bertulang yang terletak di atas gelagar baja dipakai tanpa memperhitungkan pengaruh dari struktur komposit.
Pada tahun-tahun belakangan ini, hasil penelitian menunjukkan bahwa beton bertulang dan gelagar baja yang digabungkan bersama-sama merupakan satu kesatuan dalam menahan geseran horizontal.
Daya tahan gabungan ini dapat diperoleh dengan mengelas shear connector (penyambung geser) pada gelagar atau dengan memberikan lapisan pelindung beton pada gelagar.
Pendahuluan
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 3
AISCS juga mengakui adanya penambahan ini dengan memberikan nilai tegangan lentur izin sebesar 0,76 Fy tanpa memperhitungkan pengaruh dari beton (AISCS 1.11.2)
Kedua material tersebut dimanfaatkan sampai mencapai kapasitas penuhnya, dengan beton menahan tekanan dan gelagar baja menahan hampir semua tarikan.
Penampang komposit mempunyai kekakuan yang lebih besar dibandingkan dengan penampang beton dan gelagar baja yang bekerja sendiri-sendiri.
Apabila ada bagian dari beton yang menahan tarik, maka bagian tersebut dianggap tidak ada dan diabaikan dalam perhitungan.
Pendahuluan
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 4
Lebar Efektif
AISC menentukan lebar dari lempeng beton yang turut aktif dalam aksi komposit seperti gambar di atas.
Besarnya lebar flens efektif maksimum tidak boleh melampaui:
1. Seperempat dari panjang bentang gelagar2. Setengah dari jarak bersih ke gelagar berikutnya yang
terdapat pada dua sisi ditambah bf3. Enam belas kali tebal lempeng t ditambah bf,
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 5
Lebar Efektif
Apabila lempeng beton hanya terdapat pada satu sisi dari gelagar, maka lebar aktif maksimum b tidak boleh melampaui:
1. Seperduabelas dari panjang bentang gelagar L.2. Setengah dari jarak bersih ke gelagar berikutnya
tambah bf.3. Enam belas kali tebal lempeng t ditambah bf,
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 6
Contoh Soal 1:Tentukan lebar efektif b untuk gelagar sebelah dalam dan gelagar tepi seperti terlihat pada gambar apabila diketahui panjang bentang L=42 ft, 0 in; tebal lempeng beton t=5.5 in dan jarak dari pusat ke pusat gelagar yang terdiri dari profil W 18 x 35 adalah 8 ft, 0 in.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 7
Penyelesaian:
Untuk profil W 18 x 35, bf= 6 in.Jarak bersih gelagar = (8 ft x 12 in/ft)-6 ft= 90
in.Untuk gelagar sebelah dalam,1. b≤1/4 =(42ftx12in./ft)/4= 126 in.2. b≤(1/2 jarak bersih)x2 + bf=2(90 in/2) + 6
in.=96 in3. b≤(8t) x 2 + bf= 2(8x5,5in.) + 6 in. = 94 in.Harga b minimum yang dipakai adalah b=94 in.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 8
Penyelesaian (lanjutan):
Untuk gelagar tepi,1. b≤1/12 =(42ftx12in./ft)/12= 42 in.2. b≤(1/2 jarak bersih)x2 + bf=(90 in/2) +
6 in.=51 in3. b≤(6t) + bf= (6x5,5in.) + 6 in. = 39 in.Harga b minimum yang dipakai adalah
b=39 in.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 9
Contoh Soal 2:Kerjakan kembali contoh soal no: 1, dengan menggunakan profil W 12 x 65 untuk gelagar.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 1004/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 11
Perhitungan Tegangan
Tegangan-tegangan pada penampang komposit biasanya dihitung dengan menggunakan metode tranformasi luas, di sini salah satu dari luas material yang dipakai di transformasikan menjadi luas yang ekivalen terhadap luas material lainnya.
Biasanya luas efektif beton yang ada ditranformasikan menjadi luas baja yang ekivalen. Dengan menganggap bahwa pada jarak yang sama dari sumbu netral besarnya regangan yang terjadi pada kedua material adalah sama, maka besarnya unit tegangan pada salah satu material adalah sama dengan perkalian antara regangan yang terjadi dengan modulus elastisitasnya.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 12
Perhitungan Tegangan (lanjutan): Unit tegangan baja dengan demikian
bisa dinyatakan sebagai Es/Ec dikalikan dengan unit tegangan beton.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 13
Dengan memisahkan perbandingan Es/Ec
sebagai perbandingan modulus n, gaya yang ditahan oleh beton seluas 1 in2 adalah setara dengan gaya yang ditahan oleh baja seluas 1/n in2. Dengan demikian luas efektif beton (Ac=bef x t), bisa digantikan dengan luas transformasi (Atransformasi= Ac/n).
Setelah letak sumbu netral dari penampang transformasi ditentukan, kemudian momen inersianya Itr bisa dihitung. Tegangan lentur maksimum untuk baja bisa dinyatakan dengan persamaan:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 14
Dimana:fbs= tegangan lentur maksimumM= momen lenturytr=jarak dari sumbu netral ke serat baja terjauhItr= momen inersia penampang transformasi.
Tegangan lentur maksimum untuk beton dapat dinyatakan dengan persamaan:
catas adalah jarak dari sumbu netral ke serat beton terjauh, dan n perbandingan modulus.04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 15
Persamaan di atas kadang-kadang dipakai untuk menunjukkan tahanan momen transformasi dari gelagar. Untuk konstruksi yang tidak disangga, karena penampang baja harus dapat menahan beban mati, tegangan lentur untuk baja dinyatakan oleh:
dimana:MD : momen yang hanya disebabkan oleh beban matic : jarak sumbu netral profil baja sendiri ke serat penampang baja yang terjauh.Is : momen inersia total dari baja04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 16
Contoh soal 3:Untuk contoh 1, tentukan penampang transformasi dari beton apabila Ebaja = 29 x 106 psi dan
Ebeton = 2,9 x 106 psi.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 1704/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 18
Contoh Soal 4:Untuk kasus seperti gambar berikut, tentukan ytr, Itr, ftr bawah, ftr atas, dan ftr beton, apabila M= 160 ft.k. Pakai profil W 18 x 35 dengan b= 70 in., t=4 in, dan n=10
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 19
Penyelesaian:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 20
Penyelesaian (lanjutan):
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 21
Contoh Soal 5:Untuk kasus seperti gambar berikut, tentukan ytr, Itr, ftr bawah, ftr atas, dan ftr beton, apabila M= 560 ft.k, Atr= 44 in2, t= 5 in, btr= 8,8 in. dan n=10
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 22
Penyelesaian:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 23
Penyelesaian (lanjutan):
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 2404/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 25
Contoh Soal 6:Tentukan kapasitas momen tahan dari penampang komposit seperti yang terlihat pada gambar berikut ini. Anggap baja yang dipakai adalah dari jenis A.36, f’c= 3000 psi, n= 9, Itr= 8636 in4, ytr=17,99 in.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 26
Penyelesaian:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 27
Penyelesaian (lanjutan):
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 28
Contoh Soal 7:Dengan menganggap tidak ada penyangga yang akan dipakai, tentukan kapasitas momen beban mati dari penampang komposit pada contoh soal 5.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 29
Penyelesaian:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 30
Penyelesaian (lanjutan):
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 31
Penyelesaian (lanjutan):
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 32
SHEAR CONNECTOR
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 3304/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 3404/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 3504/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 36
Contoh Soal 8:
Tentukan jumlah kancing berdiameter 7/8 in yang dibutuhkan apabila f’c = 3000 psi dan Fy= 36 ksi adalah harga-harga yang dipakai untuk gelagar sebelah dalam pada contoh (1) dan (2).
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 37
Penyelesaian:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 38
Penyelesaian (lanjutan) :
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 39
Contoh Soal 9:Tentukan jumlah kanal berukuran 4 in yang diperlukan untuk menyalurkan gaya geser apabila untuk penampang komposit seperti pada gambar f’c=3,0 ksi dan Fy = 36 ksi. Anggap panjang tiap kanal adalah 3 in.
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 40
Penyelesaian:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 41
Contoh Soal 10:
04/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 4204/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 4304/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 4404/21/23
Bahan Kuliah Struktur Baja II 4504/21/23
Recommended