Baja Batang Tekan

  • View
    408

  • Download
    8

Embed Size (px)

Transcript

Batang TekanTUJUAN PEMBELAJARAN Sesudah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan dapat:

. .

Memahami kondisi-kondisi dalam merencanakan suatu komponen struktur tekan

Memahami pengaruh tegangan sisa, panjang tekuk dan tekuk lokal

dala-m

.

il:i:l:il:T,|ifffitJilT:i,li.,:11.,g

untuk memikur beban tekan aksiar

Pokok-pokok Pembahasan Bab

4.1 Pendahuluan 4.2 Batang Tekan 4.3 Kekuatan Kolom 4.4 Pengaruh Tegangan Sisa 4.5 Kurva Kekuatan Kolom Akibat Tegangan Sisa 4.6 Thhanan Tekan Nominal 4.7 Panjang Tekuk 4.8 Masalah Tekuk Lokal 4.9 Komponen Struktur Tekan Tbrsusun4.10 Tekul Torri dan Gkuk Lentur Torsi

4.1

PENDAHULUANDalam bab ini akan dibahas mengenai komponen-komponen struktur yang mengalami gaya aksial tekan. Batang-batang tekan yang banyak dijumpai yaitu kolom dan batangbatang tekan dalam struktur rangka batang. Komponen struktur tekan dapat terdiri dari profil tunggal atau profil tersusun yang digabung dengan menggunakan pelat kopel. Syarat kestabilan dalam mendisain komponen struktur tekan sangat perlu diperhatikan, mengingat adanya bahaya tekuk (buckling) pada komponen-komponen tekanyang langsing.

4.2

TEKUK ELASTIK EULERTeori tekuk kolom pertama kali diperkenalkan oleh Leonhard Euler di tahun 1744. Komponen struktur yang dibebani secara konsentris, di mana seluruh serat bahan masih dalam kondisi elastik hingga terjadinya tekuk, perlahan-lahan melengkung. Perhatikan Gambar4.1.

;-F

l-*-aGambar 4.1 Kolom Euler

yr)

:UIII -resBPreq uB>lnluJlrP redep tuolol uP1En131 EIEru 'rqnuadrP sEtE rp rsurnsB-rsurnsE EIrg

rntual rpef:ar etuelrs 'Suedueuad eped ;nund epep(.toaqt

>lE]

.L

uoutagf.ay /prus) Jnr>l uetnpual rrort elun>leyraq 'g uendunt ISIpuoI 'S

rtsed e:e:as

utlnluallpUEP

snJELI

rntuegrr

Suereq e33urq 'Suudueuad re-raq

s'eusudSuedueuad qnrnyas rptsruES

snrnr,:':il"ff#'1,"]

lrtn

eped e(-ra1aq

ueqaq

.V

.2

JBq

Suel uelat ue8ue8ar-ue8ue8ar ue8unqng E^rn>l 'I :tnlrreq re8eq

tUei

-tu(

-as uedeSSue-uede88ue rqnuaueu snJer1 'ra1ng ueeues;ad rqnuruaru Suel leapr tuolo)

lAlO-lOY

NVIVflY3Y

E

rUEI-.lad

'snselrur >ln>ler ttsqDIR rpefrar lelueq qrqal tuolo>l ueqntun:a1 'eluue>IE

-ueerelual rpe4 'Suedueuad r{nlllas eped qala1 rpefrai>ln>lar rpef-rar ue>IE '.lr]r>l qrqey

Suel I IBIIu >lntull '(Ot t .

0Z > I relru elrq uEC 'sr]selaur

rpe(rar urlSuntu elueq ralng uete>lapua4 'eluue8uap rcnses

y) -rcsaq dnln: Suel 1 rclru EIrq let ualnlelrp Suel ueeqorrad

IJEP

-ueegorrrd r.lep Irseq

EUarE>l

uresrp tuelep ue>lreqerp

eluunrun

eped rayng uere>lrpurd

-BuIruB

8'y

.(t17) _'v _!,r = =J

1J

2

:rpefrar Suel ue>1ar ue8ue8ar ueq

/'h

,,7

J _ E'st N) I

u

:qaloradrp'(runrururru Suel r8raua te18un uolrrequeru d e88urq ueDlruapas uelderarlp9'V = 11 ue8uap '.9'7 rrep nEtV

If,J 7- )L',N--7) -=-=\,=

Suel g

-I)

:qayo-radrp e33urqa5 '("'e'Z'I = A1) 2t'N = TX eiles'ueqaq EpB >let nreraq (ueutlSunual e8n epe q'g', rrep rsnlos '.uetnpuel EpE IEI nrereq Suel g = V

q'9'r/e'9'r/

TXutsY=0 Ietu

'If/cI = 2[

r{eqn8uaru ue8uaq

urul

o=rf*{ [rp " ,I:uEtsuo>l uersSeo>l

ue8uap enp epro Jeaurl IErsuereJrp ueeues:ad nrens qaloradlp

Z',

Ltep

Vl

Vep eS8urqag

Z'':8,^

qeq ru8ur8uau ue8uaq

ru ,x? (iW-- = ,{ t@)['a=

r'7Suel-rapun>les

@)w:eluresaq

Jntual ueuou.r Inqun e>Ieru 'lnqJsret Suureq ulu.rntualra] tEqD[V

t9 ltotoy Nvlvnyfy t'v

52

BAB

4

BATANG TEKAN

p = 'tE, A = Y' .A i f 'r (Llr)'dengan:

4.9

E, A..

= tangen Modulus Elatisitas ada tegangan P,,/Ar = luas kotor penampang batang kf,/, = rasio kelanirirgr., efe-ktif b = faktor panjang efektif L = panjang batang

r

= jari-jart

girasi

Komponen tekan yarlg panjang akan mengalami keruntuhan elastik, sedangkan ko*por.n tekan yang cukup pendek dapat dibebani hingga leleh atau bahkan hinggamemasuki daerah penguaran regangan. Namun, dalam kebanyakan kasus keruntuhan tekuk terjadi setelah sebagiar-r dari penampang melintang batang mengalami leleh. Kejadian ini dinamakan tekuk inelastik

4.4

PENGARUH TEGANGAN SISATegangan sisa (residual stress) adalah tegangan yang masih tinggal dalam suatlr komponen struktur yang dapat diakibatkan oleh beberapa hal seperti l. proses pendinginan yang tak merara akibat proses gilas panas

2. 3. 4.

pengerjaan dingin pembuatan lubang atau pemotongan saat fabrikasiproses pengelasan

Pada umumnya regangan sisa banyak dihasilkan akibat proses 1 dan 3. Besarnya regangan sisa tak tergantung pada kuat leleh bahau, namun bergantung pada dimensi dal konfigurasi penampang, karena faktor-faktor tersebut mempengaruhi kecepatan pendinginan. Profil \S7F atau profil H setelah dibentuk melalui proses gilas panas, maka b"gi",, sayap menjadi lebih tebal clari bagian badannya, mendingin lebih lambat daripada b"gi", badan. Bagian ujung sayap mempunyai daerah sentuh der:rgan udara yang lebih l.ra, ,1ib",-,dingkan daerah pertemuannya dengar-r badan. Konsekuensinya, tegangan tekan sisa terjadi pada ujung sayap dan pada daerah tengah dari badan. Sedangkan tegangan sisa tarik terjadi pada daerah Pertemuan antara sayaP dan badan.

4.5

KURVA KEKUATAN KOLOM AKIBAT TEGANGAN SISAAkibat pengaruh regangan sisa, kurva tegangan regangan seperti diperlihatkan pada Gambar4.2.P/A P/A

IPy/AlIi

akibat tegangansisa

leleh inelastlk elastikEt (b)

Pr/,

zl',:ue8un>13uelr>l

I _,,I-orre[-rre( E.uqeq .>loleq uernrual r]ort i-:\.-

ll'tZ

Wr*''E'eie@@gGJE.g) = (uaruoru

-

Wr*''g

;l = I\-

:Suedrueuad qn:n1as eprd r::,

0t',

ua7ual(san7)@a7uu7a4

= h.pr).,.,JE()

:rlplEpe TEJJS nlES eped ue8ueSat rrep JntuJI uaurour rsnqrJluol

mtua'l rEqllv 1o5 ueSueSau nqurns urp x 1i::rlas lrras uprd uu3uu8al L-.t Jpqtupr

I

ESI

UE

e'14 = ue6uee a.

LII( tsP'

err

1ou ueOueOal ue6uep

nquns

J

.U:ISU

i__,OLL

vlt

'rnlual r{rlo ue>ltBql]EIP Suel 1ou ue8ue8a; ue8uap nquns rrep x lere(as Suedueuad eped teras nles uelnerlrrd 'esrs ue8ue8ar qalo ue>ItEqDIErp Suel lerne qalal rrrp 1a3a uel8unrrgradrueu {ntullesrq ur8ur8al. qn,ru8ua4

2.,

JBqruEr)UEI

020

lul>lnl

t-I

eBfUE)

)rlselo

1: r1

lrlseleur

/1!=

6',

";i qalal

L{eJAep

t9

t/\otoy Nvlvnyfy vnuny

9v

54

BAB

4

BATANG TEKAN

M a--R =-E,.I1

4.r3

Sehingga:

E,.IL

Me1

- IE,'*'dA

4.t44.r5tpp)

,t

Orz)G) 90'ze = :----------:(000002 ) -J

7.4

EUEESI

-J:DIEru

3u

'Jr =.t-

e>[r]el UEC,4

(z {trlr)

LZ'6E =7'21

EPt

,("r

I t.1)e

,,rJ

rrL

(t

,t-tl7'l) I I)l-v,(q)(lt)(zr

f 'Jz

9=

r

,Q

tDz

r'I> "l

Jztq)3un(n

M=7,t

:e88urqas

tEqIIEraq Suel

'qaya1

ruep8uau rBlnu

ue>IE sueg

ele? uf:a1aq elrgJ

(r ,tpp)

ZLO'III =

-Y ' =

nEtE

-7.21',r

g _ ,1 _ ,(il|rt)Gr tiz _ r r tG t il ,Q t il(rt)Gr tDz -

,I

:e88urqas '(7 = i eua:e1) E = lT ue>lllseg8ur* 9I'7 = 'g eSSulqas .lltseya qrseu Suedrueuad qn.rnlas

ueeruus.rad re8ur8uatu nEtB

6r't

,Eltf > V/d =

''l

ueqaq e(ra1aq reeg

=J8r't-

;;E--ffiryHr-;--_-_]uetreqerp

Ll'tZ

/,i

ll ll

9r'v

ii

,tl9l't/I/l'rZ

w'l I *'l("v -v) = ,1:lpefuau e[:a1 ueqaqE>letu

'rlrlel ruep8uau Suudtueuad r:ep

rrer8eqas r1eleras

v.o=w.oi=rI:ue8uap uelrsardslarp efralaq Suel ueqaq 'llEI euerrad lue,{ ,{a qalay ue8ueBar eluledrc -rar e33urg 'eLLIBS t{EIepB LIRqeq leras den tuelpp Inqun Suel ue8ue8ar tenl ueqaq teqply,t'17

:flv/Nvf99

y\totoy Nvlvnyly

vnuny 9',

56

BAB

4

BATANG TEKAN

Dan bila tak ada pengaruh tegangan sisa, akan diperoleh

k.L

rf",

=) I

=^@z4o -!

-90,69

(titik 4)

r4

tr

l'.111,072

Ikurva Euler

32,06 39,27

90,69

7^= 7

^

4.6

TAHANAN TEKAN NOMINALSuatu komponen struktur yang mengalami gaya tekan konsentris, akibat beban terfaktor Nu, menurut SNI 03-1729'2002, pasal 9.1 harus memenuhi:

N,,

. Q,..N,, Q,N,, N,,= 0,85 = beban terfaktor = kuat tekan nominal komponen struktur = A,;f,,

4.20

Dengan:

Tegangan kritis untuk daerah elastik, dituliskan sebagai:

f,, _ trtE _

I

f, ^'f, l') =l r "!

4.21

sehinsea ae

^El/,struktur tekan dihitung sebagai berikut:

4.22

Daya dukung nominalN ,,

-- Ar.f,, =

nr.L

4.23

.L------

G00Z-6ZLt-0 INS [-9._ rEqLLn,) ur)r]t)lr.r(l rsrplro\ rdr.raq;g Inlrrn In1e.l_ Euuluu.l S., JBqruB{)

.Z',

seqoq 6unlnA

rseloJ eduel

loJ

*

rpuas