IV. Batang Tekan

  • View
    225

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

mata kuliah pak wayan teknik sipil universitas mataram

Transcript

IV. BATANG TEKAN

IV. BATANG TEKANElemen str ini dijumpai pada Truss atau Frame.Pada Frame dikenal sebagai KOLOM.Perenc lebih rumit dari batang tarik karena adanya perilaku tekuk lateral yg menimbulkan momen sekunder selain gaya aksial tekan.Tekuk lateral dipengaruhi oleh nilai kelangsingan (nilai banding antara panjang efektif dg jari-jari girasi).Jika nilai kelangsingan kecil (kolom pendek/stocky column), maka serat-serat kayu akan gagal tekan (crushing failure).Jika nilai kelangsingan tinggi (kolom langsing/long column), maka kolom akan mengalami kegagalan tekuk dan serat-serat belum mencapai kuat tekannya bahkan masih pada kondisi elestis (lateral buckling failure).Kebanyakan kolom memiliki nilai kelangsingan diantara nilai ekstrim tsb (intermediate column).1. Gaya Tekan KritisBeberapa anggapan yang dipakai :a. Kolom lurusb. Gaya bekerja pd titik berat penampangc. Perilaku bahan kayu bersifat linierd. Defleksi lateral hanya akibat momen tekuk saja.e. Defleksi aksial sangat kecil

Gaya tekan kritis Euler (Pe).- tumpuan sendi-sendi :

- tumpuan jepit-jepit :

Apabila L diganti dg KeL dengan Ke faktor panjang tekuk (Ke = 1 utk sendi-sendi, Ke = 0,5 jepit-jepit), maka kuat tekan Euler :

2. Perencanaan Batang Tekan

Batang tekan hrs direnc sbb (SNI-5, 2002) :Pu c P

dengan : Pu= Gaya tekan terfaktor= Faktor waktuc= 0,90 (faktor tahanan tekan sejajar serat)P= tahanan terkoreksi

3. Panjang Efektif KolomPanjang efektif kolom hrs diambil sebagai KeLl,, dimana Ke adalah faktor panjang tekuk yg tergantung dari perletakan ujung kolom.Nilai Ke untuk beberapa jenis kondisi kekangan ujung dpt ditentukan menggunakan hub pada Gbr berikut

Kelangsingan kolom = Jari2 girasi penampang persegi:Jari2 girasi penampang bulat :

4. Tahanan Kolom PrismatisTahanan tekan kolom terkoreksi :Faktor kestabilan kolom (Cp) :

Keterangan:A= luas pnp brutoFc*= Kuat tekan terkoreksi // serat (stlh dikalikan semua faktor koreksi kecuali Cp)E05= Nilai modulus elastisitas lentur pd persentil ke-5Pc= Tahanan tekuk elastis (Euler) pd arah yg ditinjauP0= Tahanan tekan aksial terkoreksi // serat pd kelangsingan kolom sama dg nolc= 0,80 untuk batang masifc= faktor tahanan tekan = 0,90s= Faktor tahanan stabilitas = 0,85

Nilai modulus elastisitas terkoreksi pd persentil ke-5 dihitung sbb: atau:E05 = 0,69 Ew

5. Kolom BerspasiAda 2 sumbu utama yg melalui titik berat penampang yaitu sumbu bebas bahan dan sumbu bahan.Perbandingan panjang thd lebar maks:1. Pada bid sb bahan : l1/d1 802. Pada bid sb bahan : l3/d1 403. Pada bid sb bebas bahan : l2/d2 50

Alat sambung dimasing-masing bid kontak antara klos tumpuan dan komponen str kolom di setiap ujung kolom berspasi harus mempunyai tahanan geser sbb : Z = A1Ks

Tabel Konstanta klos tumpuan (Ks).

NB : * Untuk l1/d1 11, Ks = 0;Tidak memerlukan klos lapangan.

Berat jenis kayu (G)Ks(Mpa)*G 0,60((l1/d1)-11)*0,143 tetapi 7 Mpa0,50 G 0,60((l1/d1)-11)*0,121 tetapi 6 Mpa0,42 G 0,50((l1/d1)-11)*0,100 tetapi 5 MpaG 0,42((l1/d1)-11)*0,074 tetapi 4 MpaContoh Soal 1.Hitung tahanan tekan terfaktor yang mampu diterima batang AC jika batang tekan pd contoh soal bt. Tarik. Asumsi buhul adalah sendi.Penyelesaian:Trial 1.Dimensi 50/120 mmL = (12502 + 15002)0,5 = 1952 mm.Jari2 girasi (r) = 0,2887.b = 14,4 mmKelangsingan = (KeL)/r = (1 x 1952)/14,4 = 135,6

Menghitung kuat tekan sejajar serat acuan (Fc) dan modulus elastisitas lentur acuan (Ew) akibat rasio tahanan mutu kayu A sebesar 0,8.Fc = 0,8 x 40 = 32 MPaEw = 0,8 x 20000 = 16000 MPa

Menghitung faktor kestabilan kolom (Cp):Fc* = FcCMCtCptCF = 32 x 1,00 x 1,00 x 1,00 x 1,00 = 32 MPaP0 = A. Fc* = 50 x 120 x 32 = 192 kNE05 = 0,69 Ew = 0,69 x 16000 = 11040 MPaE05 = E05CMCtCpt = 11040 MPa

Menghitung tahanan tekan terkoreksi (P):P = CpP0 = 0,27 x 192 = 51,04 kN

Tahanan tekan terfaktor:Pu cP Pu 0,6 x 0,9 x 51,04 Pu 27,561 kN .. (OK!)

Contoh 2.Hitunglah tahanan tekan dari batang tekan berspasi disamping bila kayu yg digunakan dg kode mutu E18. faktor waktu () = 0,8, dan pertimbangkan faktor koreksi layan basah (CM) akibat k.a yg lebih tinggi dari 19oC.Penyelesaian:Kontrol persyaratan kolom berspasi:Asumsi terdpt klos tumpuan dimasing2 ujung dan satu klos di lapangan pd setengah tinggi kolom.

l1/d = 3000/60 = 50 (< 80)l3/d = 1500/60 = 25 (< 40)l2/d2 = 3000/100 = 30 (< 50)

Luas penampang bruto (A) = 2 x 60 x 100 = 12000 mm2

Kolom memenuhi persyaratan sbg kolom berspasi

Menghit faktor kestabilan kolom (Cp):

Faktor koreksi layan basahMenghit tahanan tekan terfaktor (P):P = Cp.P0 = 0,375 x 336 = 126 kN

Gaya tekan terfaktor maksimum yg diijinkan (Pu) adalah:Pu .c.P 0,8 x 0,9 x 126 90,72 kN

Perencanaan Klos Tumpuan dan Klos Lapangan:Kayu dg mutu E18 dpt dipastikan memiliki berat jenis lebih besar dari 0,6. Maka nilai konstanta klos tumpuan (Ks) sesuai Tabel dpt diperoleh sbb:Ks = ((l1/d1)-11)*0,143 = (50)*0,143 = 5,577 MPa

Z = A1Ks = 60 x 100 x 5,577 = 33462 N

Tahanan geser satu alat sambung baut diameter 12 mm adalah 22500 N, shg jml alat sambung yg diperlukan pd satu klos tumpuan atau klos lapangan adalah 33462/22500 = 1,48 (dibulatkan 2 bh baut).