36
Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel [C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 1 PERHITUNGAN BALOK DENGAN PENGAKU BADAN A. DATA BAHAN 240 70 E = 200000 0.3 B. DATA PROFIL BAJA Profil : WF 400.200.8.13 400 200 8 13 r = 16 A = 8410 237000000 17400000 168 45.4 1190000 174000 Berat : w = 647 BALOK DENGAN PENGAKU BADAN [C]2011 : M. Noer Tegangan leleh baja (yield stress), f y = Tegangan sisa (residual stress), f r = Modulus elastik baja (modulus of elasticity), Angka Poisson (Poisson's ratio), u = h t = b f = t w = t f = I x = I y = r x = r y = S x = S y = t w t f h t r h 2 b f h 1 h

Steel Beam 2

  • Upload
    tino79

  • View
    540

  • Download
    138

Embed Size (px)

Citation preview

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 1

PERHITUNGAN BALOK DENGAN PENGAKU BADAN

A. DATA BAHAN

240 MPa

70 MPa

E = 200000 MPa

0.3

B. DATA PROFIL BAJAProfil : WF 400.200.8.13

400 mm

200 mm

8 mm

13 mm

r = 16 mm

A = 8410

237000000

17400000

168 mm

45.4 mm

1190000

174000

Berat : w = 647 N/m

BALOK DENGAN PENGAKU BADAN

[C]2011 : M. Noer Ilham

Tegangan leleh baja (yield stress), fy =

Tegangan sisa (residual stress), fr =

Modulus elastik baja (modulus of elasticity),

Angka Poisson (Poisson's ratio), u =

ht =

bf =

tw =

tf =

mm2

Ix = mm4

Iy = mm4

rx =

ry =

Sx = mm3

Sy = mm3

tw

t f

ht

r

h2

bf

h1

h

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 2

C. DATA BALOK

Panjang elemen thd.sb. x, 12000 mm

Panjang elemen thd.sb. y ( jarak dukungan lateral ), 4000 mm

Jarak antara pengaku vertikal pada badan, a = 1000 mm

Tebal plat pengaku vertikal pada badan, 13 mm

Momen maksimum akibat beban terfaktor, 146000000 Nmm

Momen pada 1/4 bentang, 122000000 Nmm

Momen di tengah bentang, 146000000 Nmm

Momen pada 3/4 bentang, 115000000 Nmm

Gaya geser akibat beban terfaktor, 328000 N

Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, 0.90

Faktor reduksi kekuatan untuk geser, 0.75

D. SECTION PROPERTIES76923 MPa

29.00 mm

342.00 mm

387.00 mm

356762.7

6.515E+11

12682.9 MPa

0.0002816

1285952.0

265984.0

G = modulus geser, modulus penampang plastis thd. sb. x,

J = Konstanta puntir torsi, modulus penampang plastis thd. sb. y,

konstanta putir lengkung, koefisien momen tekuk torsi lateral - 1,

Lx =

Ly =

ts =

Mu =

MA =

MB =

MC =

Vu =

fb =

ff =

G = E / [ 2 * ( 1 + u ) ] =

h1 = tf + r =

h2 = ht - 2 * h1 =

h = ht - tf =

J = S [ b * t3/3 ] = 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 * (ht - 2 * tf) * tw

3 = mm4

Iw = Iy * h2 / 4 = mm6

X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] =

X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = mm2/N2

Zx = tw * ht2 / 4 + ( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf = mm3

Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw

2 / 4 = mm3

Zx =

Zy =

Iw = X1 =

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 3

h = tinggi bersih badan, koefisien momen tekuk torsi lateral - 2,

E. PERHITUNGAN KEKUATAN

Syarat yg harus dipenuhi untuk balok dengan pengaku, maka nilai :

a / h = 2.584 < 3.00

® berlaku rumus balok dengan pengaku (OK)

Ketebalan plat badan dengan pengaku vertikal tanpa pengaku memanjang harus meme-

nuhi : £48.375 < 204.09 ® tebal plat badan memenuhi (OK)

Kelangsingan penampang sayap, 15.385

32.275

40.344

Momen plastis, 308628480 Nmm

Momen batas tekuk, 202300000 Nmm

Momen nominal penampang untuk :

< dan <

Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang compact

Momen nominal penampang dihitung sebagai berikut :

compact : 308628480 Nmm

X2 =

a / h ≤ 3.0

h / tw 7.07 * √ ( E / fy )

1. MOMEN NOMINAL PENGARUH LOCAL BUCKLING

1.1. Pengaruh tekuk lokal (local buckling) pada sayap

l = bf / tf =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 500 / √ fy =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 625 / √ fy =

Mp = fy * Zx =

Mr = Sx * ( fy - fr ) =

a. Penampang compact, l £ lp

Mn = Mp

b. Penampang non-compact, lp < l £ lr

Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp)

c. Penampang langsing, l > lr

Mn = Mr * ( lr / l )2

l lp l lr

Mn = Mp =

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 4

non-compact : - Nmm

langsing : - Nmm

Momen nominal untuk penampang : compact 308628480 Nmm

Kelangsingan penampang badan, 48.375

108.444

164.602

< dan <

Berdasarkan nilai kelangsingan badan, maka termasuk penampang compact

Momen nominal penampang dihitung sebagai berikut :

compact : 308628480 Nmm

non-compact : - Nmm

langsing : - Nmm

Momen nominal untuk penampang : compact 308628480 Nmm

2. MOMEN NOMINAL BALOK PLAT BERDINDING PENUH

Kelangsingan penampang badan, 48.375

Untuk penampang yang mempunyai ukuran : >

48.375 > 40.344

maka momen nominal komponen struktur, harus dihitung dengan rumus :

dengan,

a. Untuk kelangsingan : →b. Untuk kelangsingan :

→c. Untuk kelangsingan : →Untuk tekuk torsi lateral : →Untuk tekuk lokal : →Koefisien momen tekuk torsi lateral,

1.10 < 2.3

Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) =

Mn = Mr * ( lr / l )2 =

Mn =

1.2. Pengaruh tekuk lokal (local buckling) pada badan

l = h / tw =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 1680 / √ fy =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 2550 / √ fy =

l lp l lr

Mn = Mp =

Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) =

Mn = Mr * ( lr / l )2 =

Mn =

l = h / tw =

h / tw lr

Mn = Kg * S * fcr

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ]

lG ≤ lp fcr = fy

lp < lG ≤ lr

fcr = Cb * fy * [ 1 - ( lG - lp ) / ( 2 * ( lr - lp ) ) ] ≤ fy

lG > lr fcr = fc * ( lr / lG )2 ≤ fy

fc = Cb * fy / 2 ≤ fy

fc = fy / 2

Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5*Mu + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) =

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 5

® diambil, 1.10

Perbandingan luas plat badan terhadap luas plat sayap,

1.191

Momen inersia, 8695136

Luas penampang, 3293

Jari-jari girasi daerah plat sayap ditambah sepertiga bagian plat badan yang mengalami

tekan, 51 mm

2.1. Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral

Jarak antara pengekang lateral, 4000 mm

Angka kelangsingan, 77.843

50.807

127.017

Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk torsi lateral,

131.93 MPa

< maka diambil, 131.93 MPa

> dan <

Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :

- MPa

217.05 MPa

- MPa

217.05 MPa

< maka diambil, 217.05 MPa

Modulus penampang elastis, 1190000

Koefisien balok plat berdinding penuh,

1.095

Momen nominal penampang, 282925041 Nmm

Kelangsingan penampang sayap, 7.69

Cb =

ar = h * tw / ( bf * tf ) =

I1 = Iy / 2 - 1/12 * tw3 * 1/3 * h2 = mm4

A1 = A / 2 - 1/3 * tw * h2 = mm2

r1 = Ö ( I1 / A1 ) =

L = Ly =

lG = L / r1 =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 1.76 * √ ( E / fy ) =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 4.40 * √ ( E / fy ) =

fc = Cb * fy / 2 =

fc fy fc =

lG lp lG lr

lG ≤ lp fcr = fy =

lp ≤ lG ≤ lr fcr = Cb* fy* [ 1 - ( lG - lp) / ( 2*( lr - lp) ) ] =

lG > lr fcr = fc * ( lr / lG )2 =

fcr =

fcr fy fcr =

S = Sx = mm3

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ] =

Mn = Kg * S * fcr =

2.2. Momen nominal berdasarkan local buckling pada sayap

lG = bf / ( 2 * tf ) =

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 6

Faktor kelangsingan plat badan, 0.575 < 0.763

diambil, 0.575

10.97

29.55

Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk lokal, 120.00 MPa

< dan <

Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :

240.00 MPa

- MPa

- MPa

Tegangan kritis penampang, 240.00 MPa

< maka diambil, 240.00 MPa

Modulus penampang elastis, 1190000

Koefisien balok plat berdinding penuh,

1.089

Momen nominal penampang, 310982774 Nmm

Momen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :

→Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,

2307 mm

Tegangan leleh dikurangi tegangan sisa, 170 MPa

Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen kritis tekuk

torsi lateral, 6794 mm

ke = 4 / Ö ( h / tw ) =

ke =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 0.38 * √ ( E / fy ) =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 1.35 * √ ( ke * E / fy ) =

fc = fy / 2 =

lG lp lG lr

lG ≤ lp fcr = fy =

lp ≤ lG ≤ lr fcr = Cb* fy* [ 1 - ( lG - lp) / ( 2*( lr - lp) ) ] =

lG > lr fcr = fc * ( lr / lG )2 =

fcr =

fcr fy fcr =

S = Sx = mm3

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ] =

Mn = Kg * S * fcr =

3. MOMEN NOMINAL PENGARUH LATERAL BUCKLING

a. Bentang pendek : L £ Lp

Mn = Mp = fy * Zx

b. Bentang sedang : Lp < L £ Lr

Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] £ Mp

c. Bentang panjang : L > Lr Mn = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] £ Mp

Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) =

fL = fy - fr =

Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] =

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 7

Koefisien momen tekuk torsi lateral,

1.10

Momen plastis, 308628480 Nmm

Momen batas tekuk, 202300000 Nmm

Panjang bentang thd.sb. y (jarak dukungan lateral), 4000 mm

L > dan L <

® Termasuk kategori : bentang sedang

Momen nominal dihitung sebagai berikut :

- Nmm

295188726 Nmm

- Nmm

Momen nominal balok untuk kategori : bentang sedang 295188726 Nmm

<

Momen nominal yang digunakan, 295188726 Nmm

4. TAHANAN MOMEN LENTUR

308628480 Nmm

308628480 Nmm

b. Momen nominal balok plat berdinding penuh :

Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral, 282925041 Nmm

310982774 Nmm

295188726 Nmm

Momen nominal (terkecil) yang menentukan, ® 282925041 Nmm

Tahanan momen lentur, 254632537 Nmm

Momen akibat beban terfaktor, 146000000 Nmm

Syarat yg harus dipenuhi : £146000000 < 254632537 ® AMAN (OK)

0.5734 < 1.0 (OK)

Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5*Mu + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) =

Mp = fy * Zx =

Mr = Sx * ( fy - fr ) =

L = Ly =

Lp Lr

Mn = Mp = fy * Zx =

Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] =Mn = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] =

Mn =

Mn Mp

Mn =

a. Momen nominal pengaruh local buckling :

Momen nominal pengaruh local buckling pada sayap, Mn = Momen nominal pengaruh local buckling pada badan, Mn =

Mn = Momen nominal berdasarkan local buckling pd. sayap, Mn =c. Momen nominal berdasarkan pengaruh lateral buckling, Mn =

Mn =

fb * Mn =

Mu =

Mu fb * Mn

Mu / ( fb * Mn ) =

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 8

5. TAHANAN GESER

Tahanan geser nominal plat badan dengan pengaku dihitung sebagai berikut :

Untuk nilai,

→Untuk nilai,

→Untuk nilai,

Luas penampang badan, 3200

5.7488

Perbandingan tinggi terhadap tebal badan, 48.375

76.136

94.824

< dan <

® Tahanan geser plastis

Tahanan geser nominal dihitung sebagai berikut :

460800 N

- N

- N

Tahana geser nominal untuk geser : plastis 460800 N

Tahanan gaya geser, 345600 N

Gaya geser akibat beban terfaktor, 328000 N

h / tw ≤ 1.10 * Ö ( kn * E / fy )

Tahanan geser plastis :

Vn = 0.60 * fy * Aw

1.10 * Ö ( kn * E / fy ) ≤ h / tw ≤ 1.37 * Ö ( kn * E / fy )

Tahanan geser elasto plastis :

Vn = 0.60 * fy * Aw * [ 1.10*Ö ( kn * E / fy ) ] / ( h / tw )

h / tw > 1.37 * Ö ( kn * E / fy )

Tahanan geser elastis :

Vn = 0.90 * Aw * kn * E / ( h / tw )2

Aw = tw * ht = mm2

kn = 5 + 5 / ( a / h )2 =

h / tw =

1.10 * Ö ( kn * E / fy ) =

1.37 * Ö ( kn * E / fy ) =

h / tw 1.10*Ö ( kn*E / fy ) h / tw 1.37*Ö ( kn*E / fy )

Vn = 0.60 * fy * Aw =

Vn = 0.60 * fy * Aw * [ 1.10*Ö ( kn * E / fy ) ] / ( h / tw ) =

Vn = 0.90 * Aw * kn * E / ( h / tw )2 =

Vn =

ff * Vn =

Vu =

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 9

Syarat yg harus dipenuhi : £328000 < 345600 ® AMAN (OK)

6. INTERAKSI GESER DAN LENTUR

Elemen yang memikul kombinasi geser dan lentur harus dilakukan kontrol sbb. :

Syarat yang harus dipenuhi untuk interakasi geser dan lentur :

£ 1.375

0.5734

0.9491

1.1665

1.1665 < 1.375 AMAN (OK)

7. DIMENSI PENGAKU VERTIKAL PADA BADAN

Luas penampang plat pengaku vertikal harus memenuhi,

13 mm

Tinggi plat pengaku, 374 mm

Luas penampang plat pengaku, 4862

Untuk sepasang pengaku, D = 1

3.0708

1134

Syarat yang harus dipenuhi :

4862 > 1134 ® AMAN (OK)

Pengaku vertikal pada plat badan harus mempunyai momen inersia :

untuk

untuk

Momen inersia plat pengaku, 547785

untuk, a / h = 2.584 >Batasan momen inersia pengaku vertikal dihitung sebagai berikut :

Vu ff * Vn

Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn )

Mu / ( fb * Mn ) =

Vu / ( ff * Vn ) =Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn ) =

As ≥ 0.5 * D * Aw * (1 + Cv) * [ a / h - (a / h)2 / Ö (1 + (a / h)2 ) ]

Tebal plat pengaku vertikal pada badan (stiffner), ts =

hs = ht - 2 * tf =

As = hs * ts = mm2

Cv = 1.5 * kn * E / fy * 1 / ( h /tw )2 =0.5 * D * Aw * (1 + Cv) * [ a / h - (a / h)2 / Ö (1 + (a / h)2 ) ] = mm2

As ≥ 0.5 * D * Aw * (1 + Cv) * [ a / h - (a / h)2 / Ö (1 + (a / h)2 ) ]

Is ≥ 0.75 * h * tw3 a / h ≤ Ö2

Is ≥ 1.5 * h3 * tw3 / a2 a / h > Ö2

Is = 2/3 * hs * ts3 = mm4

Ö 2

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Dengan Pengaku Badan 10

-

44514

Momen inersia minimum = 44514

Kontrol momen inersia plat pengaku,

547785 > 44514 ® AMAN (OK)

0.75 * h * tw3 = mm4

1.5 * h3 * tw3 / a2 = mm4

mm4

Is =

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 11

PERHITUNGAN BALOK TANPA PENGAKU BADAN

A. DATA BAHAN

240 MPa

70 MPa

E = 200000 MPa

0.3

B. DATA PROFIL BAJAProfil : WF 400.200.8.13

400 mm

200 mm

8 mm

13 mm

r = 16 mm

A = 8410

237000000

17400000

168 mm

45.4 mm

1190000

174000

Berat : w = 647 N/m

BALOK TANPA PENGAKU BADAN

[C]2011 : M. Noer Ilham

Tegangan leleh baja (yield stress), fy =

Tegangan sisa (residual stress), fr =

Modulus elastik baja (modulus of elasticity),

Angka Poisson (Poisson's ratio), u =

ht =

bf =

tw =

tf =

mm2

Ix = mm4

Iy = mm4

rx =

ry =

Sx = mm3

Sy = mm3

tw

t f

ht

r

h2

bf

h1

h

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 12

C. DATA BALOK

Panjang elemen thd.sb. x, 12000 mm

Panjang elemen thd.sb. y ( jarak dukungan lateral ), 4000 mm

Momen maksimum akibat beban terfaktor, 146000000 Nmm

Momen pada 1/4 bentang, 122000000 Nmm

Momen di tengah bentang, 146000000 Nmm

Momen pada 3/4 bentang, 115000000 Nmm

Gaya geser akibat beban terfaktor, 328000 N

Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, 0.90

Faktor reduksi kekuatan untuk geser, 0.75

D. SECTION PROPERTIES76923 MPa

29.00 mm

342.00 mm

387.00 mm

356762.7

6.515E+11

12682.9 MPa

0.0002816

1285952.0

265984.0

G = modulus geser,

J = Konstanta puntir torsi,

konstanta putir lengkung,

koefisien momen tekuk torsi lateral - 1,

koefisien momen tekuk torsi lateral - 2,

Lx =

Ly =

Mu =

MA =

MB =

MC =

Vu =

fb =

ff =

G = E / [ 2 *( 1 + u ) ] =

h1 = tf + r =

h2 = ht - 2 * h1 =

h = ht - tf =

J = S [ b * t3/3 ] = 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 * (ht - 2 * tf) * tw

3 = mm4

Iw = Iy * h2 / 4 = mm6

X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] =

X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = mm2/N2

Zx = tw * ht2 / 4 + ( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf = mm3

Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw

2 / 4 = mm3

Iw =

X1 =

X2 =

tw

t f

ht

r

h2

bf

h1

h

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 13

modulus penampang plastis thd. sb. x,

modulus penampang plastis thd. sb. y,

E. PERHITUNGAN KEKUATAN

Kelangsingan penampang sayap, 15.385

10.973

28.378

Momen plastis, 308628480 Nmm

Momen batas tekuk, 202300000 Nmm

Momen nominal penampang untuk :

> dan <

Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang non-compact

Momen nominal penampang dihitung sebagai berikut :

compact : - Nmm

non-compact : 281679191 Nmm

langsing : - Nmm

Momen nominal untuk penampang : non-compact 281679191 Nmm

Zx =

Zy =

1. MOMEN NOMINAL PENGARUH LOCAL BUCKLING

l = bf / tf =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 170 / √ fy =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 370 / √ ( fy - fr ) =

Mp = fy * Zx =

Mr = Sx * ( fy - fr ) =

a. Penampang compact : l £ lp

Mn = Mp

b. Penampang non-compact : lp < l £ lr

Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp)

c. Penampang langsing : l > lr

Mn = Mr * ( lr / l )2

l lp l lr

Mn = Mp =

Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) =

Mn = Mr * ( lr / l )2 =

Mn =

tw

t f

ht

r

h2

bf

h1

h

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 14

2. MOMEN NOMINAL BALOK PLAT BERDINDING PENUH

Kelangsingan penampang badan, 48.375

Untuk penampang yang mempunyai ukuran : >

maka momen nominal komponen struktur, harus dihitung dengan rumus :

dengan,

a. Untuk kelangsingan : →b. Untuk kelangsingan :

→c. Untuk kelangsingan : →Untuk tekuk torsi lateral : →Untuk tekuk lokal : →Koefisien momen tekuk torsi lateral,

1.10 < 2.3

® diambil, 1.10

Perbandingan luas plat badan terhadap luas plat sayap,

1.191

Momen inersia, 8695136

Luas penampang, 3293

Jari-jari girasi daerah plat sayap ditambah sepertiga bagian plat badan yang mengalami

tekan, 51 mm

2.1. Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral

Jarak antara pengekang lateral, 4000 mm

Angka kelangsingan, 77.843

50.807

127.017

l = h / tw =

h / tw lr

Mn = Kg * S * fcr

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ]

lG ≤ lp fcr = fy

lp < lG ≤ lr

fcr = Cb * fy * [ 1 - ( lG - lp ) / ( 2 * ( lr - lp ) ) ] ≤ fy

lG > lr fcr = fc * ( lr / lG )2 ≤ fy

fc = Cb * fy / 2 ≤ fy

fc = fy / 2

Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5 * Mu + 3 * MA + 4 * MB + 3 * MC ) =

Cb =

ar = h * tw / ( bf * tf ) =

I1 = Iy / 2 - 1/12 * tw3 * 1/3 * h2 = mm4

A1 = A / 2 - 1/3 * tw * h2 = mm2

r1 = Ö ( I1 / A1 ) =

L = Ly =

lG = L / r1 =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 1.76 * √ ( E / fy ) =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 4.40 * √ ( E / fy ) =

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 15

Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk torsi lateral,

131.93 MPa

< maka diambil, 131.93 MPa

> dan <

Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :

- MPa

217.05 MPa

- MPa

217.05 MPa

< maka diambil, 217.05 MPa

Modulus penampang elastis, 1190000

Koefisien balok plat berdinding penuh,

1.095

Momen nominal penampang, 282925041 Nmm

2.2. Momen nominal berdasarkan local buckling pada sayap

Faktor kelangsingan plat badan, 0.575 < 0.763

diambil, 0.575

Kelangsingan penampang sayap, 7.69

10.97

29.55

Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk lokal, 120.00 MPa

< dan <

Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang compact

Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :

240.00 MPa

- MPa

- MPa

Tegangan kritis penampang, 240.00 MPa

< maka diambil, 240.00 MPa

fc = Cb * fy / 2 =

fc fy fc =

lG lp lG lr

lG ≤ lp fcr = fy =

lp ≤ lG ≤ lr fcr = Cb* fy* [ 1 - ( lG - lp) / ( 2*( lr - lp) ) ] =

lG > lr fcr = fc * ( lr / lG )2 =

fcr =

fcr fy fcr =

S = Sx = mm3

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ] =

Mn = Kg * S * fcr =

ke = 4 / Ö ( h / tw ) =

ke =

lG = bf / ( 2 * tf ) =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 0.38 * √ ( E / fy ) =

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 1.35 * √ ( ke * E / fy ) =

fc = fy / 2 =

lG lp lG lr

lG ≤ lp fcr = fy =

lp ≤ lG ≤ lr fcr = Cb* fy* [ 1 - ( lG - lp) / ( 2*( lr - lp) ) ] =

lG > lr fcr = fc * ( lr / lG )2 =

fcr =

fcr fy fcr =

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 16

Modulus penampang elastis, 1190000

Koefisien balok plat berdinding penuh,

1.089

Momen nominal penampang, 310982774 Nmm

Momen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :

Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,

2307 mm

170 MPa

Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen kritis tekuk

torsi lateral, 6794 mm

Koefisien momen tekuk torsi lateral,

1.10

Momen plastis, 308628480 Nmm

Momen batas tekuk, 202300000 Nmm

Panjang bentang thd.sb. y (jarak dukungan lateral), 4000 mm

L > dan L <

® Termasuk kategori : bentang sedang

Momen nominal dihitung sebagai berikut :

- Nmm

295188726 Nmm

- Nmm

Momen nominal untuk kategori : bentang sedang 295188726 Nmm

<

Momen nominal yang digunakan, ® 295188726 Nmm

S = Sx = mm3

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ] =

Mn = Kg * S * fcr =

3. MOMEN NOMINAL PENGARUH LATERAL BUCKLING

a. Bentang pendek : L £ Lp

Mn = Mp = fy * Zx

b. Bentang sedang : Lp < L £ Lr

Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] £ Mp

c. Bentang panjang : L > Lr Mn = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] £ Mp

Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) =

fL = fy - fr =

Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] =

Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5*Mu + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) =

Mp = fy * Zx =

Mr = Sx * ( fy - fr ) =

L = Ly =

Lp Lr

Mn = Mp = fy * Zx =

Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] =Mn = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] =

Mn =

Mn Mp

Mn =

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 17

4. TAHANAN MOMEN LENTUR

308628480 Nmm

b. Momen nominal balok plat berdinding penuh :

Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral, 282925041 Nmm

310982774 Nmm

295188726 Nmm

Momen nominal (terkecil) yang menentukan, ® 282925041 Nmm

Tahanan momen lentur, 254632537 Nmm

Momen akibat beban terfaktor, 146000000 Nmm

Syarat yg harus dipenuhi : £146000000 < 254632537 ® AMAN (OK)

0.5734 < 1.0 (OK)

5. TAHANAN GESER

Kontrol tahanan geser nominal plat badan tanpa pengaku :

Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,

£42.75 < 183.60 ® Plat badan memenuhi syarat (OK)

Gaya geser akibat beban terfaktor, 328000 N

Luas penampang badan, 3200

Tahanan gaya geser nominal, 460800 N

Tahanan gaya geser, 345600 N

Syarat yg harus dipenuhi : £328000 < 345600 ® AMAN (OK)

a. Momen nominal berdasarkan pengaruh local buckling, Mn =

Mn = Momen nominal berdasarkan local buckling pd. sayap, Mn =c. Momen nominal berdasarkan pengaruh lateral buckling, Mn =

Mn =

fb * Mn =

Mu =

Mu fb * Mn

Mu / ( fb * Mn ) =

h2 / tw 6.36 * Ö ( E / fy )

Vu =

Aw = tw * ht = mm2

Vn = 0.60 * fy * Aw =

ff * Vn =

Vu ff * Vn

Pehitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel

[C]2011 : MNI Balok Tanpa Pengaku Badan 18

0.7500 < 1.0 (OK)

6. INTERAKSI GESER DAN LENTUR

Elemen yang memikul kombinasi geser dan lentur harus dilakukan kontrol sbb. :

Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi geser dan lentur :

£ 1.375

0.5734

0.9491

1.1665

< 1.375 AMAN (OK)

Vu / ( ff * Vn ) =

Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn )

Mu / ( fb * Mn ) =

Vu / ( ff * Vn ) =Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn ) =