Upload
lutviawahyu
View
453
Download
76
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Struktur baja bab batang dan tarik
Citation preview
MODUL PERKULIAHAN
Struktur Baja 1
Batang Tarik #1
Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh
Teknik Perencanaan dan Desain
Teknik Sipil
03MK11052 Ivan Jansen S., ST, MT
Abstract KompetensiModul ini bertujuan untuk memberikan pemahaman dasar mengenai perencanaan batang tarik pada struktur baja
Mahasiswa/i mampu menentukan dan menghitung kapasitas rencana dari batang tarik
Batang Tarik ( Tension Member)
1. Pendahuluan Batang tarik merupakan elemen struktur yang dihubungkan dengan gaya gaya tarik aksial.
Elemen struktur ini dapat kita jumpai seperti pada struktur rangka jembatan, rangka atap,
menara/tower transmisi dan lainnya. Batang ini dapat terdiri dari profil tunggal ataupun profil-
profil tersusun, dimana hal yang paling menentukan adalah kondisi dari penampang atau
cross-section dari batang tersebut. Contoh dari penampang (section) batang tarik adalah profil
bulat, pelat, siku, siku ganda, siku bintang, kanal, WF, dan lain-lain. Gambar profil berikut
menunjukkan beberapa penampang dari batang tarik yang umum digunakan.
‘14 2
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
Gbr1. Elemen dari jembatan baja (Truss Bridge)
Gbr2. Gusset plate (plat sambung) pada batang tarik dengan sambungan baut
Desain dan analisis dari elemen struktur umumnya adalah pemilihan dari ukuran penampang
yang mampu menahan beban.
2. Tahanan Nominal (Kapasitas Tarik)
Dalam menentukan kapasitas tarik dari suatu elemen struktur, terdaapt tiga kondisi yang
harus diperiksa, dimana hal ini dipegaruhi oleh kondisi batas atau kegagalan dari material
elemen tersebut.
Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 10.1 dinyatakan bahwa semua komponen struktur yang
memikul gaya tarik aksial terfaktor sebesar Tu, maka harus memenuhi:
‘14 3
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
Tn adalah tahanan nominal dari penampang yang ditentukan berdasarkan tiga macam kondisi
keruntuhan batang tarik :
a. Kondisi leleh dari luas penampang kotor, didaerah yang jauh dari sambungan.
Bila kondisi leleh yang menentukan, maka tahanan nominal, Tn dari batang tarik :
b. Kondisi fraktur dari luas penampang bersih (netto) pada daerah sambungan.
Pada batang tarik yang mempunyai lubang, misalnya untuk penempatan baut,
maka luas penampangnya tereduksi, yang dinamakan luas netto (An). Lubang pada
batang menimbulkan konsentrasi tegangan akibat beban kerja. Pada teori
elastisitas menunjukkan bahwa
tegangan tarik di sekitar lubang baut tersebut adalah sekitar 3 kali tegangan rerata
pada penampang netto. Ketika serat bagian dalam material mencapai regangan
leleh Ey = fy/Es , tegangan menjadi konstan sebesar fy, dengan deformasi yang
masih berlanjut sehingga semua serat dalam material mencapai Ey atau lebih.
Tegangan yang terkonsentrasi di sekitar lubang akan menimbulkan fraktur pada
sambungan.
Jika kondisi ini yang menentukan pada sambungan, maka tahanan nominal Tn
tersebut :
‘14 4
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
Kondisi LRFD : pada Load and Resistance Factor Design, beban terfaktor akan
dibandingkan dengan kekuatan elemen struktur. Kekuatan tahanan nominal batang
tarik:
Pu = kombinasi dari beban terfaktor
= faktor reduksi kekuatan nominal elemen
Nilai faktor reduksi kekuatan nominal :
For yielding, t = 0.90
For fracture, t = 0.75
Dengan demikian, ada dua (2) kondisi batas yang harus terpenuhi :
Pu ≤ 0.90 Fy.Ag
Pu ≤ 0.75 Fu.Ae
“The smaller of these is the design strength of the member.”
Kondisi ASD : Pada Allowable Strength Design, total dari beban service/layan (tidak
terfaktor) akan dibandingkan dengan kekuatan ijin bahan elemen struktur
Pa = beban service/ijin yang diaplikasi
= kekuatan/tahanan ijin elemen struktur
Untuk leleh/yielding dari gross section, the safety factor Ωt is 1.67, maka :
‘14 5
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
Untuk kondisi fraktur , SF (Safety Factor) = 2 , maka :
Contoh 1a.:
Note: Jenis baja A37 identik dengan BJ371 inch = 25.4 mm ; 1 inch2 = 645.16 mm2
1 kip = 4.448 kN1kN = 100 kg
‘14 6
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
3. Luas NettoLubang yang dibuat pada sambungan untuk menempatkan alat pengencang seperti baut
ataupun paku keling dapat mengurangi luas penampang, sehingga akan mengurangi tahanan
penampang tersebut. Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 17.3.5 mengenai pelubangan untuk
baut, dinyatakan bahwa suatu lubang bulat untuk baut harus dipotong dengan mesin
pemotong dengan api, atau dibor ukuran penuh, atau dipons 3 mm lebih kecil dan kemudian
diperbesar, atau dipons penuh.
Selain itu, dinyatakan pula bahwa suatu lubang yang dipons hanya diijinkan pada
material dengan tegangan leleh (fy) tidak lebih dari 360 MPa dan ketebalannya tidak melebihi
5600/fy mm.
Selanjutnya pada pasal 17.3.6 diatur mengenai ukuran lubang suatu baut, yang
dinyatakan bahwa diameter nominal dari suatu lubang yang sudah jadi, harus 2 mm lebih
besar dari diameter nominal baut untuk suatu baut yang diameternya tidak lebih dari 24 mm.
Untuk baut yang diameternya lebih dari 24 mm, maka ukuran lubang harus diambil 3 mm lebih
‘14 7
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
besar. Luas netto penampang batang tarik tidak boleh diambil lebih besar daripada 85% luas
bruttonva, An ≤ 0,85 Ag .
Contoh 2a :
Hitunglah luas netto dari suatu batang tarik yang menggunakan baut dengan
diameter 19 mm. Lubang dibuat dengan metoda punching.
Contoh 2b.: pelat dengan ukuran 210 x 8 mm
4. Kondisi/efek dari staggered holes (lubang berselang-seling)
Lubang baut dapat diletakkan berselang-seling seperti dalam Gambar berikut. Dalam SNI
03-1729-2002 pasal 10.2.1 diatur mengenai cara perhirungan luas netto penampang dengan
‘14 8
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
lubang yang diletakkan berselang-seling, dinyatakan bahwa luas netto harus dihitung
berdasarkan luas minimum antara potongan 1 dan potongan 2.
Contoh 3 :
‘14 9
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
Penyelesaian :
Sambungan diletakkan berselang-seling (staggered) pada sebuah profil siku,
kanal atau WF, maka penentuan nilai U sebagai berikut :
‘14 10
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
Contoh 4:Hitung An minimum dari batang tarik berikut, yang terbuat dari profil siku L 100.150.10. Dengan
diameter lubang = 25 mm.
‘14 11
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id
Luas kotor Ag = 2420 mm2 ( tabel profil baja )
Lebar Lubang = 25 mm
Potongan AC = An = 2420 – 2(25)(10) = 1880 mm2
Potongan ABC = An = 2420 – 3(25)(10) + 752x10/4x60 + 752x10/4x105 = 2038.304 mm2
Periksa terhadap syarat An = 0,85. Ag.
0,85 Ag = 0,85 (2420) = 2057 mm2
Jadi An minimum adalah 1880 mm2
Daftar Pustaka1. Salmon, C.G. & Jojnson, J.E, “ Steel Structure, Design and Behavior” 4 th Edition.
2. SNI 03-1729-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung
3. SNI 03–1726–2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan
Gedung
4. Joseph E Bowles, Structural Steel Design, The Harper and Row Publisher, New York,
USA
5. Segui, W.T., “Steel Design” Cengage Learning
6. Setiawan A.,”Perencanaan Struktur Baja Metode LRFD” Erlangga 2008
7. Aghayere A., Vigil J., “ Structural Steel Design “ Pearson Prentice-Hall 2009
‘14 12
Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning
Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id