PETUNJUK TEKNIS

Petunjuk teknis penggunaan SNI 1729 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja

struktural

R-2

i

Daftar Isi Daftar Isi ...................................................................................................................................... iPrakata ...................................................................................................................................... viBab A Ketentuan Umum .......................................................................................................... 1A1.RUANGLINGKUP........................................................................................................................1A2.SPESIFIKASI,TATACARADANSTANDARYANGDIACU...............................................................1A3.MATERIAL....................................................................................................................................1REFERENSIBABA................................................................................................................................1

Bab B Persyaratan Desain ...................................................................................................... 2B1.KETENTUANUMUM....................................................................................................................2B2.BEBANDANKOMBINASIBEBAN.................................................................................................2B3.DASARDESAIN............................................................................................................................2B4.PROPERTIKOMPONENSTRUKTUR..............................................................................................2REFERENSIBABB................................................................................................................................2

Bab C Desain untuk Stabilitas ................................................................................................. 3C1.PERSYARATANSTABILITASUMUM.............................................................................................3C2.PERHITUNGANKEKUATANPERLU..............................................................................................3CONTOHC.1ADESAINRANGKAPENAHANMOMENDENGANMETODEANALISISLANGSUNG........4CONTOHC.1BDESAINRANGKAPENAHANMOMENDENGANMETODEPANJANGEFEKTIF...........10CONTOHC.1CDESAINRANGKAPENAHANMOMENDENGANMETODEORDEPERTAMA..............18RingkasanbebanbebanuntukanalisisRangkaPenahanMomen...................................................20

Bab D Desain dari Komponen Struktur untuk Tarik .............................................................. 22D1.PEMBATASANKELANGSINGAN.................................................................................................22D2.KEKUATANTARIK......................................................................................................................22D3.LUASNETOEFEKTIF..................................................................................................................22D4.KOMPONENSTRUKTURTERSUSUN..........................................................................................22D5.KOMPONENSTRUKTURTERSAMBUNGSENDI.........................................................................22D6.EYEBAR......................................................................................................................................22CONTOHD.1BATANGTARIKDENGANPROFILWF...........................................................................23CONTOHD.2BATANGTARIKPROFILSIKU......................................................................................26CONTOHD.3BATANGTARIKPROFILT.............................................................................................29CONTOHD.4BATANGTARIKPROFILTABUNGPERSEGIPANJANG..................................................32CONTOHD.5BATANGTARIKPIPA....................................................................................................35CONTOHD.6BATANGTARIKPROFILSIKUGANDA.........................................................................38CONTOHD.7BATANGTARIKTERHUBUNGSENDI............................................................................41

ii

CONTOHD.8BATANGTARIKEYEBAR...............................................................................................45CONTOHD.9PELATDENGANBAUTBERSELING...............................................................................47

Bab E Desain Komponen Struktur untuk Tekan ................................................................... 49E1.KETENTUANUMUM..................................................................................................................49E2.PANJANGEFEKTIF......................................................................................................................49E3.TEKUKLENTURKOMPONENSTRUKTURTANPAELEMENPENAMPANGLANGSING.................49E4.TEKUKTORSIDANTEKUKTORSILENTURKOMPONENSTRUKTURTANPAELEMENLANGSING50E5.KOMPONENSTRUKTURTEKANSIKUTUNGGAL........................................................................50E6.KOMPONENSTRUKTURTERSUSUN............................................................................................50E7.KOMPONENSTRUKTURDENGANELEMENLANGSING.............................................................50CONTOHE.1.PERHITUNGANKUATTEKANPROFILWF....................................................................51CONTOHE.2.KOLOMTERSUSUNDENGANBADANLANGSING.....................................................53CONTOHE.3.KOLOMTERSUSUNDENGANSAYAPLANGSING.........................................................57CONTOHE.4.BATANGTEKANSIKUGANDADENGANELEMENTIDAKLANGSING........................61CONTOHE.5.BATANGTEKANSIKUGANDADENGANELEMENLANGSING....................................65CONTOHE.6.BATANGTEKANPROFILWTTANPAELEMENLANGSING..........................................69CONTOHE.7.BATANGTEKANPROFILWTDENGANELEMENLANGSING.......................................73CONTOHE.8.PERHITUNGANKUATTEKANPROFILPSB.................................................................77CONTOHE.9.PERHITUNGANKUATTEKANPROFILPSBDENGANELEMENLANGSING....................79CONTOHE.10.PERHITUNGANKUATTEKANPROFILPIPA................................................................82CONTOHE.11.KOLOMITERSUSUNDENGANUKURANSAYAPBERBEDA......................................84

Bab F Desain Komponen-komponen struktur untuk lentur .................................................. 89PENDAHULUAN.................................................................................................................................89F1.KETENTUANUMUM..................................................................................................................89F2.KOMPONENSTRUKTURKOMPAKSIMETRISGANDAPROFILIDANKANALMELENTURDISUMBUMAJOR...............................................................................................................................................89F3.KOMPONENSTRUKTURPROFILISIMETRISGANDADENGANBADANKOMPAKDANNONKOMPAKATAUSAYAPLANGSINGMELENGKUNGDISUMBUMAJOR......................................91F4.KOMPONENSTRUKTURPROFILILAINDENGANBADANKOMPAKATAUNONKOMPAKMELENTURDISUMBUMAJOR..........................................................................................................91F5.KOMPONENSTRUKTURPROFILISIMETRISGANDADANSIMETRISTUNGGALDENGANBADANLANGSINGMELENTURDISUMBUMAJOR........................................................................................91F6.KOMPONENSTRUKTURPROFILIDANKANALMELENTURDISUMBUMINOR.........................91F7.KOMPONENSTRUKTURPSBPERSEGIDANPERSEGIPANJANGSERTAKOMPONENSTRUKTURBERBENTUKBOKS.............................................................................................................................92

iii

F8.PSBBUNDAR..............................................................................................................................92F9.PROFILTDANSIKUGANDAYANGDIBEBANIDALAMBIDANGSIMETRI...................................92F10.SIKUTUNGGAL........................................................................................................................92F11.BATANGTULANGANPERSEGIPANJANGDANBUNDAR...........................................................92F12.PROFILPROFILTIDAKSIMETRIS..............................................................................................93F13.PROPORSIBALOKDANGELAGAR............................................................................................93CONTOHF.11PERENCANAANKOMPONENSTRUKTURLENTURPROFILWFTERHADAPSUMBUKUAT(TERSOKONGPENUHDALAMARAHLATERAL).......................................................................97CONTOHF.12PERENCANAANKOMPONENSTRUKTURLENTURPROFILWFTERHADAPSUMBUKUAT(TERSOKONGLATERALDITITIKSEPERTIGABENTANG)..........................................................99CONTOHF.13PERENCANAANKOMPONENSTRUKTURLENTURPROFILWFTERHADAPSUMBUKUAT(TERSOKONGDITITIKSETENGAHBENTANG).......................................................................103CONTOHF.21BALOKKANALPENAMPANGKOMPAKTERSOKONGPENUHDALAMARAHLATERAL........................................................................................................................................................106CONTOHF.22BALOKKANALPENAMPANGKOMPAKTERSOKONGDALAMARAHLATERALDISETIAPSEPERLIMABENTANG.........................................................................................................111CONTOHF.3BALOKWFDENGANSAYAPNONKOMPAKYANGMENGALAMILENTURTERHADAPSUMBUKUAT..................................................................................................................................113CONTOHF.4PERANCANGANBALOKPROFILWFBERDASARKANMOMENINERSIATERHADAPSUMBUKUAT..................................................................................................................................115CONTOHF.5BALOKPROFILWFYANGMENGALAMILENTURTERHADAPSUMBULEMAH...........117CONTOHF.6BALOKPSBDENGANSAYAPKOMPAK......................................................................119CONTOHF.7BALOKPSBDENGANSAYAPNONKOMPAK................................................................120CONTOHF.8BALOKPSBDENGANSAYAPLANGSING.....................................................................124CONTOHF.9BALOKPROFILPIPALINGKARAN................................................................................127CONTOHF.10BALOKPROFILT.......................................................................................................129CONTOHF.11ABALOKPROFILSIKUTUNGGAL...............................................................................132CONTOHF.11BBALOKPROFILSIKUTUNGGAL...............................................................................135CONTOHF.11CBALOKPROFILSIKUTUNGGAL...............................................................................138CONTOHF.12BATANGTULANGANPERSEGIPANJANG.................................................................144CONTOHF.13BATANGTULANGANBUNDAR.................................................................................146

Bab G Desain Komponen Struktur untuk Geser ................................................................. 148PENDAHULUAN...............................................................................................................................148G1.KETENTUANUMUM.................................................................................................................148G2.KOMPONENSTRUKTURDENGANBADANTIDAKDIPERKAKUATAUBADANDIPERKAKU......148G3.AKSIMEDANTARIK.................................................................................................................148

iv

G4.SIKUTUNGGAL........................................................................................................................149G5.PSBPERSEGIPANJANGDANKOMPONENSTRUKTURBERBENTUKBOKS..............................149G6.PSBBUNDAR...........................................................................................................................149G7.GESERSUMBULEMAHPADAPROFILSIMETRISGANDADANTUNGGAL.................................149G8.BALOKDANGELAGARDENGANBUKAANBADAN....................................................................149CONTOHG.1BALOKPROFILWFYANGMENGALAMIGESERTERHADAPSUMBUKUAT................150CONTOHG.2BALOKPROFILKANALYANGMENGALAMIGESERTERHADAPSUMBUKUAT..........152CONTOHG.3BALOKPROFILSIKUYANGMENGALAMIGESER.....................................................154CONTOHG.4BALOKPROFILPSBPERSEGIPANJANGYANGMENGALAMIGESER..........................156CONTOHG.5BALOKPROFILPIPAYANGMENGALAMIGESER........................................................158CONTOHG.6BALOKPROFILSIMETRIGANDAYANGMENGALAMIGESERTERHADAPSUMBULEMAH.............................................................................................................................................160G7.GESERSUMBULEMAHPADAPROFILSIMETRISGANDADANTUNGGAL.................................162CONTOHG.7BALOKPROFILSIMETRITUNGGALYANGMENGALAMIGESERTERHADAPSUMBULEMAH.............................................................................................................................................162CONTOHG.8BALOKPROFILTERSUSUNDENGANPENGAKUTRANSVERSAL.................................164BabHDesainKomponenStrukturuntukKombinasiGayagayadanTorsi...................................169CONTOHH.1....................................................................................................................................170CONTOHH.2....................................................................................................................................175CONTOHH.3a.KEKUATANTORSIONALPENAMPANGPSB.........................................................181CONTOHH.3b.KEKUATANTORSIONALPENAMPANGPIPA.........................................................182CONTOHH.3c.KOMBINASIKEKUATANLENTURDANTORSIONALPENAMPANGPSB................183

Bab I Desain Komponen Struktur Komposit ........................................................................ 188I1.KETENTUANUMUM.................................................................................................................188I2.GAYAAKSIAL.............................................................................................................................188I3.LENTUR.....................................................................................................................................188I4.GESER.......................................................................................................................................189I5.KOMBINASILENTURDANGAYAAKSIAL....................................................................................189I6.TRANSFERBEBAN.....................................................................................................................189I7.DIAFRAGMAKOMPOSITDANBALOKKOLEKTOR.....................................................................190I8.ANGKURBAJA...........................................................................................................................190CONTOHI.1DESAINBALOKINDUKKOMPOSIT..............................................................................196CONTOHI.2BATANGTEKANTERISIBETONKOMPOSIT.................................................................208CONTOHI.4BATANGKOMPOSITTERISIYANGMENAHANGAYATEKAN,MOMENLENTURDANGESER..............................................................................................................................................214

v

CONTOHI.5KOLOMBOKSKOMPOSITTERISIBETONDENGANELEMENLANGSING.....................226CONTOHI.6KOLOMTEKANKOMPOSITTERISIBETONDANPROFILWF.....................................234CONTOHI.7KOLOMKOMPOSITTERISIBETONDANPROFILWFMENAHANTARIK.......................240CONTOHI.8BATANGKOMPOSITWFTERBUNGKUSBETONYANGMENAHANGAYATEKAN,MOMENLENTURDANGESER.........................................................................................................242

Bab J Desain Sambungan ................................................................................................... 259CONTOHJ.1LASSUDUTYANGMENGALAMIGESERLONGITUDINAL.............................................260CONTOHJ.2LASSUDUTYANGDIBEBANIDALAMARAHMIRING..................................................263CONTOHJ.3KOMBINASITARIKDANGESERPADASAMBUNGANTIPETUMPU.............................265CONTOHJ.4ASAMBUNGANSLIPKRITISDENGANLUBANGSLOTPENDEK..................................267CONTOHJ.4BSAMBUNGANSLIPKRITISDENGANLUBANGSLOTPANJANG................................268CONTOHJ.5KOMBINASITARIKDANGESERPADASAMBUNGANSLIPKRITIS...............................269CONTOHJ.6KEKUATANTUMPUPADALUBANGDIBOR.................................................................272CONTOHJ.7KEKUATANTUMPUPELATDASARKOLOMPADABETON..........................................273BabKDesainSambunganKomponenStrukturPSBdanBoks......................................................277CONTOHK.1PELATTRANSVERSALYANGDIBEBANITEGAKLURUSPSBPERSEGI.........................278Kondisibataslain............................................................................................................................281CONTOHK.2PELATLONGITUDINALYANGDIBEBANITEGAKLURUSPSBBUNDAR.......................281

vi

Prakata Informasi yang disajikan dalam petunjuk teknis ini telah disiapkan sesuai dengan prinsip-prinsip teknik yang diakui dan hanya merupakan informasi umum saja. Meskipun diyakini cukup akurat, informasi ini tidak boleh digunakan atau diandalkan untuk aplikasi tertentu tanpa pemeriksaan secara professional, kompeten dan verifikasi keakuratan, kesesuaian, dan penerapannya oleh seorang insinyur berlisensi profesional, desainer, atau arsitek. Publikasi material yang terkandung di sini tidak dimaksudkan sebagai representasi atau garansi pada bagian dari SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural atau dari orang lain yang tercantum disini, bahwa informasi ini cocok sebagai informasi umum atau khusus atau bebas dari pelanggaran paten atau hak paten. Siapa pun yang memanfaatkan informasi ini dianggap memenuhi semua kewajiban yang timbul dari penggunaan tersebut. Perhatian harus dilakukan bila mengandalkan spesifikasi lain dan peraturan yang dikembangkan oleh badan-badan lain dan disusun sebagai referensi karena material tersebut dapat dimodifikasi atau diubah dari waktu ke waktu setelah pencetakan edisi ini. Penerbit tidak bertanggung jawab atas material tersebut selain untuk merujuk dan menggabungkan sebagai referensi pada saat publikasi awal edisi ini.

1 dari 283

Bab A Ketentuan Umum A1. RUANG LINGKUP Petunjuk teknis ini berisi contoh-contoh desain ini dimaksudkan untuk menggambarkan aplikasi SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural dalam aplikasi seismik rendah. Untuk informasi pada aplikasi desain yang membutuhkan pendetailan seismik, lihat AISC Seismic Design Manual. A2. SPESIFIKASI, TATA CARA DAN STANDAR YANG DIACU Pasal A2 mencakup daftar spesifikasi, tata cara dan standar terdetail yang diacu di seluruh SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. A3. MATERIAL Pasal A3 meliputi daftar material baja yang disetujui untuk digunakan dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Standar ASTM lengkap untuk material baja yang paling umum digunakan dapat ditemukan di Selected ASTM Standards for Structural Steel Fabrication (ASTM, 2011). A4. GAMBAR DESAIN STRUKTURAL DAN SPESIFIKASI Pasal A4 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural mensyaratkan bahwa gambar desain struktural dan spesifikasi memenuhi persyaratan AISC Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges (AISC, 2010b). REFERENSI BAB A SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural.

AISC (2010b), Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges, American Institute for Steel Construction, Chicago, IL.

AISC (2011), Steel Construction Manual, 14th Ed., American Institute for Steel Construction, Chicago, IL.

ASTM (2011), Selected ASTM Standards for Structural Steel Fabrication, ASTM International, West Conshohocken, PA.

2 dari 283

Bab B Persyaratan Desain B1. KETENTUAN UMUM B2. BEBAN DAN KOMBINASI BEBAN Dengan tidak adanya peraturan bangunan gedung yang berlaku, kombinasi standar beban yang akan digunakan dengan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural ini adalah yang berasal dari SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain. B3. DASAR DESAIN Bab B SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural menjelaskan dasar dari desain, baik untuk DFBK maupun DKI. Pasal ini membahas tiga tipe dasar dari sambungan: sambungan sederhana, sambungan momen Tertahan Penuh (TP), dan sambungan momen Tertahan Sebagian (TS). Informasi pada aplikasi dari ketentuan kemampuan layan dan genangan air dapat ditemukan masing-masing dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 2, dan penjelasan yang terkait. Contoh-contoh desain dan informasi lain yang berguna mengenai topik ini diberikan dalam AISC Design Guide 3, Serviceability Design Considerations for Steel Buildings, Edisi ke dua (West et al., 2003). Informasi pada aplikasi dari ketentuan desain kebakaran dapat ditemukan pada SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 4 dan penjelasan yang terkait. Contoh-contoh desain dan informasi lain yang berguna mengenai topik ini diberikan dalam AISC Design Guide 19, Fire Resistance of Structural Steel Framing (Ruddy et al., 2003). B4. PROPERTI KOMPONEN STRUKTUR SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel B4.1a dan B4.1b memberikan daftar lengkap pembatasan rasio lebar-terhadap-tebal untuk semua komponen struktur tekan dan lentur. REFERENSI BAB B SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain.

West, M., Fisher, J. and Griffis, L.G. (2003), Serviceability Design Considerations for Steel Buildings, Design Guide 3, 2nd Ed., AISC, Chicago, IL.

Ruddy, J.L., Marlo, J.P., Ioannides, S.A. and Alfawakhiri, F. (2003), Fire Resistance of Structural Steel Framing, Design Guide 19, AISC, Chicago, IL.

3 dari 283

Bab C Desain untuk Stabilitas C1. PERSYARATAN STABILITAS UMUM SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural mensyaratkan bahwa perancang untuk menghitung stabilitas dari sistem struktural secara keseluruhan, dan stabilitas elemen-elemen individu. Dengan demikian, analisis lateral yang digunakan untuk menilai stabilitas harus mencakup pertimbangan dari efek kombinasi beban gravitasi dan lateral, serta inelastisitas komponen struktur, keluar-dari-ketegak lurusan, keluar-dari-kelurusan dan efek orde kedua yang dihasilkan P dan P . Efek dari "kolom yang tidak menjamin stabilitas struktur" juga harus diperhatikan, seperti digambarkan dalam contoh dalam bab ini. Efek P dan P dijelaskan dalam penjelasan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Gambar C-C2.1. Metode untuk menangani stabilitas, mencakup efek P dan P , tersedia dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja

struktural Pasal C2 dan Lampiran 7. C2. PERHITUNGAN KEKUATAN PERLU Perhitungan kekuatan perlu diilustrasikan pada contoh dalam bab ini.

4 dari 283

CONTOH C.1A DESAIN RANGKA PENAHAN MOMEN DENGAN METODE ANALISIS LANGSUNG Tentukan kekuatan perlu dan faktor panjang efektif kolom-kolom pada Rangka kaku seperti gambar di bawah ini untuk kombinasi pembebanan gravitasi maksimum, menggunakan DFBK. Gunakan metode analisis langsung. Seluruh komponen struktur terbuat dari material baja Fy = 250 MPa. Kolom-kolom tidak terbreis antara tumpuan dan atap pada sumbu x dan y serta diasumsikan memiliki tumpuan sendi.

Solusi: wD = 4 kN/m wL = 12 kN/m Lspan = 8 m Fy = 250 MPa WF 300x300x10x15 memiliki Ag = 119,8 cm2 Balok-balok pada bentang A-B, C-D, dan D-E memiliki ujung sendi dan tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral portal. Pengaruh P pada balok-balok tersebut tidak diperhitungkan dan direncanakan memiliki K = 1,0. Rangka penahan momen antara grid B dan C adalah komponen pendukung stabilitas lateral sehingga harus direncanakan berdasarkan Pasal C SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Walaupun kolom-kolom pada grid A, D, dan E tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral, gaya-gaya stabilitas kolom-kolom tersebut harus diperhitungkan dalam analisis. Untuk analisis, seluruh Rangka dapat dimodelkan seperti gambar di bawah ini. Beban-beban stabilitas kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi (leaning columns) digabung pada satu kolom. Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kombinasi pembebanan gravitasi maksimum:

Metode DFBK: wu = 1,2wD + 1,6wL = 24 kNm

Metode DKI: wa = wD + wL = 16 kNm

5 dari 283

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.1, untuk DFBK analisis orde kedua dan pemeriksaan kekuatan dilakukan dengan kombinasi pembebanan DFBK. Pembebanan Gravitasi untuk Analisis Struktur Rangka Beban gravitasi seragam untuk analisis orde kedua pada balok B-C adalah:

Metode DFBK: wu = 24 kNm

Metode DKI: wa = 1,6wa = 25,6 kNm

Beban-beban gravitasi terpusat untuk analisis orde kedua kolom di grid B dan C yang diperoleh dari balok-balok di sebelahnya adalah:

Metode DFBK: Pu = spanL

2 wu = 96 kN

Metode DKI: Pa = spanL

2 wa = 102,4 kN

Beban-beban gravitasi terpusat pada kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi palsu Pembebanan pada kolom tersebut memperhitungkan seluruh beban gravitasi yang juga ditahan oleh Rangka penahan momen namun secara tidak langsung pada rangka adalah: Metode DFBK: PuL = 2 Lspan wu = 384 kN Metode DKI: PaL = 2 Lspan wa = 409,6 kN Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.2, ketidakvertikalan kolom harus diperhitungkan secara eksplisit pada pemodelan atau dengan mengaplikasikan beban notional. Pada contoh ini dipergunakan beban notional. Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Persamaan C2.1, besar beban notional tersebut adalah: Ni = 0,002 Yi dengan = 1,0 (DFBK); = 1,6 (DKI) Ni = beban notional yang digunakan pada level i, kN Yi = beban gravitasi yang digunakan pada level i dari kombinasi beban DFBK atau kombinasi beban DKI, yang sesuai kN

6 dari 283

Metode DFBK: LRFD 1,0 Yi.LRFD = 4Lspan wu = 768 kN Ni.LRFD = 0,002LRFD Yi.LRFD = 1,536 kN Ringkasan beban-beban untuk analisis portal

Metode DKI: ASD 1,6 Yi.ASD = 4Lspan wa = 512 kN Ni.ASD = 0,002 ASD Yi.ASD = 1,638 kN Ringkasan beban-beban untuk analisis portal

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.3, analisis dilakukan dengan mereduksi kekakuan nominal menjadi sebesar 80% untuk

7 dari 283

memperhitungkan pengaruh inelastisitas. Asumsikan (dengan verifikasi) Pr/Py tidak lebih dari pada 0,5, sehingga kekakuan tidak perlu direduksi lebih besar. 50% beban gravitasi dipikul oleh kolom-kolom pada rangka penahan momen. Karena beban gravitasi yang ditahan oleh rangka penahan momen melebihi sepertiga beban gravitasi total yang ditahan struktur, berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.1, pengaruh P pada P harus diperhitungkan dalam analisis struktur. Jika program yang digunakan tidak menghitung pengaruh P , perlu dilakukan penambahan titik pada kolom di antara tumpuan dan balok. Menggunakan program analisis struktur yang memperhitungkan P dan P , diperoleh hasil sebagai berikut: Metode DFBK: Hasil analisis orde pertama: st1 = 2,79 mm

Hasil analisis orde kedua: nd2 = 3,62 mm

nd

st

2

1

= 1,297

Periksa apakah asumsi Pr/Py 0,5 terpenuhi, b = 1,0

8 dari 283

dengan Pr = kekuatan tekan aksial perlu menggunakan kombinasi beban DFBK atau DKI, kN Py = kekuatan leleh aksial (= Fy Ag), kN Py = Fy Ag = 2,995 x 103 kN Pr = 72,6 kN LRFD r

y

PP

= 0,024 < 0,5

Asumsi terpenuhi, sehingga b = 1,0 dapat digunakan Metode DKI: Hasil analisis orde pertama: st1 2,975 mm

Hasil analisis orde kedua: nd2 3,943 mm

nd

st

2

1

1,325

9 dari 283

Periksa apakah asumsi Pr/Py 0,5 terpenuhi, b = 1,0 Py = Fy Ag = 2,995 103 kN Pr = 72,6 kN ASD rP 0,039yP < 0,5 Asumsi terpenuhi, sehingga b = 1,0 dapat digunakan Walaupun faktor perbesaran goyangan orde kedua sekitar 1.3, perubahan momen lentur relatif kecil karena momen bergoyang hanya diakibatkan oleh beban notional yang bernilai kecil. Untuk kombinasi-kombinasi beban dengan pembebanan gravitasi dan lateral yang signifikan, peningkatan momen lentur akan lebih besar. Verifikasi kekuatan kolom menggunakan gaya-gaya dalam orde kedua, dengan panjang efektif sebagai berikut (perhitungan tidak ditampilkan) Kolom: Gunakan KLx = 6 m KLy = 6 m

10 dari 283

CONTOH C.1B DESAIN RANGKA PENAHAN MOMEN DENGAN METODE PANJANG EFEKTIF Ulangi Contoh C.1A dengan metode panjang efektif. Tentukan kekuatan perlu dan faktor panjang efektif kolom-kolom pada Rangka kaku seperti gambar di bawah ini untuk kombinasi pembebanan gravitasi maksimum, menggunakan DFBK. Gunakan metode panjang efektif. Seluruh komponen struktur terbuat dari baja Fy = 250 MPa . Kolom-kolom tidak terbreis antara tumpuan dan atap pada sumbu x dan y serta diasumsikan memiliki tumpuan sendi.

Solusi:

wD = 4 kNm

wL = 12 kNm

Lspan = 8 m Lcol = 6 m Fy = 250 MPa E = 200 000 MPa WF 300x300x10x15 memiliki Ag = 119,8 cm2 Ix = 20 400 cm4 Balok-balok pada bentang A-B, C-D, dan D-E memiliki ujung sendi dan tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral portal. Pengaruh P pada balok-balok tersebut tidak diperhitungkan dan direncanakan memiliki K = 1,0. Rangka penahan momen antara grid B dan C adalah komponen pendukung stabilitas lateral sehingga harus direncanakan berdasarkan Pasal C SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Walaupun kolom-kolom pada grid A, D, dan E tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral, gaya-gaya stabilitas kolom-kolom tersebut harus diperhitungkan dalam analisis. Untuk analisis, seluruh rangka dapat dimodelkan seperti gambar di bawah ini. beban-beban stabilitas kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi (leaning column) digabung pada satu kolom.

11 dari 283

Periksa batasan-batasan penggunaan metode panjang efektif berdasarkan Lampiran 7, Pasal 7.2.1: (1) Struktur menahan beban-beban gravitasi melalui kolom-kolom vertikal. (2) Rasio simpangan maksimum orde kedua terhadap simpangan maksimum orde pertama diasumsikan tidak lebih dari pada 1,5, dan perlu dilakukan verifikasi. Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kombinasi pembebanan gravitasi maksimum:

Metode DFBK: wu = 1,2 wD + 1,6 wL = 24 kNm

Metode DKI: wa = wD + wL = 16 kNm

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 7, Pasal 7.2.1, analisis sesuai dengan SNI 1729 Pasal C2.1, dengan pengecualian faktor reduksi kekuatan yang disyaratkan pada Pasal C2.3. Pembebanan Gravitasi untuk Analisis Struktur Portal. Beban gravitasi seragam untuk analisis orde kedua pada balok B-C adalah:

Metode DFBK: wu = 24 kNm

Metode DKI: wa' =1,6 wa = 25,6 kNm

Beban-beban gravitasi terpusat untuk analisis orde kedua kolom di grid B dan C yang diperoleh dari balok-balok di sebelahnya adalah:

Metode DFBK: Pu = spanL

2 wu = 96 kN

Metode DKI: Pa = spanL

2 wa' = 102,4 kN

Beban-beban gravitasi terpusat pada kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi palsu. Pembebanan pada kolom tersebut memperhitungkan seluruh beban gravitasi yang juga ditahan oleh rangka penahan momen namun secara tidak langsung pada rangka adalah: Metode DFBK: PuL = 2 Lspan wu = 384 kN Metode DKI: PaL = 2 Lspan wa' = 409,6 kN

12 dari 283

Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Lampiran 7 Pasal 7.2.2, ketidakvertikalan kolom harus diperhitungkan secara eksplisit pada pemodelan atau dengan mengaplikasikan beban notional sesuai Pasal C2.2b. Berdasarkan SNI 1729 Persamaan C2.1, beban notional tersebut adalah: Metode DFBK: LRFD = 1,0 Yi.LRFD = 4Lspan wu = 768 kN Ni.LRFD = 0,002 LRFD Yi.LRFD = 1,536 kN Ringkasan beban-beban untuk analisis rangka

Metode DKI: ASD = 1,6 Yi.ASD = 4Lspan wa = 512 kN Ni.ASD = 0,002 ASD Yi.ASD = 1,638 kN

13 dari 283

Ringkasan beban-beban untuk analisis rangka

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Lampiran 7 Pasal 7.2.2, analisis dilakukan dengan kekakuan nominal penuh. 50% beban gravitasi dipikul oleh kolom-kolom pada rangka penahan momen. Karena beban gravitasi yang ditahan oleh rangka penahan momen melebihi sepertiga beban gravitasi total yang ditahan struktur, berdasarkan SNI 1729 Pasal C2.1, pengaruh P pada P harus diperhitungkan dalam analisis struktur. Jika program yang digunakan tidak menghitung pengaruh P , perlu dilakukan penambahan titik pada kolom di antara tumpuan dan balok. Menggunakan program analisis struktur yang memperhitungkan P dan P , diperoleh hasil sebagai berikut: Metode DFBK: Hasil analisis orde pertama: 1st.LRFD = 2,24 mm

14 dari 283

Hasil analisis orde kedua: 2nd.LRFD = 2,76 mm

2

1

=1,232nd. LRFDst. LRFD

Untuk rangka penahan momen: Pr1.LRFD = 190,8 kN Pr2.LRFD = 193,2 kN Metode DKI: Hasil analisis orde pertama: 1st.ASD = 2,39 mm

Hasil analisis orde kedua: (sebelum dibagi 1,6) 2nd.ASD = 2,99 mm

2

1

=1,251nd. ASDst. ASD

15 dari 283

Untuk rangka penahan momen: Pr1.ASD = =127,25203, 6 kN

1, 6 = 127,25 kN

Pr2.ASD = =128,75206, 0 kN

1, 6 = 128.75 kN Rasio simpangan maksimum orde kedua terhadap simpangan maksimum orde pertama tidak lebih dari pada 1,5; sehingga metode panjang efektif dapat diterapkan. Walaupun faktor perbesaran goyangan orde kedua sekitar 1,25, perubahan momen lentur relatif kecil karena momen bergoyang hanya diakibatkan oleh beban notional yang bernilai kecil. Untuk kombinasi-kombinasi beban dengan pembebanan gravitasi dan lateral yang signifikan, peningkatan momen lentur akan lebih besar. Hitunglah faktor panjang efektif pada bidang, Kx, menggunakan story stiffness method dan Persamaan C-A-7-5 yang terdapat pada Penjelasan Lampiran 7, Pasal 7.2. Gunakan Kx = K2

r

r H Hx L

P E I E IK = K = R P L H L H L

2 2

2 2 20,85 +0,15 1,7 L

Hitunglah beban total yang dipikul seluruh kolom, rP Metode DFBK: r.LRFD u spanP w L4 768 kN Metode DKI: r.ASD a spanP w L4 512 kN Hitunglah rasio beban pada kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi terhadap beban total, RL Metode DFBK: r.moment_frame.LRFD r LRFD r LRFDP P +P1. 2. 384 kN

16 dari 283

r.LRFD r.moment_frame.LRFDL.LRFD r.LRFD

P PR

P= 0,5

Metode DKI: r.moment_frame.ASD r ASD r ASDP P +P1. 2. 256 kN

r.ASD r.moment_frame.ASDL.ASD r.ASD

P PR

P= 0,5

Hitunglah beban tekuk Euler satu kolom: x

col

EIL

2

2 11185,552 kN

Hitunglah rasio simpangan menggunakan hasil analisis orde pertama dengan beban notional.

Metode DFBK: st.LRFD

colL1 mm0,000373

mm

Metode DKI: st.ASD

colL1 mm0,000398

mm Untuk kolom pada grid C: Metode DFBK: PrC.LRFD = 193,2 kN HC.LRFD = 14.2 kN

r.LRFD st.LRFDxx.LRFD

L.LRFD rC.LRFD col i.LRFD col

st.LRFDx

col C.LRFD col

P E IK = R P L N L

E IL H L

21

2

21

2

3,418 0,85 +0,15

> 0,4161,7

Metode DKI: PrC.ASD = 206,0 kN HC.ASD = 15,2 kN

r.ASD st.ASDxx.ASD

L.ASD rC.ASD col i.ASD col

st.ASDx

col C.ASD col

P E IK = R P L N L

E IL H L

21

2

21

2

1,6 3,419

0,85 +0,15

> 0,4151,7

17 dari 283

Verifikasi kekuatan kolom menggunakan gaya-gaya dalam orde kedua, dengan panjang efektif sebagai berikut (perhitungan tidak ditampilkan). Kolom-kolom: Metode DFBK: Kx.LRFD = 3,418 Lx = Lcol Kx.LRFD Lx = 20,509 m Ky.LRFD = 1,0 Ly = Lcol Ky.LRFD Ly = 6 m Metode DKI: Kx.ASD = 3,419 Lx = Lcol Kx.ASD Lx = 20,516 m Ky.ASD = 1,0 Ly = Lcol Ky.ASD Ly = 6 m

18 dari 283

CONTOH C.1C DESAIN RANGKA PENAHAN MOMEN DENGAN METODE ORDE PERTAMA Ulangi Contoh C.1A menggunakan metode analisis orde pertama. Tentukan kuat perlu dan faktor panjang efektif kolom-kolom pada rangka kaku seperti gambar di bawah ini untuk kombinasi pembebanan gravitasi maksimum, menggunakan DFBK. Gunakan metode analisis orde pertama. Seluruh komponen struktur terbuat dari baja dengan Fy = 250 MPa. Kolom-kolom tidak terbreis antara tumpuan dan atap pada sumbu x dan y serta diasumsikan memiliki tumpuan sendi.

Solusi:

wD = 4 kNm

wL = 12 kNm

Lspan = 8 m Lcol = 6 m Fy = 250 MPa E = 200 000 MPa WF300x300x10x15 memiliki Ag = 119,8 cm2 Ix = 20 400 cm4 Balok-balok pada bentang A-B, C-D, dan D-E memiliki ujung sendi dan tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral portal. Pengaruh P pada balok-balok tersebut tidak diperhitungkan dan direncanakan memiliki K = 1,0. Rangka penahan momen antara grid B dan C adalah komponen pendukung stabilitas lateral sehingga harus direncanakan berdasarkan Lampiran 7 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Walaupun kolom-kolom pada grid A, D, dan E tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral, gaya-gaya stabilitas kolom-kolom tersebut harus diperhitungkan dalam analisis. Untuk analisis, seluruh rangka dapat dimodelkan seperti gambar di bawah ini. Beban-beban stabilitas 'leaning column' digabung pada satu kolom. Periksa batasan-batasan penggunaan metode panjang efektif berdasarkan Lampiran 7, Pasal 7.3.1 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural: (1) Struktur menahan beban-beban gravitasi melalui kolom-kolom vertikal.

19 dari 283

(2) Rasio simpangan maksimum orde kedua terhadap simpangan maksimum orde pertama diasumsikan tidak lebih dari pada 1,5, dan perlu dilakukan verifikasi.

(3) Kekuatan aksial perlu komponen-komponen rangka penahan momen diasumsikan tidak

melebihi 50% kekuatan leleh aksial, dan perlu dilakukan verifikasi. Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kombinasi pembebanan gravitasi maksimum:

Metode DFBK: wu = 1,2wD + 1,6wL = 24 kNm

Metode DKI: wa = wD + wL = 16 kNm

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 7, Pasal 7.3.2, kekuatan perlu ditentukan dari analisis struktur orde pertama dengan beban-beban notional serta memperhitungkan faktor perbesaran B1 sebagaimana dijelaskan dalam Lampiran 8. Pembebanan Gravitasi untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen. Beban gravitasi seragam untuk analisis orde pertama pada balok B-C adalah:

Metode DFBK: wu = 24 kNm

Metode DKI: wa = 16 kNm

Beban-beban gravitasi terpusat untuk analisis orde kedua kolom di grid B dan C yang diperoleh dari balok-balok di sebelahnya adalah:

Metode DFBK: Pu = spanL

2wu = 96 kN

Metode DKI: Pa = spanL

2wa = 64 kN

Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen. Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 7 Pasal 7.3.2, ketidakvertikalan kolom harus diperhitungkan secara eksplisit pada pemodelan atau dengan mengaplikasikan beban notional sesuai Pasal C2.2b. Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Persamaan A-7-2, beban notional tersebut adalah:

20 dari 283

Metode DFBK: LRFD = 1,0 Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen Yi.LRFD = 4Lspan wu = 768 kN = 0,0 mm (tidak ada simpangan akibat kombinasi beban gravitasi) Lcol = 6 m

i. LRFD LRFD i. LRFD

col

N = YL0, 021 = 0 kN > i. LRFDY0, 0042 = 3,226 kN gunakan Ni.LRFD = 0,0042 Yi.LRFD = 3,226 kN Ringkasan beban-beban untuk analisis Rangka Penahan Momen Metode DKI: ASD = 1,6 Yi.ASD = 4Lspan wa = 512 kN = 0,0 mm (tidak ada simpangan akibat kombinasi beban gravitasi) Lcol = 6 m

i. ASD ASD i. ASD

col

N = YL0, 021 = 0 > i. ASDY0, 042 = 2, 15kN gunakan Ni.ASD = 0,0042 Yi.ASD = 2,15 kN Ringkasan beban-beban untuk analisis Rangka Penahan Momen Berdasarkan SNI 1729 Lampiran 7, Pasal 7.2.2, analisis dilakukan dengan kekakuan nominal penuh (tidak direduksi). Menggunakan program analisis struktur orde pertama, diperoleh hasil sebagai berikut: Metode DFBK: 1st.LRFD = 4,71 mm Metode DKI: 1st.ASD = 3,14 mm Periksa asumsi rasio simpangan orde kedua terhadap simpangan orde pertama tidak melebihi 1,5. Faktor B2 dapat digunakan sebagai kondisi batas. Hitung faktor B2 sesuai Pasal 8.2.2 Lampiran 8 menggunakan hasil analisis orde pertama.

21 dari 283

Metode DFBK: Pmf.LRFD = Pleft.LRFD + Pright.LRFD = 384 kN Pstory.LRFD = wu (4 Lspan) = 768 kN

mf. LRFDM. LRFD

st ory. LRFD

PR P=1- 0,15 = 0, 925 (SNI 1729 Persamaan A-8-8) H.LRFD = 1st.LRFD = 4,71 mm HLRFD = Ni.LRFD = 3,226 kN L = Lcol = 6 m

LRFDe.story.LRFD M.LRFDH. LRFD

H LP R= = 3800, 866kN (SNI 1729 Persamaan A-8-7)

LRFD = 1

LRFD LRFD story. LRFDe.st ory. LRFD

B PP

2.1= =1, 253

1- (SNI 1729 Persamaan A-8-6)

22 dari 283

Bab D Desain dari Komponen Struktur untuk Tarik D1. PEMBATASAN KELANGSINGAN Pasal D1 tidak menetapkan batas kelangsingan untuk komponen struktur tarik, tetapi menyarankan pembatasan L/r untuk maksimum dari 300. Ini bukan suatu persyaratan mutlak. Batang dan gantungan secara khusus dikecualikan dari rekomendasi ini. D2. KEKUATAN TARIK Kekuatan leleh tarik dan kekuatan runtuh tarik harus dipertimbangkan untuk desain dari komponen struktur tarik. Hal ini tidak biasa untuk kekuatan runtuh tarik untuk menentukan desain dari suatu komponen struktur tarik, terutama untuk komponen struktur kecil dengan lubang-lubang atau profil berat dengan beberapa baris dari lubang. D3. LUAS NETO EFEKTIF Luas bruto, Ag, adalah luas penampang melintang komponen struktur. Pada perhitungan luas neto, An, SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal B4.3 mensyaratkan bahwa tambahan 1/16 in. akan ditambahkan pada diameter lubang baut. Perhitungan luas efektif untuk deretan lubang-lubang disajikan dalam Contoh D.9. Kecuali semua elemen-elemen penampang melintang disambungkan, Ae = AnU, di mana U adalah suatu faktor reduksi untuk menghitung shear lag. Nilai-nilai yang sesuai U dapat diperoleh dari Tabel D3.1 SNI 1729 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. D4. KOMPONEN STRUKTUR TERSUSUN Pembatasan untuk sambungan-sambungan komponen struktur tersusun dibahas dalam Pasal D4 SNI 1729 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. D5. KOMPONEN STRUKTUR TERSAMBUNG-SENDI Contoh komponen struktur tersambung-sendi diberikan dalam Contoh D.7. D6. EYEBAR Contoh eyebar diberikan dalam Contoh D.8. Kekuatan eyebar memenuhi persyaratan dimensional SNI 1729 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D6 diatur oleh leleh tarik dari body.

23 dari 283

CONTOH D.1 BATANG TARIK DENGAN PROFIL WF Profil WF 200x100x5,5x8 digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 90 kN akibat beban mati dan 270 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 6,5 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan baut seperti tergambar. Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi: PD = 90 kN PL = 270 kN L = 6,5 m Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, gaya tarik desain minimum: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 540 kN Metode DKI: Pu = PD + PL = 360 kN Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Besaran-besaran penampang WF 200x100x5,5x8: Ag = 2716 mm2 bf = 100 mm tf = 8 mm d = 200 mm ry = 22,2 mm T 100x100x5,5x8 ybar = 28,3 mm

24 dari 283

Leleh Tarik Pn.y = Ag Fy = 679 kN Metode DFBK: ty = 0,9 ty Pn.y = 611,1 kN > Pu = 540 kN

=0, 884u

ty n.y

PP

Metode DKI:

ty = 1,67 = 406, 587n.y

ty

PkN . > . Pa = 360 kN

= 0, 885a

n.y

PPty

Putus Tarik Hitung faktor shear lag, U, sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2 dan kasus 7. Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, untuk penampang terbuka, U tidak perlu lebih kecil daripada rasio luas utuh elemen-elemen tersambung dengan luas utuh seluruh penampang.

U1 = f fg

b tA

2 = 0,589

Kasus 2: Periksa sebagai sepasang profil T dengan: xbar = ybar = 240 mm

U2 = 1 - barx = 0,882

Kasus 7:

bf = 100 mm < 23

d = 133,333 mm

U3 = 0,85 Gunakan U = max(U1 , U2 , U3) = 0,882

25 dari 283

Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal B4.3. dh = 16 mm + 1,6 mm = 17,6 mm An = Ag 4 (dh + 1,6 mm) tf = 2101,6 mm2 Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3. Ae = An U = 1853,786 mm2

e

g

AA

= 0,683

Kekuatan putus tarik, Pn.r = Fu Ae = 760,052 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan putus tarik desain: Metode DFBK: tr = 0,75 tr Pn.r = 570,039 kN > Pu = 540 kN

= 0, 947u

tr n.r

PP

Metode DKI:

tr = 2 = 380, 026n.r

tr

PkN > Pa = 360 kN

= 0, 947a

n.r

PPtr

Periksa syarat kelangsingan batang tarik

y

Lr

= 292,793 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja

struktural Pasal D1 (o.k.) Kekuatan tarik profil tersebut ditentukan oleh kekuatan putus tarik di bagian sambungan. Lihat BAB J untuk pemeriksaan kekuatan sambungan.

26 dari 283

CONTOH D.2 BATANG TARIK PROFIL SIKU Profil siku 100x100x13 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 90 kN akibat beban mati dan 270 kN akibat beban hidup. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan baut berdiameter 20 mm seperti tergambar. Hitung juga panjang profil maksimum agar memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. kekuatan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi: PD = 90 kN PL = 270 kN Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Properti penampang L100x100x13: Ag = 2431 mm2 t = 13 mm rz = 19,4 mm ybar = 29,4 mm xbar = 29,4 mm Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 540 kN Metode DKI: Pa = PD + PL = 360 kN Leleh Tarik Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan tarik leleh: Pn.y = Ag Fy = 607,75 kN Metode DFBK: ty = 0,9 ty Pn.y = 546,975 kN > Pu = 540 kN

27 dari 283

=0, 987u

ty n.y

PP

Metode DKI:

ty = 1,67 = 363, 922n.y

ty

PkN > Pa = 360 kN

= 0, 989a

n.y

PPty

Putus Tarik Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2 dan kasus 8. Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, untuk penampang terbuka, U tidak perlu lebih kecil daripada rasio luas utuh elemen-elemen tersambung dengan luas utuh seluruh penampang. U1 = 0,500 Kasus 2: xbar = 29,4 mm = 240 mm

U2 = 1 - barx = 0,877

Kasus 8, dengan 4 atau lebih alat penyambung per garis dalam arah pembebanan: U3 = 0,800 Gunakan U = max(U1 , U2 , U3) = 0,877 Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal B4.3. dh =

21, 6 mm

An = Ag (dh + 1,6 mm) t = 2 129,4 mm2 Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal D3. Ae = An U = 1868,549 mm2 Kekuatan putus tarik: Pn.r = Fu Ae = 766,105 kN

28 dari 283

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan putus tarik desain: Metode DFBK: tr = 0,75 tr Pn.r = 574,579 kN > Pu = 540 kN

u

tr n.r

PP = 0, 94

Metode DKI:

tr = 2 n.rtr

P = 383, 052 kN > Pa = 360 kN

a

n.r

PP = 0, 94tr

Panjang batang maksimum, Lmax Menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D1: Lmax = 300 rz = 5820 mm Catatan: Batas L/r merupakan rekomendasi, bukan persyaratan. Lihat Bab J untuk pemeriksaan kekuatan sambungan.

29 dari 283

CONTOH D.3 BATANG TARIK PROFIL T Profil T 200x100x8x12 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 180 kN akibat beban mati dan 540 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 9 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan las sepanjang 300 mm seperti tergambar. Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi: PD = 110 kN PL = 330 kN L = 6 m Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Properti penampang T 200x100x8x12: Ag = 3177 mm2 bf = 200 mm tf = 12 mm rx = 24,1 mm ybar = 17,3 mm Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 660 kN Metode DKI: Pa = PD + PL = 440 kN Leleh Tarik Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik: Pn.y = Ag Fy = 794,25 kN

30 dari 283

Metode DFBK: ty = 0,9 ty Pn.y = 714,825 kN > Pu = 660 kN

=0, 923u

ty n.y

PP

Metode DKI:

ty = 1,67 = 475, 599n.y

ty

P kN > Pa = 440 kN

= 0, 925a

n.y

PPty

Putus Tarik Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2. Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, untuk penampang terbuka, U tidak perlu lebih kecil daripada rasio luas utuh elemen-elemen tersambung dengan luas utuh seluruh penampang.

U1 = f fg

b tA

= 0,755

Kasus 2: xbar = ybar = 300 mm

U2 = 1 - barx = 0,942

Gunakan U = max(U1 , U2) = 0,942 Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal B4.3. An = Ag = 3177 mm2 Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3. Ae = An U = 2993,793 mm2 Kekuatan putus tarik: Pn.r = Fu Ae = 1227,455 kN

31 dari 283

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan putus tarik desain: Metode DFBK: tr = 0,75 tr Pn.r = 920,591 kN > Pu = 660 kN

u

tr n.r

PP = 0,717

Metode DKI:

tr = 2 613, 728n.r

tr

P kN > Pa = 440 kN

0, 717an.rP

Ptr Pemeriksaan Batas Kelangsingan

x

Lr

= 248,963 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung

baja struktural Pasal D1 (o.k.) Lihat BAB J untuk pemeriksaan kekuatan sambungan.

32 dari 283

CONTOH D.4 BATANG TARIK PROFIL TABUNG PERSEGI PANJANG Profil tabung persegi panjang 180x100x10 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 150 kN akibat beban mati dan 450 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 7,5 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan las sepanjang 300 mm pada pelat buhul dengan tebal 10 mm. Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dan pelat buhul dianggap tidak menentukan.

Solusi: PD = 150 kN PL = 450 kN L = 7,5 m Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Properti penampang tabung persegi 180x100x10: Ag = 4857mm2 B = 100 mm H = 180 mm t = 10 mm rx = 38,9 mm Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 900 kN Metode DKI: Pa = PD + PL = 600 kN

33 dari 283

Leleh Tarik Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik: Pn.y = Ag Fy = 1214,25 kN Metode DFBK: ty = 0,9 ty Pn.y = 1092,825 kN > Pu = 900 kN

u

ty n.y

PP = 0,824

Metode DKI:

ty = 1,67 727, 096n.y

ty

P kN > Pa = 600 kN

0, 825an.y

PPty

Putus Tarik Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 6.

xbar = B + BH

B+ H

2 24

= 41,071 mm

= 300 mm

U = 1 - barx = 0,863

Dengan adanya celah sebesar 1,6 mm antara profil tabung persegi dan pelat buhul: tp = 10 mm An = Ag 2 (tp + 1,6 mm)t = 4625 mm2 Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3. Ae = An U = 3991,815 mm2 Kekuatan putus tarik: Pn.r = Fu Ae = 1636,644 kN

34 dari 283

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan putus tarik desain: Metode DFBK: tr = 0,75 tr Pn.r = 1 227,483 kN > Pu = 900 kN

u

tr n.r

PP = 0,733

Metode DKI:

tr = 2 818, 322n.r

tr

P kN > Pa = 600 kN

0, 733an.r

PPtr

Kekuatan tarik profil tabung persegi ditentukan oleh kekuatan putus tarik. Pemeriksaan Batas Kelangsingan

x

Lr

= 192,802 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung

baja struktural Pasal D1 (o.k.) Lihat Bab J untuk pemeriksaan kekuatan sambungan.

35 dari 283

CONTOH D.5 BATANG TARIK PIPA Profil pipa 150x12 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 160 kN akibat beban mati dan 480 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 9 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan las sepanjang 300 mm pada pelat buhul dengan tebal 12 mm. Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dan pelat buhul dianggap tidak menentukan.

Solusi: PD = 160 kN PL = 480 kN L = 9 m Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Properti penampang Pipa 150x12: Ag = 5 202 mm2 D = 150 mm t = 12 mm r = 48,97 mm Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 960 kN Metode DKI: Pa = PD + PL = 640 kN Leleh Tarik Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik: Pn.y = Ag Fy = 1300,5 kN

36 dari 283

Metode DFBK: ty = 0,9 ty Pn.y = 1 170,45 kN > Pu = 960 kN

u

ty n.y

PP = 0,820

Metode DKI:

ty = 1,67 778, 743n.y

ty

PkN > Pa = 640 kN

0, 822an.y

PPty

Putus Tarik Periksa apakah asumsi Ae/Ag 0,75 terpenuhi. Tentukan U berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel D3.1 Kasus 5. D = 150 mm = 300 mm D

= 2 > 1,3 oleh karena itu U = 1,00

Dengan adanya celah sebesar 1,6 mm antara profil pipa dan pelat buhul: tp = 12 mm An = Ag 2 (tp + 1,6 mm) t = 4875,6 mm2 Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3. Ae = An U = 4 875,6 mm2

0, 937egAA

(o.k., tetapi konservatif)

Kekuatan putus tarik adalah, Pn.r = Fu Ae = 1 998,996 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan putus tarik desain:

37 dari 283

Metode DFBK: tr = 0,75 tr Pn.r = 1 499,247 kN > Pu = 960 kN

u

tr n.r

PP = 0,640

Metode DKI:

tr = 2 999, 498n.r

tr

PkN > Pa = 640 kN

0, 640an.r

PPtr

Kekuatan tarik profil pipa lingkaran ditentukan oleh kekuatan putus tarik. Pemeriksaan Batas Kelangsingan Lr

= 183,786 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung

baja struktural Pasal D1 (o.k.) Lihat Bab J untuk pemeriksaan kekuatan sambungan.

38 dari 283

CONTOH D.6 BATANG TARIK PROFIL SIKU GANDA Profil siku ganda 2L100x100x13 (lebar pemisah 10 mm) dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 180 kN akibat beban mati dan 540 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 7,5 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan baut berdiameter 20 mm seperti tergambar. Hitung juga panjang profil maksimum agar memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan pelat buhul dan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi: PD = 180 kN PL = 540 kN L = 7,5 m Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Properti penampang L10010013: Ag = 2 431 mm2 t = 13 mm xbar = 29,4 mm 2L10010013 (s = 10 mm) ry = 30,4 mm rx = 46,2 mm Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 1 080 kN Metode DKI: Pa = PD + PL = 720 kN

39 dari 283

Leleh Tarik Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik: Pn.y = 2 Ag Fy = 1 215,5 kN Metode DFBK: ty = 0,9 ty Pn.y = 1 093,95 kN > Pu = 1 080 kN

u

ty n.y

PP = 0,987

Metode DKI:

ty = 1,67 n.yty

P = 727,844 kN > Pa = 720 kN

a

n.y

PPty = 0,989

Putus Tarik Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2 dan kasus 8. Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal D3, untuk penampang terbuka, U tidak perlu lebih kecil daripada rasio luas utuh elemen-elemen tersambung dengan luas utuh seluruh penampang. U1 = 0,500 Kasus 2: xbar = 29,4 mm = 5 (70 mm) = 350 mm

U2 = 1 - barx = 0,916

Kasus 8, dengan 4 atau lebih alat penyambung per garis dalam arah pembebanan: U3 = 0,800 Gunakan U = max(U1 , U2 , U3) = 0,916 Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal B4.3. dh = 20 mm + 1,6 mm = 21,6 mm An = 2 Ag 2 (dh + 1,6 mm) t = 4 258,8 mm2

40 dari 283

Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3. Ae = An U = 3 901,061 mm2 Kekuatan putus tarik adalah, Pn.r = Fu Ae = 1 599,435 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan putus tarik desain: Metode DFBK: tr = 0,75 tr Pn.r = 1 199,576 kN > Pu = 1 080 kN

u

tr n.r

PP = 0,900

Metode DKI:

tr = 2 n.rtr

P= 799,717 kN > Pa = 720 kN

a

n.r

PPtr = 0,9

Pemeriksaan Batas Kelangsingan

x

Lr

= 162,338 < 300 berdasarkan SNI 1729, Pasal D1 (o.k.)

Catatan: Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D4, jarak longitudinal antara alat penyambung pada batang dengan penampang tersusun dipasang sedemikian sehingga rasio kelangsingan setiap komponen penyusunnya tidak melebihi 300. Lihat Bab J untuk pemeriksaan kekuatan sambungan.

41 dari 283

CONTOH D.7 BATANG TARIK TERHUBUNG-SENDI Suatu batang tarik terhubung-sendi dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 18 kN akibat beban mati dan 54 kN akibat beban hidup. Diameter pin (sendi) 25 mm dengan diameter lubang lebih besar 1,6 mm. Asumsikan kekuatan pin mencukupi. Periksa kekuatan tarik batang tersebut.

Solusi: PD = 12 kN PL = 36 kN Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Dimensi-dimensi penampang: w = 140 mm t = 10 mm d = 25 mm a = 56,7 mm c = 61,6 mm dh = d + 1,6 mm = 26,6 mm Periksa persyaratan dimensi berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D5.2. 1. be = min(2 t + 16 mm, 61,6 mm) = 36 mm 2. a = 56,7 mm > 1,33 be = 47,88 mm o.k. 3. w = 140 mm > 3 be + d = 133 mm o.k.

42 dari 283

4. c = 61,6 mm > a = 56,7 mm o.k. Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 72 kN Metode DKI: Pa = PD + PL = 48 kN Putus Tarik Hitung kekuatan putus tarik pada penampang bersih efektif. Pntr = Fu 2t be = 295,2 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal D5.1, kekuatan putus tarik desain: Metode DFBK: tr = 0,75 tr Pntr = 221,4 kN > Pu = 72 kN

u

tr ntr

PP = 0,325

Metode DKI:

tr = 2 ntrtr

P = 147,6 kN > Pa = 48 kN

tr a

ntr

PP

= 0,325

Putus Geser:

Asf = 2 t

da+2

= 1 384 mm2

Pnsf = 0,6 Fu Asf = 340,464 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D5.1, kekuatan putus geser desain: Metode DFBK: sf = 0,75 sf Pnsf = 255,348 kN > Pu = 72 kN

u

sf nsf

PP = 0,282

43 dari 283

Metode DKI:

sf = 2 nsfsf

P= 170,232 kN > Pa = 48 kN

a

nsf

PPsf = 0,282

Kekuatan Tumpu Apb = t d = 250 mm2 Rnpb = 1,8 Fy Apb = 112,5 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal J7, kekuatan tumpu desain: Metode DFBK: pb = 0,75 pb Rnpb = 84,375 kN > Pu = 72 kN

u

pb npb

PR = 0,853

Metode DKI:

pb = 2 npbpb

R = 56,25 kN > Pa = 48 kN

a

npb

PRpb = 0,853

Leleh Tarik Ag = w t = 1,4 103 mm2 Pnty = Fy Ag = 350 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik desain: Metode DFBK: t = 0,90 t Pnty = 315 kN > Pu = 72 kN

u

t nty

PP = 0,229

44 dari 283

Metode DKI:

t = 1,67 ntyt

P = 209,581 kN > Pa = 48 kN

a

nty

PPt = 0,229

Kekuatan tarik ditentukan oleh kekuatan tumpu Pn = min( tr Pntr , sf Pnsf , pb Rnpb , t Pnty) = 84,375 kN > Pu = 72 kN

un

PP = 0,853

Lihat Contoh J.6 untuk kekuatan pin pada pelat dengan lubang bor

45 dari 283

CONTOH D.8 BATANG TARIK EYEBAR Sebuah eyebar dengan tebal 16 mm direncanakan menahan gaya tarik 120 kN akibat beban mati dan 60 kN akibat beban hidup. Material eyebar adalah baja dengan Fy = 250 MPa. Diameter pin 75 mm. Periksa kekuatan tarik batang tersebut.

Solusi: PD = 120 kN PL = 60 kN Properti material baja: Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Besaran-besaran penampang: w = 75 mm b = 56 mm t = 16 mm dhead = 200 mm d = 75 mm dh = d + 0,781 mm = 75,781 mm R = 200 mm Periksa persyaratan dimensi berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D6.1 and D6.2. 1. t = 16 mm > 13 mm 2. w = 75 mm < 8t = 128 mm o.k.

b = 56 mm

dh = 75,781 mm

t = 16 mm

R = 200 mm

46 dari 283

3. d = 75 mm > 78w = 65,625 mm o.k.

4. dh = 75,781 mm d + 0,781 mm = 75,781 mm o.k. 5. R = 200 mm > dhead = 200 mm o.k.

6. 23

w = 50 mm b = 56 mm 34

w = 56,25 mm o.k

. Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu: Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 240 kN Metode DKI: Pa = PD + PL = 180 kN Leleh Tarik Ag = w t = 1 200 mm2 Pnty = Fy Ag = 300 kN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik desain: Metode DFBK: t = 0,90 t Pnty = 270 kN > Pu = 240 kN

u

ty nty

PP 0, 889

Metode DKI:

ty = 1,67 ntyt y

P = 179,641 kN < Pa = 180 kN

anty

PP 1, 002ty

(dapat dianggap sama dengan 1,0)

Kekuatan tarik eyebar ditentukan oleh kekuatan leleh tarik. Catatan: Persyaratan detailing eyebar perlu diperhatikan untuk menjamin kegagalan ditentukan oleh kondisi leleh tarik. Alat penyambung pin juga perlu diperiksa terhadap kondisi leleh geser, dan kondisi tumpu jika mutu material pin lebih rendah daripada material eyebar. Lihat Contoh J.6 untuk kekuatan pin pada pelat dengan lubang bor

47 dari 283

CONTOH D.9 PELAT DENGAN BAUT BERSELING Hitunglah An dan Ae untuk pelat dengan lebar 360 mm dan tebal 12 mm yang mengalam gaya tarik dengan lubang-lubang baut berseling di bawah ini.

Solusi: Hitunglah diameter lubang baut berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal B4.3. dbolt = 20 mm dh = dbolt + 1,6 mm = 21,6 mm dnet = dh + 1,6 mm = 23,2 mm Hitunglah lebar bersih untuk seluruh pola potongan melintang. Karena konfigurasi simetri, beberapa pola memiliki lebar efektif yang identik dan tidak perlu dihitung. b = 360 mm s = 65 mm g1 = 75 mm g2 = 100 mm tp = 12 mm

w = b netd + Sg2

4 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja

struktural Pasal B4.3. Pola A-B-E-F: w1 = b 2 dnet = 313,6 mm

Pola A-B-C-D-E-F: w2 = b 4 dnet + Sg2

1

24

= 295,367 mm

Pola A-B-C-D-G : w3 = b 3 dnet + Sg2

14 = 304,483 mm

Pola A-B-D-E-F : w4 = b 3 dnet + Sg2

14+

Sg + g

2

1 24 = 310,519 mm

Sehingga, wmin = min(w1 , w2 , w3 , w4) = 295,367 mm

48 dari 283

An = wmin tp = 3544,4 mm2 Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel D3.1 kasus 1, karena beban tarik disalurkan pada seluruh elemen melalui baut, U = 1,0 Ae = U An = 3 544,4 mm2

49 dari 283

Bab E Desain Komponen Struktur untuk Tekan Bab E ini meliputi desain komponen struktur tekan, yang paling umum di antaranya adalah kolom. profil kolom sayap lebar

PSB

siku ganda

siku tunggal Dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural, DKI dan DFBK akan memberikan desain yang identik bila beban hidup adalah kira-kira tiga kali beban mati. Desain profil tersusun dengan elemen langsing dapat menjadi tidak efisien, dianjurkan menggunakan profil canai panas. E1. KETENTUAN UMUM Kekuatan tekan desain, c nP , dan kekuatan tekan izin, /n cP , ditentukan sebagai berikut: Pn = kekuatan tekan nominal berdasarkan ragam tekuk yang menentukan c = 0,90 (DFBK) c = 1,67 (DKI) E2. PANJANG EFEKTIF Dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural tidak ada batasan pada kelangsingan, KL/r. Dalam SNI 1729 direkomendasikan bahwa KL/r tidak melebihi 200, sebagai batas praktis berdasarkan pertimbangan profesional dan ekonomis. E3. TEKUK LENTUR KOMPONEN STRUKTUR TANPA ELEMEN PENAMPANG LANGSING Penampang nonlangsing, termasuk kolom profil I tersusun nonlangsing dan kolom PSB nonlangsing, ditentukan oleh ketentuan-ketentuan ini. Kurva desain umum untuk tegangan kritis versus KL/r ditunjukkan dalam Gambar E-1.

Gambar E-1 Kurva kolom standar

Tekuk elastis E3-3

Tekuk inelastis E3-2

Transisi antara persamaan-persaman (lokasi bervariasi oleh Fy)

Tega

ngan

krit

is, M

Pa

KL/r

50 dari 283

Notasi L yang digunakan dalam bab ini adalah panjang antara titik-titik yang terbreis terhadap perpindahan lateral dan/atau perpindahan rotasi E4. TEKUK TORSI DAN TEKUK TORSI LENTUR KOMPONEN STRUKTUR TANPA ELEMEN LANGSING Pasal ini adalah yang paling umum berlaku untuk siku ganda dan profil T, yang memiliki satu sumbu simetri mengalami tekuk torsi dan tekuk torsi lentur. E5. KOMPONEN STRUKTUR TEKAN SIKU TUNGGAL Kekuatan komponen struktur tekan siku tunggal yang tersedia tidak diberikan dalam contoh disini. E6. KOMPONEN STRUKTUR TERSUSUN Pasal ini menyarankan pemilihan komponen-komponen struktur tersusun tanpa elemen-elemen langsing, sehingga membuat analisis relatif mudah. E7. KOMPONEN STRUKTUR DENGAN ELEMEN LANGSING Desain komponen struktur ini serupa dengan komponen-komponen struktur tanpa elemen-elemen langsing kecuali bahwa formula dimodifikasi dengan suatu faktor reduksi untuk elemen langsing, Q. Perhatikan kesamaan Persamaan E7-2 dengan Persamaan E3-2 SNI 1729, dan kesamaan Persamaan E7-3 Persamaan dengan Persamaan E3-3 SNI 1729. Contoh-contoh desain telah dimasukkan dalam Bab E ini untuk komponen struktur profil I tersusun dengan badan langsing dan sayap langsing. Contoh juga telah disertakan untuk siku ganda, WT, dan profil PSB dengan elemen langsing.

51 dari 283

CONTOH E.1. PERHITUNGAN KUAT TEKAN PROFIL WF Hitung kekuatan tekan yang tersedia dari suatu profil WF 350x175x7x11 dengan panjang tak terbreis terhadap sumbu kuat 9 m dan panjang tak terbreis terhadap sumbu lemah dan torsional sebesar 4,5 m. Fy = 250 MPa. E = 200 000 MPa. PD = 200 kN dan PL= 275 kN.

Data profil 350x175x7x11: Ag = 6 314 mm2 rx = 147 mm ry = 39,5 mm E = 200 000 MPa Fy = 250 MPa Solusi: Untuk kondisi pin-pin, K = 1,0 K Lx = 1,0 (9 m) = 9 m K Ly = 1,0 (4,5 m) = 4,5 m Kontrol kelangsingan

xx

KLr

= 61,224

yy

KLr

= 113,924 yang menentukan

52 dari 283

Tegangan Kritis Menghitung tegangan tekuk kritis elastik, Fe

Fe =

y

y

E

KLr

2

2 = 152,089 MPa

Menghitung tegangan tekuk lentur, Fcr

4,71y

EF

= 133,219 karena yy

KLr

= 113,924 < 133,219

maka Fcr = 0,658

yFye

FF0, 658

= 125,645 MPa

Kekuatan Tekan Nominal Pn = Fcr Ag = 793,322 kN Dari SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E1, Kekuatan Tekan Yang Tersedia adalah : DFBK c = 0,9 c Pn = 713,99 kN Pu = 1,2 x 200 kN + 1,6 x 275 kN = 680 kN

u

c n

PP= 0,9524

DKI

c = 1,67 nc

P= 475,043 kN Pc = 200 kN + 275 kN = 475 kN

cnc

PP = 0,9999

53 dari 283

CONTOH E.2. KOLOM TERSUSUN DENGAN BADAN LANGSING Verifikasi suatu kolom tersusun, dengan ukuran sayap PL1 25 mm x 200 mm dan ukuran badan PL2 6 mm x 380 mm. Kontrol apakah kolom ini mampu menahan gaya tekan aksial akibat beban mati PD = 500 kN dan akibat beban hidup PL= 600 kN. Panjang kolom = 4,5 m dan kedua ujungnya berupa sendi terhadap kedua sumbu. Fy = 250 MPa. E = 200 000 MPa.

Solusi:

E = 200 000 MPa Fy = 250 MPa = 0,3 G = E

2 1+ Properti geometri Kolom tersusun: d = 430 mm bf = 200 mm tf = 25 mm h = d - 2tf = 380 mm tw = 6 mm Properti penampang tersusun (dengan mengabaikan pengaruh las)

wh tf fA b t=2 = 1,228 x 104 mm2

f f wyt b h tI 3 32= + 12 12

= 3,334 x 107 mm4

yy

Ir = A = 52,106 mm

fx f f w f f

d - tI b t t h b t 23 31 1= 2 + 212 12 2 = 4,38 x 108 mm4

54 dari 283

Tegangan Tekuk Lentur Elastik Untuk kondisi pin-pin, K = 1,0 Karena panjang tak terbreis sama untuk kedua sumbu lentur, maka sumbu y-y adalah sumbu yang menentukan Kontrol kelangsingan KLy = 1,0 (4,5 m) = 4,5 m KLz = 1,0 (4,5 m) = 4,5 m

yy

KLr = 86,363

Tegangan Kritis Menghitung tegangan tekuk kritis elastik, Fe

ey

y

y

FKLr

2

2

E= 264,651 MPa

Tegangan tekuk torsional kritis elastik Catatan: Tekuk torsional umumnya tidak menentukan jika KLy > KLz. Meskipun demikian disini dilakukan pengecekkan sebagai ilustrasi perhitungan. ho = d - tf

yI h2

04wc = 1,367 X 1012 mm6

3b tJ 3 f f wb t h t3 32 +

3J = 2,111 x 106 mm4

wetx yz

E CF = + G J I +IK L 21

= 434,448 MPa > 264,651 MPa

Jadi yang menentukan adalah Fe = Fey Kelangsingan Cek kelangsingan sayap dengan menggunakan Tabel B4.1a SNI, kemudian menghitung Qs, faktor reduksi elemen sayap tanpa pengaku dengan menggunakan Pasal E7.1 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Hitung kc dengan menggunakan Tabel B4.1b catatan (a) di SNI 1729

55 dari 283

ck

w

ht

4 = 0,503 berada diantara 0,35 dan 0,76

untuk sayap,

2fbb

ft t b bt = 4 Hitung rasio kelangsingan batas untuk sayap, r , dari SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel B4.1a kasus 2

r 0, 64

c

y

k EF

= 12,834

r , maka sayap tidak langsing dan Qs = 1 Cek kelangsingan pada badan profil, kemudian hitung Qa, faktor reduksi elemen (badan) yang diperkaku, menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E7.2

w

ht

= 63,333

Hitung batas kelangsingan untuk badan sesuai SNI 1729 Tabel B4.1a kasus 5

1, 49ry

EF

= 42,144

Karena r , berarti bagian badan profil, langsing Gunakan Persamaan E7-17, ambil f sebagai Fcr yang digitung berdasarkan Q = 1 Menghitung tegangan tekuk lentur, Fcr 4, 71

y

EF

= 133,219 karena yy

KLr

= 86,363 < 133,219

maka

ye

FF

cr yF F= 0, 658 = 168,356 MPa f = Fcr

56 dari 283

e w

w

E Eb = mi n h t hf ft

0, 34, 1, 92 1-= 323,589 mm

Ae = be tw + 2 bf tf = 1,194 x 104 mm2 ea

AQ A= = 0,972 Qs = 1 Q = Qs Qa = 0,972 Tegangan Tekuk Lentur Menghitung tegangan tekuk lentur, Fcr 4, 71

y

EQ F

= 135,094 karena yy

KLr

= 86,363 < 133,219

ye

Q FF

cr yF F= 0, 658 = 170,201 MPa Kekuatan Tekan Nominal Pn = Fcr A = 2,09 x 103 kN Dari SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E1, Kekuatan Tekan Yang Tersedia adalah: DFBK c = 0,9 c Pn = 1,881 x 103 kN Pu = 1,2 x 500 kN + 1,6 x 600 kN = 1,56 x 103 kN

u

c n

PP= 0,8293

DKI

c = 1,67 nc

P= 1,252 x 103 kN Pc = 500 kN + 600 kN = 1,1 x 103 kN

c cn

PP = 0,8789

57 dari 283

CONTOH E.3. KOLOM TERSUSUN DENGAN SAYAP LANGSING Hitunglah suatu kolom tersusun, dengan ukuran sayap PL1 10 mm x 350 mm dan ukuran badan PL2 6 mm x 180 mm. Kontrol apakah kolom ini mampu menahan gaya tekan aksial akibat beban mati PD = 400 kN dan akibat beban hidup PL= 500 kN. Panjang kolom = 4,5 m dan kedua ujungnya berupa sendi terhadap kedua sumbu. Fy = 250 MPa. E = 200 000 MPa.

Solusi:

E = 200 000 MPa Fy = 250 MPa = 0,3 EG

2 1

Properti geometri Kolom tersusun d = 200 mm bf = 350 mm tf = 10 mm h = d - 2tf = 180 mm tw = 6 mm Properti Penampang tersusun (dengan mengabaikan pengaruh las) A = 2 (bf tf ) + h tw = 8,08 x 103 mm2

f f wyt b h tI 3 32= +12 12 = 7,146 x 107 mm4 yy

Ir = A = 94,044 mm

fx f f w f fd - tI b t t h b t 23 31 1= 2 + 212 12 2 = 6,615 x 107 mm4

58 dari 283

Kelangsingan Cek kelangsingan sayap dengan menggunakan Tabel B4.1a SNI 1729, kemudian hitung Qs, faktor reduksi elemen sayap tanpa pengaku dengan menggunakan Pasal E7.1 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Hitung kc dengan menggunakan Tabel B4.1b catatan (a) di SNI 1729.

ck

w

ht

4 = 0,73 berada diantara 0,35 dan 0,76

untuk sayap,

2fbb

t = tf bt

= 17,5

Hitung rasio kelangsingan batas untuk sayap, r , dari SNI 1729 Tabel B4.1a kasus 2

0, 64 cry

k EF

= 15,469

r , maka sayap tidak langsing dan Qs harus dihitung dan < 1,0 Hitung Qs berdasarkan SNI 1729 Pasal E7.1(b). Tentukan persamaan yang sesuai untuk menghitung Qs, berdasarkan batas yang terdapat dalam Persamaan E7-7 sampai E7-9 0, 64

c

y

k EF

= 15,469

1,17

c

y

k EF

= 28,28

Karena 15,469 < 17,5 < 28.28, maka dipergunakan Persamaan E7-8 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural.

=1, 415- 0, 65 ys cFQ Ek = 0,944 Persamaan E7-8

Cek kelangsingan pada badan profil, kemudian hitung Qa, faktor reduksi elemen (badan) yang diperkaku, menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E7.2

w

ht

= 30

59 dari 283

Hitung batas kelangsingan untuk badan sesuai SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel B4.1a kasus 5.

=1, 49ry

EF

= 42,144

Karena r , berarti bagian badan profil, tidak langsing, Qa = 1 Q = Qs Qa = 0,944 Tegangan Tekuk Lentur Elastik Untuk batang tekan dengan elemen penampang yang langsing, SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E7 berlaku. Kuat tekan nominal, Pn, harus dihitung berdasarkan kondisi batas lentur, torsional dan tekuk torsional lentur. Tergantung kelangsingan kolom, SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Persamaan E7-2 atau E7-3 bisa digunakan. Fe digunakan di kedua persamaan dan dihitung sebagai terkecil antara Persamaan E3-4 dan E4-4 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Untuk kondisi pin-pin, K =1,0 Karena panjang tak terbreis sama untuk kedua sumbu lentur, maka sumbu y-y adalah sumbu yang menentukan Kontrol kelangsingan KLy = 1,0 (4,5 m) = 4,5 m KLz = 1,0 (4,5 m) = 4,5 m

yy

KLr = 47,85

Tegangan kritis elastik, Fey untuk tekuk lentur terhadap sumbu y

22

=eyy

y

EF KLr

= 862,116 MPa Persamaan E3-4 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan

gedung baja struktural. Tegangan kritis elastik, Fet, untuk Tekuk Torsional ho = d tf

y oW

I hC 2= 4 = 6,449 x 1011 mm6

3= 3b tJ

3 32 += 3f f w

b t h tJ = 2,463 x 105 mm4

60 dari 283

21+wet x yz

E CF = + G J I IK L = 283,095 MPa Persamaan E4-4 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Jadi yang menentukan adalah Fe = Fet Tegangan Tekuk Lentur Menghitung tegangan tekuk lentur, Fcr 4, 71

y

EQ F

= 137,085 karena yy

KLr

= 47,85 < 137,085

ye

Q FF

cr yF F= 0, 658 = 176,336 MPa Kekuatan Tekan Nominal Pn = Fcr A = 1,425 x 103 kN Dari SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E1, Kekuatan Tekan Yang Tersedia adalah: DFBK c = 0,9 c n P = 1,282 x 103 kN Pu = 1,2 x 400 kN + 1,6 x 500 kN = 1,28 x 103 kN

u

c n

PP= 0,9982

DKI

c= 1,67 nc

P= 853,172 kN Pc = 400 kN + 500 kN = 900 kN

c c

n

PP = 1,0549

61 dari 283

CONTOH E.4. BATANG TEKAN SIKU GANDA DENGAN ELEMEN TIDAK LANGSING Verifikasi kekuatan batang tekan dari profil tersusun siku ganda 2L100x100x10 (dengan celah 10 mm). Kontrol apakah kolom ini mampu menahan gaya tekan aksial akibat beban mati PD = 400 kN dan akibat beban hidup PL= 500 kN. Panjang kolom = 2,5 m dan kedua ujungnya berupa sendi terhadap kedua sumbu lentur. Fy = 250 MPa. E = 200 000 MPa

Solusi:

E = 200 000 MPa = 0,3 EG

2 1 Fy = 250 MPa

Properti geometri Profil tunggal rz = 19,5 mm A1 = 1 900 000 mm2 b = 100 mm t = 10 mm Cy = 28,2 mm Ix1 = 175 000 cm4 = 1,75 x 109 mm4 Iy1 = Ix1 siku sama kaki

31= - 23 2

tJ b t= 6,333 x 104 mm4

Profil tersusun celah dc = 10 mm xo = 0 mm yo = Cy 0,5 t Ag = 2 A1 = 3,8 x 106 mm2

62 dari 283

Terhadap sumbu x

Ix = 2 Ix1 =

xx

g

IA

r= 30,349 mm KLx = 1,0 (2,5 m) = 2,5 m

x

x

KLr

= 82,375

Terhadap sumbu y Iy = 2 A1 (Cy + 0,5 dc)2 + 2 Iy1 = 7,689 x 109 mm4

= x

xg

IA

r= 44,981 mm KLy = 1,0 (2,5 m) = 2,5 m y

y

KLr

= 55,579

o

x yo o

g

I +Ir x y A2 2= + + = 59,013 mm

o o

o

x yH r2 2

2+= 1-

= 0,845

Menurut Pasal E6.2 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural, rasio kelangsingan efektif dari komponen individu pembentuk penampang tersusun berdasarkan jarak antara pelat penghubung, a, tidak boleh melampaui 3/4 kelangsingan maksimum profil tersusun.

= xmaxx

K Lr

K = 1,0

maka = max zmax rKa 3

4= 1,205 m

Jika jumlah medan yang digunakan n = 3 maka =

xKLn

a= 0,833 m

Kontrol Kelangsingan

=bt

= 10

Menghitung rasio kelangsingan batas, r , SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel B4.1a Kasus 3.

= 0, 45 ry

EF

= 12,728 karena lebih besar dari , jadi tidak ada elemen langsing untuk batang tekan tanpa elemen langsing, SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E3 dan E4 bisa digunakan.

63 dari 283

Kekuatan tekan nominal, Pn, harus ditentukan berdasarkan kondisi batas tekuk lentur, tekuk torsional dan tekuk torsional lentur. Tekuk lentur terhadap sumbu x-x

22

=ex x

x

EF KLr

= 290,894 MPa

Menghitung tegangan tekuk lentur, Fcr 4, 71

y

EF

= 133,219 karena xx

KLr

= 82,375 < 133,219

= 0, 658 yexFF

crx yF F = 174,47 MPa Tekuk torsional dan Tekuk torsional-lentur Untuk komponen siku ganda tidak langsing, SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Persamaan E4-2 bisa digunakan. Fcry diambil sebagai Fcr, untuk tekuk lentur terhadap sumbu y-y dari SNI 1729 untuk Persamaan E3-2 dan E3-3 sesuai yang diperlukan. Dengan menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E6, hitung kelangsingan modifikasi KL/ry untuk batang tersusun dengan alat penyambung las atau baut pratarik. Anggap paling sedikit digunakan dua konektor.

z

ar

= 42,735 > dari 40 untuk siku saling berpunggungan Ki = 0,5

maka =

y i

y z

KL K ar r

m2 2

= 59,545 < 134

22

=em

EF = 556,725 MPa

= 0, 658 yeFF

cry yF F = 207,164 MPa

22=crz

g o

G JF A r = 0,736 MPa angka dua karena ada dua siku

64 dari 283

2+ 4 = 1- 1-2 +

cry crz cry crzcr

cry crz

F F F F HF H F F = 0,736 MPa menentukan atau =cr cr crxF mi n F , F Kekuatan Tekan Nominal Pn = Fcr Ag = 2 796,263 kN Dari SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal E1, Kekuatan Tekan Yang Tersedia adalah: DFBK c = 0,9 c n P = 2,517 x 103 kN Pu = 1,2 x 400 kN + 1,6 x 500 kN = 1,28 x 103 kN

u

c n

P P= 0,5086

DKI

c= 1,67 nc

P= 1,674 x 103 kN Pc = 400 kN + 500 kN = 900 kN

c cn

PP = 0,5375

65 dari 283

CONTOH E.5. BATANG TEKAN SIKU GANDA DENGAN ELEMEN LANGSING Verifikasi kekuatan batang tekan dari profil