struktur-baja-5_lentur-balok.pdf

5- STRUKTUR LENTUR (BALOK)

Pengertian Balok • Balok adalah bagian dari struktur bangunan yang menerima beban tegak

lurus ( ┴ ) sumbu memanjang batang (beban lateral beban lentur)

Beberapa jenis balok pada bangunan • Joist : balok-balok sejajar dengan jarak kecil untuk memikul

lantai/atap suatu bangunan gedung

• Lintel : balok pada dinding terbuka

• Sprindel : balok yang memikul dinding luar suatu bangunan

• Stringer : balok sejajar arah jembatan pada lantai kendaraan jembatan

• Floor beam : balok tegak lurus ( ┴ ) arah jembatan yang berfungsi meneruskan

beban dari Stringer ke pemikul utama (rangka batang, balok

girder)

• Girder : balok besar, biasanya dipakai untuk istilah balok utama pada

struktur jembatan

• Gording : balok untuk memikul atap pada struktur rangka batang

1 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

2 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

3 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

• Penampang balok menahan beban kombinasi dari gaya geser dan momen lentur.

• Fungsi utama dari sayap atas dan bawah balok baja adalah untuk menahan gaya aksial tekan dan tarik yang timbul dari bekerjanya momen lentur

• Fungsi utama dari pelat badan adalah untuk menahan gaya geser.

4 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

• Pada “batas elastis” (kondisi 2), momen yang terjadi disebut Momen Leleh (My)

• Pada “batas plastis” (kondisi 4), momen yang terjadi disebut Momen Plastis (Mp)

5 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

• Untuk penampang persegi panjang :

• Sx = 1/6 b h2

• Zx = ¼ b h2

• Faktor bentuk penampang persegi panjang = 1,5

Pemilihan Profil • Profil-profil INP, WF, C sering dipakai sebagai struktur lentur (balok)

• Karena profil WF luasan profilnya dikonsentrasikan pada sayap sehingga besaran Sx/Zx akan besar (My/Mp besar), maka profil WF efektif dipakai sebagai struktur balok

• Kalau profil-profil buatan pabrik tidak mencukupi untuk memikul beban, maka diperlukan profil buatan sendiri yaitu balok “Dinding Penuh”

6 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

7 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

8 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

9 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

10 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

11 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

12 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

13 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

14 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

15 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

16

Mp = Z . fy

Mr = S . (fy – fr)

fr = tegangan residu (tegangan sisa)

fr = 70 MPa untuk penampang buatan pabrik

fr = 115 MPa untuk penampang buatan di las

STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

17 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

18 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

19

b/t ≤ 250/

STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

h/tw ≤ 665/

b/t ≤ 250/ d/t ≤ 335/ b/t ≤ 250/

h/tw ≤ 665/

b/t ≤ 250/ b/t ≤ 200/

b/t ≤ 625/

h/tw ≤ 665/

b/t ≤ 625/

D/t ≤ 22000/fy

Nilai lr

20 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

21 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

22 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

23 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

24 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

25 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

26 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

27 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

28 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

29 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

30

Cb menggunakan persamaan rumus 8.3-1

STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

31 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

32 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

33

Lendutan Pada Balok • Lendutan/defleksi pada balok baja, biasanya dibatasi sampai batasan tertentu. Hal

ini ditentukan oleh beberapa keadaan, misalnya :

– Lendutan yang besar akan dapat mengakibatkan rusaknya barang-barang/alat-alat yang didukung oleh balok tersebut

– Penampilan dari suatu bentuk struktur akan menjadi rusak/berkurang dari segi estetika dengan adanya lendutan yang terlalu besar

– Lendutan yang besar akan menimbulkan rasa tidak aman bagi pemakai jasa bangunan tersebut

• Untuk menghitung defleksi balok, beban kerja yang dipakai dalam perhitungan bukan beban berfaktor

• Untuk balok diatas 2 perletakan sederhana, defleksi maksimum dapat dihitung menggunakan perumusan

Ymax = 5 q L4 / ( 384 E I ) untuk beban terbagi rata q penuh pada balok diatas 2 tumpuan sederhana

Ymax = PL3 / ( 48 E I ) untuk beban terpusat P ditengah bentang

Ymax = 5L2 / (48EI) . (Ms – 0,1 (Ma+Mb)) untuk balok diatas beberapa tumpuan / balok statis tak tentu

Ma , Mb = momen tumpuan

Ms = momen di tengah lapangan

STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

34 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

35 DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

= 0,9

36 DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

Plastis

37

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

38

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

39

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

40

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

41

• Pengaku / Stiffener • Untuk memperkecil bahaya lipat pelat badan, maka diberikan pengaku / stiffener.

• Agar konstruksi sederhana, maka gelagar melintang dapat ditempatkan pada posisi yang berfungsisebagai stiffener. Namun bila diperlukan stiffener dapat ditempatkan lagi diantaranya.

• Pengaku Vertikal / Transversal dan Pengaku Horisontal :

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

42

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

43

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

44

Pengaku Penumpu Beban

• Bila balok dibebani dengan beban terpusat ┴ pada salah satu sayap dan

simetris terhadap pelat badan, maka perlu dikontrol :

• Lentur lokal pelat sayap

• Leleh lokal pelat badan

• Tekuk dukung (lipat) pelat badan

• Tekuk lateral pelat badan

• Bila balok dibebani dengan beban terpusat pada kedua sayapnya, perlu

dikontrol :

• Leleh lokal pelat badan

• Lipat pelat badan (tekuk dukung)

• Tekuk kolom pelat badan

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

45

• Pengaku Penumpu Beban

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

46

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

47

Lentur pelat sayap tidak perlu dikontrol bila :

• Lebar beban kurang dari 0,15 lebar sayap

• Sepasang pengaku vertikal pelat badan dipasang dengan tinggi ≥ 0,5 h

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

48

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

49

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

50

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

51

• Perencanaan Pengaku Vertikal

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

52

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

53

DESAIN KONSTRUKSI BAJA MK-144020-Unnar-Dody Brahmantyo

54

Perencanaan Balok Untuk merencanakan balok, bisa didekati dengan kontrol lendutan untuk

mendapatkan kebutuhan momen inersia (Ix), dan kontrol kekuatan momen lentur untuk mendapatkan kebutuhan plastis modulus (Zx).

Dari kebutuhan Iz dan Zx yang dihitung, dipilih profil, dan dikontrol secara menyeluruh. Kalau terlalu kuat, profil bisa dikecilkan. Kalau tidak kuat, profil perlu dibesarkan sampai didapat profil yang sesuai.

STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

55 STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo