analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja...

62
ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA KONVENSIONAL (Studi Literature) TUGASAKHIR DlAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS- TUGAS DAN MEMENlfHl SYARAT UNTUK MENEMPUH UJIAN SARJANA TEKNIK SIPIL Disusun Oleh : JESANNA OKTAVIA SlAG IAN NIM : 050424 011 JURVSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK PROGRAM PENDIDlKAN EKSTENSION UNIVERSITAS SUMA TERA UT ARA MEDAN Jesanna Oktavia Siagian : Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional, 2008. USU Repository © 2009

Upload: vonguyet

Post on 29-Jan-2018

251 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN

( ZINCALUME ) DAN BAJA KONVENSIONAL

(Studi Literature)

TUGASAKHIR

DlAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS-TUGAS DAN MEMENlfHl

SYARAT UNTUK MENEMPUH UJIAN SARJANA TEKNIK SIPIL

Disusun Oleh

JESANNA OKTAVIA SlAGIAN

NIM 050424 011

JURVSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDlKAN EKSTENSION

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

~8

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

rahmat Karunia-NYA yang telah memberikan petunjuk kesehatan dan kekuatan

kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini

Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat

untuk menempuh ujian sarjana pada fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas

Sumatera Utara Program Pendidikan Ekstension

Adapun Judul Tugas akhir ini adalah ANALlSA TEKUK KOLOM BAJA

KONVENSIONAL DAN BAJA RINGAN (ZINCALUM)

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis hanyak mendapat hantuan dan

himhingan dari berbagai pihak baik bantuan berupa dukungan moral materil maupun

spritual Dalam kesempatan ini penyusun mengucapkan hanyak terima kasih kepada

1 Bapak Prof DR Ing Johannes Tarigan MSc Ketua Jurusan Teknik Sipil

2 Bapak Ir Faisal Ezeddin MS Koordinator Program Pendidikan Ekstension

Departemen Teknik Sipil

3 Bapak Ir Sanci Barus MT Dosen Pembimbing penulis dalam penulisan

Tugas Akhir ini

4 Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil yang telah mendidik penulis

5 Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil

6 Orang Tua Saudara dan Rekan-rekan penulis

7 Serta pihak-pihak lain yang turut berperan serta dalam penyelesaian tugas

akhir ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Penyusun sudah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun laporan

ini dengan baik karena keterbatasan kemampuan yang dimiliki oleh penyusun

penyusun mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun

untuk perbaikan laporan ini

Semoga laporan ini berrnanfaat bagi siapapun yang membacanya pada

umumnya dan khususnya bagi penyusun

Medan Januari 2008

Hormat saya

Penyusun

Jesanna Oktavia Siagian NIM 050 424 011

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTARISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ASISTENSI DOSEN II

DAFT AR lSI iii

ABSTRAK v

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL vii

BABIPENDAHULUAN

11 Latar Belakang

12 Permasalahan 3

13 Tujuan 3

14 Pembatasan Masalah 4

15 Metodologi 4

BAB II TEORI TEKUK PADA KOLOM

21 Umum dan latar Belakang 5

22 Profil Baja Ringan 6

221 Penampang Struktur Individu 6

222 Penampang Panel dan Dek 7

223 Tegangan Leleh Tarik dan Kurva Tegangan dan Regangan 8

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

231 Tegangan dan Regangan Baja Konvensional 11

24 Tekuk Kolom 12

25 Pembebanan 14

26 Kolom Euler 15

27 Analisis Kolorn 15

BAB III ANALISIS TEKUK

31 Tekuk Pada Batang Prismatis 20

311 Angka Kelangsingan 21

32 Analisa Beban Kritis Pada Profil Ganda 23

321 Umum 23

322 Sumbu Utama Sumbu Bahan Sumbu Bebas Bahan 23

33 Analisa Profil Ganda 24

34 Dimensi Pelat Kopel 25

BAB IV PERHITUNGAN 27

BAB V KESIMPll LAN DAN SARAN 49

DAFTAR PUSTAKA

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

ABSTRAK

Dalam merencanakan suatu struktur gedung tentunya diinginkan struktur yang

kuat indah aman dan ekonomis struktur gedung khususnya kolom Pengaruh gaya

tekan aksial sering di jumpai pada struktur ini Dan pada saat ini berbagai jenis bahan

bangunan altematifsangat banyak salah satunya adalahjenis baja ringan (Zincalume)

Dalam tugas akhir ini dibahas mengenai struktur kolom dengan memakai

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi Tujuannya adalah

untuk mengetahui efisiensi atau optimalnya perencanaan dengan menggunakan

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi dengan

membandingkan luasan antara material baja konvensional dan material baja ringan

mutu tinggi dengan bentang yang sama dan di bebani beban yang sama serta untuk

mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemakaian material baja ringan mutu

tinggi

Dari analisis perhitungan nantinya dapat disimpulkan bahwa material baja

konvensional lebih effisien di lihat dari kekuatan ( karena mampu menahan untuk

kolom yang panjang ) dibandingkan dengan material baja ringan mutu tinggi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR GAMBAR dan GRAFIK

Gambar 11

Gambar 21

Gambar 22

Gambar 23

Gambar 24

Gambar 25

Gambar 26

Gambar 27

Gambar 28

Gambar 31

Grafik 41

Grafik 42

Grafik 43

Grafik 44

Batang yang tertekuk akibat gaya aksial 3

Batang yang Tertekuk akibat gaya aksial 5

Profit Individu Baja Ringan 6

Profil Panel Dek Baja Ringan 7

Grafik Hubungan Tegangan- Regangan 8

Tegangan regangan Baja Konvensional 10

Batang Lurus yang dibebani oleh gaya aksial 16

Potongan Batang sejauh x dari tumpuan 17

Kolorn Terdeformasi 17

Profil Ganda 25

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tunggal 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada prof I tersusun 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tersusun

Dengan pelat kopel 52

Grafik hubungan berat profil dengan panjang kolom

pada profil tunggal 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 2: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

rahmat Karunia-NYA yang telah memberikan petunjuk kesehatan dan kekuatan

kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini

Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat

untuk menempuh ujian sarjana pada fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas

Sumatera Utara Program Pendidikan Ekstension

Adapun Judul Tugas akhir ini adalah ANALlSA TEKUK KOLOM BAJA

KONVENSIONAL DAN BAJA RINGAN (ZINCALUM)

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis hanyak mendapat hantuan dan

himhingan dari berbagai pihak baik bantuan berupa dukungan moral materil maupun

spritual Dalam kesempatan ini penyusun mengucapkan hanyak terima kasih kepada

1 Bapak Prof DR Ing Johannes Tarigan MSc Ketua Jurusan Teknik Sipil

2 Bapak Ir Faisal Ezeddin MS Koordinator Program Pendidikan Ekstension

Departemen Teknik Sipil

3 Bapak Ir Sanci Barus MT Dosen Pembimbing penulis dalam penulisan

Tugas Akhir ini

4 Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil yang telah mendidik penulis

5 Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil

6 Orang Tua Saudara dan Rekan-rekan penulis

7 Serta pihak-pihak lain yang turut berperan serta dalam penyelesaian tugas

akhir ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Penyusun sudah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun laporan

ini dengan baik karena keterbatasan kemampuan yang dimiliki oleh penyusun

penyusun mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun

untuk perbaikan laporan ini

Semoga laporan ini berrnanfaat bagi siapapun yang membacanya pada

umumnya dan khususnya bagi penyusun

Medan Januari 2008

Hormat saya

Penyusun

Jesanna Oktavia Siagian NIM 050 424 011

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTARISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ASISTENSI DOSEN II

DAFT AR lSI iii

ABSTRAK v

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL vii

BABIPENDAHULUAN

11 Latar Belakang

12 Permasalahan 3

13 Tujuan 3

14 Pembatasan Masalah 4

15 Metodologi 4

BAB II TEORI TEKUK PADA KOLOM

21 Umum dan latar Belakang 5

22 Profil Baja Ringan 6

221 Penampang Struktur Individu 6

222 Penampang Panel dan Dek 7

223 Tegangan Leleh Tarik dan Kurva Tegangan dan Regangan 8

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

231 Tegangan dan Regangan Baja Konvensional 11

24 Tekuk Kolom 12

25 Pembebanan 14

26 Kolom Euler 15

27 Analisis Kolorn 15

BAB III ANALISIS TEKUK

31 Tekuk Pada Batang Prismatis 20

311 Angka Kelangsingan 21

32 Analisa Beban Kritis Pada Profil Ganda 23

321 Umum 23

322 Sumbu Utama Sumbu Bahan Sumbu Bebas Bahan 23

33 Analisa Profil Ganda 24

34 Dimensi Pelat Kopel 25

BAB IV PERHITUNGAN 27

BAB V KESIMPll LAN DAN SARAN 49

DAFTAR PUSTAKA

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

ABSTRAK

Dalam merencanakan suatu struktur gedung tentunya diinginkan struktur yang

kuat indah aman dan ekonomis struktur gedung khususnya kolom Pengaruh gaya

tekan aksial sering di jumpai pada struktur ini Dan pada saat ini berbagai jenis bahan

bangunan altematifsangat banyak salah satunya adalahjenis baja ringan (Zincalume)

Dalam tugas akhir ini dibahas mengenai struktur kolom dengan memakai

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi Tujuannya adalah

untuk mengetahui efisiensi atau optimalnya perencanaan dengan menggunakan

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi dengan

membandingkan luasan antara material baja konvensional dan material baja ringan

mutu tinggi dengan bentang yang sama dan di bebani beban yang sama serta untuk

mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemakaian material baja ringan mutu

tinggi

Dari analisis perhitungan nantinya dapat disimpulkan bahwa material baja

konvensional lebih effisien di lihat dari kekuatan ( karena mampu menahan untuk

kolom yang panjang ) dibandingkan dengan material baja ringan mutu tinggi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR GAMBAR dan GRAFIK

Gambar 11

Gambar 21

Gambar 22

Gambar 23

Gambar 24

Gambar 25

Gambar 26

Gambar 27

Gambar 28

Gambar 31

Grafik 41

Grafik 42

Grafik 43

Grafik 44

Batang yang tertekuk akibat gaya aksial 3

Batang yang Tertekuk akibat gaya aksial 5

Profit Individu Baja Ringan 6

Profil Panel Dek Baja Ringan 7

Grafik Hubungan Tegangan- Regangan 8

Tegangan regangan Baja Konvensional 10

Batang Lurus yang dibebani oleh gaya aksial 16

Potongan Batang sejauh x dari tumpuan 17

Kolorn Terdeformasi 17

Profil Ganda 25

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tunggal 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada prof I tersusun 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tersusun

Dengan pelat kopel 52

Grafik hubungan berat profil dengan panjang kolom

pada profil tunggal 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 3: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

Penyusun sudah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun laporan

ini dengan baik karena keterbatasan kemampuan yang dimiliki oleh penyusun

penyusun mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun

untuk perbaikan laporan ini

Semoga laporan ini berrnanfaat bagi siapapun yang membacanya pada

umumnya dan khususnya bagi penyusun

Medan Januari 2008

Hormat saya

Penyusun

Jesanna Oktavia Siagian NIM 050 424 011

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTARISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ASISTENSI DOSEN II

DAFT AR lSI iii

ABSTRAK v

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL vii

BABIPENDAHULUAN

11 Latar Belakang

12 Permasalahan 3

13 Tujuan 3

14 Pembatasan Masalah 4

15 Metodologi 4

BAB II TEORI TEKUK PADA KOLOM

21 Umum dan latar Belakang 5

22 Profil Baja Ringan 6

221 Penampang Struktur Individu 6

222 Penampang Panel dan Dek 7

223 Tegangan Leleh Tarik dan Kurva Tegangan dan Regangan 8

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

231 Tegangan dan Regangan Baja Konvensional 11

24 Tekuk Kolom 12

25 Pembebanan 14

26 Kolom Euler 15

27 Analisis Kolorn 15

BAB III ANALISIS TEKUK

31 Tekuk Pada Batang Prismatis 20

311 Angka Kelangsingan 21

32 Analisa Beban Kritis Pada Profil Ganda 23

321 Umum 23

322 Sumbu Utama Sumbu Bahan Sumbu Bebas Bahan 23

33 Analisa Profil Ganda 24

34 Dimensi Pelat Kopel 25

BAB IV PERHITUNGAN 27

BAB V KESIMPll LAN DAN SARAN 49

DAFTAR PUSTAKA

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

ABSTRAK

Dalam merencanakan suatu struktur gedung tentunya diinginkan struktur yang

kuat indah aman dan ekonomis struktur gedung khususnya kolom Pengaruh gaya

tekan aksial sering di jumpai pada struktur ini Dan pada saat ini berbagai jenis bahan

bangunan altematifsangat banyak salah satunya adalahjenis baja ringan (Zincalume)

Dalam tugas akhir ini dibahas mengenai struktur kolom dengan memakai

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi Tujuannya adalah

untuk mengetahui efisiensi atau optimalnya perencanaan dengan menggunakan

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi dengan

membandingkan luasan antara material baja konvensional dan material baja ringan

mutu tinggi dengan bentang yang sama dan di bebani beban yang sama serta untuk

mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemakaian material baja ringan mutu

tinggi

Dari analisis perhitungan nantinya dapat disimpulkan bahwa material baja

konvensional lebih effisien di lihat dari kekuatan ( karena mampu menahan untuk

kolom yang panjang ) dibandingkan dengan material baja ringan mutu tinggi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR GAMBAR dan GRAFIK

Gambar 11

Gambar 21

Gambar 22

Gambar 23

Gambar 24

Gambar 25

Gambar 26

Gambar 27

Gambar 28

Gambar 31

Grafik 41

Grafik 42

Grafik 43

Grafik 44

Batang yang tertekuk akibat gaya aksial 3

Batang yang Tertekuk akibat gaya aksial 5

Profit Individu Baja Ringan 6

Profil Panel Dek Baja Ringan 7

Grafik Hubungan Tegangan- Regangan 8

Tegangan regangan Baja Konvensional 10

Batang Lurus yang dibebani oleh gaya aksial 16

Potongan Batang sejauh x dari tumpuan 17

Kolorn Terdeformasi 17

Profil Ganda 25

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tunggal 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada prof I tersusun 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tersusun

Dengan pelat kopel 52

Grafik hubungan berat profil dengan panjang kolom

pada profil tunggal 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 4: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

DAFTARISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ASISTENSI DOSEN II

DAFT AR lSI iii

ABSTRAK v

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL vii

BABIPENDAHULUAN

11 Latar Belakang

12 Permasalahan 3

13 Tujuan 3

14 Pembatasan Masalah 4

15 Metodologi 4

BAB II TEORI TEKUK PADA KOLOM

21 Umum dan latar Belakang 5

22 Profil Baja Ringan 6

221 Penampang Struktur Individu 6

222 Penampang Panel dan Dek 7

223 Tegangan Leleh Tarik dan Kurva Tegangan dan Regangan 8

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

231 Tegangan dan Regangan Baja Konvensional 11

24 Tekuk Kolom 12

25 Pembebanan 14

26 Kolom Euler 15

27 Analisis Kolorn 15

BAB III ANALISIS TEKUK

31 Tekuk Pada Batang Prismatis 20

311 Angka Kelangsingan 21

32 Analisa Beban Kritis Pada Profil Ganda 23

321 Umum 23

322 Sumbu Utama Sumbu Bahan Sumbu Bebas Bahan 23

33 Analisa Profil Ganda 24

34 Dimensi Pelat Kopel 25

BAB IV PERHITUNGAN 27

BAB V KESIMPll LAN DAN SARAN 49

DAFTAR PUSTAKA

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

ABSTRAK

Dalam merencanakan suatu struktur gedung tentunya diinginkan struktur yang

kuat indah aman dan ekonomis struktur gedung khususnya kolom Pengaruh gaya

tekan aksial sering di jumpai pada struktur ini Dan pada saat ini berbagai jenis bahan

bangunan altematifsangat banyak salah satunya adalahjenis baja ringan (Zincalume)

Dalam tugas akhir ini dibahas mengenai struktur kolom dengan memakai

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi Tujuannya adalah

untuk mengetahui efisiensi atau optimalnya perencanaan dengan menggunakan

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi dengan

membandingkan luasan antara material baja konvensional dan material baja ringan

mutu tinggi dengan bentang yang sama dan di bebani beban yang sama serta untuk

mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemakaian material baja ringan mutu

tinggi

Dari analisis perhitungan nantinya dapat disimpulkan bahwa material baja

konvensional lebih effisien di lihat dari kekuatan ( karena mampu menahan untuk

kolom yang panjang ) dibandingkan dengan material baja ringan mutu tinggi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR GAMBAR dan GRAFIK

Gambar 11

Gambar 21

Gambar 22

Gambar 23

Gambar 24

Gambar 25

Gambar 26

Gambar 27

Gambar 28

Gambar 31

Grafik 41

Grafik 42

Grafik 43

Grafik 44

Batang yang tertekuk akibat gaya aksial 3

Batang yang Tertekuk akibat gaya aksial 5

Profit Individu Baja Ringan 6

Profil Panel Dek Baja Ringan 7

Grafik Hubungan Tegangan- Regangan 8

Tegangan regangan Baja Konvensional 10

Batang Lurus yang dibebani oleh gaya aksial 16

Potongan Batang sejauh x dari tumpuan 17

Kolorn Terdeformasi 17

Profil Ganda 25

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tunggal 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada prof I tersusun 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tersusun

Dengan pelat kopel 52

Grafik hubungan berat profil dengan panjang kolom

pada profil tunggal 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 5: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

231 Tegangan dan Regangan Baja Konvensional 11

24 Tekuk Kolom 12

25 Pembebanan 14

26 Kolom Euler 15

27 Analisis Kolorn 15

BAB III ANALISIS TEKUK

31 Tekuk Pada Batang Prismatis 20

311 Angka Kelangsingan 21

32 Analisa Beban Kritis Pada Profil Ganda 23

321 Umum 23

322 Sumbu Utama Sumbu Bahan Sumbu Bebas Bahan 23

33 Analisa Profil Ganda 24

34 Dimensi Pelat Kopel 25

BAB IV PERHITUNGAN 27

BAB V KESIMPll LAN DAN SARAN 49

DAFTAR PUSTAKA

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

ABSTRAK

Dalam merencanakan suatu struktur gedung tentunya diinginkan struktur yang

kuat indah aman dan ekonomis struktur gedung khususnya kolom Pengaruh gaya

tekan aksial sering di jumpai pada struktur ini Dan pada saat ini berbagai jenis bahan

bangunan altematifsangat banyak salah satunya adalahjenis baja ringan (Zincalume)

Dalam tugas akhir ini dibahas mengenai struktur kolom dengan memakai

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi Tujuannya adalah

untuk mengetahui efisiensi atau optimalnya perencanaan dengan menggunakan

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi dengan

membandingkan luasan antara material baja konvensional dan material baja ringan

mutu tinggi dengan bentang yang sama dan di bebani beban yang sama serta untuk

mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemakaian material baja ringan mutu

tinggi

Dari analisis perhitungan nantinya dapat disimpulkan bahwa material baja

konvensional lebih effisien di lihat dari kekuatan ( karena mampu menahan untuk

kolom yang panjang ) dibandingkan dengan material baja ringan mutu tinggi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR GAMBAR dan GRAFIK

Gambar 11

Gambar 21

Gambar 22

Gambar 23

Gambar 24

Gambar 25

Gambar 26

Gambar 27

Gambar 28

Gambar 31

Grafik 41

Grafik 42

Grafik 43

Grafik 44

Batang yang tertekuk akibat gaya aksial 3

Batang yang Tertekuk akibat gaya aksial 5

Profit Individu Baja Ringan 6

Profil Panel Dek Baja Ringan 7

Grafik Hubungan Tegangan- Regangan 8

Tegangan regangan Baja Konvensional 10

Batang Lurus yang dibebani oleh gaya aksial 16

Potongan Batang sejauh x dari tumpuan 17

Kolorn Terdeformasi 17

Profil Ganda 25

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tunggal 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada prof I tersusun 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tersusun

Dengan pelat kopel 52

Grafik hubungan berat profil dengan panjang kolom

pada profil tunggal 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 6: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

ABSTRAK

Dalam merencanakan suatu struktur gedung tentunya diinginkan struktur yang

kuat indah aman dan ekonomis struktur gedung khususnya kolom Pengaruh gaya

tekan aksial sering di jumpai pada struktur ini Dan pada saat ini berbagai jenis bahan

bangunan altematifsangat banyak salah satunya adalahjenis baja ringan (Zincalume)

Dalam tugas akhir ini dibahas mengenai struktur kolom dengan memakai

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi Tujuannya adalah

untuk mengetahui efisiensi atau optimalnya perencanaan dengan menggunakan

material baja konvensional dan material baja ringan mutu tinggi dengan

membandingkan luasan antara material baja konvensional dan material baja ringan

mutu tinggi dengan bentang yang sama dan di bebani beban yang sama serta untuk

mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemakaian material baja ringan mutu

tinggi

Dari analisis perhitungan nantinya dapat disimpulkan bahwa material baja

konvensional lebih effisien di lihat dari kekuatan ( karena mampu menahan untuk

kolom yang panjang ) dibandingkan dengan material baja ringan mutu tinggi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR GAMBAR dan GRAFIK

Gambar 11

Gambar 21

Gambar 22

Gambar 23

Gambar 24

Gambar 25

Gambar 26

Gambar 27

Gambar 28

Gambar 31

Grafik 41

Grafik 42

Grafik 43

Grafik 44

Batang yang tertekuk akibat gaya aksial 3

Batang yang Tertekuk akibat gaya aksial 5

Profit Individu Baja Ringan 6

Profil Panel Dek Baja Ringan 7

Grafik Hubungan Tegangan- Regangan 8

Tegangan regangan Baja Konvensional 10

Batang Lurus yang dibebani oleh gaya aksial 16

Potongan Batang sejauh x dari tumpuan 17

Kolorn Terdeformasi 17

Profil Ganda 25

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tunggal 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada prof I tersusun 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tersusun

Dengan pelat kopel 52

Grafik hubungan berat profil dengan panjang kolom

pada profil tunggal 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 7: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

DAFTAR GAMBAR dan GRAFIK

Gambar 11

Gambar 21

Gambar 22

Gambar 23

Gambar 24

Gambar 25

Gambar 26

Gambar 27

Gambar 28

Gambar 31

Grafik 41

Grafik 42

Grafik 43

Grafik 44

Batang yang tertekuk akibat gaya aksial 3

Batang yang Tertekuk akibat gaya aksial 5

Profit Individu Baja Ringan 6

Profil Panel Dek Baja Ringan 7

Grafik Hubungan Tegangan- Regangan 8

Tegangan regangan Baja Konvensional 10

Batang Lurus yang dibebani oleh gaya aksial 16

Potongan Batang sejauh x dari tumpuan 17

Kolorn Terdeformasi 17

Profil Ganda 25

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tunggal 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada prof I tersusun 51

Grafik panjang kolom dengan luasan pada profil tersusun

Dengan pelat kopel 52

Grafik hubungan berat profil dengan panjang kolom

pada profil tunggal 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 8: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

DAFTAR TABEL

Tabel 31 Faktor K untuk Berbagai PerIetakan 23

Tabel 41 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 2 m 48

Tabel 42 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan panjang kolom 25 m 49

Tabel43 Pcrbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dcngan Panjang Kolom 3 m 49

Tabcl 44 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvensional

dengan Panjang Kolom 35 m 50

Tabel 45 Perbandingan Luasan Baja Ringan dan Baja Konvcnsional

dcngan Panjang Kolom 4 m 50

Tabel 46 Berat Struktur Rangka BajaKonvcnsional 52

Tabel47 Berat Total Struktur Rangka Baja Ringan 53

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 9: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

BABJ

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang Masalah

Pada suatu konstruksi bangunan tidak terlepas dari element-element pelat kolom

maupun balok-kolorn Masing masing element tersebut akan memikul gaya-gaya seperti

moment normal maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan

yang lainnya Struktur yang memikul gaya normal pada umumnya terdapat pada kolorn

baik tekan maupun tarik sehingga terjadi sebuah tegangan normal Juga terdapat

deformasi berupa pendekatan akibat gaya normal tekan dan perpanjangan akibat gaya

normal tarik Jika semua ini masih dalam batas-batas yang diijinkan maka konstruksi ini

dikatakan stabil Kolom merupakan konstruksi yang langsung berhubungan dengan

pondasi dan yang menyebarkan beban dari bangunan ke pondasi sehingga yang menahan

beban dari suatu bangunan adalah kolom Pada saat ini rangka untuk kolom adalah baja

konvensional namun pada saat ini ada alternative bahan yang lain yakni rangka yang dari

baja ringan Seperti yang kita ketahui selama ini bahwa kebanyakan penggunaan baja

ringan untuk konstruksi rangka atap ( kuda-kuda ) disini penulis ingin mencoba

membahas dan menggembangkan penggunaan baja ringan untuk struktur kolom

Untuk struktur yang ramping dimana ukuran panjangnya sangat besar dibanding

dengan jari-jari inersianya maka kestabilan bukan hanya ditentukan oleh deformasi tetapi

harus ditinjau kontrol tekuk batang akibat gaya aksial tekan Apabila gaya aksial tekan

diperbesar maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat mengakibatkan

ketidakstabilan struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 10: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

2

Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berada dalam batas stabil disebut

beban kritis yang biasanya ditulis dengan Per Dimana besarnya beban krritis ini

dipengaruhi oleh

bull Elastisitas bahan

bull Dimensi struktur

bull Jen is pernbebanan

bull Faktor pengukuran

Pada batang yang mengalami gaya aksial tckan maka deforrnasi yang terjadi mulashy

mula adalah perpendekan Jika beban ditambah rnaka akan tcrjadi bengkokan akibat

tertekuknya batang terse but Jika mclebihi hcban kritis maka batang akan mengalami

patah dan sudah tentu dihindari dalarn suatu perencanaan l Intuk mcnghindari bahaya

diatas perlu kiranya dikctahui berapa besar beban kritis yang dapat dipikul oleh suatu

balang dengan mcmpcrhitungkan pcngaruh hal-hal yang discbut diatas

Kcmajuan teknologi di bidang material baja khususnya baja ringan telah dapat

mcrnproduksi baja ringan dengan mutu yang tinggi yakni dcngan kckuatan tarik

minimum sebesar 550 mpa Bahan baja ringan ( Zincalum ) ini dilapis olch perpaduan

dari 435 Seng 55 aluminium dan 15lt~o silicon sehingga material baja ini disamping

rnernpunyai kekutan tarik yang tinggi juga tahan terhadap karat dan korosi Bahan baja

inilah yang Lelah banyak dipakai dincgara-negara rnaju untuk rnenggantikan bahan

pelapis atap dan juga dirol sccara dingin rnenjadi profil baja berbentuk C Material baja

ini dinamakan Zincalum

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 11: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

3

Keunggulan dari bahan baja ini dibandingkan dengan bahan baja biasa ( mild steel)

bahan baja ini mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi tidak mengalami korosi

ringan dan tidak memerlukan pengecatan

p

+

L

t p

Garnbar 11 Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

Jika dimensi struktur batang tcrtekan di sepanjang batang maka tekuk (buckling)

yang terjadi pada suatu kondisi tertcntu akan berbentuk seperti garnbar 11 diatas

dimana bcsarnya dapat dihitung sebcsar y

12 Permasalahan

Baja rnerupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya sehingga harus

memenuhi standar yang telah ditctapkan Dalam hal ini konstruksi yang akan di anal isis

adalah kolom Karena konstruksi kolorn adalah suatu konstruksi yang pada umumnya

paling sering mcngalarni gaya yaitu gaya aksial Gaya aksial tckan merupakan gaya yang

utama dalarn rnenyebabkan tekuk pada batang (kolom)

Dalam tugas akhir ini penulis akan mernbahas tekuk ini serta perhitungan beban

kritis pada saat kolom mengalami pcrnbebanan sarnpai batas elastis dengan

memvariasikan tampang (tunggal dan ganda) serta jenis bahan yang berbeda yakni baja

konvensional dan baja ringan Zincalum Sehingga dengan variasi tersebut diketahui

beban aksial maksimum paling ekonomis yang dapat dipikul kolom baja struktur tersebut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 12: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

4

13 Tujuan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mernbandingkan besarya luasan profil dan

berat profil pada suatu kolom akibat gaya aksial pada baja ringan dan baja konvensional

dengan mengarnbi I type penampang yang sama dan

l4Pcmbatasan Masalah

lJntuk menyelesaikan tulisan ini penulis rnembatasi masalah dengan asurnsi-asumsi

sebagai berikut

bull Beban clastis menurut Hukurn Hooke

bull Material hornogcn dan isoiropis

bull Batang yang ditinjau rncrupakan batang tersusun prismatis yang dianggap bckcrja

sama lurus sernpurna dirnana behan aksial tekan di kcdua ujungnya yang bckerja

pada garis gaya kcdua ujungnya sarna besar

bull Profil tersusun Back-hack

bull Profil Majernuk dengan pclat kopel sebagai Penghubung

l5Metodolo~i

Metode yang dipergunakan dalarn tugas akhir ini adalah menggunakan anal isis

secara rnaternatis dengan pcnggunakan beberapa literature buku-buku

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 13: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

BAB II

TINJAlJAN PUSTAKA

21 Umum dan Latar Belakang

Dalam bab ini kita akan membicarakan batang yang mengalami tegangan tekan

aksial Dengan berbagai macam sebutan seperti kolom tiang tonggak dan batang desak

batang ini pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja Namun bila

pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan (restraint) rotasi ujung dapat

diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu diujung kolom bersifat simetris

dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan dengan tekanan langsung maka batang

tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentis

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa hanya kolom yang sangat pendek dapat

dibebani hingga mencapai tegangan lelehnya sedangkan keadaan yang umum yaitu

lenturan mendadak akibat ketidak stabilan terjadi sebelum kekuatan bahan batang

sepenuhnya tercapai Keadaan demikian yang kita sebut dengan tekuk (buckling)

p

~

Y L

t p

Gambar 2] Batang yang tertekuk akibat gaya aksial

5 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 14: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

6

22 Baja Ringan

221 Penampang Struktur Individu

Penampang baja yang dibentuk secara dingin dapat diklasifikasikan menjadi 2( dua )

type yakni

I Penampang struktur Individu (tunggal)

2 Penampang Panel dan Dek

--c- --- I I L ~L r- I L t L ~ JL---shy

I IIJ

r--r- --

1 It i I I

I ~ ~~F I ~ _h- L____ L-

Gambar 22

Profil Individu Baja Ringan

Beberapa type profil baja yang dibentuk secara dingin yang biasa digunakan pada

konstruksi baja Type yang biasa dipakai adalah type Canal Type Z type Siku type Hat

type I Type T dan type berbentuk hollow

Secara umum tinggi dari penampang struktur individu berkisar antara 2 sampai 12

inchi (51 sampai 305 mrn) dan ketebalan dari material berkisar antara 0040 sampai 14

inchi ( 10 sampai 64 mm ) Pada beberapa kasus tinggi dari penampang bisa mencapai

18 inchi atau 457 mm dan ketebalan dari material mencapai 13 mm Plat-plat Cold

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 15: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

7

Formed setebal 19-25 mm telah digunkan untuk struktur lantai tiang tower transrnisi dan

papan -papan petunjuk pada jalan tol

222 Penampang panel dan dek

Kategori lain dari penampang cold formed adalah Berupa Panel dan Dek penampang ini

biasanya digunakan untuk atap lantai dan panel dinding Tinggi dari penampang panel

ini berkisar 38 sarnpai 19 mrn dan ketebalannya berkisar 03 sampai 19 mm Panel ini

tidak hanya digunakan untuk menahan beban tetapi digunakan untuk pengganti bekisting

lantai penutup atap atau penutup dinding

Dek Atap

r ~IL r~l

u LJ

Dek Atap bentuk Panjanq

LJ L--J TL JJjJ Panel tantai dan Atap

~----

Panel Berusuk Seng Bergelombang Panel Dtnding

Gambar 23 Profil Panel Dek Baja Ringan

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 16: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

------

8

223 Tegangan Leleh Tegangan Tarik dan Kurva Tegangan - Regangan

Kekuatan dari struktur baja yang dibentuk secara dingin (cold formed) tergantung

dari tegangan lelehnya menurut AISI (American Iron and steel Istitute) tegangan leleh

baja ini berkisar antara 172 sampai 483 Mpa

Tidak - elastis Pengerasan Regangan

------- ----- _ Elatis

raquo c i~---------- ~ OJ) c ~ co v f shy

[ - bull _- _ __ bullRegangan

c -~---_---~ OJ) c ~ OJ) v f- Limit proporsional

Regangan

Gambar 24 Grafik Hubungan tegangan-regangan

Keterangan gambar

Gambar 24a Grafik Hubungan tegangan-regangan Sharp Yielding

Gambar 24b Grafik Hubungan tegangan-regangan Gradual Yielding

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 17: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

9

Ada 2 jenis tipe kurva tegangan-regangan pada baja yakni seperti pada (gam bar

24) yaitu tipe Sharp-yielding dan gradual yielding Baja yang diproduksi secara lebur

(panas) biasanya mengikuti Sharp yielding untuk Tipe baja ini batas leleh baja

ditentukan oleh batas dimana kurva tegangan - regangan menjadi horizontal (gbr 24a)

Baja yang diproduksi secara dingin yakni dengan cara di tekan ( press ) atau di rol

mengikuti pola leleh gradual yielding dimana kurva regangan pada batas leleh

melengkung ( gbr 24b)

Harga minimum tegangan tarik (minimum Ultimate Tensile Stregth) baja yang

dirol atau dibentuk secara dingin ini berkisar antara 290-586 Mpa dan ratio perbandingan

antara tegangan tarik ultimate dan tegangan leleh berkisar 11 7 ~ 222

Modulus elastisitas untuk baja yang dibentuk secara dingin (cold fanned) sebesar

203 KNmm2

23 Baja Konvensional

Baja konvensional atau carbon steel adalah baja yang terdiri dari elemen-elemen

yang persentase maksimum selain bajanya sebagai berikut

bull 17 carbon 165 maganese 060 silikon dan 060 Copper

karbon dan manganese adalah bahan pokok untuk meninggikan teganggan (stregth) dari

baja mumi

Baja dikategorikan berdasarkan material ialah dari Ingot Iron (baja bongkah) tanpa

karbon sarna sekali sampai Cost iron (baja tuang) yang mepunyai karbon sekurangshy

kurangnya 17 baja ini dibagi menjadi 4 kategori (berdasarkan carbon yang dikandung)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 18: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

10

1 Low Carbon (mengandung karbon kurang dari 015 )

2 Mild Carbon (mengandung karbon 015-029)

3 Medium Carbon (mengandung carbon 030-059)

4 High Carbon (mengandung carbon 060-L70)

Baja Carbon untuk konstruksi adalah termasuk kategori Mild Carbon

Untuk keperluan disain dipakai yield stress guna mendapatkan allow-able unit stress

(teganggan ijin) dari berbagai tipe batang yang dibebani Dan para perencana biasanya

menghendaki baja yang dapat mempertinggi tegangan (strength) dari pada menambah

ukuran bahan

231 Tegangan dan regangan baja Konvensional

M

A

A

B C

Gambar 25 Tegangan regangan Baja Konvensional

Keterangan Gambar

a = Tegangan baja

E = Regangan baja

A = Titik proporsional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 19: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

11

A= Titik batas elastis

B = Titik batas plastis

M = Titik runtuh

C = Titik putus

Dari gam bar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan tegangan dan

regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum hooke Dimana hubungan

tegangan dan regangan menjadi tidak linear disebut limit proporsional Kemiringan garis

OA menyatakan besamya modulus elastisitas E Diagram regangan untuk baja Titik A

adalah titik leleh atas atau biasa disebut titik batas elastis dimana sampai batas ini bila

gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang terse but akan berderformasi

Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang tersebut akan kembali kebentuk

semula Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen

Daerah BC merupakan daerah Strain hardening dimana pertambahan regangan

akan diikuti dengan sedikit penambahan tegangaan Disamping itu hubungan tegangan

dan regangan tidak lagi bersifat linear Kemiringan garis setelah titik Bini di defenisikan

sebagai Ez Di titik M yaitu regangn berkisar antara 20 dari panjang batang tegangan

tarik batas (ultimate tensile stregth) Akhimya bila beban semakin bertambah besar lagi

maka titik C batang akan terputus Fenomena bertambahnya kekuatan ini disebut strain

hardening

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya sulit sekali untuk menentukan besamya tegangan leleh sebab perubahan

dari elastis menjadi plastis sering kali besamya tidak tetap

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 20: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

12

24 Deformasi akibat Beban Terpusat

Semua bagian bahan yangrnengalarni gaya-gaya luar dan sclanjutnya tegangan

dalam akan menjalani perubahan bentuk (mengalami regangan) Misalnya disepanjang

batang yang mengalarni suatu beban tarik aksial akan tcrcngang atau diperpanjang

semcntara suatu kolom yang menopang suatu bcban aksial akan tertekan atau

diperpendek Peruhahan bentuk total (deformasi ) yang dihasilkan suatu batang

dinyatakan dengan () (delta) Jika panjang batang adalah L rnaka pcrubahan bentuk per

satuan panjang dinyatakan dengan hurufYunani l (epsilon) maka

Perubahan bentuk total ()Perubahan bcntuk satuan == -----~-------- atau 6=--

Panjang L

Besarnya perubahan bentuk yang dihasilkan pada suatu batang tertentu akibat suatu

gaya tertentu akan berubah scsuai dengan kekakuan bahan batang

Sifat penting lainnya dari bahan struktur yang telah berubah bcntuk oleh suatu gaya

harus rnarnpu kembali ke bcntuk aslinya dengan scrnpurna hila gaya dilepas Bahan yang

rncmpunyai sifat ini dikatakan elastik Suatu bahan secara populcr diperk irakan elastik

jika bahan ini mampu rnenahan perubahan bcntuk dengan pcrsentasc yang tinggi tanpa

kerusakan Schingga karet diperkirakan bahan yang sangat elastis Tetapi hila bicara

secara teknis suatu bahan hanya dikatakan elastis bila bahan rnernpunyai kernampuan

untuk kernbali ke bentuk asalnya sctelah gaya dilepas

Tctapi agar sifat elastis bahan yang rnernpunyai kekuatan fisis terbatas tcrpclihara

maka pcrubahan bentuk dan tegangan yang menyertai perubahan bentuk tcrsebut harus

tidak melampaui suatu batas tertentu Batas itu dinyatakan sebagai batas elastis bahan

terscbut

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 21: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

13

25 Tekuk Kolom

Latar belakang tekuk kolom pertama dikemukakan oleh Euler pada tahun 1759

batang dengan beban konsentris yang semula lurus dan semua seratnya tetap elastis

hingga tekuk terjadi akan mengalami lengkungan yang kecil seperti pada gambar 21

Walaupun Euler hanya menyelidiki batang yang dijepit disalah satu ujung dan bertumpu

sederhana (simply supported) di ujung lainnya logika yang sarna dapat diterapkan pada

kolom yang berujung sendi yang tidak memiliki pengekangan rotasi yang merupakan

batang dengan kekuatan tekuk terkecil Kita akan mendapatkan rumus-rumus gaya kritis

yang dapat diterima oleh suatu batang sebelum tekuk terjadi

Pendekatan Euler umumnya tidak digunakan untuk perencanaan karena tidak sesuai

dengan percobaan dalam praktek kolom dengan panjang yang umum tidak sekuat seperti

yang dinyatakan oleh rumus-rurnus Euler

Considere dan Engesser pada tahun 1889 secara terpisah menemukan bahwa

sebagian dari kolom dengan panjang yang umum menjadi inelastic (tak elastis) sebeJum

tekuk terjadi dan harga E yang dipakai harus memperhitungkan adanyajumlah serat yang

tertekan dengan regangan diatas batas proportional Jadi mereka menyadari bahwa

sesungguhnya kolom dengan panjang yang umum akan hancur akibat inelastic dan bukan

akibat tekuk elastis

Akan tetapi pengertian yang menyeluruh tentang kolom dengan beban konsentris

baru tercapai pada tahun 1946 ketika Shanley menjabarkan teorinya yang sekarang

temyata benar la mengemukakan bahwa pada hakekatnya kolom masih mampu memikul

beban aksial yang lebih besar walaupun telah melentur tetapi kolom mulai melentur pada

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 22: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

]4

saat mencapai beban yang disebut beban tekuk yang menyertakan pengaruh inelastic

pada semua serat penampang melintang

Untuk menentukan kekuatan kolom dasar kondisi kolom perlu diidealisir dengan

beberapa anggapan Mengenai bahan kita mengangap (I) sifat tegangan di seluruh titik

pada penampang (2) tidak ada tegangan intemal seperti akibat pendinginan setelah

penggilingan (rolling) dan akibat pengelasan Mengenai bentuk dan kondisi ujung kita

dapat mengangap (3) kolom lurus sempuma dan prismatis (4) resultante beban bekerja

melalui sumbu pusat batang sampai batang mulai melentur (5) kondisi ujung harus statis

tertentu sehingga panjang antara sendi-sendi ekivalen dapat ditentukan Anggapan lain

tentang tekuk adalah (6) teori lendutan yang kecil seperti pada lenturan umurn berlaku

dan gaya geser dapat diabaikan

Setelah anggapan-anggapan diatas dibuat sekarang disetujui bahwa kekuatan suatu

kolom dapat dinyatakan sebagai

T[2pound (J cr = PIA =

(KLrr

Dengan (J cr = PIA = tegangan rata-rata pada penampang

E t = modulus tangent pada PIA

KUr = angka kelangsingan effektif (ujung sendi ekivalen)

Kita tahu bahwa batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis dan

batang tekan yang pendek yang buntak dapat dibebani sampai bahan meleleh atau bahkan

sampai daerah pengerasan regangan (strain hardening) Pada keadaan yang umurn

kehancuran akibat tekuk terjadi setelah sebagian penampang melintang rneleleh keadaan

ini disebut dengan tekuk inelastic

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 23: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

15

Tekuk mumi akibat beban aksial sesungguhnya hanya terjadi apabila anggapan dari

(I) sampai (6) diatas berlaku Kolom biasanya merupakan satu kesatuan dengan struktur

dan pada hakekatnya tidak dapat berlaku secara independen Dalam praktek tekuk

diartikan sebagai pembatasan antara lendutan stabil dan tak stabil pada batang tekan jika

bukan kondisi sesaat yang terjadi pada batang langsing elastis yang diisolir Banyak

insinyur menyebut beban tekuk praktis ini sebagai beban batas (ultimate)

26 Keruntuhan Batang Tekan

Dari mekanika bahan kita tahu bahwa batang tekan yang pendek akan dapat

dibebani sampai beban meleleh Satang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk

elastis Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat

kelelehan bahan akibat tekuk elastis setelah bagian penampang melintang rneleleh

keadaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling)

Ada 3 (tiga) jenis keruntuhan batang tekan yaitu

1 Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan

materialnya

2 keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling) Keadaan ini terjadi pada

bagian konstruksi yang langsing Disini hokum Hooke masih berlaku bagi serat

penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proporsional

~ clo[c e I Glt0)

3 keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk ~ic (inelastic

buckling) Kasus keruntuhan semacam ini berada diantara kasus (I ) dan kasus (2)

dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus

elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 24: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

16

27 Kolom Euler

Rumus kolom Euler diturunkan dengan membuat berbagai anggapan sebagai

berikut

bull Bahan elastis linier dan batas proporsional tidak terJampaui

bull Batang lurus sempurna prismatis dan beban terpusat sempurna

bull Penampang batang tidak terpuntir dan elemennya tidak dipengaruhi tekuk setempat

dan distorsi lainnya selama melentur

bull Bahan terbebas dari tegangan residu

bull Torsi lendutan yang kecil akibat berat batang dan juga geser dapat diabaikan

bull Kondisi ujung harus stat is tertentu sehingga panjang antara sendi ~ rol ekivalen dapat

ditentukan (dalam pembebanan selanjutnya kondisi ini tidak mutlak)

Untuk menghasilkan anggapan bahwa bahan dalam keadaan elastis linier perlu

diperhatikan perbandingan dari panjang dan radius girasi dari batang Pada tegangan

kritis dari batang untuk tiga macam material Dari diagram terlihat bahwa tegangan kritis

selalu menurun dengan menaiknya perbandingan LkJi Sebuah batang dikatakan langsing

apabila rumus Euler yang elastis berJaku

28 Analisis Kolom

y pI

4x L

Gambar 26 Batang lurus yang dibebani oleh gaya aksial

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 25: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

17

Sebuah batang lurus dengan panjang L yang dibebani oleh gaya aksial P seperti

yang diperlihatkan pada gam bar 26 uraian gaya-gaya yang bekerja pada potongan

sejauh x dari turnpuan diperlihatkan pada gam bar 27 dimana N dan Q adalah komponen

gaya longitudinal dan transversal pada potongan itu dan M adalah momen lentur

Dx ~ IQ~Q

-6t0W~~tj

Gambar 27 Potongan batang sejauh x dari tumpuan

Pengaruh dan adanya rotasi struktur persamaan kesetimbangan dari elemen kolom

ramping yang terdeformasi diperlihatkan pad gambar 26

Q+dQ

---F+dj3

N+dN

Gambar 28

Kolom Terdeformasi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 26: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

18

Untuk deformasi yang kecil maka dapat diasumsikan bahwa sudut putar fJ adalah

kecil Dengan demikian sin j3 dan cos 3 secara berurutan dapat dianggap fJ dan 1

Persarnaan kesctimbangan gaya dapat diperoleh dengan menguraikan masing-masing

gaya yang bekerja sesuai dengan sumbu x dan y Dar uraian gaya pada sumbu ~X

diperoleh

-N + (N+dN) - Q fJ + (Q + dQ)( (J + d n = 0

N1+Qpl+ [JQI =0

Dimana

N l ~c dNdx

QI =dQdx

(1 1 =dPdx

Dari uraian gaya pada sumbu --y diperoleh

-Q + (Q+dQ)- N f3 - (N + dN)( P + dn = 0

-N fJ 1+ fN I+ QI = 0

Uraian Mornen

M - (M+dM)+Qdx = 0

Q=M

Dimaria

M = dMdx

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 27: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

19

Untuk batang yang rarnping dapat dianggap bahwa tegangan dan gaya geser

melintang sangat kcci1 Kita biasanya mcngambil asumsi bahwa bentuk kuadratik yang

menggarnbarkan interaksi non1inear antara gaya gescr yang keci I dan putaran dapat

diabaikan Dari asumsi yang diarnbil maka tiga persamaan kesetirnbangan disederhanakn

mcnjadi bentuk bcrikut

N 1 = 0 (21a)

Ql= () (~lb)

Q=M 1 (2k)

Bentuk dari fJN 1 tidak terdapat pada persarnaan 21 b karen a tclah hilang akibat

persamaan 21a dengan mengeliminasi Q dar persamaan 21c schingga mcnghasilkan

N 1 =0

Mil = -Ell (21 c)

Dimana I adalah momen lnersia dari penampangdan [ adalah modulus clastisitas

bahan Persamaan 21e kita substitusikan kedalam persarnaan 21d diperoleh

N = ()

Untuk harga El yang konstan persarnaan menjadi

N I = 0 (22a)

ElylV _Ny = () (22b)

Persamaan 22b merupakan bentuk kuadratik dalam variabel-variabel N dan Y

oleh karena itu merupakan persarnaan differensial non linear Dari persamaan 22a

terlihat bahwa N konstan sepanjang X dan dari kondisi batas =0 dan x=L kita lihat

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 28: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

20

bahwa N=-P Dengan demikian persamaan 22b dapat disederhanakn menjadi bentuk

lazim dikenal

ElylV - pyll = 0 (23)

Atau

d 4 y deyEI -4 +P- =0 (24)

dx dx

Persamaan 24 diatas adalah persamaan differensial dari kolom ramping yang

mengalami tekukan Dari persamaan 24 dapat ditentukan besamya pada saat struktur

akan runtuh Misalnya k2 = PIEI dan substitusikan kedalam persamaan 24 sehingga

diperolch

d 4 y dCydx

4 + K dx c =0 ( 25 )

Persamaan umum dari persamaan diferensial adalah

Y = A sin kx + B cos kx + Cx + D (26)

Dimana A B C 0 adalah tetapan tertentu yang dapat ditentukan dengan

menggunakan syarat-syarat batas yaitu kondisi batas ujung-ujung batang (boundary

condition)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 29: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

BABIII

ANALISA TEKUK

31 Tekuk Pada batang Prismatis

Batang yang di bebani secara aksial (axially loaded members) yaitu batangshy

batang yang merupakan elernen-elemen struktur yang memiliki sumbu longitudinal

lurus dan hanya memikul gaya aksial (tarik atau tekan) Hal ini biasanya terdapat pada

batang-batang diagonal dalam berbagai rangka batangttruss) batang-batang

penghubung dalam berbagai mesinkabel-kabel dalam jembatan kolom-kolom dalam

bangunan dan lain-lain

Penampang-penampang dapat berbentuk pejal berongga atau berdinding tipis

f1in walled) dan terbuka Dan dalam mendisain suatu kolom agar ekonomis dapat

dilakukan dengan mengambil tampang yang bervariasi Dalam hal ini penulis

mengambil tiga tampang yang bervariasi yaitu

1 Profil kanal tunggal

2 Profil kanal tersusun

3 Profil kanal Majernuk dengan pelat kopel

maka dalam menganalisa ketiga tampang tersebut yang harus diperhitungkan adalah

sebagai berikut

bull lnersia penampang

bull Luas tampang

bull Gaya bekerja ( P )

bull Panjang tekuk ( Lk)

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 30: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

22

Batang tekan (compression member) adalah elemen struktur yang mendukung

gaya tekan aksial Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk) hal ini harus diperlihatkan dengan

menggunakan persamaan

p shyOJ-~a

A

Dimana

OJ = faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( A ) dan jenis bajanya

Ci= Tegangan dasar pada tabel 1 PPBBI83

P = Gaya tekan pada batang terse but ( Kg)

A = Luas penampang batang (Cm L

)

Adapun untuk mencari nilai kelangsingan dapat menggunakan rumus berikut ini

lmin

Dimana

A = nilai kelangsingan

L = panjang tekuk batang tersebut (em)

imin = jari-jari kelembaman minimum batangprofil (em)

311 Angka Kelangsingan

Kelangsingan Batang tekan ini tergantung dari jari-jari kelembaman ( i ) dan panjang

tekuk (Lk) dimana

Lk = Panjang tekuk ini juga tergantung pada keadaan ujung-ujungnya apakah sendi

jepit bebas dan sebagainya Panjang tekuk ini dapat dicari dengan menggunakan

tabel 31

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 31: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

23

r-wI) T IT I lId)) rll (QJ I IJI ~~ ~ j [t qJ+ell

I I IBentuk I J I JIlekukan kotom I I I Iditunjukkan I I I I

oeh garis I I I putus-putus I I I I

I I I I

Jlr

f Harga K teoretik 07 1005 20

tiarga oesam Ylg dia~jun bila ikondisi ideal hanya

10 20

065 080 10 20210

if Rotasi ditanan Translasi ditahan

Kode f Rolasi bebas Translasi ditatlan kondisi lIlling cJ Rotasi dilahan Translasi bebas

Rotasi bebas Transtasi bebas

Tabel 31 Faktor K untuk berbagai perletakan

Karena batangprofil memiliki 2(dual jari-jari kelembaman ( i ) umumnya

akan didapat dua nilai harga )c Yang menentukan adalah ni lai A yang terbesar

untuk itu dipakailah jari-jari kelembaman yang terkecil (imin)

Dari nilai angka kelangsingan A inilah akan diperoleh nilai faktor tekuk

(ro )yang dapat dicari dari tabel 234 atau 5 PPBr 83 untuk harga A diantara hargashy

harga yang tercantum pada tabel-tabel tersebut hargarraquo dapat dihitung dengan

interpolasi linier

Contoh dicari untuk A = 15078 maka nilai OJ

Penyelesaian

A = 150 OJ = 4342

A=15078 OJ = 4342+ (15078-150)x(4401_4J42) =4388 (151-150)

A= 151 J = 4401 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 32: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

---

24

maka untuk nilai z =15078 didapat (I) =c 4388

Yang diperoleh dari tabel 3 PPBI83 untuk nilai Fe 360 (Bj 37)

Harga A ini dapat ditentukan dengan persamaan

EA =1r -shy

g ~O7cr

Untuk A lt 0163 rnaka (I) = 1

141 Untuk 0183lt)lt1 maka (J =

1593- c

Untuk maka to =-= 2281 A

Berdasarkan PPBJSJ

32 Analisis Beban kritis pada Profit Ganda

321 Umum

Kolom baja dengan profil ganda ialah suatu kolorn baja yang terdiri dari dua

buah profil tcrsebut dihubungkan dengan satu penghubung yang biasa discbut dcngan

plat kopel Kolom dengan profil ganda scring digunakan apabila

bull Kapasitas prom tunggal yang tersedia tidak mencukupi

bull Diperlihatkan batang dengan kekakuan yang besar

bull Detail sambungan mernbutuhkan profil ganda

bull Faktor ekonomomis

Jarak kedua profil dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tcgak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 33: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

25

Jarak kedua profiI dapat diatur sedemikian rupa sehingga tekuk arah tegak

lurus sumbu x-x (sumbu bebas bahan) dapat dibuat mendekati sarna dengan tekuk

arah tegak lurus sumbu y-y (sumbu bebas bahan) Profil ganda seperti ini cocok

digunakan untuk kolom tanpa dukungan lateral karena hal ini sulit diperoleh jika

menggunakan profil standart

322 Sumbu utama sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Yang dimaksud dengan sumbu utama adalah sumbu dimana sumbu terse but

merupakan sumbu simetri pada profil tersebut Sumbu bahan adalah sumbu yang

memotong semua elemen batang sedangkan sumbu bebas bahan adalah sumbu yang

sarna sekali tidak memotong elemen bahan atau hanya memotong sebahagian elemen

bahaan

Garnbar 31 Profil ganda

Pada garnabr 31 sumbu x-x adalah sumbu bahan bagi profil ganda dan juga

merupakan sumbu utarna bagi profil tunggal yang menghasilkan inersia maksimum

Sumbu y-y adalah sumbu bahan bagi profil ganda yang menghasilkan inersia idiil

yang digunakan untuk mencari kelangsingan idiil Sumbu y -y adalah sumbu utama

bagi profil tunggal dan juga merupakan sumbu lemah yang menghasilkan inersia

minimum bagi profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 34: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

26

33 Analisa Profil Canda

Profil ganda atau profil tersusun mempunyai 2 sumbu yaitu sumbu bahan dan

sumbu bebas bahan Pada profil tersusun yang mempunyai sumbu bebas bahan

supaya batang-batang yang disusun dapat bekerja sama tempat-tempat tertentu hams

dihubungkan satu sama lain dengan pelat kopel sehingga

bull Untuk profil yang tersusun seperti Garnbar 33 berlaku

y adalah sumbu bebas bahan Al adalah luas penampang satu

Untuk batang tersususn hams ditinjau kestabilannya terhadap kedua sumbu bebas

bahan sebagai berikut

Terhadap sumbu bahan (x-x)

Kelangsingannya adalah

Terhadap sumbu bebas bahan (y-y)

Kelangsingannya adalah

2AV =JAy 2 +O5mA

Al = kelangsingan ideal

Dimana

m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah 1- sumbu y-y

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 35: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

27

l y = jari-jari kelernbarnan dari batang tersusun pada arah 1 surnbu y-y

L J = jarak antar tenggah-tenggah pelat Kopel pada arah hatang

lrnin = jari-jari kelembaman batang tunggal terhadap sumbu yang

memberikan harga terkecil (sumhu 1-1)

34 Dimensi plat kopel

Walaupun tugas akhir ini tidak dihahas samhungan plat kopel dengan profil

tetapi dimensi daripada plat kopel berpengaruh terhadap analisa hehan kritis dari

profil ganda rnaka dimensi plat kopel itu sendiri perlu kiranya di analisis

Dirnensi plat kope1 adalah panjang lehar dan teba Panjang plat kopel diberi

natasi a Lehar pelat kopel diberi notasi b sedangkan tcbal pclat kopel diheri

notasi 1

Panjang pelat kopcl adalah merupakan variahel yang tidak hchas karena

panjang plat kopel tergantung kepada incrsia sumbu behas hahan dari profil ganda

dimana inersia sumbu bebas hahan dibuat sama dengan inersia sumbu bahan

Sehingga

I = Iy + Al 4 i

Karena yang dibutuhkan adalah mencari panjang plat kopel maka persamaan diatas

diubah menjadi

F ~~(~I) (34)

Supaya plat kopel cukup kaku untuk menghuhungkan kedua profil dan juga

ekonomis maka tebal plat kopel dibuat sama dengan tebal Hens dari profil yang

dihuhungkan Dengan kata lain tebal plat kopel merupakan variabel yang tidak hebas

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 36: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

28

Lebar plat kopel adalah merupakan suatu variabel bebas karena tidak

tergantuing dari profil yang disarnbungnya Tetapi supaya plat kopel cukup kaku

untuk itu plat kopel harus memenuhi syarat sebagai berikut

lp ~ 1O~ dari PPBBI hal 21 persamaan (12) Karena inersia pelat kopel yaitu a L

] b b 60a 1Ip = -1 - maka - ~ ~----

12 1 L

1 b I [ 60a I ~ J n ~ n ~--~

1 L I

J [60a J]Ln b ~_ n ~---1 I

(j In[ ~(J~ Jl b gt e - (34])

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 37: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

BABIV

PERHITUNGAN

A BAJA RINGAN

Untuk Lk = 2000 mrn

~ t Data Proti I

t J ~~ 100 mm

y

b = 45 mm a_~

c r f u mm

l cemiddot 08 mrn

CJ = 199362 Kgern

b

4I = 2763353600 rnrn 276335 Cm 4

41= 484122629 mm 48412 Cm 4

II - I - 1697= - (1 - 1~ - J) m

V A

A = Lk =1178167 OJ = 312586 iy

Per = A x ( (J ) = I 07 I 672 Kg (() ~

29 Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 38: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

30

Profil Tersusun tanpa peat kope

Data Profit

a = 100 mm

b ~~ 45 rnrn -

v c = 10 mm

t co 08 mmXa Xb

a 199362 Kgem C

A = 168 Cm~ Xa = 143286 Cm

I 7C 2763353600 mrn ~ 276335 Cm-1

rJ I --~ J--~ = 169755 Cm

~ A

1

Alo[al = 2 x A = 336 Cm

Ivt = I r u X 1 Ixi x X 2 ~

= 165808 Cm-1

1 - Lk = 90 0 I OJ = I 96 (r 40 - bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bull bullbull bullbull I- e ) i 11

Per = A X( (J J= 3409174 KgOJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 39: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

31

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm

t-shy b c 45 rnm

c = 10 mm

t = 08 mm Xh Xa

d h rr = 199362 Kgern

At = 336 em- Xu = 143286 em

I ~ ~ )76 ~(()()_ LL ) 111m ~ )7 6~i_ bullLL C -1111

i =

rshyjshy = 169755 ern

n=3

L1= L~ = 83333 rn n

i= i y rnaka didapat d = 45RI

Il = 2 x 1y + 2xAx ( Xa + d ~ 2

0t

= 5626506743 mm 4 ~ 562651 em 4

it =

rrshyI i~~1 = V2A

40921 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 40: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

)~ = ~k = 488726

)1 =l~~ +) = 6269771 OJ = 143377( Fe 430)

Per = A x(O () ) = 5441664 KgOJ -

Untuk Lk = 2500 mm

Profil Tunggal

Data Proli I L t a = 100 rnrn

b =+5 mrn

c = 10 mill

t = 08 111111

a = 199362 Kgcrn

1~ = 2763353600 mm) ~ 276335 em)

[0= 484122629 mm-l ~ 48412 emmiddot

i =c r( = 169755 ern deg ~-A

LkA = ---=1472709 0)= 48839 (Fe430)

iv

Per = A X( () ) = 6857829 Kg(J) ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 41: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

33

ProfiJ Tersusun

Data Proti I ~ I

t a = 100 mm y

b = 45 mrn

- a t

11 c = 10 mm

l = 08 mrn Xa Xh

c = 199362 Kgem

A = 168 Cm~ Xa = 14-3286 em

Iy = 484122629 rnm ~ 48412 Cm-l

i = 1~ = 169755 em V A

- ) A -A total - bullbull X - 6 (m ~ -1j

= 165808 Cm-l

- ~~ = 11 J ~4It - _) OJ = 28515 ( Fe 430 ) I vi

P cr = A X( (J J = 2349104 Kg O ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 42: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

--

34

Protil Tersusun dengan pelat kopel

c

(

1 a

Xh Xa d

I = 2763353600 mm ~ 276335 Cm-l

I = 484122629 mm-l 48412 Cm-l

J i = I-~ = 169755 Cm

V A

11 = 3

LI = Lk = 83333 m n

=~= 490903~ I

I = I maka didapat d = 4581 em

11 = 2 x ly + 2 x A x ( Xa+ -d t 2

= 5626506743 mrn ~ 562651 Cm-l

i ~ ~ J 40921 em o 2A

Data Profil

a = 100 mm

b = 45 mm

c = 10 mm

t = 08 mm

a = 199362 Kgern

Xa = 143286 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 43: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

35

- ~= 610978A - i r _ 1

--~---

)11 = )c + A = 782493 CO ~c 16949 ( Fe 430 )

Pr=AX(O =3951988Kg OJ

Untuk Lk = 3000 mm

Profil Tu nggaI

t ~ t DalJ Prof 1

c

a= 100mm y

b = 45 mill a_~

c= I () mrn

l = 08 mill

(J = 199362 Kgern

I = 2763353600 1ll1ll-1 276335 Cm-1

r-

iv = I~ = 169755 Cm v A

~ = Lk =1767251 CO = 70322 ly

P ~ A X( ) ~ 4762723 Kg

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 44: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

36

Profil Tersusun

~ r Data Profil t

Y a = 100 mm

-shy a b = 45 mm I

c = 10 rnrn

Xa Xh t = OR mm

(J= 199362 Kgcm c

AI = 168 Cm2 Xa = 143286 em

I = 2763353600 rnm ~ 276335 Cm-l

Iy = 484122629 mm 4 4R412 Cm4

- J A - 3 6 C cA IOlal - ~ X - ) In

= 165808 Cm-l

1 middot = - = 2 1 CrnI v I -~

VAoof

A = rk_ = 135048 (I) = 41 069 ( Fe 430 )

1 = A x (j J= 163104 Kg (J)

Perhitungan selanjutnya dapat di Iihat di tabel

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 45: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

--

37

Profil Tersusun dengan pelat kopel

Data Profil

a = 100 mm b = 45 mm

l a c = 10 mm

t = 08 111m

(J = 199362 Kgern Xh Xa

d b A = 336 Cm

I = 2763353600 mrn 276335 Cmel

I= 484122629 Illm el

48412 Crn Xa = 143286 em

iy = = 169755 em I = i maka didapat d= 44581 Crn Hlk

n = 5 ----- L I = = 60 mrn n

L1 --L 1 - = -35 4 shy- bull J)

r I

d 11 = 2 x Iy + 2 x A x ( Xa+- r -

el el = 5626506743 mm 56265 Iem

ivt = J~---=40921 em V lA

0 = Lk = 733 I I 3 1

I I

Jell =f1+1I1 =813869 (()= 17591 (Fe430)

Pcr= AX( ()]= 3807894 Kg Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel OJ ~

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 46: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

38

BAJA KONVENSIONAL

Profit Tunggal C

Untuk Lk = 2000 mm

Taksir oi = 31252

Maka di dapat AperJu = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoleh profit 80x40x 15x 125 mm a = 1600 KgCm 2

I = 22302 Cm 2

A = 2213 Cm~

i = 153 Cm JI= V A

Lk = -=1304976 (j) = 32869 (Fe 360)

iy

p a =O)X =1591712-1600KXICm2 OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Taksir co = 48838

Maka di dapat Apcrl u = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diperoJeh profil 80x40x 15x 125 rnrn 1600KgCm2

r = 22302 Cm 4

4Iy= 5198 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 47: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

39

A = 2213 Cm2

i = ~ = 153 Cm fA

LkA=~=163122 OJ=51357(Fe360)

iy

(Y =Q) x =1591490 1600 K~ em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

Untuk Lk = 3000 mm

Taksir 0)= 70323

Maka di dapat Ar~r111 = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm

Maka diperoleh profil 80x40x 15x 125 rnrn (Y = 1600 Kgern

1 = 22302 Cm

A = 2213 Cm2

Iv = - = 153 Cm H A

LkA = ~=1957464 OJ = 7395

iy

(Y =mx p =1591516 1600 Kg em 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 48: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

40

Profil Tcrsusun dengan peJat kopeJ

Untuk Lk = 2000 mm

a = J600 Kgcm2

Taksir ro = 14337

Maka di dapat Ape-rill = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 2093~ CI1l 2

Maka diambil Profil Channel ( 120x60x 15x 125)

A = 3213 Cm2

i c= B=~ 222 em

Xa= 197Cm

X == 403 em

L 1 = 50 x 222 = 111024 em

ngt Lk = 18014 ~ 3 LI

LkLI = ---- =667cm ~ 67 ern

n

A = ~~l = 30173r

I

d lIt = 2 x Iv + 2xAx ( Xa + - t0

- 2 = 1528128 Cm-l

~ ~ I ~ 48765 em 2A

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 49: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

41

LkA = --- = 410129

I II

A =ji-2 +)2- = 5091656 OJ = 12432 (Fe 360 )

p (J = (I) x -- = 1529()93 1600 Kg- em - Ok

A lt

Dimensi Pelat Kopel

Jarak antar pelat kopel direneanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopel (d ) = 22 mm

I I t 10-shya L

1

Ambil a = 2b+d = 34 em

r = C~ Ib ) =03333b

b = I 343 ~ 14 CIll

Maka dimensi pelat kopel 14 x 34 x 04 em

lJntuk Lk = 2500 mm

Mutu baja Bj 37

Taksir (0 = 1694

Maka di dapat Ar~rlll = 41866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933

Maka diarnbil Proftl Channel I fo~~~II~r 110 yto YS Y I[ 6shy

A = 4086 Cm2

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 50: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

42

IT i == 1-middot = 222 Cm v A

LkL = 50 x 222 = 111024 em 11 =--- == 22691 3

I Maka L 1 = Ik_ == 83333 em

11

I =2 c= 376675 OJ = 10853 (Fe 360 ) i

d11 = 2 x lv + 2x A x ( Xa + - t

0

2

= 1937186 Cm~

i = J~- = 48373 Cm ~ 21

A = k = 516817 I bull

I ==J~-2 + = 639519 OJ = 13864 (Fe 360 )

o =(J)X P =1585259sJ600KgICm 2 Ok A

Dimensi Pel at Kopel

Jarak antar pelat kopel direncanakan dimana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) 215 mm 0=

I r I-middot=-10-middot shya L

Ambit a == 2b+d

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 51: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

43

= 335 ern

Maka dimensi pelat kopel 19 x 335 x 04 em

LJntuk Lk = 3000

(J = 199362 Kgem2

Taksir m= 1759

Maka di dapat Iltrlu = 41866 CIl1 2

Untuk 1 Profil = 2Jl933

Maka diarnhil Protill ( 80x40x 15x125)

a = 1600 Kgem Mutu baia Hi 37

Taksir m = 1694

Maka di dapat Arltrlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Prof I = 20933

Maka diamhil Profil Channel ( 120x60xI5xlraquo

t

LI = 50 x 222 = I 11024 em

Lk n=- = 22691

L

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 52: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

44

LkLI = - = 100 em

n

A=~ x = 453826

lr

Ivt = 2 x ly + 2x A x ( Xa + --J )

)~

= 1937186 Cm-

Lk Art = --= 616169

1

All = ~Ax ~ + Art ~ = 765259 co = 15598 (Fe 360 )

a =OJX P =1453-1600KaCm c Ok ~1 ~

Dimensi Pelat Kopel

larak antar pelat kopel direncanakan dirnana

ix = iy maka di dapat jarak antar pelat kopcl (d ) = 22 mm

I J i 2 10- shya L

1

AmbiJ a = 2b+d

= 34 em

I - (1 h ~ 0 h- r -l12 J middot )= _L-1

b = 12648 ~ 13 em

Maka dimensi pelat kopel 13 x 34 x 04 em

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 53: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

45

Prom Tersusun

Untuk Lk = 2000 mm Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 3409174 KgCm2

Taksir OJ = 26599

Maka di dapat Aperlu = 4 I866 Cm 2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm 2

Maka diambil Profil Channel ( I20x60x 15x I25)

Data Profil

~ I

a= 120 mm t b =60 mm

a I c = 15 mm -shy

t = 125 mm

Xa Xb b a = 1600 Kgem

A = 3213 Cm 2

Xa= 1970 Cm

Xb =4030 Cm

r = 75498 Cm 4

i = ~ =2 220Cm y VA

Atotal = 2 x A = 6426Cm2

lyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2

)

= 566227 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 54: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

46

II -~ = 2968CmIyt = AfHal

LkA = - = 67370 OJ = 1478 ( Fe 360 )

iv

a =OJX P = 1568657 ~ 1600 Kg em OkA

Untuk Lk = 2500 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi ukuran untuk Per = 1611802 KgCm2

Taksir OJ= 41559

Maka di dapat Aperlu = 41866 Cm2

Untuk 1 Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

~ I Data Protil

t Y

a= 80 mm

8 b =40 mm -l

c = 15 mm

Xa Xb t = 16 mm b

a = 1600 Kglcm2

A = 2806 Cm2

t = 27971 Cm4

i = = 1 5164 CmrY fA Xa= 1450 Cm

Xb = 2550 Cm

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 55: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

47

Atotal = 2 x A = 5612 Cm 2

Iyt = ( 2 x ly ) + (2 x A x Xa2)

= 2470323 Cm 4

I Iyt = _- = 20908 Cm

Aola

Lkl = ~= 1191577 OJ = 27402 (Fe 360)

i vt

a =mx P

=1574035-1600KgICm 2 bullbullbullbullbullbullbullbullbull Ok

A

Untuk Lk = 3000 mm

Dari tabel Profil baja Konvensional maka dimensi untuk Per = 11192769KgCm2

Taksir m=59847

Maka di dapat A perlu = 41866 Cm2

Untuk I Profil = 20933 Cm2

Maka diambil Profil Channel ( 80x40x 15x16)

Data Profil ~ t

t a= 80 mm

b =40 mm a

-1 c= 15 mm

t = 16 mm xa Xb

b a = 1600 Kgem

A = 2806 Cm 2

I = 27971 Cm4

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 56: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

48

Xa= 1450 Cm Xb = 2550 Cm

If i = 1- = 5164 Cm ~ ~A

Alotal = 2 x A = 5612 Cm 2

I)t = ( 2 x Iy ) + (2 x A x X)

= 2470323 Cm4

IVI =

A = Lk = 1429892 OJ = 3946 ( Fe 360 ) il

P a ltoraquo x-=J5741698S 1600Kg-Cm~ Ok A

Untuk Perhitungan selanjutnya dapat di lihat pada tabe1

Tabel41

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 2 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 57: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

49

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

Cm2

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

Per

Baja Ringan

(Kg)

168 2213 685783

336 5612 1379024

395198~336 8172

Tabel42

Pcrbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvcnsional dcngan panjang kolom 25 m

I

Type Luas

Kolom Baja Ringan

Cm2

168

336

I

336

luas Profil Baja

Konvensional

Cm2

2213

5612

8172

Tabel43

Per

Baja Ringan

Kg

476272

J 957708

3807894

I

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 3 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 58: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

50

Type

Kolom I I

I I

Luas

Baja Ringan

( Cm2 )

Luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

( Kg)

336 6426 139818

336 8172 178143

Tabel44 Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 35 m

Type

Kolom

Luas

Baja Ringan

(Cm2 )

luas Profil Baja

Konvensional

(Cm2 )

Per

Baja Ringan

(Kg)

336 -shy

6426 - _-- ------- ---------shy

9175802

--------------~--------_shy _shy

336 8172 380204

Tabel45

Perbandingan luasan Baja Ringan dan

Baja Konvensional dengan panjang kolom 4 m

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 59: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

51

Baja Tunggal ( ] )

25

2

III

15 Baja Zincalum C1l J J

Baja Konvensional

05

o 2 25 3

Panjang Kolom

Grafik 41 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada prof I tunggal

Profil Tersusun

7

6

5 I C1l III

4 Baja Zincalum C1l J

J 3 Baja Konvensional 2

1

0

2 25 3 35 4

Panjang Kolom (m)

Grafik 42 Grafik panjang kolom dengan luasan

Pada profil tersusun

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 60: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

52

Profil dengan pelat kopel

10

8

lJ

2 6

4

Baja Zincalum

Baja Konvensional

2

o 2 25 3 35 4

panjangkolom

Grafik 43

Grafik panjang kolom dengan luasan prot I tersusun dengan pelat kopel

Panjang Kolom Baja Konvensional

Berat sambungan Total (m) (Kg) (Kg) (Kg)

2 3474 06948I 41688

25 43425 08685 5211I -------- ------- ------+-------~ ------- --j---- ---------shyc------- ------shy

5211 I 10422 625323 I

][ ~ I2 10088 20176 t121056f--shy I

25 1261 ___1 2522 15132 f-----~--~-- f--

- I 1-81584 --shy3 15132 I 30264

17654 3530835 211848 I

4 I ) I

20176 I 40352 242112

][ ~ 2 10088 I 20176 ~ 121056

25 16035 3207 19242I

3 I19242 I 38484 230904

35 22449 I 44898 269388 i4 25656 51312 307872

Tabel 45 Berat Struktur Rangka Baja Konvensional

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 61: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

][

3

524 655 786 I

1048 131 1572

6288 786

9432

__ ~ ----~~--L-- __~~~4 4 1048 I 2096

~1L004__ 12576

Tabel46 Berat Total Struktur rangka Baja

Grafik hubungan Berat Profil dengan Panjang kolom

7

6 62532

lE 5 o04 41688

5211

393 4716 Berat Total baja ringan

~ 3 3144 Berat Total baja

~ 2 konvensional

1

o 2 25 3

panjang kolom

Grafik 44 Hubungan Berat Profil dengan Panjang Kolom

Pada Profil tunggal

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009

Page 62: ANALISA TEKUK KOLOM BAJA RINGAN ( ZINCALUME ) DAN BAJA ...repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/11785/1/09E00069.pdf · analisa tekuk kolom baja ringan ( zincalume ) dan baja konvensional

DAFTAR PUSTAKA

Wei-Wen Yu Phd1991 Cold Formed Steel Design Second Edition University Of

Misssousi - Rolla John Wiley amp Sons Inc

Direktorat PenyeIidikan Masalah Bangunan 1984 Peraturan Perencanaan Bangunan

Baja Indonesia (PPBIj Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Bandung

Patar M Pasaribu lr Dip Trop 1996 Konstruksi Baja Penyelesaian Soal -- Soal dan

penjelasannya Universitas HKBP Nomrnensen Medan

Jansen Chenoweth 1991 Kekuatan Bahan Terapan edisi ke- 4 erlangga

bullPeter Knowles 1984 Design OfStruktural Steelwork Surrey University Press

Rudy Gunawan Ir Tabel Profil Konstruksi Baja Kanisius Edisi Revisi

Sunggona KH lr Buku Teknik Sipil 1984 Nova

Leonard Spiegel George F Limbrunner- 1998Desain Baja Struktural Terapan PT

Ratika Aditama Bandung

Oentoeng Ir 1999 Konstruksi Baja Andi

Jesanna Oktavia Siagian Analisa Tekuk Kolom Baja Ringan (Zincalume) Dan Baja Konvensional 2008 USU Repository copy 2009