BATANG TARIK

BANGUNAN BAJA

BANGUNAN INDUSTRI

JEMBATAN PORTAL GEDUNG

ELEMEN STRUKTUR BANGUNAN BAJA

ELEMEN TARIK

ELEMEN TEKAN

ELEMEN LENTUR

DEFINISI DAN KARAKTERISTIK:

adalah elemen struktur pemikul gaya tarik aksial..

Stabil, efisien (gagal lokal & tekuk < Felastis

Apliaksi pada rangka (truss), kabel pada jembatan suspension atau cable-stayed, ikatan angin (bracing) dan kabel pada konstruksi atap

PERENCANAAN (ELEMEN) BATANG TARIK

ELEMEN TARIK

TIPE PENAMPANG BATANG TARIK

RANGKAP BILA:

KAPASITAS & KEKAKUAN PROFIL TUNGGAL TIDAK MEMADAI

DETAIL SAMBUNGAN MEMBUTUHKAN GEOMETRI PENAMPANG TERTENTU.

RANGKAP

TUNGGAL

Tegangan tarik

a a

bb

a - a

b - b

PELAT 8 X 1/2

LUBANG 7/8”

Pengaruh variasi penampang & lubang

Lubang mengurangi Apenampang

Contoh:Pelat hubung = penyalur bebanLuas (a – a) = ½ . 8 = 4 in2

Luas (b – b) = 4 – (2) . (1/2) . (7/8) = 3,12 in2. Tegangan (b – b) >>

tegangan bertambah

Kuat tarik rencana

Keterangan:Ag = luas bruto (mm2)Ae = luas efektif (mm2) An

Fy = tegangan leleh, MPaFu = tegangan tarik putus, MPa

Nominal strength : Pn = Fy . Ag …………. Yield

Pn = Fu . Ae …………. Fracture

Kuat tarik rencana (φNn) : Nu ≤ φNn

Nn = Ag Fy ……. Yield (φ = 0,9)

Nn = Ae Fu ……. Fracture (φ = 0,75)

a

a a - a

PELAT 5 X ½”

BAUT 5/8”

½”

5/8 in + 1/8” = ¾”

Leleh : Ag = 5 .( ½”) = 2,5 in2, Nominal strength Pn = Fy .Ag = 36 . (2,5) = 90 kips

Desain strength φt Pn = 0,9 . (90) = 81 kips

Fracture : An = Ag - Alubang = 2,5 – [(1/2) . (3/4) . 2 lubang = 1,75 in2

Ae = An = 1,75 in2 ………………………………. Asumsi

Pn = Fu . Ae = 58 . (1,75) = 101,5 kips ………… Nominal strength

φt Pn = 0,75 . (101,5) = 76,1 kips ……………… Desain strength

Dengan demikian kapasitas rencana diambil 76,1 kips

Contoh 1 : Hitung Ae dan kapasitas elemen berikut bila digunakan BJ 37 (A.36)

a

a

a - a

L 3½ x 3½ x 3/8

BAUT 7/8”

Contoh 2: Jika Beban mati 35 kips dan beban hidup 15 kips, asumsi Ae = 85%An dan mutu baja A-36 (BJ37).

Desain strength (a – a):

φt Pn = φt Fy . Ag = 0,9. (36) . (2,48) = ………. 80,4 kips

An = Ag - Alubang = 2,48 – [3/8 .(7/8 + 1/8)]. 1 lubang= 2,105 in2

Ae = 0,85 . (2,105 in2) = …………………………… = 1,789 in2

(Asumsi)

φt Pn = φt Fu . Ae = 0,75 . (58) . ( 1,789) = ……………= 77,8 kips

(Menentukan)

Maka: Pu < φt Pn ( 66 kips < 77,8 kips) ………. OK.

Kombinasi beban:

1,4D = 1,4 .(35) = 49 kips,

1,2D + 1,6L = 66 kips

Pu = 66 kips …. (maximum)

Penentuan Luas Penampang Efektif

a

a

a - aL

Keterangan:A = luas penampang (mm2)U = [ 1 - (x / L) ] ≤ 0,9x = eksentrisitas

sambungan, (mm)L = panjang

sambungan dalam // gaya, (jarak 2 baut terjauh atau panjang las // gaya tarik), mm

Ae = A.U

x

x

x

x x

Kasus gaya tarik hanya disalurkan Oleh Baut

Penempatan formasi baut yang tidak linier akan memberikan pengaruh terhadap garis fracture yang mungkin terjadi.

Hal ini perlu peninjauan khusus karena kegagalan yang terjadi merupakan kombinasi tarik dan geser.

a

a

b

c

d

s

g

(a) (b)

(c)

1

2

3

u

u

s

NuNu

tebal = t

1) A = Ant (luas penampang neto terkecil antara potongan 1-3 dan

potongan 1-2-3,

Potongan 1-2-3: Ant = Ag – n d t +

Potongan 1-3: Ant = Ag – n d t

Dalam suatu potongan luas lubang tidak boleh melebihi 15% luas penampang utuh

KETERANGAN:

g = jarak antar lubang

t = tebal profil

ga = jarak lubang terhadap sisi profil

gb = jarak lubang terhadap sisi profil

A = luas penampang utuh ( b . t)

d1 = diameter lubang (perlemahan)

n = jumlah lubang dalam garis

potongan

t = tebal pelat

s2 dan u = jarak antar lubang ( = g)

tggg

tg

tgg

ba

ba

22

ga

gb

PROFIL SIKU

t

1

5

b

2

4

3u

S2

u

Pada potongan 1-2-4-5 : An = A – (n.d1.t)

Pada potongan 1-2-3-4-5 : An = A – (n.d1.t) + u

t.s

4

22

Hitung An minimum dari batang tarik berikut jika diketahui diameter baut 25 mm dan dimensi profil L 100 . 150. 10:

60

55

607575

60

105

7575

a

b

cd

Luas bruto, Ag = 2420 mm2 (dari tabel profil baja) Lebar lubang = 25 + 2 = 27 mm Potongan ad: An = 2420 – 2. (10). (27) = 1880 mm2 Potongan abd:

An = 2420 – 3 (10). (27) + = 1978 mm2

Potongan abc:

An = 2420 – 3 (10). (27) + = 1978 mm2

Syarat: An ≤ 85% Ag ( 0,85 . 2420 = 2057 mm2) Jadi An = 1880 mm2

g

g1

tw

g + g1 - tw

g

tw

g1

Contoh : Hitung luas netto pelat berikut, dengan baut terpasang 1-inc

Diameter lubang efektif adalah 1 + 1/8 = 1 1/8 in

Garis abde:

Wn = 16 – 2 (1,125) = 13,74 In

Garis abcde:

Wn = 16 – 3 (1,125) + [(2. 32)/ (4 . 5)] = 13,52 in …….. (Menentukan)

An = t wn = 0,75 . ( 13,52) = 10,14 in2

a

b

c

d

5”

5”

3”

3”

3” 3” 3” 3” 3” 3”

egh

f

j

it = ¾”

Hitung An minimum dari batang tarik berikut jika diketahui diameter baut 16 mm dan

dimensi profil CNP 20:

Luas bruto, Ag = 3220 mm2 (dari tabel profil baja)

Lebar lubang = 16 + 2 = 18 mm

Potongan a:

An = 3220 – 2. (11,5). (18) – (8,5).(18) = 2653 mm2

Potongan b:

An = 3220 – 2 (11,5). (18) – 2 (8,5).(18) + = 2640,54 mm2

Syarat: An ≤ 85% Ag ( 0,85 . 3220 = 2737 mm2)

Jadi An = 2640,54 mm2

4@ 50

50 +

30

+ 8,

5 =

71,5

100

50

50

30

a b

Hitung An minimum dari batang tarik berikut jika diketahui diameter baut 16 mm dan dimensi profil CNP 20:

Luas bruto, Ag = 3220 mm2 (dari tabel profil baja)

Lebar lubang = 16 + 2 = 18 mm

Potongan a:

An = 3220 – 2. (11,5). (18) – (8,5).(18) = 2653 mm2

Potongan b:

An = 3220 – 2 (11,5). (18) – 2 (8,5).(18) + = 2640,54 mm2

Syarat: An ≤ 85% Ag ( 0,85 . 3220 = 2737 mm2)

Jadi An = 2640,54 mm2

Penyelesaian:

Diameter lubang = 19 + 2 = 21 mm

Luas bruto, Ag = 6 . (60 + 60 + 100 + 75) = 1770 mm2

Potongan ad:

An = 1770 – 2. (6). (21) = 1518 mm2

Potongan abd:

An = 1770 – 3 (6). (21) + = 1513 mm2

Potongan abc:

An = 1770 – 3 (6). (21) + = 1505,125 mm2

Syarat: An ≤ 85% Ag ( 0,85 . 1770 = 1504,5 mm2)

Jadi An = 1504,5 mm2

c

60

100

60

75

50 55

b

d

a

t = 6 mm

T

Penyelesaian: Diameter lubang = 19 + 2 = 21 mm Luas bruto, Ag = 6 . (60 + 60 + 100 + 75) = 1770 mm2 Potongan ad: An = 1770 – 2. (6). (21) = 1518 mm2 Potongan abd:

An = 1770 – 3 (6). (21) + = 1513 mm2

Potongan abc:

An = 1770 – 3 (6). (21) + = 1505,125 mm2

Syarat: An ≤ 85% Ag ( 0,85 . 1770 = 1504,5 mm2) Jadi An = 1504,5 mm2

3 ½”

2 ¾“

S15 x 50

1 ½” 1 ½”

a

b

c

de

Luas netto: An = Ag - (t . dlubang), dlubang = ¾ + 1/8 = 7/8”

Garis ad: An = Ag - (t . dlubang) = 14,7 – 4 (0,622) (7/8) = 12,52 in2

Garis abcd:

= = 4,225 inAn = 14,7 – 4 (7/8) (0,622) – 2 (0,55) = 11,71 in2 (menentukan)

Untuk penampang netto, φtPn = 0,75Fu Ae = 0,75. (58) .( 11,71) = 509 kips

Untuk penampang bruto, φtPn = 0,90FyAg = 0,90. (36) .( 14,7) = 476 kips

Kesimpulan: leleh pada penampang bruto menentukan dengan kapasitas rencana adalah 476 kips.

Kasus Gaya tarik Disalurkan Oleh Las Sepanjang Dua Sisi, ke sebuah komponen struktur pelat dengan l ≥ w:A = luas pelatl ≥ 2w U = 1,02w ≥ l ≥ 1,5w U = 0,871,5w > l > w U = 0,75Keterangan:w adalah lebar pelat atau jarak antar sumbu pengelasan (mm)

W

l

l =Panjang las WW =Jarak kedua las

Las Longitudinal

Las Transversal

Kasus Gaya tarik Disalurkan Oleh Las Memanjang, A = Ag (mm2)

Kasus Gaya tarik Disalurkan Oleh Las Melintang, A = jumlah luas penampang neto yang dihubungkan secara langsung (U = 1,0)

Contoh:

5 ½ ”

L 6 x 6 x 1/2

U = 1 - (x / L) = 1 – (1,68/ 5,5) = 0,695 ≤ 0,9 …………… (Ok)

Ae = U. Ag = 0,695 . (5,75) = 4 in2

Pelat 10 x 150 mm dihubungkan dengan las. Ahitung tahanan tarik rencana jika mutu baja BJ 41 (Fy = 250 MPa, Fu = 410 MPa)

200

PLAT 10 x 150 mm150

PLAT 10 x 250 mm

Kondisi Leleh φt = 0,9 Fy = 250 MPa φtNn = 0,9 .(10). (150). (250) = 337500 N = 33,75 Ton (b) Kondisi Fracture φf = 0,75

1,5w = 225 mm > l = 200 mm > w = 150 mm U = 0,75 Fu = 370 MPa φfNn = φf .Fu .Ae = φf Fu . (U. An) = (0,75).(410).[0,75 .(150 .10)] = 345938 N = 34,594 Ton Jadi tahanan tarik konstruksi tersebut = 33,75 Ton

Trek Stang dan Kabel

Kelangsingan tidak masalah ikatan angin & kabel (batang tarik)

Digunakan pada struktur gantung

Rods sering sebagai sistim bresing (pengaku)

Dalam hal ini berlaku

Pn = As Fu = 0,75 Ab Fu

As = stress area (Luas

penampang efektif)

Ab = luas penampang

nominal

Kabel

Open socket

Open socket connectionKabel

Elemen Struktur

Anchor Socket

Pelat Baja

Trek Stang

Las

Pelat Baja

Trek Stang

Batang Tarik Pada Rangka Atap:

Trek Stang Gording Kuda-kuda

BayBracing

BENTANG

Penampang Tersusun:Komponen struktur tarik tersusun yang terdiri dari dua elemen utama atau lebih yang diharapkan berperilaku sebagai sebuah komponen struktur.

Beban rencana untuk sambungan:Jika komponen struktur tarik tersusun dari dua elemen utama atau lebih, sambungan antar elemen harus direncanakan mampu untuk memikul gaya-dalam akibat bekerjanya gaya-gaya luar termasuk momen lentur (jika ada). Beban terfaktor untuk batang berterali, dan beban terfaktor rencana maupun momen lentur (jika ada) untuk plat kopel harus dibagi merata diantara bidang sambung yang sejajar dengan arah gaya.

Komponen tersusun dari dua profil saling membelakangi

Kontak langsung atau dengan plat kopel harus memenuhi ketentuan sebagai berikut:1. Komponen struktur tarik dengan profil terpisah harus

dihubungkan:a. dengan las atau baut pada interval tertentu sehingga

kelangsingan setiap elemen tidak melebihi 240;b. sistem sambungan membagi komponen struktur minimal

tiga bentang sama panjang. c. Sistem sambungan harus direncanakan dengan

menganggap bahwa pada sepanjang komponen struktur terdapat gaya lintang sebesar 0,02 kali gaya aksial.

2. Komponen struktur tarik dengan profil yang bersinggungan langsung dan saling membelakangi. Profil-profil tersebut harus memenuhi ketentuan yang disyaratkan dalam Butir 3.3.3(1b).