analisis design baja ringan

Upload: nana-supriatna

Post on 14-Apr-2018

302 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    1/34

    IV - 1

    BAB IV

    ANALISIS DESAIN BAJA RINGAN

    4.1. ANALISIS DESAIN MANUAL

    Analisis desain baja ringan pada elemen rangka atap dibagi dalam

    dua kategori, yaitu analisis batang tekan dan analisis batang tarik. Analisis

    ini didasarkan pada nilai gaya batang yang terjadi akibat beban luar.

    Berikut ini adalah contoh analisis desain baja ringan pada sebuah

    kasus rangka atap.

    Pembebanan

    Gambar 4.1. Kasus Pembebanan

    Analisis Gaya Batang

    Setelah dilakukan analisis dengan menggunakan SAP 2000 V.10,

    maka diperoleh diperoleh hasil nilai gaya batang sebagai berikut :

    Gambar 4.2. Gaya Batang

    Tarik

    Tekan

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    2/34

    IV - 2

    Tabel 4.1. Nilai Gaya Batang

    Frame Station P

    Text m N

    1 1.523 -4489.15

    2 1.523 -2622.01

    3 1.523 -2622.01

    4 1.523 1112.25

    5 1.523 1112.25

    6 1.400 2399.8

    7 1.400 2399.8

    8 1.523 1112.25

    9 1.523 1112.25

    10 1.523 -2622.01

    11 1.523 -2622.01

    12 1.523 -4489.15

    13 1.414 2773.74

    14 1.414 2773.7415 1.414 -693.43

    16 1.414 -693.43

    17 1.414 -4160.61

    18 1.400 2.225E-12

    19 1.400 -2.225E-12

    20 1.414 -4160.61

    21 1.414 -693.43

    22 1.414 -693.43

    23 1.414 2773.74

    24 1.414 2773.74

    25 0.400 -1.784E-11

    26 1.414 -1733.59

    27 0.800 -980.67

    28 0.000 2427.02

    28 0.990 2427.02

    28 1.980 2427.02

    29 1.200 0

    30 1.720 -2109

    31 1.600 -980.67

    32 2.608 3196.58

    33 2.000 -4601.81

    34 2.441 590.59

    35 2.000 -975.98

    36 2.441 590.59

    37 2.000 -4601.81

    38 2.608 3196.58

    39 1.600 -980.6740 1.720 -2109

    41 1.200 0

    42 1.980 2427.02

    43 0.800 -980.67

    44 1.414 -1733.59

    45 0.400 0

    Sumber : SAP 2000 V.10

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    3/34

    IV - 3

    Pada contoh kasus di atas, batang 32,33,37, dan 38 mengalami gaya

    batang yang paling maksimal. Batang 32 dan 38 mengalami gaya tekan

    sebesar -4601.81 N dan batang 33 dan 37 mengalami gaya tarik sebesar

    3196.58 N. Nilai gaya batang tersebut, baik tekan maupun tarik ini akan

    digunakan sebagai sampel analisis desain.

    4.1.1. Desain Batang Tekan

    Pada batang tekan, desain dihadapkan pada antisipasi tekuk

    yang dapat terjadi pada tiap sumbu elemennya. Karena tekuk

    tersebut berpengaruh pada nilai struktural batang yang bersangkutan.

    Sehingga penampang yang dipilih adalah penampang dengan nilai

    kapasitas yang dapat menahan tekuk yang akan terjadi.

    Berikut ini adalah contoh desain batang tekan dari contoh

    struktur kuda kuda di atas :

    a. Data Analisis

    1. Gaya batang : 4601.81 N

    2. Panjang batang : 2000 mm

    3. Profil desain : Profil C 75 x 75 ( PT. Smartruss )

    Gambar 4.3. Properti Dimensi Profil C

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    4/34

    IV - 4

    4. Data profil :

    MPaE

    MPaF

    mmIy

    mmIx

    mmA

    mmt

    mmammb

    mmh

    Y

    203000

    500

    27791,423

    946.115618

    494.124

    73.0

    38.1028.39

    14.74

    4

    4

    2

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    ==

    =

    Stifner = 2 buah ( multipe stiffener)

    b. Analisis Perhitungan

    1. Efektifitas Elemen Pengaku (stiffener)

    Elemen pengaku terdapat pada elemen badan,

    Batasan Elemen Pengaku

    44 18264 ttt

    hIa

    =

    44

    73.01873.02673.0

    14.74

    4 xxIa

    =

    44 1.598.107 mmmmIa =

    4

    3

    507.05

    =

    h

    astif

    h

    astif

    hhtIs

    Jarak elemen pengaku ( astif ) = 47.17mm

    44

    3

    3

    48.168

    50

    14.74

    17.47

    14.747.0

    17.47

    14.7473.014.745

    50

    7.05

    mmmmIs

    xxIs

    h

    astif

    h

    astif

    hhtIs

    =

    =

    =

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    5/34

    IV - 5

    Is < Ia..........(elemen pengaku berpengaruh pada ketebalan

    elemen penampang)

    Tebal Efektif Akibat Elemen Pengaku

    Untuk profil C 75x75,

    nilaimw = 59.14 mm

    p = 60.68 mm

    Isf = 19.6 mm4

    3/1

    3

    3

    2

    +=

    pt

    I

    p

    wtt

    sfm

    s

    3/1

    373.068.60

    6.193

    68.602

    14.5973.0

    +=

    x

    x

    xts

    mmts 93.0=

    Nilai tebal efektif penampang

    elemen badan, teff = ts

    elemen sayap, teff = t

    2. Batas Kelangsingan Elemen Penampang.

    45.95

    494.124

    8.4601

    2030004644.0

    .644.0lim

    =

    =

    =

    x

    f

    EkW

    Syarat Batasan :

    Web,teff

    hWw = < 200, dan

    teff

    hWw = < Wlim

    20072.7993.0

    14.74

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    6/34

    IV - 6

    Flange,teff

    bWf = < 200 , dan

    teff

    bWf = < Wlim

    200808.5373.028.39

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    7/34

    IV - 7

    Gambar 4.4. Penampang Efektif Profil C 75x75

    4. Buckling Arah y ( Non Simetri )

    Syarat : Fpy2

    Fy

    51.84 250

    Maka : Fay = Fpy

    ( )

    ( )

    N

    x

    xx

    LyKy

    IEPy

    y

    cr

    147.14104

    20001

    27791,42320300010

    .

    ..

    2

    2

    2

    =

    =

    =

    MPa

    Fey

    454.101

    03.139

    147.14104

    =

    =

    ( )

    MPa

    x

    FeyFpy

    51.84

    )454.101(833.0

    833.0

    =

    =

    =

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    8/34

    IV - 8

    Cry > Pload

    75.11748 N > 4601.81 N (Aman)

    5. Buckling Arah x ( Simetri )

    Syarat : Fpx 2

    Fy

    59.351 250

    Maka :

    ( )

    Mpa

    x

    Fpx

    FyFyFax

    23.322

    59.3514

    500500

    .4

    2

    2

    =

    =

    =

    N

    xx

    FACry aye

    75.11748

    51.8403.1399.0

    ..

    =

    =

    =

    MPa

    Fex

    073.422

    03.139

    615.58676

    =

    =

    ( )Mpa

    Fpx

    59.351

    073.422833.0

    =

    =

    ( )

    ( )

    N

    x

    xx

    LxKx

    IEPx xcr

    615.58676

    20001

    946.11561820300010

    .

    ..

    2

    2

    2

    =

    =

    =

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    9/34

    IV - 9

    MpaG

    EG

    923.78076)3.01(2

    203000

    )1(2

    =+

    =

    +=

    4

    333

    3

    493.22

    69.2614.919.10

    73.038.103

    1273.014.74

    3

    173.028.39

    3

    12

    ).3

    1(

    mmJ

    J

    xxxxxxJ

    hibiJ

    =

    ++=

    +

    +

    =

    =

    mmrx

    rx

    A

    Ixrx

    474.30

    494.124

    946.115618

    =

    =

    =

    mmex

    ex

    rx

    xohex

    124.20

    474.30

    6.13

    4

    14.744

    2

    2

    2

    2

    =

    =

    =

    Crx > Pload

    35.40317 N > 4601.81 N (.Aman)

    6. Lateral Torsional Buckling

    N

    xx

    FACrxxae

    35.40317

    23.32202.1399.0

    ..

    =

    =

    =

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    10/34

    IV - 10

    4

    2

    833.50817

    6.13.494.12427791,423

    mmIw

    xIw

    =

    +=

    6

    2

    2

    75.23011438

    )494.124124.206.13833.50817(4

    14.74

    )..(4

    mmCw

    xxCw

    AexxoIwh

    Cw

    =

    =

    =

    ( )4

    2

    2

    413.284998

    724.33494.124)27791,423946.115618(

    .

    mm

    x

    xAIIIps yx

    =

    ++=

    ++=

    mmr

    A

    Ipsr

    o

    o

    846.47

    494.124

    413.284998

    =

    =

    =

    ( )( )

    503.0

    846.47

    724.331

    1

    2

    2

    2

    2

    =

    =

    =or

    xo

    ( )( )

    ( ) ( )( )

    N

    xx

    xxx

    JGLk

    CwEx

    rPz

    o

    435.5868

    493.2292.7807620001

    75.2301143820300010

    846.47

    1

    ..

    ..1

    22

    2

    2

    2

    =

    +

    =

    +

    =

    2

    724.33

    6.13124.20

    mm

    xoexx

    =

    +=

    +=

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    11/34

    IV - 11

    Syarat : Fpz 2

    Fy

    37.541 250

    Maka :

    s

    Crz < Pload

    87.4103 N < 4601.81 N (tidak aman)

    Mpa

    Fz

    213.42

    03.139

    435.5868

    =

    =

    ( ) ( )

    ( )

    ( ) ( )( )

    Mpa

    xx

    FFFFFFxFst zexzexzex

    579.40

    )213.42(320.471503.0.4213.42320.471

    213.42320.471

    )503.0(2

    1

    ...4.2

    1

    2

    2

    =

    +

    +=

    ++=

    ( )

    Mpa

    x

    FstFpz

    8.33

    )579.40(833.0

    833.0

    ==

    =

    FpzFaz =

    N

    xx

    FACrz aze

    87.4103

    8.3302.1399.0

    ..

    =

    ==

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    12/34

    IV - 12

    Dari contoh desain batang tekan di atas dapat dilihat bahwa

    nilai kapasitas penampang dipengaruhi oleh :

    1. Gaya Batang

    Gaya batang berpengaruh dengan nilai batasan yaitu nilai

    rasio lebar elemen penampang. Jika rasio lebar elemen

    penampang lebih besar dari nilai batasannya, maka penampang

    efektif akan lebih kecil dari nilai penampang yang

    sesungguhnya. Sehingga semakin kecil nilai penampang maka

    kapasitasnya juga semakin kecil.

    2. Panjang Batang

    Kapasitas tekuk adalah sebuah fungsi yang berbanding

    terbalik dengan nilai panjang batang, sehingga semakin panjang

    sebuah batang, maka kapasitas tekuknya menjadi lebih kecil,

    begitu pula sebaliknya.

    3. Mutu Bahan

    Mutu bahan semakin tinggi maka kapasitas tekannya makin

    tinggi, namun perlu diperhatikan bahwa bahan dengan mutu

    tinggi mempunyai sifat yang getas.

    4. Bentuk Profil Desain

    Bentuk profil akan mempengaruhi besarnya parameter

    desain dan perilakunya. Bentuk profil yang paling baik adalah

    profil yang memiliki keseimbangan kekuatan baik dari sumbu

    lokal maupun lateralnya dan memiliki titik pusat penampang

    yang berimpit dengan shear center nya.

    5. Elemen Pengaku (Stiffener)Akibat adanya elemen pengaku, maka nilai tebal efektif

    pada elemen penampang yang diperkuat akan menjadi lebih

    besar, sehingga kekuatan penampang juga akan menjadi

    semakin besar.

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    13/34

    IV - 13

    6. Pelaksanaan Sambungan

    Adanya eksenterisitas pada pelaksanaan sambungan, maka

    transfer gaya aksial menjadi eksentris pula, hal ini akan

    menyebabkan terjadinya momen yang menyebabkan gaya yang

    diderita oleh penampang menjadi semakin besar pula.

    Untuk memperbesar kapasitas terhadap tekukeuler( local

    dan lateral buckling ) tranfer gaya yang paling baik terdapat

    pada titik pusat penampangnya. Untuk memperbesar nilai

    kapasitas tekuk torsi, maka transfer gaya yang paling baik

    adalah pada shear center nya.

    Apabila pada suatu desain batang tekan terjadi sebuah kasus

    dimana gaya batang yang terjadi lebih besar dari kapasitas nominal

    salah satu tekuk, maka batang tersebut dapat ditambah elemen

    perkuatan untuk meningkatkan nilai kapasitasnya.

    Elemen perkuatan dapat berupa :

    1. Trekstang

    Pemasangan trekstang secara tegak lurus terhadap sumbu

    lemah penampang akan meningkatkan nilai kapasitas tekuk pada

    sumbu tersebut, karena akan mengurangi panjang tekuknya.

    2. Pengaku Arah Longitudinal

    Penggunaan pengaku arah longitudinal pada kedua ujung

    batang maupun tiap jarak tertentu akan meningkatkan nilai

    kapasitas torsi penampang sebesar 10 40 %, karena

    pemasangan elemen ini akan memperkecil nilai warping

    terutama pada ujung batang.

    3. Pemasangan Profil Ganda

    Untuk profil single simetric, pemasangan profil secara ganda

    dimana kedua ujung sayapnya saling bertemu, posisi shear

    center akan berubah menjadi berhimpit dengan pusat

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    14/34

    IV - 14

    penampangnya. Sehingga kemampuannya dalam menahan

    tekukeulermaupun tekuk torsi menjadi jauh lebih baik.

    Namun perlu diperhatikan bahwa efektifitas dan efisiensi dari

    penggunaan elemen perkuatan tersebut harus tetap dijaga. Sehingga

    nilai safety, servirceability dan ekonomis struktur masih dapat

    dipertahankan.

    4.1.2. Desain Batang Tarik

    Pada batang tarik, desain dihadapkan pada pemilihan

    penampang yang luasannya mampu menahan gaya tarik yang terjadi,

    sehingga nilai kapasitas penampang murni ditentukan oleh luasan

    penampang. Hal yang juga harus diperhatikan pada desain batang

    tarik adalah perlemahan yang terjadi pada sambungan. Hal ini terjadi

    akibat adanya lubang akibat sambungan baut. Namun sesuai dengan

    batasan masalah, maka perhitungan sambungan tidak dibahas dalam

    Tugas Akhir ini, sehingga jumlah baut pada sambungan adalah nilai

    asumsi, bukan berasal pada analisis perhitungan.

    a. Data Analisis

    1. Gaya batang : 3916.58 N

    2. Panjang batang : 2608 mm

    3. Profil desain : Profil C 75 x 75 ( PT. Smartruss )

    4. Data profil :

    MPaE

    MPaFu

    MPaF

    mmIy

    mmIx

    mmA

    mmt

    mma

    mmb

    mmh

    Y

    203000

    660

    500

    423.27791

    946.115618

    494.124

    73.0

    38.10

    28.39

    14.74

    4

    4

    2

    =

    =

    =

    =

    ==

    =

    =

    =

    =

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    15/34

    IV - 15

    5. Jumlah baut : 4 buah

    6. Diameter baut : 6 mm

    b. Analisis Perhitungan

    1.Luasan netto penampang

    ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( )2

    2

    974.106

    473.06494.124

    494.124

    mm

    xx

    nBautxplattebalxDiameterAA

    mmA

    n

    =

    =

    =

    =

    2.Kapasitas penampang non eksentris

    Kondisi leleh

    NPloadTr

    N

    xx

    FATr Ygyt

    58.3916

    3.56022

    500494.1249.0

    ..

    1

    1

    =

    =

    =

    =

    Kondisi ultimate

    NPloadTr

    N

    xx

    FATr untu

    58.3916

    53.61624

    660494.12475.0

    ..

    2

    2

    =

    =

    ==

    3.Kapasitas penampang eksentris

    Kondisi leleh

    3486.2043

    600.13

    423.27791

    mmS

    S

    xIyS

    t

    t

    t

    =

    =

    =

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    16/34

    IV - 16

    Misal sambungan berpusat pada posisi badan, maka

    mmxoe 6.13==

    NPloadTr

    NT

    xT

    S

    e

    A

    FT

    r

    r

    tg

    y

    r

    58.3916

    95.30653

    486.2043

    600.13

    494.124

    1

    5009.0

    1

    1

    1

    1

    1

    =

    =

    +=

    +

    =

    Kondisi ultimate

    151.27553

    600.1373.064423.27791

    ... 2

    =

    =

    =

    yn

    yn

    yyn

    I

    xxxI

    xtdnII

    3966.2025

    600.13

    151.27553

    mmS

    S

    nt

    nt

    =

    =

    ( )

    NPloadTr

    NT

    xT

    S

    e

    A

    FT

    r

    r

    tnn

    uu

    r

    58.39162

    858.31789

    966.2025

    600.13

    494.124

    1

    66075.0

    1

    2

    2

    2

    =

    =

    +=

    +

    =

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    17/34

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    18/34

    IV - 18

    pengaruh eksentrisitas menyebabkan kapasitas tarik penampang

    menjadi jauh lebih kecil.

    4.Kelangsingan Batang Tarik

    Kelangsingan batang tarik sebenarnya tidak berpengaruh

    secara struktural. Hanya saja batang yang nilai kelangsingannya

    >300 akan mengalami lendutan, tetapi secara struktural batang

    tersebut aman dan kuat. Batasan ini agar struktur tetap memenuhi

    syarat serviceability.

    5.Kekuatan Sambungan

    Nilai kapasitas tarik suatu batang pada daerah sambungan

    akan jauh lebih kecil dibandingkan bagian lainnya. Untuk itu

    pemilihan elemen sambungan harus benar benar diperhatikan.

    Jenis baut yang digunakan bukan baut biasa, melainkan jenis

    screw. Kekuatan sambungan harus seimbang dengan kekuatan

    profil, karena sambungan yang terlalu kuat hanya akan

    menyebabkan kegagalan pada profil akibat pengaruh kekuatan

    sambungan itu sendiri.

    Apabila dalam suatu desain nilai kapasitas tarik penampang

    lebih kecil dari nilai gaya batang yang terjadi, maka profil harus

    diganti dengan profil lain yang nilai luas penampangnya dapat

    mengakomodasi gaya tarik yang terjadi.

    4.2. ANALISIS PROGRAM BAJA RINGAN

    Analisis program merupakan suatu bentuk usaha agar analisis dapat

    dilakukan secara cepat dan akurat, sehingga efektifitas dan efisiensi analisis

    desain dapat tercapai.

    Adapun pelaksanaan pemrograman dalam tugas akhir ini

    menggunakan Visual Basic 6.0. dengan alasan kemudahan fitur fitur yang

    tersaji di dalamnya dan compatible terhadap sitem windows yang banyak

    digunakan masyarakat Indonesia. Untuk rangkaian formulasi perhitungan

    kapasitas, program analisis ini juga mengacu pada CSA S136 M89.

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    19/34

    IV - 19

    Secara umum logika pelaksanaan analisis pemrograman adalah sama

    dengan pelaksanaan analisis desain manual, hanya dalam pelaksanaannya

    terdapat tambahan fitur yang dapat mengakomodir pelaksanaan desain

    dalam kondisi eksentris sesuai dengan kebanyakan pelaksanaan struktur atap

    baja ringan. Hal tersebut perlu diantisipasi karena pelaksanaan desain akan

    lebih akurat bila terjalin koordinasi antar keduanya. Dengan adanya

    pemahaman tersebut diharapkan angka kegagalan struktur dapat direduksi.

    Program analisis desain baja ringan ini terdapat dua pilihan analisis,

    yaitu analisis batang tekan dan batang tarik. Dimana di dalamnya terdapat

    dua pilihan profil desain yaitu profil C dan profil Z sesuai apa yang tertera

    dalam batasan masalah. Kedua pilihan profil tersebut dibagi lagi menjadi

    profil berpengaku dan profil tanpa pengaku.

    Kelemahan dari program analisis ini adalah belum tersedia fitur

    kapasitas sambungan maupun model sambungan, karena sesuai dengan

    batasan masalah dalam Tugas Akhir ini, yaitu tidak ada tinjauan pada

    elemen sambungan.

    4.2.1. Algoritma Pemrograman

    Algoritma digunakan sebagai panduan dalam logika

    berfikir saat pelaksanaan pemrograman. Algoritma berisi alur

    langkah yang telah disusun secara urut dari awal pelaksanaan input

    properti data, urutan penggunaan formulasi pendukung, dan terakhir

    adalah hasil out putdata yang akan disajikan.

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    20/34

    IV - 20

    1. Algoritma Analisis Desain Batang Tekan

    tdk

    ya

    STIFFENER DESIGN

    p,Wm,a stiff, Isf

    4t184t26th4Ia =

    START

    MAIN INPUT

    Pload,Lx,Ly,Lz

    MATERIAL PROPERTIES

    E,Fy,Fu,k

    SECTION PROPERTIES

    Section Design, b,h,a,t

    DESIGN PROPERTIES

    c,K,

    STIFFENED

    CALCULATION

    Ix,Iy,A,yo,xo

    of section

    4

    3

    50

    h

    a

    h0.7

    a

    hht5Is

    =

    stiffstiff

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    21/34

    IV - 21

    tdk

    ya

    tdk

    ya

    tdk

    ya

    Wf > Wlim

    = kE/f

    W

    0,2081kE/f0,95

    fWfe

    he = Ww . teff

    be = Wf . teff

    he = Wwe . teff

    be = Wfe . teff

    3/1

    3

    sfms

    pt

    I3

    p2

    wtt

    +=

    teff = ts

    f = Pload/A

    f

    kE0.644W lim =

    Ww = h/teff

    Wf = b/teff

    Ww > Wlim

    = kE/f

    W

    0,2081kE/f0,95

    wWwe

    Is

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    22/34

    IV - 22

    CALCULATION

    Ae

    of section

    BUCKLING Y AKSIS

    ( )2

    y

    2

    ycr

    KL

    EIP =

    e

    ycr

    eyA

    PF =

    eypy F0.833F =

    2

    FyFpy > pyay FF =

    py

    ayF4

    FyFyF =

    ayery F.A.C c=

    tdk

    ya

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    23/34

    IV - 23

    BUCKLING X AKSIS

    ( )2x

    2

    xcrKL

    EIP =

    e

    xcrex

    APF =

    expx F0.833F =

    2

    FyFpx > pxax FF =

    px

    axF4

    FyFyF =

    axerx F.A.C c=

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    24/34

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    25/34

    IV - 25

    ( )( )

    +

    = J.G

    L.k

    Cw.E.x

    r

    1Pz

    2

    2

    2

    o z

    e

    z

    A

    PFz =

    ( )

    ++= exz

    2

    exzexzst F.F4FFFF2

    1F

    Fst0.833Fpz =

    zaz FF p=

    pz

    azF4

    FyFyF =

    azerzF.A.cC =

    2

    FyFp >z

    SECTION IS SAFE

    Cry > Pload SECTION UN SAFE

    CHECKING

    tdk

    ya

    tdk

    ya

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    26/34

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    27/34

    IV - 27

    2. Algoritma Analisis Desain Batang Tarik

    START

    MAIN INPUT

    Pload, L, n baut, db

    MATERIAL PROPERTIES

    E, Fy, Fu

    SECTION PROPERTIES

    Section Design, b, h, a, t

    DESIGN PROPERTIES

    ty, tu, K ,e

    CALCULATION

    Ix, Iy, A, yo, xo

    of section

    ( )( )tdbnAAn =

    YIELD CONDITIONS

    xo

    IySt =

    t

    yyt

    r

    S

    e

    A

    FT

    +=1

    .1

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    28/34

    IV - 28

    ULTIMATE CONDITIONS

    xo

    IS

    yn

    nt=

    2

    yyn xo.t.d.nII =

    ( )

    tnn

    utu2r

    S

    e

    A

    1

    FT

    +=

    Iy < Ix

    I = Iy

    A

    Iyr=

    I = Ix

    AIr x=

    r

    KL=

    SECTION IS SAFE

    Tr1 > Pload SECTION UN SAFE

    CHECKING

    KELANGSINGAN BATANG

    tdk

    ya

    tdk

    ya

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    29/34

    IV - 29

    Gambar 4.6. Algoritma Batang Tarik

    SECTION IS SAFE

    Tr2 > Pload SECTION UN SAFE

    SECTION IS SAFE

    > 300 SECTION UN SAFE

    OUTPUT DESIGN

    Tr1, Tr2,

    FINISH

    tdk

    ya

    tdk

    ya

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    30/34

    IV - 30

    4.2.2. Aplikasi Program

    Properti Material

    o E : Modulus elastisitas baja ringan (MPa)

    o Fy : Tegangan leleh penampang (MPa)

    o Fu : Tegangan batas penampang ( MPa )

    o Phi : Koefisien tegangan leleh pada desain batang tarik

    o Phi u : Koefisien tegangan batas pada desain batang tarik

    o Cc : Koefisien dalam desain kapasitas batang tekan

    Gambar 4.7. Form Input Material Data

    Tipe Pilihan Analisis Desain

    Analisis desain baja ringan pada elemen rangka atap dibagi

    dalam dua kategori, yaitu analisis batang tekan dan analisis

    batang tarik. Analisis ini didasarkan pada nilai gaya batang yang

    terjadi akibat beban luar.

    Gambar 4.8. Tipe Pilihan Analisis Desain

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    31/34

    IV - 31

    Input Analisis Desain

    Setelah dilakukan analisis dengan menggunakan SAP 2000 V.10,

    maka diperoleh hasil nilai gaya batang. Input gaya yang dipilih

    adalah pada batang yang mempunyai gaya paling maksimal.

    Nilai gaya batang tersebut, baik tekan maupun tarik ini akan

    digunakan sebagai input dalam analisis desain.

    Force : Gaya batang (N)

    k : Faktor tekuk, tergantung dari perletakan ujung batang

    L : Panjang batang yang akan dianalisis (m)

    ecx : Eksentrisitas sumbu x-x

    ecy : Eksentrisitas sumbu y-y

    n Baut : Jumlah baut untuk sambungan batang

    d : Diameter baut (mm)

    Gambar 4.9. Form Input Parameter Tebal Efektif(ts)

    Pilihan Elemen Pengaku

    Pengaku yang diperhitungkan secara efektif akan mempengaruhi

    asumsi tebal elemen profil yang memiliki elemen pengaku

    tersebut.

    Gambar 4.10. Form Input Elemen Pengaku

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    32/34

    IV - 32

    Parameter Elemen Pengaku

    Gambar 4.11. Input Parameter Tebal Efektif(ts)

    p : panjang perimeter dari elemen beberapa pengaku, antar

    badan atau dari badan sampai sisi pengaku (mm).

    wm : lebar antar badan atau dari badan sampai sisi pengaku

    (mm).

    Isf : momen inersia dari bagian luasan pengaku (mm4)

    ts : asumsi tebal efektif elemen penampang akibat adanya

    elemen pengaku (mm)

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    33/34

    IV - 33

    Hasil Output

    Setelah program dijalankan (analyze-Run) akan didapatkan nilai kapasitas

    yang sesuai dengan tipe analisis desain yang dipilih sebagai berikut :

    Gambar 4.12. Hasil Output Desain Batang Tekan

    Gambar 4.13. Hasil Output Desain Batang Tarik

  • 7/30/2019 Analisis Design Baja Ringan

    34/34

    4.2.3. Perbandingan Hasil Analisis Desain Manual Dengan Aplikasi

    Program

    Desain Batang Tekan:

    Hasil Perhitungan Manual Hasil Perhitungan Aplikasi Program

    KAPASITAS TEKUK SUMBU Y

    Cry = cc * Ae * Fay

    Cry = 10444,403 > 4601,81 .....OK !!!

    KAPASITAS TEKUK SUMBU X

    Crx = cc * Ae * Fax

    Crx = 40042,911 > 4601,81 .....OK !!!

    KAPASITAS TEKUK SUMBU Z

    Crz = cc * Ae * Faz

    Crz = 4103,870 < 4601,81 .....FAIL !!!

    KAPASITAS TEKUK SUMBU Y

    Cry = cc * Ae * Fay

    Cry = 11748.75 > 4601,81 .....OK !!!

    KAPASITAS TEKUK SUMBU X

    Crx = cc * Ae * Fax

    Crx = 40317.35 > 4601,81 .....OK !!!

    KAPASITAS TEKUK SUMBU Z

    Crz = cc * Ae * Faz

    Crz = 4107,551 < 4601,81 .....FAIL !!!

    Tabel 4.2. Perbandingan hasil analisis desain manual denganaplikasi program untuk batang tekan.

    Desain Batang Tarik:

    Hasil Perhitungan Manual Hasil Perhitungan Aplikasi Program

    KAPASITAS KONDISI LELEH

    Tr1 = (phi * fy) / (1 / Atotal)

    Tr1 = 30653.95>3916,58 .....OK !!!

    KAPASITAS KONDISI ULTIMATE

    Tr2 = (phiu * fu) / (1 / An)Tr2 = 31789.858 >3916,58 .....OK !!!

    KELANGSINGAN BATANG

    lambda = k.L / r

    lambda = 174,553 < 300 ......OK !!!

    KAPASITAS KONDISI LELEH

    Tr1 = (phi * fy) / (1 / Atotal)

    Tr1 = 30630,731 >3916,58 .....OK !!!

    KAPASITAS KONDISI ULTIMATE

    Tr2 = (phiu * fu) / (1 / An)Tr2 = 29315,003 >3916,58 .....OK !!!

    KELANGSINGAN BATANG

    lambda = k.L / r

    lambda = 174,553 < 300 ......OK !!!

    Tabel 4.3. Perbandingan hasil analisis desain manual denganaplikasi parogram untuk batang tarik.