bab 2 a struktur baja ii lentur xx

7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx

1/44

AGUSTUS 2014GINARDY HUSADA

STRUKTUR BAJA II

Umum disebut balok(beam). Sering pula disebut: Girder,

Str inger, Jois t, Gording / pur li n , G ir t, Dll.

Menerima beban pada sumbu memanjang / beban

melintang ataumemikul beban yang bekerja dlm. arah transversal ( sb.

longitudinal).

Kombinasi elemen tarik dan tekan.

Konsep batang tarik & batang tekan digunakan bersama-

sama.

Bagian yang tertekan / flens tekan memperoleh topangan

bidangnya oleh pelat badan yang terhubung dengan

flens tarik yang stabil.

1


2/44

AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA

STRUKTUR BAJA II

2


3/44


STRUKTUR BAJA II

3


4/44


STRUKTUR BAJA II

4


5/44


STRUKTUR BAJA II

Jenis

BajaTegangan putus minimum,

fu (MPa)

Tegangan leleh minimum,

fy (MPa)

BJ 34 340 210

BJ 37 370 240

BJ 41 410 250

BJ 50 500 290

BJ 55 550 410

5


6/44


STRUKTUR BAJA II

6


7/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA

STRUKTUR BAJA II

( d ) Potongan 2 - 2( c ) Potongan 1 - 1

C

( b ) Tekuk lokal badan pada profil I

2

2

C

MM

1( a ) Tekuk lokal sayap pada profil I

7



STRUKTUR BAJA II

8



STRUKTUR BAJA II

9

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

10

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

11

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

12

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

13

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

14

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

15

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

16

BEBAN TRANVERSAL

Berlebihan )

TumpuKegagalan Tegangan

Kegagalan TeganganGeser Horisontal

Torsi

Defleksi ( deformasi -

Geser VertikalKegagalan Tegangan

Kegagalan Lentur

Tegangan Lentur

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

17

sb x

M = MPPM < M < MyyM = MM < My

f = fyf = ff = fyyf < fP

maky e

e

y

( d )( c )( b )( a )

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

18

Mp = Zx fy

Mp: momen plastis

Zx : modulus penampang plastis

Mleleh = My = Sx fy

Sx : modulus penampang elastis

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

19

My = Sx fy

Lentur terhadap sumbu utama kuat / Beban bekerja

dalam arah sb. y:

ymak

y

x x

PMomen lentursumbu x :

Momen leleh : My

Modulus penampang elastis

sumbu x :

=

STRUKTUR BAJA II



STRUKTUR BAJA II

20

My = Sy fy

Lentur terhadap sumbu utama lemah / Beban bekerja

dalam arah sb. x:

Momen lentursumbu y :

Momen yg. terjadi : My

Modulus penampang elastis

sumbu y :

= P

x

y

makx

STRUKTUR BAJA II


21/44


STRUKTUR BAJA II

21

Mp = Zx fy

Lentur terhadap sumbu utama kuat / Beban bekerja

dalam arah sb. y:

Momen lentur plastissumbu x :

Momen plastis : M p

Modulus penampang plastis

sumbu x :e

y

x x

P

Zx = A . 2 e = A . e

STRUKTUR BAJA II


22/44


STRUKTUR BAJA II

22

Momen Lentur Terhadap Sumbu Utama Kuat

M ux : Momen lentur terfaktorterhadap sumbu x -

Analisis elastis

: Factor reduksi = 0,9

M n : Kuat nominal dari momen lentur penampangterhadap sb x

M ux M n

TCPSB - 2002 Butir 8.1

Momen Lentur Terhadap Sumbu Utama Lemah

M uy M n

M uy : Momen lentur terfaktorterhadap sumbu y -

Analisis elastis

M n : Kuat nominal dari momen lentur penampang terhadap

sb y

STRUKTUR BAJA II


23/44


STRUKTUR BAJA II

23

Analisa Plastis

Berpenampang kompak TCPSB - 2002 Tabel 7.5-1

Memenuhi L LP TCPSB - 2002 Tabel 8.3-2

Memenuhi Kuat lentur pelat badan TCPSB - 2002 Butir 8.10.6

Memenuhi persyaratan berikut :

M u : Momen lentur rencana

M n : Kuat nominal dari momen lentur penampang

M uM n

Lentur Terhadap Sumbu Sebarang ( Bukan Sumbu Utama )

TCPSB - 2002 Butir 11Kombinasi Lentur Dengan Gaya Geser

TCPSB - 2002 Butir 8.1, 8.9

Kombinasi Lentur Dengan Gaya AxialTCPSB - 2002 Butir 11

STRUKTUR BAJA II


24/44


STRUKTUR BAJA II

24

Batasan Momen


a. Momen leleh M y= S . f y

b. Kuat lentur plastis Mp

= Z . fy

atau Mp

= 1,5 My

c. Momen batas tekuk M r= ( f yfr)

STRUKTUR BAJA II


25/44


STRUKTUR BAJA II

25

Kelangsingan Penampang

Mn = Mp

Ditentukan oleh kelangsingan elemen-elemen tekannya.

a. Penampang kompak Syarat : p

b. Penampang tak kompak Syarat : p r

= ( )( )c. Penampang langsing

Pelat sayapyang memenuhi Syarat : r

=

STRUKTUR BAJA II


26/44


J

26

Pelat badanyang memenuhi Syarat :r

p,

r Terdapat TCPSB - 2002 Tabel 7.5-1 kelangsingan penampang.

untuk sayap profil I= b / ( 2 tf)

untuk badan profil I= h / tw

M p momen plastis diambil harga yang terkecil antara Z. fyatau 1,5 My

M y momen elastis sebesar M y= S. fy

M r momen batas tekuk M r= S (f yf r)

fr tegangan sisa : 70 MPa untuk roll beam115 MPa untuk built up beam.

S modulus penampang elastis.

STRUKTUR BAJA II


27/44


J

27

Tekuk Lokal - Local Buckl ing

JenisBaja

Fy( MPa)

Sayap : b/2 tf Badan : h/tw

= =

= =

KOMPAK TIDAK -KOMPAK KOMPAK TIDAK KOMPAK

BJ 34

210

11,73

31,27

115,93

175,97

BJ 37 240 10,97 28,38 108,44 164,60

BJ 41 250 10,75 27,58 106,25 161,28

BJ 50 290 9,98 24,95 98,65 149,74

BJ 55 410 8,40 20,07 82,97 125,94

STRUKTUR BAJA II


28/44


J

28

Penampang Profil Baja

t f

hwttw

h

ft

Roll Beam Buil-up Beam

STRUKTUR BAJA II


29/44


J

29

Batasan Momen


a. Untuk Pelat Badan yang memenuhir

Kuat lentur Nominal penampang ditentukan : TCPSB - 2002 Butir 8.4

Batasan My, Mpdan Mrsesuai dengan Bab : 2.4.2

b.Momen kritis Mcr TCPSB - 2002 Tabel 8.3 1

= + Untuk profil I /kanal gandaFaktor pengali momen Cbditentukan sbb :

= ,,+ + + ,M max momen maksimum pada bentang yang ditinjau

MA, MB& MC Masing-masing momen pada bentang, bentangdan bentang komponen struktur yang ditinjau.

STRUKTUR BAJA II


30/44


J

30

Pengekang Lateral : TCPSB - 2002 Tabel 8.32

Kuat komponen struktur dalam memikul momen lenturtergantung dari panjang bentang antara dua pengekang

lateral yang berdekatan, L

Kondisi batas tekuk lateral / Lateral torsional

buckling :

Untuk profil I / kanal ganda

=

,

dengan :

=

r yJari-jari girasi terhadap sumbu lemahsumbu y

=

+

+

dengan : fL = fy fr

STRUKTUR BAJA II


31/44


31

S Momen perlawanan elastis

G Modulus geser G = 80.000 MPa

Iw Konstanta puntir lengkung

J Konstanta puntir torsi

Iy Momen Inersia terhadap sumbu y

H Tinggi bersih penampang

B Lebar penampang

tf Tebal sayapTw Tebal badan

=

dan :

=

= = +

STRUKTUR BAJA II


32/44


32

Mn= Mcr Mp

a. Bentang pendek :

= +

Mn= Mp

Syarat : L

Lp

Kemungkinan kuat geser menentukan

b. Bentang menengah Syarat : Lp L Lr

c. Bentang panjang Syarat : Lr L

Umumnya kuat lentur menentukan

Lendutan menentukan

STRUKTUR BAJA II


33/44


33

Gaya geser pada penampang balokdi anggap hanya

dipikul oleh bagian badansaja


Kuat Geser : V u V n

V u Gaya geser perlu

Faktor reduksi kekuatan untuk geser = 0,9V nKuat geser nominal pelat badan

TCPSB - 2002 Tabel 6.42

STRUKTUR BAJA II


34/44


34

Kuat geser nominal pelat badan :

Kuat Geser Nominal :

a. Jika : , Dengan : = +

Vn = 0,6 fyAwUntuk profil I

A w Luas kotor pelat badan = h . t wfy Tegangan leleh

Vn Kuat geser nominala Jarak pengaku pelat badan

kn jika tidak ada pengaku pelat badan kn = 5

STRUKTUR BAJA II


35/44


35

Kuat tekuk geser elasto-plastis :


b. Jika : , < ,

Atau : = , , = , +

,

+

Dengan :

= ,

STRUKTUR BAJA II


36/44


36

Kuat tekuk geser elastis :


c. Jika : , <

Atau : = , = , + ,

+

Dengan :

= ,

STRUKTUR BAJA II


37/44


37

kuat geser pelat badan dengan adanya momen lentur


Metode Distribusi

M u M f

Jika momen lenturdianggap hanya dipikul oleh pelat

sayapdan momen lentur perlu ( Mu )memenuhi :

Dengan : M f= A fd ffy

Mf Kuat lentur nominal dihitung hanya pelat sayap saja.

Af Luas efektif pelat sayap

df Jarak antara titik berat pelat-pelat sayap

Balok harus memenuhi : Vu Vf

STRUKTUR BAJA II


38/44


38

Jika momen lentur dianggap dipikul oleh seluruh

penampang maka Balok harus direncanakan untuk

memikul kombinasi lentur dan geser :

2.8 INTERAKSI GESER DAN LENTUR

Metode Interaksi Geser Dan Lentur

+ , ,V n Kuat geser nominal pelat badan akibat geser saja

M n Kuat lentur nominal balok

STRUKTUR BAJA II


39/44


39

Pelat Penyambung Badan :

2.9 SAMBUNGAN BALOK

Vu ( 0,6 f

u) A

n

f1

yf

b

t f

hh '

M u uV

Vu

uM

Faktor reduksi kekuatan = 0,75

fu Tegangan putus

An Luas penampang bersih pelat penyambung

Pelat Penyambung Sayap : Tu = Mu / h

Tu Ag fy Dengan :

Dengan :Tu Ag fy

= 0,90

= 0,75

STRUKTUR BAJA II


40/44


40

Baut Penyambung Badan

2.9 SAMBUNGAN BALOK

M = S f1

Baut Penyambung Sayap

Dengan : = 0,90

Dihitung berdasarkan gaya geser Tu

Harus diperhitungkan memikul gaya geserVu danmemikul momen yang dapat dipikul oleh pelat

penyambung badanpada saat balok mencapai

tegangan leleh.

S modulus penampang elastis pelat penyambung

f1 Tegangan yang terjadi pada pelat penyambung

STRUKTUR BAJA II


41/44


41

Contoh : FRAME BEAM CONNECTION

SOAL : Apakah sambungan kuat ?

80

50

140 mm

140 mm

140 mm

50 mm

50 mm

260 mm

V = 620 kNu

uM = 500 kN m

h = 606 mmh '

ft

b

fy

1f

80 80 80

50

WF 600.200.120 Pelat penyambung :

tf = 20 mm f u = 410 MPa Badan 2 520 x 6

tw = 12 mm f y = 250 MPa Sayap 2 200 x 20

h = 606 mm d = 20 mm

HSB tipe tumpu, tanpa ulir pada bidang geser . fub = 825 MPa

STRUKTUR BAJA II


42/44


42

Jawab : FRAME BEAM CONNECTION

a. Pelat penyambung badan :

80

50

140 mm

140 mm

140 mm

50 mm

50 mm

260 mm

V = 620 kNu

uM = 500 kN m

h = 606 mmh '

ft

b

fy

1f

80 80 80

50

A n = 2 [ 520

4 ( 20 + 2 ) ] (6) = 5184 mm2

Rn = ( 0,6 fu ) An

Rn = 75 ( 0,6 . 410 ) 5184 = 956.103 N > Vu = 620.10

3 N OK

b. Pelat penyambung Sayap :

N10.853T 3)20-606(

10.500h'

Mu

6u

OKTN10.900250.)20.200(.0,9AR u3

ygn f

N10.959410.20.)22.2200(.0,75AR 3unn f

STRUKTUR BAJA II


43/44


43

Jawab : FRAME BEAM CONNECTION

c. Baut penyambung badan :

Nmm10.104,4)250(.)2x520.6.(.0,9SM6

303

2602

6

1

1 f

mm10.208,8)21070(440.8yx 2322222

N10.105K 3

10.208,8

)210(10.104,4

yx

y.Mx 3

6

22u

N10.20K3

10.208,8

)40(10.104,4

yx

x.My 3

6

22 u

N10.77,5'K3

810.620

n

Vy

3u

kN143,3)77,520()105(R22

u

Kekuatan sebuah Baut :

Kuat geser : mArVVR bb

u1ndn fff

N10x1942)20(.825.0,5.0,75 3241

STRUKTUR BAJA II


44/44

44

Jawab : FRAME BEAM CONNECTIONKuat tumpu :

td2,4RRR upbndn fff

N10x177410.12.20.2,4.0,75 3 ( menentukan )

OKRN10.143,3R n3

u

d. Baut penyambung sayap :

Kuat geser :

Kuat tumpu :

N10x97)20(.825.0,5.0,75R 3241

n

N10x295410.20.20.2,4.0,75R 3n

( menentukan)

Jumlah Baut yang diperlukan penyambung sayap :

buah.108,8n3

3

n

u

10.79

10.853R

T

Catatan : Sambungan balok menerus ini harus

diperhitungkan mampu menerima momen

minimum sebesar 30 % dari kekuatan balok.

bab 2 a struktur baja ii lentur xx

Documents