baja -member - aisc 360-10

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

1/178

Komponen Struktur Baja:

Teori (AISC36010,LRFD)

Bambang Suryoatmono

April2015

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

2/178

Metode Desain

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

3/178

Prinsip Desain

Struktur dan komponen struktur harus

mempunyai: Kekuatan (strength),

Kekakuan (stiffness),

Keteguhan (toughess)yangcukup agardapat berfungsi selama masa layannya.

Desainnya harus memperhitungkan kemungkinan

kelebihan beban (overload)dan kekurangankekuatan (understrength)dalam batasbatastoleransi statistik yangdapat diterima.

Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)3

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

4/178

Kondisi Batas(LimitState)

adalah kondisi suatu struktur atau komponen

struktur pada saat tidak dapat lagi memenuhifungsi yangdiharapkan (serviceabilitylimitstate)atau telah mencapai kapasitas pikul beban ultimit(strengthlimitstate)

Kondisi batas kekuatan:tercapainya kekuatanmaksimum (kekuatan plastis,tekuk,fatik,fraktur,guling,dan gelincir)

Kondisi batas daya layan:terkait dengan okupansibangunan (defleksi,vibrasi,deformasi permanen,dan retak).

Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)4

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

5/178

Metode Desain

Desain Kekuatan Izin (ASD=DKI)

Desain Faktor Beban dan Ketahanan

(LRFD=DFBK)

Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)5

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

6/178

DesainKekuatanIzin(AllowableStrengthDesign)

Kekuatan izin setiap komponen struktur tidak bolehkurang dari kekuatan yangdibutuhkan

nu

RR

Ru = kekuatan yang dibutuhkan (ASD)

Rn = kekuatan nominal

= faktor keamanan

Rn/ = kekuatan izin

Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)6

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

7/178

DesaindenganKekuatanIzin(Allowable

StrengthDesign)(lanjutan)

Gayadalam pada komponen struktur dicari dengan

analisis elastis orde pertama pada kondisi bebankerja.

Kombinasi pembebanan juga dalam kondisi bebankerja

Faktor keamanan diterapkan hanya pada sisiketahanan,dan keamanan dihitung pada kondisibeban kerja (tak terfaktor)

Jadi pada ASDreliabilitas yangseragam tidakmungkin dicapai (tidak dapat diperoleh indeksreliabilitas

Metode desainKomponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

7

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

8/178

Kombinasi Pembebanan ASD

(ASCE710)

1. D

2. D+L3. D+(Lratau Satau R)

4. D+0.75L+0.75(Lratau Satau R)

5. D+(0.6Watau 0.7E)6a.D+0.75L+0.75(0.6W)+0.75(Lratau Satau R)

6b.D+0.75L+0.75(0.7E)+0.75S

7. 0.6D+0.6W8. 0.6D+0.7E

Lihat kekecualian di dalam ASCE 7-10 Sec. 2.4

Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)8

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

9/178

Beban Kerja (ServiceLoad

=working

load)

D=beban mati L=beban hidup

Lr=beban hidup atap

R =beban hujan S=beban salju

W=beban angin

E=beban gempa

Lihat ASCE 7-10 untuk informasi tentang pembebanan

Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)9

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

10/178

LRFD(DFBK) Kekuatan desain setiap komponen struktur tidak boleh

kurang dari kekuatan yangdibutuhkan yangditentukanberdasarkan kombinasi pembebanan LRFD

Ru = kekuatan yang dibutuhkan (LRFD)

Rn = kekuatan nominal yang ditentukan dari peraturan

= faktor ketahanan (< 1.0)

i = faktor beban

Qi = salah satu dari N beban kerja di dalam satu kelompok

kombinasi pembeb LRFD

Metode Analisis LangsungKomponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)10

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

11/178

LRFD(lanjutan) LRFDmemperhitungkan keamanan pada kedua sisi (efek

beban dan tahanan):faktor beban dan faktor ketahanan

Faktor beban ditentukan dengan teori probabilitas danmemperhitungkan: Deviasi beban nominaldari beban aktual

Ketidakpastian didalam analisis yangmentransformasikan bebanmenjadi efek beban

Probabilitas bahwa lebih dari satu beban ekstrim terjadi secarasimultan

Faktor ketahanan ditentukan dengan teori probabilitas danmemperhitungkan:

Pengerjaan yangtidak sempurna Variabilitas kekuatan material

Kesalahan dalam pelaksanaan

Konskuensi kegagalan yangditimbulkan

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

11

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

12/178

LRFD(lanjutan) Gayadalam dapat akibat beban terfaktor (=kekuatan

yangdibutuhkan)dihitung dengan menggunakanmetode analisis: Elastis,

Inelastis,atau

Plastis. Kekuatan nominalASDdan LRFD:sama.

Hubungan antara faktor keamanan (ASD)dan faktorketahanan (LRFD):

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

12

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

13/178

LRFD(lanjutan)

Indeks Reliabilitas =indeks keamanan =

22

)/ln(

QR

nn

VV

QR

bebanefekvariasikoefisien

ketahananvariasikoefisienrataratabebanefek

rataratatahanan

Q

R

V

VQ

R

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

13

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

14/178

LRFD(lanjutan)

22

QR VV )/ln( QR

ln(R/Q)

Pf= P[ln(R/Q

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

15/178

Kombinasi Pembebanan LRFD

(strengthdesign

didalam ASCE710)

1. 1.4D

2. 1.2D+1.6L+0.5(Lratau Satau R)

3. 1.2D+1.6(Lratau Satau R)+(Latau 0.5W)

4. 1.2D+1.0W+L+0.5(Lratau Satau R)5. 1.2D+1.0E+L+0.2S

6. 0.9D+1.0W

7. 0.9D+1.0E

Lihat kekecualian di dalam ASCE 7-10 Sec. 2.3

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

15

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

16/178

Faktor KetahananKondisi Batas Faktor Ketahanan

AISC36010

Tarik:leleh tarik

Tarik:putus tarik

0.90

0.75

D2

Tekan 0.90 E1

Balok: lentur

Balok:geser WF gilas panas dengan

/ 2.24 / lainnya

0.90

1.00

0.90

F1

G1

G1

Las Lihat AISC Tabel J2.5 J3

Sambungan: tarik,geser,dan

kombinasi geser dan tarik

0.75 J3.6, J3.7

Geser Blok 0.75 J4.3Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD) 16

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

17/178

MaterialBaja

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

18/178

Hubungan Tegangan Regangan

(Hasil uji tarik)

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

18

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

19/178

Bajadengan Titik Leleh yangJelas

Aghayere & Vigil, 2009Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)19

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

20/178

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

21/178

Hubungan Tegangan Regangan

(Hasil uji tarik)

Salmon & Johnson, 2009Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)21

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

22/178

Hubungan Tegangan Regangan yang

Disederhanakan (Hasil uji tarik)

f

Fu

Fy

E

1

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

22

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

23/178

Besaran Material

ModulusElastisitas E=200000MPa (29000ksi) Rasio Poisson=0.3

ModulusGeser,

diambil 77200MPa (11200ksi)

)1(2 EG

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

23

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

24/178

Besaran Material

Jenis Baja Kekuatan tarik

minimumyang

dispesifikasikan Fu

(MPa)

Tegangan leleh

minimumyang

dispesifikasikan Fy(MPa)

BJ34 340 210BJ37 370 240

BJ41 410 250

BJ50 500 290BJ52 520 360

BJ55 550 410

Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

24

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

25/178

MaterialProperties

(ASTM)

Salmon & Johnson, 2009 Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)

25

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

26/178

Komponen Struktur Tarik

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

27/178

Penampang Komponen Struktur Tarik

Salmon & Johnson, 2009Komponen Struktur Baja - Teori(AISC 360-10, LRFD)27

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

28/178

Kekuatan Tarik Desain

)75.0dan9.0min( ueygu FAFAP

Leleh pada

penampang

bruto

Fraktur pada

penampang

neto efektif

Pu Pu

Batas kelangsingan sebaiknya < 300

(tidak berlaku untuk batang tarik bulat dan penggantung)Komponen Struktur Baja - Teori

(AISC 360-10, LRFD)28

7/25/2019 Baja -Member - AISC 360-10

29/178

LuasNetoEfektif,Ae

xU

UAA ne

1

An=luas neto

U=shearlag

factor

Shearlag= distribusi tegangan tarik tak seragam dikomponen struktur atau elemen penyambung disambungan

Jika seluruh elemen penampang disambung,maka luas neto

efektif =luas neto (artinya U=1).Jika tidak,gunakan rumus Udiatas dan Tabel D31AISC36010

Uuntuk penampang terbuka (WF,T,L,2L,C),Utidak perlukurang d