baja -member - aisc 360-10

Post on 24-Feb-2018

337 views

Category:

Documents

21 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 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