baja.pdf

112
II - 1 BAB II STRUKTUR TARIK 2.1. Pendahuluan Struktur tarik adalah bagian dari suatu struktur bangunan yang menerima beban normal tarik. Terdapat pada bagian bangunan-bangunan : Struktur utama : Jembatan rangka (KRB) Jembatan gantung Rangka kuda-kuda atap Rangka menara Struktur sekunder : Ikatan angin atap/jembatan Ikatan rem pada jembatan Ikatan penggantung gording 2.2. Profil Yang Biasa Dipakai Baja Bulat Baja Pelat Propel Siku Tunggal/Dobel Profil T Profil WF(u/krb)

Upload: dewi-rasdiana

Post on 27-Sep-2015

277 views

Category:

Documents


67 download

DESCRIPTION

j

TRANSCRIPT

  • II - 1

    BAB II

    STRUKTUR TARIK

    2.1. Pendahuluan

    Struktur tarik adalah bagian dari suatu struktur bangunan yang menerima

    beban normal tarik.

    Terdapat pada bagian bangunan-bangunan :

    Struktur utama :

    Jembatan rangka (KRB)

    Jembatan gantung

    Rangka kuda-kuda atap

    Rangka menara

    Struktur sekunder :

    Ikatan angin atap/jembatan

    Ikatan rem pada jembatan

    Ikatan penggantung gording

    2.2. Profil Yang Biasa Dipakai

    Baja Bulat Baja Pelat Propel Siku Tunggal/Dobel

    Profil T Profil WF(u/krb)

  • II - 2

    2.3. Perencanaan Batang Tarik

    Dalam pemilihan profil untuk batang tarik perlu diperhatikan hal-hal

    sebagai berikut :

    Kompak : bekerja bersama

    Sesuai dengan bagian struktur yang lain

    Dalam penyambungan diharapkan sekecil mungkin terjadi Shear Lag

    ;perbedaan gaya geser pd bagian sekeliling ikatan baut dg yg tidak

    terikat baut

    Batasan Kekuatan

    Pu < Rn

    Pu gaya tarik akibat beban berfaktor

    Rn kuat rencana tarik

    faktor reduksi

    Kontrol Leleh : AgfyPu = 0,90(lentur,geser,leleh)

    (pada tengah batang)

    Kontrol Patah : AefuPu = 0,75

    (pada daerah sambungan)

    Ag = luasan penampang utuh (gross) fy = tegangan leleh bahan

    Ae = luasan penampang efektif fu = tegangan putus bahan

    Batasan Kelangsingan

    Angka kelangsingan : i

    L L = panjang batang

    i = jari-jari kelembaban

    Bisa juga dari profil buatan (bersusun)

  • II - 3

    i = A

    I

    Untuk struktur utama : 240max

    Untuk struktur sekunder : 300max

    Untuk batang bulat

    Batasan kekuatan :

    Leleh : AgfyPu = 0,90

    Ag = 2

    4

    Patah : AefuPu = 0,75

    Ae =0,75 Ag

    Batas kelangsingan :

    500D

    L L = panjang batang tarik

    D = diameter batang

    2.4. Luas Penampang Netto/Bersih (An)

    Pada batang-batang tarik yang disambung dengan baut tentu akan timbul

    lubang-lubang yang mengakibatkan mengecilnya luasnya penampang pemikul

    beban. Inilah yang disebut sebagai luasan netto.

    Untuk menghitung luasan netto, ditentukan sebagai berikut :

    Diameter lubang dibuat sedikit lebih besar dari diameter baut yang

    akan dipasang

    mmin 5,1

    16

    1

    lubang = baut + 1,5 mm

    Untuk pembutan lubang dengan BOR, dianggap tidak terjadi

    kerusakan material disekitar lubang.

    perlemahan = lubang =baut + 1,5 mm

  • II - 4

    Untuk pembuatan lubang dengan POND (plong) karena pembuatan

    ini dengan kekerasan, maka disekitar lubang terjadi kerusakan

    sehingga tidak dapat diikutkan memikul beban. Kerusakan ini

    diperkirakan mmin 75,032

    1 disekeliling lubang, sehingga :

    perlemahan = lubang + 1,5 mm = baut + 3 mm

    Baut 4,5,6 mili gunakan plong

    Pengaruh Letak Lubang

    Dalam perhitungan luasan netto, dicari luasan yang terkecil dari

    kemungkinan-kemungkinan lintasan putus (lintasan kritis).

    Kalau ada lintasan diagonal (letak baut yang zig-zag) dalam perumusan luas

    netto ada koreksi akibat adanya lintasan diagonal.

    Ag = luas penuh penampang (bruto) (t h)

    t = tebal pelat

    p = diameter perlemahan

    n = jumlah lubang pada lintasan

    s = jarak // beban pada lintasan diagonal

    = jarak beban pada lintasan diagonal

    1

    3

    2

    t

    h

    S S

    TU

  • II - 5

    Lintasan (1-3) An = (h - 2p)t = Ag 2pt

    Lintasan (1-2-3) An = (h 3p + 2 x 4

    2S)t = Ag 3pt + 2

    4

    2S t

    Rumus Umum : An = Ag n1 p t+4

    2S t

    koreksi lintasan diagonal

    n1 jumlah lubang pada lintasan putus

    Contoh : 1

    Tentukan jarak longitudinal (s) dari baut yang di susun berseling seperti

    tergambar agar luas netto sama dengan luas brutto di kurang satu lubang

    baut.

    Baut yang di pasang diameter . Pembuatan lubang dengan Pond

    Jawaban : An = h n . p + 4

    2S

    Lintasan ABC = 6 1x8

    7=5,125 in

    Lintasan DEFG = 6 28

    525,4

    248

    7 22

    x

    S

    Lintasan ABC = lintasan DEFG 8

    525,4125,5

    2

    S = 2,65 in

    Contoh : 2

    Tentukan luasan netto dari propel C 15 x 33,9 (Ag = 9,96 in2) yang di

    sambung dengan baut seperti tergambar

    G

    s s s

    2 in

    2 in =

    2 in

    D A

    C

    B

    F

    E p= in

    8

    7

    8

    1

    4

    3

  • II - 6

    ABCD Anetto = 9,96 (1)8

    7x 0,65 (1)

    8

    7x 0,4 = 9,04125 in

    2

    ABECGH Anetto = 9,96 - 2

    8

    70,65 - 2

    8

    70,4 + 2x 40,0

    94

    23

    2

    4,065,0

    6,44

    23x

    xx

    x

    = 8,736 in2

    ABEGH Anetto = 9,96 - 22729,8

    2

    4,065,0

    6,44

    234,0

    8

    7165,0

    8

    7inx

    x

    ABECD Anetto = 9,96 - 40,094

    3

    2

    4,065,0

    6,44

    34,0

    8

    7265,0

    8

    7 22x

    xx

    xx

    = 9,048 in2

    Anetto Kritis = 8,729 in2

    2.5. Luasan Netto Efektif

    Apabila tidak semua element penampang disambung, maka pada daerah

    sambungan tegangan yang terjadi tidak merata.

    Ae = A

    2.5.1. Untuk Sambungan Baut

    9,01

    L

    xU

    AA n

    1,4 2

    0,65 in

    0,40 in

    3 in

    3 in

    9 in

    A

    B

    E

    G

    C

    D H

    S = 3 in

    1,4 in

    1,4 in

    1 = 4,60 in

    2 = 9 in

    1 = (3+2-0,4)=4,60 in

    8

    7

    8

    1

    4

    3

    p

  • II - 7

    dimana :

    x = jarak titik berat penampang terhadap sisi luar element

    penampang yang disambung

    L = jarak antara baut pertama dan terakhir dalam satu baris

    2.5.2. Untuk Sambungan Las

    Batang tarik selain pelat atau batang bulat

    1. Disambung dengan las memanjang saja atau kombinasi dengan las

    melintang.

    x

    x

    x x2

    x1

    L

    gn I

    gn T

    gn L

    dipilih x1 dan x2

    mana yang besar!

    Propil disambung

    hanya pada sayap

    Propil disambung

    hanya pada badan

    w

    e

    Pu

    e

    Pu

    I

    I POT I-I

    x

    Ae = UA A = Ag

    U = 1 - L

    x

  • II - 8

    2. Disambung hanya dengan las melintang saja

    A = luas element yang disambung las saja

    U = 1,0

    Untuk Pelat :

    3. Disambung dengan las memanjang saja, maka panjang las (l) harus lebih

    besar dari jarak las.

    l > w w - jarak antara las memanjang

    e - panjang las memanjang

    2.6. Elemen Sambungan pada Batang Tarik

    Kalau pelat simpul/buhul dipakai pada batang tarik, kekuatan pelat simpul

    harus diperhitungkan cukup untuk menyalurkan beban tarik yang bekerja.

    Ru < Rn faktor reduksi

    Rn kuat nominal

    Kekuatan pelat simpul nominal dihitung sebagai berikut :

    Kekuatan leleh : Rn = Ag fy

    = 0,9

    Kekuatan patah : Rn = An.fu

    = 0,75

    II

    II I I

    PU PU

    A

    POT I-I POT II-II

    w

    l > 2w U = 1,0

    2w > l > 1,5w U = 0,87

    1,5w > l > w U = 0,75

    l Al = A A = luas penampang pelat

  • II - 9

    Luas netto (An) harus diambil lebih kecil dari 0,85 Ag.

    An < 0,85 Ag

    2.7. Block Shear (Daerah Geser)

    Kegagalan batang tarik tidak selalu ditentukan oleh :

    Kegagalan leleh pada penampang utuh :

    PU = fy Ag = 0,90

    Kegagalan putus pada daerah sambungan

    PU = fu Ae = 0,75

    Tetapi kemungkinan juga bisa terjadi didaerah geser (block shear)

    Kekuatan Nominal Block Shear

    Kekuatan nominal Block Shear didapat dari Bidang Tarik dan

    Bidang Geser pada daerah geser. Kegagalan Block Shear akan terjadi bila

    bidang yang kuat patah dan diikuti lelehnya bidang lemah sehingga kekuatan

    Block Shear sama dengan kekuatan patah bidang kuat + kekuatan leleh

    bidang lemah.

    Menurut Peraturan

    1. Bila kekuatan patah bidang tarik lebih besar/sama dengan kekuatan

    patah bidang geser :

    Bid. Geser

    Bid. Tarik

    a). Propil Siku

    Bid. Tarik

    Bid. Tarik

    Bid. Geser

    b). Propil WF

    Bid. Tarik

    Bid. Geser

    Bid. Geser

    c). Pelat dengan sambungan las

    Kekuatan nominal Block Shear

    didapat dari bidang tarik dan

    bidang geser yang terjadi

  • II - 10

    nVuntu AfAf 6,0 putus tarik > putus geser

    Kekuatan Nominal Block Shear : gvynTun AfAfR 6,0 putus tarik + leleh geser

    75,0

    2. Bila kekuatan patah bidang geser lebih besar dari kekuatan patah

    bidang tarik

    nTunvu AfAf6,0 putus geser > putus tarik

    Kekuatan Nominal Block Shear : gtynvun AfAfR 6,0 putus geser + leleh tarik

    75,0

    dimana : Ant = luas bidang tarik netto

    Agt = luas bidang tarik penuh

    Anv = luas netto bidang geser

    Agv = luas penuh bidang geser

    ingat : kekuatan patah fu , An (tegang putus, luasan A netto)

    kekuatan leleh fy , Ag (tegang leleh, luasan utuh)

    Untuk susunan baut berseling :

    ada 2 kemungkinan kegagalan Block

    Shear

    a. seluruh beban (Pu) dipikul oleh

    Block Shear

    b. Hanya 4/5 PU dipikul oleh B S

    Adanya lintasan diagonal ada koreksi

    tS

    4

    2

    (ingat perhitungan A netto)

    Contoh : 3

    Hitung kekuatan tarik rencana dari propil W 10 x 45 yang disambung pada

    sayapnya dengan dua baris baut in. Setiap baris terdiri dari 3 baut

    masing-masing berjarak 4 in.

    Mutu Baja A 527 Grade 50 (fU = 65 Ksi , fy = 50 Ksi)

    Bid. Geser

    Bid. Tarik

    PU

    (a)

    Bid. Geser

    Bid.

    Tarik PU

    (b) Bid. Geser

  • II - 11

    Penyelesaian :

    W 10 x 45 Ag = 13,3 in2 bf = 8,02 in Propil T 5 x 22,5

    d = 10,10 in tf = 0,62 in 907,0x

    Kuat rencana leleh : Rn = 0,90 Rn = fy Ag

    (a) PU = fy Ag = 0,9 (50) 13,3 = 598,5 Kips

    Kuat rencana putus : Rn = 0,75 Rn = fu Ae

    8

    7

    8

    1

    4

    3p (Ponds)

    (b) An = 13,3 (4) Ain

    213,1162,08

    7

    89,08

    907,011

    L

    xu

    Ae = UA = 0,89 x 11,13 = 9,91 in2

    Pu = t fu Ae = 0,75 x 65 x 9,91 = 483,1 Kips (menentukan)

    Kekuatan Tarik Rencana Pu = 483,1 Kips (berdasarkan putus)

    Contoh : 4

    Suatu pelat 1 x 6 in disambung dengan las sudut memanjang ke pelat 1 x 10 in

    untuk memikul beban tarik.

    Berapa kekuatan rencana pelat tersebut bila fy = 50 Ksi dan fu = 65 Ksi

    Jawaban : Dilihat pelat terkecil (PL 1 x 6 in)

    Kuat Rencana Leleh :

    Pu = t fy Ag = 0,9 x 50 x (1 x 6) = 270 Kips

    qnT

    x

    4m 4m

  • II - 12

    Kuat Rencana Putus :

    A = Ag = 1 x 6 = 6 in2 w = 6 in dan l = 8 in

    75,05,1965,15,1 Uwewinxw

    Ae = AU = 6 x 0,75 = 4,50 in2

    Pu = t fu Ae = 0,75 x 65 x 4,50 = 219,4 Kips

    Kekuatan Rencana Pu = 219,4 Kips berdasarkan Putus!

    Contoh : 5

    Hitung kekuatan Rencana (Pu) dari suatu propil siku L 8 x 6 x yang

    disambung pada salah satu kakinya dengan las sudut seperti tergambar; bila

    fy = 50 Ksi dan fu = 70 Ksi.

    Jawaban :

    Kuat Rencana Leleh :

    KipsxxAgFyPu 3,44794,9509,0

    Kuat Rencana Putus :

    74,06

    56,111

    L

    xU

    Ae = AU = 9,94 x 0,74 = 7,36 in2

    Pu = fu Ac = (0,75) x 70 x 7,36 = 386,4 Kips (uutus)

    Kekuatan Rencana Propil Siku : Pu = 386,4 Kips (berdasarkan putus!)

    10 in w 6 in Pu

    l = 8 in

    6 in

    8 in PU

    L 8 x 6 x

    A = 9,94 in2

    x = 1,56 in

    x

  • II - 13

    Contoh : 6

    Berapakah beban rencana pelat penyambung (fy = 50 Ksi dan fu = 65 Ksi) yang

    dapat diterima, pada sambungan seperti tergambar.

    Pelat PONDSBautxPL

    4

    312

    8

    3

    Jawaban :

    8

    7

    8

    1

    4

    3p

    KipsxxxAgFyPuLeleh 405128

    325090,0:

    2

    2

    65,72128

    385,085,0

    67,78

    3

    8

    7212

    8

    32:

    inxAg

    inxxxAnPutus

    inAn 56,7

    KipsPuKipsAnfuPu 9,3729,37265,76575,0

    Contoh : 7 Suatu propil siku 2

    146 xxL dari Baja GRADE 50 A572 (fy = 50 Ksi dan

    fu = 65 Ksi) disambung seperti tergambar. Baut 4

    3 . (Ponds)

    PU/2

    PU/2

    3 8

    3 8

    12

    2 in

    4 in

    4 in

    3 2

    Bid. Tarik

    Bid. Geser

    6 in

    x = 0,987 in

    in8

    7

    8

    1

    4

    3 lubang (PONDS)

    Berapakah :

    - Kekuatan Geser Block Shear

    - Kekuatan rencana batang tarik

  • II - 14

    Jawaban :

    inAg

    inAg

    t

    v

    25,12

    15,2

    0,52

    110 2

    inxAn

    inxAn

    t

    v

    03,12

    1

    8

    75,05,2

    91,32

    1

    8

    75,210 2

    Putus Tarik KipsAnfu t 9,6603,165 tv AnfuAnfu 6,0

    Putus Geser KipsAnfu v 15291,3656,06,0 Pakai rumus kedua

    (Patah Geser + Leleh Tarik)

    Kekuatan Rencana Block Shear :

    Rn = 0,75 [0,6 (65) (3,91) + 50 x 1,25] = 161,2 Kips

    Kekuatan batang tarik :

    - Leleh : Pu = t fy Ag = 0,9 x 50 x 4,75 = 213,7 Kips > Rn

    - Putus : An = 4,75 1 x Ainx 231,42

    1

    8

    7

    279,388,031,4

    88,08

    987,011

    inxAUAe

    e

    xU

    Pu = t fu Ae = 0,75 x 65 x 3,79 = 184,8 Kips > Rn

    Kekuatan batang tarik berdasarkan Kekuatan Geser Block

    Pu = 161,2 Kips

    Contoh : 8 Tentukan kekuatan rencana block shear untuk pelat dari baja A36

    yang disambung las seperti gambar dibawah.

    (fy = 36 Ksi, fu = 58 Ksi)

    PL x 10 1

    2

    4 in

    Bid.Tarik

    Bidang

    Geser

    10 in

  • II - 15

    Agv = (2 x 4) = 4 in2 Anv = (2 x 4) = 4 in

    2

    Agt = (10) = 5 in2 Ant = x 10 = 5 in

    2

    fu Ant = 58 x 5 = 290 Kips fu Ant > 0,6 Fu Anv

    0,6fu Anv = 0,6 x 58 x 4 = 139,2 Kips

    Kekuatan Rencana block Shear

    Rn = 0,75 [0,6 x 36 x 4 + 58,0 x 5] = 282,3 Kips

    Kekuatan Rencana Plat :

    Pu = fy Ag = 0,9 x 36 ( x 10) = 162,0 Kips Menentukan !

    Kekuatan rencana Pu = 162 Kips

    2.8. Perencana Struktur Tarik

    Dari Kontrol Kekuatan : Pu < Rn

    Kuat Leleh : Pu < Ag fy Ag > fy

    Pu

    =0,90

    Ag = luas penampang utuh

    Kuat Putus : Pu < Ae fu

    Ae > fu

    Pu

    dimana = 0,75

    Ae = A

    Dari Kontrol Kelangsingan : max < 240 (struktur utuh)

    max < 300 (struktur sekunder)

    max = mini

    L 240

    imin > 240

    L (untuk struktur utuh)

    imin > 300

    L (untuk struktur sekunder)

    Untuk batang tarik dan baja bulat :

    Ae = 0,75 Ag

    Dari Kontrol Kekuatan :

    Kuat Leleh : Ag > fy

    Pu

    = 0,90

  • II - 16

    Kuat Putus : 0,75 Ag > fu

    Pu

    = 0,75

    Dari Kontrol Kelangsingan : D

    L< 500 L panjang batang

    D > 500

    L D diameter batang

    Contoh 1 :

    Penyelesaian :

    Batang kgR

    PuSo

    U 3581325tan

    16700

    tan1

    - Batas kelangsingan :

    struktur utama : cmi 25,1240

    300

    240min

    (struktur utama)

    - Batas leleh : Pu < fy Ag

    258,1624009,0

    35813cm

    xfy

    PuAg

    - Batas putus : AefuPu UAnAe

    Mis 85,0U

    2183,1585,0370075,0

    35813cm

    xxUfu

    PuAn

    Mis : AgAn 85,0

    286,1785,0

    183,15

    85,0cm

    AuAg

    S1

    3 m

    R

    Rencanakan kaki kuda-kuda (batang S1)

    dengan propil dobel siku BJ 37

    Baut = 16 m (plong!) min 3 baut pada 1

    deret jarak a 60 mm.

    = 25o

    RD = 5,25 t

    RL = 6,50 t

    RU = 1,4 RD = 7,10t

    RU = 1,2 RD + 1,6 RL = 16,7 ton (menentukan)

  • II - 17

    Putus :

    An = 2 (8,66 1 x 1,9 x 0,7) = 14,66 cm2 Ae = U An = 12,94 cm2

    8825,012

    41,11

    L

    xU Rn = 0,75 fy Ae

    Rn = 0,75 x 3700 x 12,94 = 35901 kg > Pu = 35813 kg (ok)

    240maxni

    L L < 240 x in

    L < 240 x 1,17 = 281 cm

    Perlu diberi pelat kopel ditengah panjang S1 (L1 = 150 cm)

    (secara praktis selalu diberi plat kopel sejarak 1 1,5 m)

    Kontrol Block Shear :

    Agt = 4 x 0,7 = 2,8 cm2

    Ant = (4 x 1,9) 0,7 = 2,135 cm2

    Agv = 16 x 0,7 = 11,2 cm2

    x x

    40

    40 60 60

    Pu

    Coba Propil : 55 x 75 x 7

    p = 16 + 3 = 19 mm A = 8,66 cm2 (1propil)

    iy = 1,59 cm

    ix = 2,35 cm

    i = 1,17 cm

    x = 1,41 cm

    Ag = 2 x 8,66 = 17,32 cm2 > 16,58 cm

    2

    (batas leleh memenuhi)

    35

    y

    x untuk propil dobel

    untuk propil tunggal x

    y

    ix = 2,35 cm > 1,25

    iy > 1,54 cm > 1,25 (ok)

    iin = i = 1,17 cm < 1,25 cm

    (perlu kopel)

  • II - 18

    Anv = (16 2,5 x 1,9) 0,7 = 7,875 cm2

    fu Ant = 3700 x 2,135 = 7899,5 kg putus geser > putus tarik!

    0,6 fu Anv = 0,6 x 3700 x 7,875 = 17482,5 kg

    Rn = 0,75 (0,6 fu Anv + fy Agt) x 2 (dua propil)

    = 0,75 (17482,5 + 2400 x 2,8) 2 = 36303,75 kg > Pu = 35813 kg

    Propil 55 x 75 x 7 dapat dipakai ! (ok)

    Contoh : 2

    Rencanakan ikatan angin dengan batang bulat ()

    Mutu baja Bj 37 Pu = 5,75 ton

    L = 7,60 m

    Penyelesaian :

    Batas kelangsingan : cmL

    DD

    L52,1

    500

    760

    500500

    Batas leleh : fyAgfyAgPu 9,0

    266,224009,0

    5750

    9,0cm

    fy

    PuAg

    Batas putus : Pu = Ae fu = 0,75

    Ae = 0,75 Ag

    276,275,0370075,0

    575075,075,0 cmfuxAg

    (menentukan)

    cmx

    D

    cmAgDAg

    87,176,24

    76,24

    22

    (menentukan)

    dipakai 19 mm

    Contoh : 3

    Suatu batang tarik dengan L = 30 ft

    Beban tarik yang bekerja : PD = 130 Kips

    PL = 110 Kips

  • II - 19

    Pilih propil W12 (Mutu A572 GRADE 50) fy = 50 Ksi

    fu = 65 Ksi

    Disambung hanya pada sayap : baut 7/8, 2 baut pada setiap sayap, 1

    deret 3 baut dengan jarak 4.

    5,1

    Jawab :

    Pu=1,4 PD=1,4 x 130 = 182 Kips

    Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 1,2 x 130 + 1,6 x 110 = 332 Kips

    (menentukan !)

    Kontrol Leleh : AgfyPu = 0,90

    509,0

    332

    xfy

    PuAg

    fy = 50 Ksi

    238,7 inAg

    Kontrol Patah : Pu < fu Ae f = 0,75

    fu = 65 Ksi

    9,06575,0

    332

    uf

    PA

    u

    un

    Ae = U An U = 0,9

    (misal!)

    An > 7,57 in2

    Ag = An + Aperlemahan Pondsperl 18

    1

    8

    7

    = 7,57 + 4 (1 x tf) dari tabel propil W12 dengan

    Ag = 7,57 + 4 x 1 x 0,38 = 9,09 in2 Ag > 7,57 in tf = 0,38

    5,1 5,1 442

    L

  • II - 20

    x T 6,5 x 17,5

    1,3

    gn

    Kontrol Kelangsingan :

    Struktur utama inL

    i 50,1240

    3012

    240min

    (struktur utama)

    Pilih W12 x 35 Ag = 10,30 in2

    >7,38 in2

    tf = 0,52 in d = 12,5 in

    iy (imin) = 1,54 in > 1,50 in bf = 6,5 in

    An = 10,30 4 (1 x 0,52) = 8,22 in2

    8375,08

    3,111

    L

    xU

    Ae = U An = 0,8375 x 8,22 = 6,88

    Pu < fu Ae = 0,75 x 65 x 6,88 = 335,61 Kips

    332k < 335,61 Kips Propil W 12 x 35 dapat dipakai! (ok)

    Kontrol Kekuatan Block Shear

    Ag t = 1,5 x 0,52 x 4 = 3,12 in2

    Ag r = 10 x 0,52 x 4 = 20,80 in2

    An t = (1,5 x 1) 0,52 x 4 = 2,08 in2

    Anv = (10 2,5 x 1) 0,52 x 4 = 15,60 in2

    Fu.An t = 65 x 2,08 = 135,2 Kips Putus Geser > Putus Tarik

    0,6 Fu Anv = 0,60 x 65 x 15,60 = 608,4 Kips

    Kekuatan Rencana Block Shear

    Rn = (0,6 fu Anv + fy Ag t)

    Rn = 573,3 Kips > Pu = 332 Kips

    Pu (ok)

    1,5

    1,5

    2 4 4

    Pu

    tf = 0,52 in

    perlemahan = 1

  • II - 21

    Contoh : 4

    Suatu batang tarik L = 50 feet

    Beban PD = 10 Kips

    PL = 20 Kips

    Rencanakan batang tarik tersebut dari batang bulat ()

    mutu baja A 36 (fy = 36 Ksi ; fu = 58 Kips)

    Jawab : Pu = 1,4 PD = 14 Kips

    Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 1,2 x 10 + 1,6 x 20 = 44 Kips (menentukan)

    Kontrol Leleh : AgfPu y

    2358,1369,0

    44in

    f

    PuAg

    y

    (menentukan)

    Kontrol Putus : eu AfPu Ae = 0,75 Ag

    2349,15875,075,0

    44

    75,0in

    f

    PuAg

    y

    358,144

    4

    2 Ag

    DDAg

    D > 1,32 in (menentukan)

    Kontrol Kelangsingan :

    inL

    DD

    L2,1

    500

    5012

    500500

    < 1,32 L

    Dipakai Batang Bulat

    8

    31 > 1,32 in

  • BAB III

    STRUKTUR TEKAN

    3.1. Pendahuluan

    Struktur tekan adalah bagian struktur yang menerima gaya normal tekan.

    Beban yang cenderung membuat batang bertambah pendek akan

    menghasilkan tegangan tekan pada batang tersebut.

    Struktur tekan terdapat pada bangunan-bangunan

    Jembatan rangka

    Rangka kuda-kuda atap

    Rangka menara/tower

    Kolom pada portal bangunan gedung

    Sayap tertekan pada balok I (portal, jembatan)

    Perbedaan terpenting antara struktur tarik dan tekan

    Pada struktur tarik, beban tarik membuat batang tetap lurus pada

    sumbunya, sedangkan pada struktur tekan, beban tekan cenderung

    membuat batang tertekuk sehinga bahaya tekuk harus diperhatikan.

    Pada struktur tarik, adanya lubang-lubang baut pada sambungan akan

    mengurangi luas penampang yang memikul beban tarik tersebut,

    sedangkan pada struktur tekan, baut dianggap dapat mengisi lubang,

    sehingga penampang penuh (brutto) yang memikul beban tekan.

    Pada percobaan tekan, menunjukkan bahwa kehancuran batang tekan akan terjadi

    pada ketegangan

    A

    Pdibawah tegangan leleh ( yf pada percobaan tarik).

    Dengan propil yang sama, semakin panjang batang tersebut akan

    semakin cepat mencapai kehancuran, atau semakin kecil beban yang

    dapat diterima.

    Ini disebabkan semakin langsing batang, semakin besar

    kecenderungannya untuk menekuk.

  • Angka kelangsingan (slenderness ratio) yaitu perbandingan antara

    panjang batang dengan jari-jari kelembaman.

    - angka kelangsingan i = A

    I

    i

    L l panjang batang I momen enersia

    i jari-jari kelembaman A luas penampang

    Kecenderungan menukuk suatu batang dipengaruhi hal sebagai

    berikut :

    Macam kondisi ujung-ujung batang

    Ketidak sempurnaan batang

    Exsentrisitas beban tekan

    Adanya residual stress (tegangan sisa)

    3.2. Propil-propil untuk Struktur Tekan

    Secara teoritis semua profil dapat dipakai

    Secara praktis dibatasi beberapa hal :

    Profil yang tersedia dipasaran

    Sambungan yang akan dipakai

    Tipe struktur

    Karena kelangsingan batang mempengaruhi kekuatan, maka untuk struktur

    tekan, batang bulat dan pelat tidak biasa dipakai (terlalu langsing).

    SIKU TE KANAL WF PIPA

    PROPIL-PROPIL BUATAN :

    BOX

  • 3.3. Kekuatan Batang Tekan

    Diagram Tegangan-Regangan pada Percobaan Takik Baja

    Dari titik 0 sampai P diagram berupa garis lurus (linear).

    Sesudah itu diagram tidak linear lagi, karena terjadi leleh local pada

    penampang propil akibat tegangan sisa yang ada.

    Dengan adanya leleh local, kekuatan tekuk (tekan) menjadi berkurang.

    Dari percobaan tekan di laboratorium, dengan profil yang sama, tetapi

    dengan panjang berbeda-beda (kelangsingan yang bermacam-macam), akan

    didapat gambaran yang bisa dinyatakan dalam grafik sebagai berikut :

    Dapat dilihat disini, semakin besar angka kelangisngan, semakin kecil beban

    yang bisa diterima, atau semakin kecil angka kelangsingannya semakin besar

    beban yang dapat diterima.

    O i

    L

    A

    Pf

    fy

    L

    L

    A

    Pf

    O

    fy

    fp

    ideal

    E

    P ada residual stress

    E Elastis limit

    P proportional limit

    fy tegangan leleh

    fp tegangan proportional

    fr tegangan sisa (residu)

    fp = fy - fr

  • Keadaan ideal dari suatu batang tekan :

    Beban bekerja merata, dan garis kerja beban berimpit sumbu batang.

    Sumbu batang betul-betul lurus, dan propil terbuat dari bahan yang homogin.

    Tidak ada tegangan sisa/residual stress pada profil.

    3.4. Tegangan Sisa : Residual Stress

    Tegangan sisa ialah tegangan yang ada pada profil baja akibat proses

    pembuatan dipabrik dan/atau pengerjaan dilapangan.

    Terjadinya tegangan sisa :

    Pada proes pembuatan didalam pabrik, karena terjadi pendinginan yang tidak

    bersamaan pada penampang propil akan mengakibatkan timbulnya tegangan-

    tegangan pada profil. Bagian yang cepat mendingin akan timbul tegangan

    tekan, sedangkan bagian yang dinginnya terhambat akan timbul tegangan

    tarik.

    Sebagai contoh propel WF, pelat sayap,

    bagian tepi akan cepat mendingin,

    sedangkan pelat badan bagian tengah yang

    pendinginnya cepat.

    Besarnya tegangan sisa berkisar yf3

    1

    Pada peraturan kita diambil fR = 70 MPa

    untuk profil buatan pabrik (Roll)

    3.5. Perumusan Euler

    Angapan-anggapan :

    Batang betul-betul lurus, dan langsing

    Beban bekerja sentris

    Bahan homogin

    Tahanan ujung-ujung batang sendi

    +

    - -

    -

    +

    +

  • 02

    2

    2

    2

    yEI

    P

    dx

    yd

    EI

    Mx

    dx

    yd

    EI

    Pkambil

    yPMx

    2

    02 yky Persamaan Deferensial tingkat 2

    Penyelesaian PD kxBkxAy cossin

    Syarat batas : x = 0 y = 0 0 = 0 + B B = 0

    x = L y = 0 0 = A sin kl

    nkLkLdanA 00

    2

    22

    L

    n

    EI

    P

    L

    nk

    n=1 Pcr 2

    2

    L

    EI (Beban Tekuk Kritis EULER)

    Biasanya perumusan EULER dinyatakan dalam tegangan.

    AL

    EI

    A

    Pf CRCK 2

    2 dengan memasukkan

    A

    Ii

    i

    L

    2

    2

    EfCR (Tegangan Kritis EULER)

    2

    L

    2

    L

    P P x

    y

    x

    y

    2

    2

    EfCR

    f

  • 3.5. Revisi Dari Perumusan EULER

    Kalau dibandingkan dengan grafik yang dihasilkan dari percobaan tekan di

    laboratorium, maka perumusan EULER yang diturunkan secara analitis

    tersebut terdapat penyimpangan.

    Perumusan EULER masih dianggap berlaku/sama dengan kenyataan hasil test

    di laboratorium, sampai batas proportional, dimana hokum Hooke berlaku atau

    harga E tetap daerah elastis. Setelah melampaui titik proposional, harga E

    tidak tetap lagi, sehingga perumusan EULER tidak sesuai lagi (tidak berlaku)

    daerah inelastis.

    Untuk daerah inelastic ini diadakan revisi rumus rumus-rumus pendekatan.

    2

    2

    EEuler

    p

    f

    fy

    fx

    fy

    fp

    f

    P

    O

    Lab

    - Percobaan Tekan

    - Rumus EULER

    Percobaan Tarik

    fy

    fP

    f

    2 x 105 E [MPa]

    E = tan

  • 3.6. Ada 3 Kegagalan Batang Tekan :

    1. FLEXURAL BUCKLING .

    Batang akan menjadi tidak stabil karena terjadi tekukan/lenturan

    (EULER BUCKLING).

    2. Local Buckling

    Penampang terlalu tipis (perbandingan lebar pelat dengan tebal pelat ( b/t)

    terlalu besar) akan menyebabkan terjadi tekuk local, sebelum batang

    menekuk.

    3. Torsional Buckling

    Terjadi pada batang dengan bentuk penampang/kontigurasi tertentu.

    Kegagalan akibat terjadinya torsi atau kombinasi torsi dan lentur.

    3.6.1. Menekuknya Elemen Penampang tergantung pada :

    - Perbandingan lebar dan tebal elemen plat ( b/t ).

    - Elemen pelat berpengaku atau tidak.

    Berpengaku ( STIFFENED ) kedua sisinya ditopang.

    Tidak berpengaku ( UNSTIFFENED ) satu sisinya bebas.

    b b

    b b b b

    Elemen tidak berpengaku

    b

    b

    t tebal Elemen plat

    las las b

    b las las

    Elemen Berpengaku

  • III - 8

    Ada 3 katergori Penampang : (Nilai P dan R Tabel 7.5.1 Peraturan).

    Penampang kompak (Compac Section) : b/t < P

    Penampang dapat mencapai tegangan plastis, sebelum menekuk.

    Penampang tidak kompak (Non Compact Section) : P < b/t < R

    Penampang dapat mencapai tegangan leleh disebagian tempat

    (belum seluruh penampang), sebelum menekuk.

    Penampang langsing (Slender Compressin Elemnt) : b/t > R

    Sangat tidak ekonomis untuk kolom, sehingga tidak boleh dipakai

    sebagai kolom.

    Untuk kolom, penampang harus memenuhi katagori compact atau non

    compact b/t < R

    3.6.2. Menekuknya struktur tekan :

    Ada 3 katagori kolom :

    Kolom panjang

    Tegangan tekuk tekan < tegangan proporsional (P)

    Kolom menekuk elastis P = y - R

    R tegangan residu (+ 0,3 y)

    Komlom pendek

    Tegangan runtuh = tegangan leleh (y)

    Karena sangat pendek, tidak terjadi tekuk saat kolom runtuh.

    Kolom menengah (Intermediate)

    Pada saat runtuh, sebagian penampang telah mencapai tegangan leleh (y).

    Kegagalan karena leleh dan tekuk. Kolom menekuk INELASTIS. (pada

    umumnya kolom masuk katagori ini)

    Batas kolom panjang batas elastis

    Tegangan elastis : pE

    Fe

    2

    2

    kelangsingan : i

    Lk

    p

    e

    E

  • III - 9

    fy = tegangan leleh

    E = Modulus Elastis

    LK = panjang tekuk

    LK = kC L

    L = panjang batang tekan

    kc = faktor panjang tekuk

    = kelangsingan komponen tekan

    r = jari-jari kelembaman (=i)

    r

    LK A

    Ir

    Batas kolom pendek tanpa tekuk

    Diambil 20

    Daerah antara batas kolom pendek dan kolom panjang merupakan kolom

    menengah daerah Inelastis.

    3.7. Kekuatan Batang Tekan Menurut Tatacara PSBUBG

    Gaya tekuk elastis (Ncr) :

    2

    c

    cr

    fyAgN

    Ag = luas penampang bruto

    Parameter kelangsingan kolom c

    E

    fy

    E

    fy

    r

    L

    c

    Kc

    1

    1

    f

    fy

    fp

    + 20 e

    inelastis elastis

    Tanpa tekuk

  • III - 10

    Daya dukung Nominal :

    Persyaratan kelangsingan :

    Kelangsingan elemen penampang (Tabel 7.5.1 Peraturan) rt

    b

    Kelangsingan komponen struktur tekan < 200

    fyAgfAgN crn Nn = daya dukung nominal

    fyfcr Ag = luas penampang utuh

    fcr = tegangan kritis penampang

    fy = tegangan leleh material

    Untuk :

    125,0 c kolom pendek

    c

    c

    67,06,1

    43,12,125,0 kolom menengah (inelastis)

    2

    25,12,1 cc kolom panjang (elastis)

    Menurut Tatacara PSBUBG dimana : E

    f yc

    Untuk kelangsingan elemen penampang > r analisis kekuatan dan

    kekakuan dilakukan tersendiri, dengan mengacu pada metoda-metoda yang

    rasional.

    = 1

    = 1,25 c2

    c

    67,060,1

    43,1

    y

    c

    ff

    r

    8,1

    yf

    fy

    fcr

    0,25 1,20 C

    inelastis elastis

  • III - 11

    Kontrol Kekuatan Kolom :

    Nu < Nn Nu = gaya normal tekan akibat beban berfaktor

    Nn = kuat nominal tekan

    Nn = kuat rencana tekan

    = factor reduksi (0,85) (Tabel. 6.4.2 Peraturan)

    3.8. Menurut AISC LRFD :

    Kuat Nominal Kolom : Pn = Ag Fcr

    Kuat Rencana Kolom : Pu = c Ag Fcr

    dimana Ag = Luas penampang utuh

    Fcr = Tegangan tekan kritis

    Untuk perumusan Fcr ada 2 persamaan :

    Perumusan Elastis : untuk kolom panjang (tekuk elastic) 5,1c

    Perumusan Inelastis : untuk kolom pendek dan kolom intermediate

    (tekuk inelastic) c < 1,5

    Rumus Inelastis untuk :5,1c

    ycr FF c2

    658,0

    Rumus Elastis, untuk :5,1c

    y

    c

    cr FF

    2

    877,0

    kolom panjang kolom

    intermidiate

    kolom pendek

    rumus inelastis

    rumus elastis

    c=1,5

    e i

    kL

    Fcr

    Fy

    0,39 Fy

    (Perumusan-perumusan ini

    memasukkan pengaruh

    tegangan sisa FR dan

    ketidak lurusan batang

    tekan seperti anggapan

    ideal)

  • III - 12

    Dimana : i

    KL

    2

    2

    EFe

    E

    Fy

    Fe

    Fycc

    Untuk Batas Elastis : Fc = Fp Fp = Fy - FR

    Fc = 0,444 Fy FR = 0,556 Fy

    5,1444,0

    Fy

    Fy

    Fe

    Fyc

    Fy

    EFy

    EFe e

    444,0444,0

    2

    2

    3.9. Angka Kelangsingan

    i

    LK - angka kelangsingan

    LK - panjang tekuk

    i - jari-jari girasi

    Panjang tekuk adalah jarak antara 2 inflection point (titik dengan M = 0)

    pada sebuah batang tekan.

    LK = kCL kC factor tekuk

    L - panjang batang

    Faktor panjang tekuk (kc) nilainya tergantung pada tahanan rotasi dan tahanan

    translasi ujung-ujung batang tekan.

    Nilai factor panjang tekuk untuk tahanan ujung-ujung batang ideal,

    ditunjukkan pada gambar 7.6.1. (Peraturan)

    Untuk batang tekan yang merupakan bagian dari suatu rangka yang

    bersambungan kaku (portal) nilai factor tekuknya ditentukan dengan

    nomogram dari :

    - Gambar 7.6.2 (a) (Peraturan) untuk portal tak bergoyang

    - Gambar 7.6.2 (b) (Peraturan) untuk portal dapat bergoyang

  • III - 13

    Tak bergoyang tahanan traslasi dianggap

    Bergoyang tahanan tahanan translasi dianggap 0

    GA dan GB perbandingan antara kekakuan kolom terhadap

    kekakuan penahan ujung-ujungnya (kekakuan baloknya)

    b

    c

    L

    I

    L

    I

    G

    balokpanjangL

    balokinersiamomenI

    kolompanjangL

    kolominersiamomenI

    b

    b

    c

    c

    Menurut Peraturan :

    Kolom dengan perletakan sendi (tidak kaku) 00,10G

    Kolom dengan perletakan jepit (kaku) 0,1G

    Untuk batang tekan dalam struktur segitiga, LK tidak boleh diambil kurang

    dari panjang teoritis batang.

    Angka kelangsingan untuk batang tekan dibatasi sebesar 200.

    200max

    Nilai kc untuk kolom dengan ujung-ujung yang ideal

  • III - 14

    (a) Nilai kc untuk komponen struktur tak bergoyang, dan

    (b) untuk komponen struktur bergoyang

    Contoh : 1

    Suatu kolom dari WF 300 x 300 x 11 x 17 dengan tahanan ujung-ujung

    jepit-sendi. L = 4000 mm.

    Berapakah kekuatan rencana kolom tersebut, bila mutu Baja BJ 41

    fy = 250 Mpa

    Jawab : WF 300 x 300 x 11 x 17 A = 13,48 cm2 ix = 13,2 cm

    iy = 7,57 cm d = 304 mm

    bf = 301 mm r = 18 mm

    tb = 11 mm tf = 17 mm

    h = d 2 (tf + r) = 234 mm

    Kontrol Penampang :

    (Kelangsingan elemen penampang Tbl. 7.5-1)

    L NU NU

  • III - 15

    sayap : rf

    f

    y

    R

    f

    f

    t

    b

    f

    xt

    b

    281,15

    250

    250250

    85,8172

    301

    2

    (ok)

    badan : r

    R

    t

    ht

    h

    06,42250

    665

    27,2111

    234

    Kelangsingan komponen struktur :

    lkli

    lck

    k jepit-sendi kc = 0,80 (Gb. 7.6-1 Peraturan)

    thd. sb 24,242,13

    4008,0

    x

    ix

    lx kxx

    thd. sb 27,4257,7

    4008,0 x

    iy

    ly

    ky

    y menentukan!

    2,125,0476,0102

    25027,425

    cy

    cxE

    f

    115,167,06,1

    43,1

    c

    Kuat Nominal :

    kgf

    ANy

    gn 302242115,1

    25008,134

    Kuat Rencana Kolom : Nu = 0,85 x 302242 kg

    = 256906 kg

    AISC LRFD

    c = 0,476 < 1,5

    250022 476,0

    658,0658,0xc FyFcr

    = 2273,81 kg/cm2

    Pu = fc Ag Fcr = 0,85 x 134,8 x 2273,81

    = 260533 kg

    Penampang tidak

    langsing

  • III - 15

    Contoh : 2

    Suatu kolom dari BJ 37, WF 250 x 175 x 7 x 11

    Menerima beban : PD = 30 t

    PL = 30 t

    Panjang kolom L = 800 cm

    Tahanan ujung-ujung kolom jepit-sendi

    Pada arah sumbu lemah diberi pengekang sejarak 2,50 m dari ujung sendi dan

    3,00 m dari ujung jepit.

    Kontrollah kekuatan kolom tersebut.

    Jawab :

    WF 250 x 175 x 7 x 11

    Pu = 1,4 PD = 42 ton

    Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 84 ton

    (menentukan)

    r = 16 Ag = 56,24 cm2

    d = 244 bf = 175

    ix = 10,4 cm iy = 4,18 m

    h = 244 2 (11 + 16) = 190

    BJ 37 fy = 240 MPa

    Kontrol Penampang : (kelangsingan element penampang)

    Sayap : Rf

    f

    y

    R

    f

    f

    t

    b

    f

    t

    b

    214,16

    250

    47,5162

    175

    2

    Penampang tidak langsing (ok)

    Badan : R

    y

    R

    t

    h

    f

    t

    h

    93,42665

    14,277

    190

    y x

    2,5 m

    2,5 m

    3 m

    ky=1

    ky=0,8

    ky=1

    kx=0,8

  • III - 16

    Kelangsingan komponen struktur :

    thd, sb. x : 54,614,10

    8008,0

    x (menentukan)

    thd. Sb. y : 81,5918,4

    22011

    y

    42,5718,418,4

    3008,02

    y

    679,0102

    240054,616

    E

    Fyc

    0,25 < c < 1,2

    249,1679,067,06,1

    43,1

    67,06,1

    43,1

    c

    kgf

    APy

    gn 108067249,1

    240024,56

    Pn = 0,85 x 108067 = 91857 > Pu = 84 ton (ok)

    AISC LRFD

    2400658,0658,05,1679,022 679,0 ycrc FF

    c

    = 1978,82 kg/cm2

    Pu = c Ag Fcr = 0,85 x 56,24 x 1978,82 = 94595 kg

    84 ton < 94,595 ton (ok)

    3.10. Perencanaan Batang Tekan

    Pada perencanaan batang tekan tidak bisa langsung mendapat kebutuhan

    Ag dan imin seperti pada perencana batang tarik, karena pada batang tekan

    kelangsingan batang () mempengaruhi kekuatan batang.

    Untuk itu perlu pendekatan awal dengan memisalkan besarnya .

    Permisalan besarnya angka kelangsingan diambil pada daerah inelastis yaitu

    antara 80 100.

    Dengan mengambil peermisalan nilai , kita dapat menghitung c

    (parameter kelangsingan) dan harga w.

  • III - 17

    dari kontrol kekuatan : Pu < Ag w

    fy

    maka didapat : ag > fy

    wPu

    dari permisalan besar , dimana = i

    lk

    maka didapat i = kl

    Sehingga kebutuhan Ad dan I untuk perencana dapat diketahui.

    Dengan harga Ag dan I tersebut pemilihan propil bisa dilakukan, sampai didapat

    propil yang tepat/ekonomis.

    Contoh : 3

    Suatu kolom panjang L = 7,00 m dengan tahanan ujung-ujungnya jepit-jepit

    Beban dipikul PD = 40 t

    PL = 20 t

    Rencanakan kolom tersebut dengan propel WF (BJ 37)

    Jawab : Pu = 1,2 PD + 1,6 PL

    = 1,2 x 40 + 1,6 x 20 = 80 t

    Lk = kc L = 0,65 x 700 = 455 cm

    Menaksir Propil :

    Perkiraan : = 100

    1032,1102

    24001008

    E

    f yc

    0,25 < c < 1,2 661,167,06,1

    43,1

    c

    240085,0

    80000661,1

    yc

    ug

    y

    gcuf

    PA

    fAP

    Ag > 65,14 cm2

    Pu

    Pu

    L=700 cm

  • III - 18

    cmL

    ii

    L kk 55,4100

    455

    max

    min

    min

    max

    Coba propil, 200 x 200 x 8 x 12 A = 63,53 cm2 ~ 65,14

    h = 200 2 (12 + 13) = 150 iy = 5,02 cm > 4,55

    ix = 8,62 cm

    Kontrol Kekuatan : (Kelangisngan Komponen Struktur)

    78,5262,8

    455

    x

    kxx

    i

    L 63,90

    02,5

    455

    y

    ky

    yi

    L (menentukan)

    2,125,0100102

    240063,906

    cy

    cE

    f

    538,167,06,1

    43,1

    c

    Kekuatan Nominal :

    kgA

    fyAP gn 99160

    538,1

    24006353

    Kekuatan Rencana : c Pn = 0,85 x 99160 = 84286 kg > 80 t (ok)

    Kontrol Penampang : (Kelangsingan Element penampang)

    Pelat Sayap : Rf

    f

    y

    R

    f

    f

    t

    b

    f

    t

    b

    214,16

    250

    33,8122

    200

    2 (ok)

    Pelat Badan : R

    y

    R

    t

    h

    f

    t

    h

    93,42665

    75,188

    150

    (ok)

    Propil 200 x 200 x 8 x 12 dapat dipakai !

  • III - 19

    Contoh : 4

    Suatu portal 3 dimensi (ruang) dengan ukuran sebagai berikut :

    Kolom 1 : WF 250 x 250 x 11 x 11

    Ix = 8798 cm4

    Iy = 2940 cm4 A = 82,060

    ix = 10,3 cm iy = 5,98 cm

    Kolom 2 : WF 200 x 200 x 12 x 12

    Ix = 4480 cm4

    Iy = 1700 cm4 A = 71,5302

    ix = 8,35 cm iy = 4,88 cm

    Balok 1 : WF 350 x 175 x 6 x 9 Ix = 11100 cm4

    Balok 2 : WF 300 x 200 x 8 x 12 Ix = 11300 cm4

    Mutu Baja BJ 37 yf = 2400 kg/cm2

    Kolom A :

    Berapakah angkan kelangsingannya () ?

    Berapakah Kekuatan Rencana ?

    Jawab :

    Kolom A :

    Tekuk terhadap sumbu x : Ic = Ix Kolom

    6000

    5000

    5000

    6000 6000 6000 6000

    Bl1 Bl1 Bl1 Bl1

    Bl1 Bl1 Bl1 Bl1 Kl2 Kl2 Kl2 Kl2

    Kl1 Kl1 Kl1 Kl1

    6000 6000 6000

    I

    Ix

    4000

    5000

    DENAH

    5000 5000

    Bl2 Bl2

    Bl2 Bl2

    Kl2 Kl2 Kl2

    Kl1 Kl1 Kl1

    x

    A A

    y

    POT. MEMANJANG POT. MELINTANG

  • III - 20

    29,1

    328,1

    50011300

    5003790

    4004980

    550,0

    50011300

    4004980

    Cx

    B

    A

    k

    G

    G

    (bergoyang)

    (Nomogram gb. 7.6.2b Perauran)

    LKx = KCx L = 1,29 x 400 = 516 cm

    80,6135,8

    516

    x

    kxx

    i

    L

    Tekuk terhadap sumbu y : Ic = Iy Kolom

    59,0

    274,0

    600111002

    6002940

    4001700

    115,0

    600111002

    4001700

    Cy

    B

    A

    k

    G

    G

    (tak bergoyang)

    (Nomogram gb. 7.6.2a Peraturan)

    LKy = KCy L = 0,59 x 400 = 236 cm

    xy

    ky

    yi

    L 36,48

    88,4

    236

    = x = 61,80 (menentukan !)

    2,125,0681,0102

    24080,615

    cy

    cE

    f

    25,167,06,1

    43,1

    c

    Kuat Nominal Kolom :

    kgFy

    AP gn 6,13733725,1

    240053,71

    Kuat Rencana Kolom :

    c Pn = 0,85 x 137337,6 = 116736,96 kg

  • VI - 1

    BAB VI

    SAMBUNGAN BAUT

    6.1. Pendahuluan

    Dasar perhitungan untuk sambungan baut dan sambungan paku keling

    adalah sama. Hanya saja, cara pelaksanaannya maupun bahan yang dipakai

    berbeda. Pada baut, pelaksanaannya lebih sederhana dibanding dengan paku

    keling. Karena pada paku keling pemasangannya perlu pemanasan dan

    pemukulan, lebih banyak diperlukan waktu dan keahlian teknisinya.

    Baut

    Ring

    Mur

    a). Baut

    Paku Keling

    Dipanasi smp merah dan

    dipukul, sehingga menutup

    seluruh lubang dan

    membentuk kepala

    b). Paku Keling

    Keluar Rata

    Ulir

  • VI - 2

    6.2. Tipe Sambungan

    Fungsi sambungan, disamping menyatukan element-element pada suatu

    konstruksi menjadi satu kesatuan, juga berfungsi sebagai penyalur beban dari satu

    bagian kebagian yang lain.

    Pada dasarnya tipe sambungan ada 2 macam :

    a. Sambungan Lap (Gambar a)

    Pada sambungan ini terjadi kelemahan akibat tidak segarisnya garis kerja

    gaya pada pelat satu terhadap yang lain. Sehingga akan terjadi momen

    sebagai beban tambahan. Untuk sambungan tipe ini biasanya hanya

    dipakai pada batang-batang kecil.

    b. Sambungan Butt (Gambar b)

    Pada sambungan ini, garis kerja gaya akan terletak pada satu garis.

    Sambungan ini juga sering disebut bertampang dua.

    6.3. Kerusakan Sambungan

    Kerusakan sambungan bisa digambarkan seperti hal-hal sebagai berikut :

    a. Kerusakan pada baut akibat geser (single shear).

    b. Kerusakan pada pelat lewat lubang sambungan.

    c. Kerusakan pada baut ataupun pelat (mana yang lebih lemah) akibat

    tumpu (bearing).

    d. Kerusakan pada tepi pelat akibat geser.

    e. Kerusakan pada baut akibat geser pada sambungan butt

    (double shear).

    P P

    P

    P/2

    P/2

    (b) (a)

  • VI - 3

    6.4. Jarak Pemasangan Baut

    Ketentuan jarak baut, disamping ditentukan oleh kekuatan dan

    penyampaian beban pada sambungan juga ditentukan dari segi pelaksanaannya.

    Jarak baut dari as ke as, dan jarak baut ketepi pelat ditentukan pada peraturan SNI

    bab 13.4.

    S - jarak antara baut

    S1 - jarak baut terluar ketepi plat yang terbebani

    S2 - jarak baut terluar ketepi plat yang tidak terbebani

    (a) (b)

    (c) (d)

    (e)

    S1 S S S1

    S2

    S

    S

    S2

  • VI - 4

    3 db < S < 15 tp atau 200 mm db diameter nominal baut

    1,5 db < S1 < (4 tp + 100) atau 200 mm tp tebal plat tertipis

    * < S2 < 12 tp atau 150 mm

    * - Untuk tepi dipotong dengan tangan 1,75 db

    - Untuk tepi dipotong dengan mesin 1,50 db

    - Tepi propil bukan hasil potongan (manufactured) 1,25 db

    6.5. Kekuatan Baut Memikul Beban Geser

    Suatu baut yang memikul beban berfaktor RU, harus memenuhi :

    RU < Rn (13.2-1) factor reduksi

    Rn kuat nominal

    Kekuatan baut jenis Tumpu (bearing type) (sambungan dengan slip).

    Setelah mempelajari kemungkinan keruntuhan sambungan, jarak baut, maka dapat

    disimpulkan bahwa kekuatan sambungan baut dapat berdasarkan atas kekuatan

    geser atau kekuatan tumpu.

    a. Kekuatan geser nominal baut : Vn

    m = jumlah bidang geser

    mAfrV bb

    un 1 1r = 0,50 tanpa ulir pada bidang geser baut

    1r = 0,40 ada ulir pada bidang geser baut

    b

    uf = tegangan tarik putus baut

    Kuat Rencana Ab = luas bruto penampang baut

    Vd = f Vn f = 0,75 faktor reduksi kekuatan putus

    b. Kekuatan tumpu nominal baut dengan plat

    Bila S1 > 1,5d dan S > 3d serta ada lebih dari satu baut pada arah kerja

    beban.

    Rn = 2,4 db tp fu berlaku untuk semua jenis lubang baut

    db diameter nominal baut

    tp tebal plat tertipis

    fu tegangan tarik putus terkecil antara baut dan pelat

  • VI - 5

    Kuat Rencana :

    Rd = f Rn f = 0,75 faktor reduksi

    6.6. Kekuatan Baut Memikul Beban Tarik

    Kekuatan Tarik Nominal dari baut :

    Tn = 0,75 fub Ab fu

    b - tegangan tarik putus baut

    Ab - luasan bruto penampang baut

    Kuat`Rencana :

    Td = f Tn f = 0,75 faktor reduksi

    6.7. Pada baut Tipe Tumpu Menerima Beban Kombinasi Geser Dan Tarik

    Baut yang memikul beban geser berfaktor Vu dan gaya tarik berfaktor Tu,

    secara bersamaan harus memenuhi kedua pernyataan sebagai berikut :

    221

    1

    ffrff

    n

    TAfTT

    mfrAn

    Vf

    uvt

    ubtfnfd

    b

    uf

    b

    uuv

    Keterangan : f = 0,75 n jumlah baut fuv = tegangan geser pada baut

    m jumlah bidang geser pada baut

    SNI :

    Untuk baut mutu tinggi :

    f1 = 807 MPa , f2 = 621 MPa

    2r = 1,9 untuk baut dengan ulir pada bidang gesernya

    2r = 1,5 untuk baut tanpa ulir pada bidang gesernya

    Untuk baut mutu normal :

    f1 = 410 MPa , f2 = 310 MPa

    2r = 1,9

    * AISC ft = 1,3 fu - 2r fuv < fu

    dimana f1 = 1,3 fu

    f2 = fu

  • VI - 6

    6.8. Baut Mutu Tinggi Tipe Gesek (Friction Type)

    Baut tipe geser ini didalam pemakaiannya perlu perhatian yang cukup,

    baik pada saat penggambaran yang harus dinyatakan dengan jelas tipe bautnya,

    maupun didalam pelaksanannya harus dikerjakan dengan teliti dan pengawasan

    yang cukup ketat.

    N gaya tekan baut yang harus dicapai pada proses pengencangan baut.

    koefisien gesek antar pelat

    Daya salur beban ini ditentukan oleh besarnya gaya tarik baut pada saat

    pengencangan yang akan menimbulkan N dan kekasaran permukaan pelat yang

    menentukan besarnya koefisien gesek . Oleh karena itu besaran kedua harga

    tersebut (N dan ) harus dijamin terjadi pada saat pelaksanaan.

    Besarnya harga tarik minimum dapat diambil pada table 18.2.1 diperaturan.

    Gaya tarik baut minimum (Tb) pada pemasangan

    Diameter Baut

    (mm)

    Gaya tarik Minimum Baut

    (kN)

    16

    20

    24

    30

    36

    95

    145

    210

    335

    490

    Sedangkan besarnya harga koefisien gesek ditentukan pada pasal 13.2.3.2

    diperaturan. Untuk bidang kontak dalam keadaan bersih, harga = 0,35.

    N

    P P P = N

  • VI - 7

    a. Baut hanya menerima beban geser (Vu)

    Kuat geser nominal :

    Vn = 1,13 m Tb dimana koefisien geser

    m jumlah bidang geser

    Tb gaya tarik min

    Kuat rencana :

    Vd = Vn = 1 untuk lubang standar

    = 0,85 untuk lubang selot pendek dan lubang besar

    = 0,7 untuk lubang selot panjang arah kerja beban

    = 0,60 untuk lubang selot panjang // arah kerja beban

    b. Baut menerima beban kombinasi geser (Vu) dan tarik (Tu)

    Bila disamping beban geser (Vu) baut juga menerima beban tarik Tu, maka

    kuat geser nominal direduksi sebagai berikut :

    b

    ud

    T

    TVnV

    13,11

    6.9. Sambungan Geser Sentris

    Pada sambungan ini, beban bekerja pada bidang sambungan dan melalui

    titik berat susunan sambungan, sehingga beban diterima secara merata pada tiap-

    tiap baut :

    Pu Pu

    Pu Pu

    n n

    Titik berat susunan sambungan

  • VI - 8

    Tiap baut menerima beban geser :

    nfdu

    u VVn

    PV

    f = 0,75

    Pu - beban befaktor

    n jumlah baut

    Vd kuat rencana baut

    Vn kuat nominal baut

    Contoh :

    1. Suatu sambungan pelat ukuran 250 x 12 dengan baut tipe tumpu 25, dengan

    susunan seperti tergambar. Bila pelat dari baja BJ 37 dan baut dari baja BJ 50,

    pembuatan lubang dengan bor dan ulir tidak pada bidang geser baut,

    berapakah beban berfaktor Pu maximum yang dapat dipikul?

    Kekuatan pelat :

    Ag = 25 x 1,2 = 30 cm2

    Kuat leleh : Pu = t . Ag fy

    = 0,90 x 30 x 2400 = 64.800 kg

    perlemahan = baut + 1,5 = 25 + 1,5 = 26,5 mm

    An = 30 3 x 2,65 x 1,2 = 20,46 cm2

    Ae = An = 1 x 20,46 cm2

    Kuat Putus : Pu = t . Ae fu

    = 0,75 x 20,46 x 3700 = 56.776 kg

    Pu Pu

    50 75 50

    50

    75

    75

    50

    Pu Pu

  • VI - 9

    Kekuatan Baut

    Kuat geser : Vd = f . r1 fub Ab m Ab =

    25,2

    4

    =4,9 cm

    2

    = 0,75 x 0,5 x 5000 x 4,9 x 1 m = 1 r1 = 0,50

    Vd = 9187,5 kg menentukan !

    Kuat tumpu : Rd = f 2,4 db tp fu s1 = 1,5d ; s = 3d

    = 0,75 x 2,4 x 2,5 x 1,2 x 3700 fu = 3700 kg/cm2 (plat)

    Rd = 19980 kg > Vd

    Kekuatan sambungan : Pu = n Vd = 6 x 9187,5 = 55125 kg

    Beban maximum : Pu = 55125 kg (kekuatan sambungan menentukan)

    2. Suatu sambungan seperti tergambar, menggunakan baut mutu tinggi tipe gesek

    16, permukaan bersih dan lubang standard. (pembuatan dengan bor). Bila

    pelat baja dari BJ 41, berapakah beban berfaktor Pu maximum yang dapat

    dipikul.

    Kekuatan Pelat :

    Ag = 20 x 1 = 200 cm2

    Kuat leleh : Pu = t Ag fy

    = 0,9 x 20 x 2500 = 45.000 kg

    Pu Pu

    40

    40

    60

    60

    50 50 50 50 100 100

    Pu Pu 10 6

    6

  • VI - 10

    perlemahan = 16 + 1,5 = 17,50 mm

    An = 20 3 x 1,75 x 1 = 14,75 cm2

    Ae = An = 1 x 14,75 = 14,75 cm2

    Kuat Putus : Pu = t Ae fu = 0,75 x 14,75 x 4100

    Pu = 45356,25 kg

    Kekuatan Baut :

    Vd = 1,13 m m Tb = 1 lubang standard

    = 1 x 1,13 x 0,35 x 2 x 7500 = 0,35 permukaan bersih

    = 7514,5 kg m = 2 2 bidang geser

    Tb = 9500 kg (16 dari Peraturan).

    Kekuatan Sambungan :

    Pu = n Vd = 6 x 7514,5 = 45087 kg

    Beban Pu max = 45.000 kg (kekutan leleh plat menentukan)

    6.10. Kelompok Baut Yang Memikul Beban Sebidang, Beban Eksentris

    Pada sambungan ini, beban bekerja pada bidang sambungan, tetapi tidak

    melalui titik berat sambungan. Akibat eksentris tersebut akan menimbulkan beban

    momen puntir pada sambungan. Sehingga disamping sambungan menerima geser

    sentries, juga ditambah menerima beban geser puntir.

    Ada 3 cara pendekatan analisis untuksambungan

    baut geser puntir yang telah dikenal yaitu :

    a). Cara elastis

    Penyelesaian cara elastis ini memberikan

    hasil sangat konservatif.

    Pu e

    titik berat

    susunan baut

  • VI - 11

    Sebagaimana kita ketahui, saat pemasangan baut dikencangkan kuat-kuat,

    sehingga antara plat yang disambung akan terjepit oleh gaya tarik baut,

    yang selanjutnya akan memberikan kekuatan gesek pada sambungan

    tersebut. Pada cara elastis ini andil gesekan ini tidak diperhatikan.

    Untuk pembebanan (A) karena ini geser sentries sehingga beban Pu

    diterima secara merata pada tiap baut : Ku = Pu/n

    Untuk pembebanan (B), momen putir M, seolah-olah disebarkan ke

    masing-masing baut, sedemikian rupa sehingga arah dari beban setiap baut

    akan membuat momen kopel terhadap titik berat susunan baut dan besar

    beban masing-masing baut sebanding dengan jarak baut tersebut ke titik

    berat susunan baut (cg).

    Kalau digambarkan sebagai berikut :

    Kui = beban pada tiap paku

    ri = jarak antara paku ke titik berat

    (c.g) susunan paku

    dimana arah Ki ri

    = = +

    Pu e

    Pu

    M = Pu x e

    Pu Pu x e

    B A

    Mu

    K10 K12

    K11

    K9

    K6

    K3

    K2 K1

    K4

    K7 K8

    K5

    cg

    R1

    R6 R4

    R

    1

    0

  • VI - 12

    121222111

    ........ rKrKrKrKM i

    n

    i

    uiu

    (1)

    dan 3

    3

    2

    2

    1 r

    K

    r

    K

    r

    K uuui dan seterusnya = 12

    12

    r

    Ku (2)

    Kalau masing-masing beban paku dinyatakan dalam K1

    1

    12112

    1

    313

    1

    212

    1

    111 ;;;

    r

    rKK

    r

    rKK

    r

    rKK

    r

    rKK (3)

    Kalau persmaan (3), dimasukkan persamaan (1)

    1

    2

    121

    1

    2

    21

    1

    2

    11 ............r

    rK

    r

    rK

    r

    rKM uuuu

    n

    ni

    i

    rrr

    uu r

    r

    K

    r

    KM

    2

    1

    1

    .............

    1

    1

    212

    22

    21

    (4)

    Dengan demikian, beban masing-masing paku/baut dapat dinyatakan

    sebagai berikut :

    2

    12122

    222

    11 .............;;

    r

    MrK

    r

    MrK

    r

    rMK uu

    uu

    Kalau kita perhatikan, maka paku/baut yang menerima beban terberat

    adalah yang jaraknya terhadap c.g. paling jauh (dengan rmax).

    Kalau beban K tadi kita uraikan kearah vertikal dan horizontal, maka

    perumusannya adalah sebagai berikut :

    y

    x

    xi

    i

    ri

    KUi

    Ki Kvi

    Sin i = i

    i

    r

    y

    Cos i = i

    i

    r

    x

    yi

  • VI - 13

    KHi = Ki sin i Kvi = Ki cos i

    = i

    iiu

    r

    y

    r

    rM

    2 =

    i

    iiu

    r

    x

    r

    rM

    2

    2r

    yMK iuHi

    2r

    xMK iuHi

    dimana : 222 yxr

    Kalau kita kembali pada contoh, maka

    Akibat (A) dan (B), paku memikul beban :

    Akibat (A) KVA = n

    P

    Akibat (B) 2r

    yMK

    BHi

    2r

    xMK

    BVi

    Total beban yang diterima :

    22BB HiViVAU

    KKKK < Rn

    b). Reduced Eccentricity Method

    Cara elastis seperti yang telah diuraikan dapat dikatakan over estimate

    terhadap besarnya momen yang bekerja pada sambungan, sehingga

    dikembangkanlah suatu cara yang memakai efektif eksentrisitas, dengan

    memperhitungkan pengaruh tahanan slip (gesekan) pada bidang gesek.

    b1). Baut satu baris, dan n adalah jumlah baut satu baris :

    eefektif = eaktual - 4

    21 n

    b2). Baut dua baris atau lebih, simetris, dan n jumlah baut satu baris

    eefektif = eaktual - 2

    1 n

    contoh :

    + eaktual = 6 in eaktual = 5 in

    Pu Pu

    baut 1 baris baut 2 baris

  • VI - 14

    eefektif = 6 - 4

    421 eefektif = 5 -

    2

    31

    = 3,75 m = 3 m

    Penyelesaian selanjutnya dikerjakan dengan cara elastis, dengan didalam

    perhitungan momen torsi memakai eefektif.

    c). Ultimate strength method

    Kedua penyelesaian diatas dengan cara sifat sambungan elastis.

    Cara yang lebih realistis adalah ultimate strength method.

    Jika pada baut yang terjauh mulai terjadi slip atau leleh, sambungan belum

    gagal.

    Bila momen bertambah, baut yang lebih dekat akan menahan beban

    bertambah besar, dan kegagalan tidak terjadi sebelum semua baut slip atau

    leleh.

    Pada beban eksentris ini cenderung terjadi baik rotasi maupun translasi

    pada bahan sambungan, dan pengaruhnya sama dengan perputaran

    sambungan terhadap suatu titik yang disebut pusat sesaat perputaran, pada

    gambar terhadap O. Pusat sesaat perputaran ini berjarak e dari titik berat

    sambungan.

    Deformasi dari baut-baut ini dianggap bervariasi tergantung pada jarak

    baut dari pusat sesaat perputaran. Beban geser ultimate yang dapat

    diterima oleh baut tidak sama dengan Ru baut, tapi tergantung pada

    deformasi dari baut.

    d1 d2

    d3

    O d6

    R1 R2

    R4

    R6 R5 cq

    o : pusat sesaat perputaran

    e

    e ? n

  • VI - 15

    Crawford dan Kulak mendapatkan hubungan sebagai berikut :

    R = Rult (1 - e-10

    )0,55

    = total deformasi dari baut

    Rult = beban ultimate rencana baut : Ru

    Baut terjauh deformasinya diambil = 0,34 in dan deformasi baut lainnya

    dapat dihitung sebanding dengan jarak d.

    Gaya yang diterima oleh masing-masing baut dinyatakan dengan R dengan

    arah tegak lurus garis hubung (d).

    Titik O ini dicari dengan coba-coba, sehingga didapat keseimbangan :

    a). 0V Pu - 0 vR (Total gaya vertical = 0)

    b). 0 OterhadapM (Total momen thd titik O = 0)

    c). H = 0 (Total gaya horizontal = 0)

    Proses coba mencoba ini dapat dirasakan sangat susah, sehingga perlu

    dibantu dengan tabel.

    Contoh :

    1. Suatu sambungan terdiri dari 4 baut seperti gambar. Ru baut = 27 kip.

    Diminta menentukan Pu dengan :

    a). cara elastis

    b). cara reduksi eksentrisitas

    c). cara ultimate

    a). Cara elastis :

    Mu = Pu . 5 = 5 Pu

    22222 455,134 inxy

    akibat Pu 4

    PuPv

    akibat Mu

    345

    35

    645

    5,15

    PuPuP

    PuPuPv

    H

    1,5 in

    3 in

    3 in

    3 in

    5 in

    D

    Pu

    b cg

  • VI - 16

    KipsPPuPP

    PuPuPv

    uutotal 275335936.03

    14166666,0

    4166666,06

    1

    4

    1

    22

    Pu = 50,6 k

    b). Cara reduksi eksentrisitas

    eef = 5 - 2

    21= 3,5 in (Baut 2 baris)

    Mu = 3,5 Pu

    Akibat Pu : Pv1 = 4uP =0,25 Pn

    Pv2 = 45

    5,15,3 nP =0,1166666 Pn

    Akibat Mu :

    PH = 45

    35,3 nP =0,2333333 Pn

    Pv = 0,3666666 Pu

    Ptotal = 22

    2333333,03666666,0 uu PP < Ru

    Ptotal = 0,4346134 Pu < 27 Kips

    Pu = 62,124 k

    c). Cara ultimate :

    Dengan memakai tabel AISC

    n = 2 ; jumlah baut arah vertikal

    b = 6 in ; jarak baut arah vertikal

    D = 3 in ; jarak baut arah horizontal

    xo = 5 in ; eksentrisitas ke pusat sambungan

    = 0 ; sudut gaya dengan sumbu vertikal

    Didapat : C = 2,1

    Pu = C x Rn

    = 2,1 x 27

    = 56,7 k

  • VI - 17

    Dari hasil diatas terlihat cara reduksi eksentrisitas memberikan hasil Pu

    yang terlalu besar, dibandingkan dengan dua cara lain, ini dapat

    dimengerti karena rumus pendekatannya agak kasar, terutama pada

    eksentrisitas yang relative kecil.

    Spesifikasi LRFD (AISC) hanya menentukan cara menghitung kekuatan

    sebuah baut (Ru), tidak menentukan bagaimana cara menghitung beban

    baut pada sambungan geser eksentris.

    SKSNI mengharuskan beban baut dihitung dengan cara ultimate.

    Cara Ultimate : (dengan cara coba-coba)

    Kuat rencana baut Ru = 27 Kips

    22 yxd

    in34,0max

    max

    max

    d

    d

    R = Ru (1 e-(10))0,55

    Dicoba titik putar sesaat (O)

    sejarak e = 3 in dari titik pusat

    susunan baut (cg)

    No x

    in

    y

    in

    d

    in in

    R

    Kips

    Rv

    Kips

    R.d

    Kips cm

    1 1,5 3 3,3541 0,211 25,15 11,25 84,36

    2 4,5 3 5,4083 0,34 26,50 22,05 143,32

    3 1,5 3 3,3541 0,211 25,15 11,25 84,36

    4 4,5 3 5,4083 0,34 26,50 22,05 143,32

    66,60 455,36

    0M dReePu

    Kipsee

    dRPu 92,56

    35

    36,455

    V = 0 Pu = RV 56,92 66,60 SALAH

    e = 3 in

    3 in

    6 in O

    4 3

    2

    R4

    R3

    R2 R1 Rv1

    Rh1

    d1 d2

    d3

    d4 cg

    5 in = e

    Pu

  • VI - 18

    Dari beberapa kali mencoba didapat e = 2,40 in

    No x

    in

    y

    in

    d

    in in

    R

    Kips

    Rv

    Kips

    R.d

    Kips cm

    1 0,9 3 3,1321 0,216 25,24 7,23 79,06

    2 3,9 3 4,9204 0,34 26,50 21,00 130,39

    3 0,9 3 3,1321 0,216 25,24 7,23 79,06

    4 3,9 3 4,9204 0,34 26,50 21,00 130,39

    56,46 418,90

    0M

    Kipsee

    dRPu 61,56

    4,25

    90,418

    V = 0 Pu = RV 56,61 56,460 OK

    Pu = 56,60 Kips

    2. Suatu sambungan konsol seperti tergambar.

    Baut mutu tinggi tipe gesek 20, permukaan bersih, lubang standar.

    Diminta : Pu

    Jawab : Ru = 1 1,13 . 0,35 . 1 . 14,5 = 5,735 t

    Ru = 1,13 m Tb

    16 in Pu

    1,5 in

    3 in

    3 in

    3 in

    3 in

    1,5 in

    1,5 in 1,5 in 5,5 in D

    tp = 16 mm

    tf = 18 mm

    cg

  • VI - 19

    a). Cara elastis

    Mu = 16 Pu

    y2 = 4 (32 + 62) = 180 in2

    x2 = 5 x 2 x

    2

    2

    5,5

    = 75,625 in

    2

    x2 + y2 = 255,625 in2

    akibat Pu : Pv1 = 10

    Pu = 0,1 Pu

    Pv2 = 625,255

    75,216 Pu= 0,1721271 Pu

    Akibat Mu :

    PH = 625,255

    616 Pu = 0,3755501 Pu

    Pv = 0,2721271 Pu

    Ptotal = 2

    u

    2

    u )P (0,3755501 )P (0,2721271 < Ru

    = 0,463779 Pu < 5,735 ton

    Pu = 12,366 ton

    b). Cara reduksi eksentrisitas

    eefektif = 16 2

    51= 13 in (baut 2 baris)

    Mn = 13 . Pu

    Pv1 = 10

    uP = 0,1 Pu

    Pv2 = 625,255

    75,213 uP = 0,1398532 Pu

    PH = 625,255

    613 uP = 0,3051344 Pu

    Ptotal = 2

    u

    2

    u )P (0,3051344 )P (0,2398532 < Ru

    = 0,3881193 Pu < 5,735 ton

    Pu = 14,776 ton

  • VI - 20

    c). Cara ultimate : b = 3 ; D = 5,5 ; xo = 16 ; = 0

    C = 2,64

    Pu = 2,64 . 5,735 = 15,14 ton

    d). Bila pada contoh diatas propel baja yang dipakai BJ 37 dan baut yang

    dipakai baut tipe tumpu dari BJ 50 ulir tidak pada bidang geser, berapa Pu ?

    Kekuatan Baut :

    150,0

    14,324

    1

    2

    mr

    Ab

    Kuat geser : Vd = f . r1 fub Ab m

    = 0,75 x 0,5 x 5000 x 3,14 x 1

    Vd = 5887,50 kg menentukan !

    Kuat tumpu : Rd = f . 2,4 db . tp . fu s > 3d , s1 > 1,5 d

    = 0,75 x 2,4 x 2 x 1,6 x 3700

    = 21,312 kg tp = 16 mm

    Dari perhitungan sebelumnya :

    *) Cara elastis : 0,463779 Pu < Vd = 5887,50 kg

    Pu < 12695 kg

    *) Cara reduksi eksentrisitas :

    0,3881193 Pu < Vd = 5887,50 kg

    Pu < 15169 kg

    *) Cara ultimate :

    Pu = 2,64 Vd

    = 2,64 x 5887,50 = 15543 kg

    6.11. Pendekatan Menentukan Jumlah Baut :

    Untuk sambungan geser sentries jumlah baut paku bisa langsung dicari :

    u

    u

    R

    Pn n jumlah baut

    Ru = Rn Kekuatan rencana baut

  • VI - 21

    Untuk sambungan geser eksentris, jumlah baut paku harus direncanakan

    dulu, baru dikontrol kekuatannya. Sebagai penafsiran jumlah paku awal,

    bisa dipakai rumus pendekatan :

    u

    u

    R

    Mn

    6

    n - jumlah baut

    Mu - momen berfaktor yang diterima

    - jarak vertikal antar paku

    Ru - kekuatan rencana baut

    Rumus ini berlaku untuk beban Mu saja dan baut hanya 1 (satu) deret.

    Untuk beban Mu dan Pu, nilai Ru direduksi

    Untuk baut lebih dari 1 deret, nilai Ru dinaikkan.

    6.12.Kelompok Baut Yang Memikul Pembebanan tidak Sebidang (Eksentris)

    Pada tipe sambungan ini, beban bekerja tidak lagi pada bidang sambungan,

    maka akan timbul gaya lintang dan momen lentur pada bidang sambungan itu.

    Untuk sambungan dengan beban (A), maka beban menjadi geser sentries,

    sehingga beban Pu dibagi secara merata pada tiap baut n

    PK uu .

    e P M=Pu.e

    Pu Pu M=Pu.e

    = = +

    A + B

  • VI - 22

    Untuk sambungan pembebanan (B), momen M merupakan momen yang

    menyebabkan sambungan melentur, dimana bagian atas akan mendapat tarikan

    dan bagian bawah tekanan.

    Bila alat penyambung digunakan baut mutu tinggi tipe gesek, maka akibat

    dari pengencang baut akan memberikan gaya tekan pada bidang sambungan, tapi

    bila digunakan baut biasa (tipe tumpu) maka gaya tekan ini dapat diabaikan.

    Untuk sambungan baut tipe tumpu ini, dapat diselesaikan dengan cara

    elastis atau ultimate sedangkan sambungan baut tipe geser diselesaikan dengan

    memperhitungkan gaya tekan.

    6.11.1. Baut tipe tumpu (Bearing type)

    a). Cara Elastis

    a1). Cara pendekatan

    Methode ini, mengambil anggapan bahwa sambungan yang kena beban

    lentur tersebut akan berputar, dengan titik putar pada paku yang terbawah,

    sehingga paku-paku akan menerima beban tarik sedemikian rupa sehingga

    besarnya sebanding dengan jarak paku terhadap titik putarnya.

    Mu = Tu1 . d1 + Tu2 . d2 + Tu3 . d3 + Tu4 . d4 (1)

    1

    313

    1

    111

    4

    4

    3

    3

    2

    2

    1

    1 ;d

    dTT

    d

    dTTatau

    d

    T

    d

    T

    d

    T

    d

    T uu

    uu

    uuuu

    1

    414

    1

    212 ;

    d

    dTT

    d

    dTT uu (2)

    Mu=Puxo

    Tu1

    Tu2

    Tu3

    Tu4

    d1

    d2

    d3 d4

  • VI - 23

    Kalau persamaan (2) di substitusikan ke persamaan (1) maka didapat :

    1

    2

    41

    1

    2

    31

    1

    2

    21

    1

    2

    11

    d

    dT

    d

    dT

    d

    dT

    d

    dTM uuuuu

    2

    11

    1i

    n

    i

    uu d

    d

    TM

    (3)

    Maka beban tarik pada masing-masing paku/baut :

    2

    1

    44

    2

    1

    33

    2

    1

    22

    2

    1

    11 ;;;

    i

    n

    i

    uu

    i

    n

    i

    uu

    i

    n

    i

    uu

    i

    n

    i

    uu

    d

    dMT

    d

    dMT

    d

    dMT

    d

    dMT

    Kalau diamati, maka beban tarik max akan diterima oleh paku/baut yang

    terjauh dari titik putar.

    Baut menerima beban geser sebesar :

    n

    PV uu mfr

    A

    Vf

    b

    bf

    b

    uuv 1

    Beban tarik max : nfdu TTd

    dMTu

    2

    maxmax

    Td = f ft Ab f = 0,75

    ft = f1 r2 fuv < f2 Peraturan 13.2.2.3

    a2). Cara Luasan Transpose

    Pada methode ini, momen lentur yang terjadi, tegangan tarik diterima oleh

    paku/baut, sedangkan tekan dipikulkan pada pelat penyambung.

    b

    Mu

  • VI - 24

    Tarik yang diterima luasan paku/baut, dapat di transposekan ke luasan

    pelat, dengan lebar be.

    dimana : nA

    be

    A = luas penampang baut/paku

    = jarak paku vertical

    n = jumlah deret

    Mencari letak garis netral

    b yb2 = be ya

    2

    b yb2 = be ya

    2

    b

    b

    y

    y e

    a

    b

    ya + yb = h

    Dari persamaan (1) dan (2), ya dan yb dapat dihitung.

    Momen inertia dari luasan Transpose :

    33

    3

    1

    3

    1bae ybybI

    Tegangan tarik max : I

    yMf a

    max

    Pada paku/baut yang terjauh dari garis netral (g.n) menerima tegangan :

    I

    yMf uu

    max ymax = jarak baut terjauh dari garis netral

    Baut terjauh memikul beban max tarik :

    Tu = Ab . fu < f ft Ab

    nA

    be

    ya

    yb

    y1 h

    g.n

    b

    Luasan

    Transpose

  • VI - 25

    Beban geser : n

    PV uu

    mfrA

    Vuf

    b

    bf

    b

    uv 1

    ft = f1 r2 fuv < f2 Peraturan 13.2.2.3

    b). Cara ultimate

    - Akibat momen terjadi tegang tekan yang dipikul pelat dan tegangan

    tarik yang dipikul oleh baut.

    - Garis netral didapat dari keseimbangan gaya tekan = gaya tarik.

    fyp . a . b = T T gaya tarik pada 1 baut fyp tegangan leleh pelat

    Baut selain memikul tarik, juga memikul beban geser

    b

    uf

    b

    uuv fr

    A

    Vf 1 kontrol geser

    Kontrol tariknya :

    Tu < Td = f ft Ab dimana ft = (1,3 fb r2 fu < fu Anggap beban tarik baut = Td (diambil dari Td tarik murni dan

    kombinasi geser tarik mana yang

    terkecil)

    Cari garis netral bf

    Ta

    yp

    Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :

    id

    n

    i

    yp

    nR dTbaf

    MM

    1

    2

    2

    90,0

    Kontrol Momen berfaktor : Mu < Mn

    Vu

    Nu

    b

    a

    4

    3

    2

    1

    T

    T

    T

    fy (pelat)

    d2

    d4 d3

    g n

  • VI - 26

    6.11.2. Baut mutu tinggi : tipe gesek (Friction type)

    Akibat momenn lentur Mu = Pu x e

    Menimbulkan : bagian atas : geser + tarik

    Bagian bawah : geser + tekan

    Akibat : Tb sambungan dalam keadaan tekan

    Garis netral : pada tengah-tengah

    I = Ab . yi2 fbaut =

    2

    1ib

    n

    i

    iuiu

    yA

    yM

    I

    yM

    Tbaut = Ab . f = 22i

    iu

    ib

    iub

    y

    yM

    yA

    yMA

    Tmak = Tu = 2y

    yM maku

    Vsisa = Vn n

    P

    T

    T u

    b

    u

    13,11 dimana : Vn = 1,13 m Tb

    Contoh : Pu = 20 t e = 50 cm baut 20

    Mu = 20000 . 50 = 1000000 kg cm

    y2 = 4 (102 + 202) = 2000 cm2

    Tu = kg100002000

    201000000

    20 Tb = 14,5 t

    Vn = 1,13 . 0,35 . 1 . 14,5 = 5,73 ton = 0,35 (permukaan bersih)

    Pu e

    b

    yn ymax

    100

    100

    100

    100

  • VI - 27

    Vsisa = Vn

    b

    u

    T

    T

    13,11 = 1 (lubang standard)

    = 1 . 5,73

    5,1413,1

    101

    Vs = 2,23 ton

    Vu = 10

    20 = 2 ton

    Vs > Vu ok

    Contoh :

    1. Suatu sambungan konsol seperti tergambar.

    Kuat Rencana Baut :

    Geser : Vd = 0,75 x 0,5 x fu Ab . m = 0,75 x 0,5 x 5000 x 4,9 x 1

    = 9187,50 kg (menentukan!)

    Tumpu : Rd = 0,75 x 2,4 db tp fu = 0,75 x 2,4 x 2,5 x 3700 x 1,6

    = 26640 kg

    Vu = 10

    40000

    n

    Pu = 4000 kg < Vd

    Tarik (ulir) Td = . 0,75 Ab fu = 0,75 (0,75 x 4,9 x 5000)

    = 13781, 25 kg

    be

    200 = b

    200

    ya

    yb g.n 50

    100

    100

    100

    100

    50

    WF 500 x 200 x 10 x 16

    Pot.WF

    250 Pu=40 t

  • VI - 28

    A. Cara Luasan Transformasi

    Mu = Pu x e = 40 x 250 = 10.000 t cm

    Baut 25 A = 4,9 cm2 cmnA

    be 98,010

    29,4

    5175,498,0

    0,20

    eb

    a

    b

    b

    y

    y

    ya = 4,5175 yb ya + yb = 50 cm

    4,5175 yb + yb = 50 yb = 9,06 cm

    ya = 40,94 cm

    3333 94,4098,03

    106,920

    3

    1

    3

    1

    3

    1 aeb ybybI

    I = 27373 cm

    Baut teratas memikul tegangan :

    I

    yMfmax

    2

    max /131327373

    594,4025040000cmkgf

    - Beban tarik pada baut teratas :

    Tu = fmax . Ab = 1313 x 4,9 = 6433,70 kg < Td ulir = 13781,25kg ok

    - Kontrol geser :

    50,9187400010

    40000 d

    uu Vkg

    n

    PV

    b

    ufuv

    b

    uf

    b

    uuv

    ff

    cmkgf

    cmkgA

    Vf

    5,0

    /1875500050,075,05,0

    /33,8169,4

    4000

    2

    2

    Kontrol Tarik : (Interaksi dengan Geser)

    ft = (1,3 fub 1,5 fuv) < fu

    b = 5000 kg/cm

    2

    = (1,3 x 5000 1,5 x 816,33) = 5275,5 kg/cm

    ft = 5000 kg/cm2

    Td= ft . ft . Ab = 0,75 x 5000 x 4,9 = 18375 kg

    Tu = 6433, 70 kg < Td interaksi = 18375 kg ok

    Sambungan cukup kuat menahan beban !

  • VI - 29

    B. Cara Pendekatan (Titik Putar)

    2

    maxmax

    y

    yMTu u

    = 2222 403020102

    401000000

    Tumax = 6666,67 kg < Td ulir

    - Kontrol geser sama dengan diatas

    - Kontrol tarik (pada interkasi geser + tarik) dan perhitungan diatas

    Td = 18375 kg

    Tumax < Td

    2. Kontrollah kehandalan sambungan konsol pada contoh dimuka dengan

    metoda ultimate.

    Mu = 25 x 40 100 ton

    Pu = 40 t

    - Kontrol geser :

    kgn

    PV uu 4000

    10

    40000

    b

    ufuv

    b

    uf

    b

    uuv

    ff

    cmkgf

    cmkgA

    Vf

    5,0

    /1875500050,075,05,0

    /33,8169,4

    4000

    2

    2

    50

    100

    100

    100

    100

    50

    250 Pu=40t

    200

    Tmax

    100

    100

    100

    100 100 100

    300 400

    Titik putar

  • VI - 30

    - Beban tarik : (interaksi geser + tarik)

    Td = f ft Ab ft = (1,3 fub 1,5 fuv) < fu

    b = 5000 kg/cm

    2

    = (1,3 x 5000 1,5 x 816,33) = 5275,5 kg/cm2

    ft = 5000 kg/cm2

    Td = 0,75 x 5000 x 4,9 = 18375 kg = T

    T = Td ulir = 13781,25

    Td ulir = 13781,25 kg

    Mencari garis netral anggap dibawah baut terbawah

    fy a b = T 240020

    25,1378110

    yfb

    Ta = 2,87 cm < S = 5 cm ok

    (anggapan benar)

    Momen Rencana yang dapat dipikul sambungan :

    dTbaf

    Mny

    2

    9,0 2

    = 25,1378122

    2087,224009,0

    (2,13 + 12,13 + 22,13 + 32,13 + 42,13)

    = 21615 + 3049791

    Mn= 3061949 kg cm

    Mu = 1000.000 kg cm < Mn ok

    Sambungan cukup kuat menerima beban momen.

    3. Sambungan konsol dengan baut tipe gesek 20 (lubang standard) seperti

    tergambar.

    S

    S

    S

    S

    Pu=20t 500 20 Tb = 145 kN

    permukaan bersih

    = 0,35

  • VI - 31

    Ibaut = Ab (102 +20

    2) 2 . 2 = 2000 Ab

    fbaut teratas = cmkgAAI

    yM

    bb

    u /10000

    2000

    201000000max

    Tbaut = Af . f = Ab x f = 10000 kg = Tu

    Kekuatan baut :

    Vn = 1,13 . 0,35 . 1 : 14,5 t = 5,73 t

    Vd = Vb

    b

    u

    T

    T

    13,11 f = 1 (lubang moment)

    = 1 . 5,73

    5,1413,1

    101

    Vd = 2,23 t

    Vu = 20/10 = 2 t Vd > Vu ok

    atau langsung mencari T sambungan kuat

    y2 = 4 (102 + 202)

    = 2000

    T = kg100002000

    201000000

    4. Suatu sambungan konsul seperti tergambar.

    Propil dan pelat dari BJ 37

    Baut biasa (tipe tumpu) 19, BJ 50 ulir tidak pada bidang geser).

    A

    B

    100 100

    150

    e Pu

    50

    100

    100

    100

    50

    cg

    35

    t = 16

    16 14

  • VI - 32

    Berapakah beban Pu max yang dapat dipikul.

    a). Cara elastis

    b). Cara eksentrisitas yang direduksi

    22 28359,14

    cmAb

    S1 = 50 mm > 1,5 db

    S = 100 mm > 3 db

    Baut Tipe Tumpu 19 BJ 50 fu = 5000 kg/cm2

    Kuat rencana geser : Vd = Vn = 0,75 r1 fu Ab m

    = 0,75 x 0,50 x 5000 x 2, 835 x 1

    Vd = 5315,625 kg menentukan !

    Kuat rencana tumpu : Rd = Rn = 0,75 x 2,4 db tp fu

    = 0,75 x 2,4 x 1,9 x 1,4 x 3700

    Rd = 17715,60 kg > Vd

    a). Cara Elastis

    - Akibat beban sentries : Pu kgP

    n

    PK uu

    vu121

    - Akibat beban momen geser putir : Mu = Pu e

    mme 3252

    350150

    (x2 + y2) = 8 x 102 + 6 (5

    2 + 15

    2) = 2300 cm

    2

    Beban max pada baut A dan B dengan : x = 10 cm dan y = 15 cm

    uuu

    H PP

    yx

    yMKu 212,0

    2300

    155,3222

    uuu

    vuP

    P

    yx

    xMK 1413,0

    2300

    105,32222

    Kutotal = 22

    hr KK

    = nuuu VPPPP

    3089,0212,01413,0

    12

    2

    2

    0,3089 Pu < 5315,625 kg

    Pu < 17208 kg Pumax = 17208 kg

  • VI - 33

    b). Cara Eksentrisitas Direduksi

    - Akibat beban sentries Pu : kgP

    n

    PK uu

    vu121

    - Akibat beban momen geser putir : Mu = Pu eef

    eef = eakt - 2

    1 n [in] susunan baut 3 deret n = 4

    = 32,5 - 2

    41x 2,54 = 26,15 cm

    Mu = 26,15 Pu kg cm

    2 (x2 + y

    2) = 8 x 10

    2 + 6 (5

    2 + 15

    2) = 2300 cm

    2

    Beban max pada baut A dan B x = 10 cm y = 15 cm

    uuu

    vuP

    P

    yx

    xMK 114,0

    2300

    1015,26222

    uuu

    huP

    P

    yx

    yMK 171,0

    2300

    1515,2622

    Kutotal = 2

    2

    22171,0114,0

    12

    uuHur

    PKK

    Kutotal = 0,2611 Pu < Vn

    0,2611 Pu < 5315,625 kg

    Pu < 20358 kg

    Pu max = 20358 kg

    5. Suatu sambungan konsol seperti tergambar

    Propil WF 500 x 200 x 10 x 16 dari BJ 37

    Baut tipe tumpu (baut biasa) 19 (ulir tidak pada bidang geser), mutu BJ50

    Kontrollah kehandalan sambungan tersebut dengan :

    a). Cara pendekatan titik putar

    b). Cara luasan transformasi

    c). Cara ultimate

  • VI - 34

    Kuat rencana baut : Ab = 4

    (1,9)

    2 = 2,835 cm

    2 m = 1 , r1 = 0,5

    Geser : Vd = . 0,5 fu Ab . m

    = 0,75 x 0,5 x 5000 x 2,835 x 1 = 5315,625 kg

    Tumpu : Rd = 2,4 db tp fu S1 = 50 > 1,5 d

    = 0,75 x 2,4 x 1,9 x 1,6 x 3700 = 20246,4 kg

    Tarik (ulir) : Td = 0,75 fu Ab

    = 0,75 x 0,75 x 5000 x 2,835 = 7973,4375 kg

    a). Cara Pendekatan Titik Putar :

    - Akibat beban sentries Pu = 40 t

    1 baut menerima beban Vu= 625,53154000010

    40000 d

    u Vkgn

    P

    - Akibat momen lentur Mu = Pu x e = 40 x 25 = 1000 t cm

    Beban tarik max :

    Tu max = 6000104

    403020102

    401000000 7

    22222

    max

    d

    dMu

    = 6667 kg < Td ulir = 7973 kg

    50

    100

    100

    100

    100

    50 35 35

    200

    Tmax

    titik putar

    250 Pu = 40 t

    POT. WF

    WF 500 x 200 x 10 x 16

  • VI - 40

    Kontrol interaksi tarik dan geser :

    Td = ft Ab ft = 1,3 fu 1,5 fuv < fu = 5000 kg/cm2

    = 1,3 x 5000 1,5 x 1492,54

    ft = 4261,19 kg/cm2 (yang dipakai)

    Td = 0,75 x 4261,19 x 2,01 = 6423,74 kg > Tu max = 5000 kg

    Sambungan cukup kuat memikul beban Pu = 30 t

    b). Cara luasan transformasi

    Kuat rencana baut sama dengan cara a)

    Untuk beban geser sentries sama dengan cara a)

    Akibat beban momen lentur : Mu = 600000 kg cm

    b = 30 cm

    cmnA

    b be 5025,00,8

    201,2

    Letak garis netral 1294,030

    5025,0

    b

    b

    y

    y e

    a

    b

    yb = 0,1294 ya

    ya + yb = h

    ya + 0,1294 ya = 40 ya = 35,417 cm yb = h ya = 4,583 cm

    Ix = 3

    1b yb

    3 +

    3

    1be ya

    3 = 8404 cm

    4

    40

    80

    80

    80

    80

    40

    300

    b=300

    be

    ya

    yb

    ymax=ya-4

    g n

    Mu

    =

  • VI - 41

    fbaut max =

    8404

    417,31600000max

    x

    u

    I

    yM= 2243 kg/cm

    2

    Tu max =

    f max x Ab = 2243 x 2,01 = 4508,44 kg < Td

    Tu max < Td ulir = 5653,125 kg

    < Td (interaksi geser tarik) = 6423,74 kg

    c). Bila dipakai baut tipe gesek (Friction Type), berapakah diameter baut

    yang diperlukan. (permukaan pelat bersih, lubang standard).

    Akibat beban geser sentries : Pu = 30 t Ku = n

    Pu = 3000 kg

    Akibat beban momen lentur : Mu = 600000 kg cm

    kgyyM

    Ti

    uu 7500

    1684

    16600000222

    maxmax

    Kuat nominal geser baut :

    Vn = 1,13 m Tb = 1,13 x 0,35 x 1 Tb = 0,35 (bersih)

    = 0,3955 Tb

    Kuat rencana geser ada interaksi dengan beban tarik

    Vd = Vn

    b

    u

    T

    T

    13,11 = 1,00 (lubang standard)

    = 1,0 x 0,3955 Tb

    bT13,1

    75001

    40

    80

    80

    80

    80

    40

    200 Pu = 30

    t

    g n

    Mu = Pu x e

  • VI - 42

    Vd = 0,3955 x Tb 2625 kg > Ku = 3000 kg

    Tb > 14222,5 kg

    Baut tipe gesek yang dipakai 20 Tb = 145 kN > 14222,5 kg

    6.12. Sambungan Balok

    Karena panjang propi dipasaran itu terbatas, kadang-kadang utnuk sebuah

    balok perlu disambung. Misalnya pada potongan I sejarak x dari perletakan A.

    Pada potongan I akan terjadi gaya lintang sebesar DI dan momen lentur

    sebesar MI.

    Pembagian beban pada sambungan

    Gaya lintang (DI) seluruhnya dipikul pelat badan propi

    Momen lentur (MI), disalurkan ke pelat sayap dan pelat badan dengan

    pembagian sebagai berikut :

    DI

    MI

    I A B

    q x

    Bid. D

    Bid. M

    I

    DI

    MI

  • VI - 43

    o Badan menerima : Ipropil

    badanbd M

    I

    IM

    o Sayap menerima : bdIsayap MMM

    Sambungan Sayap :

    Momen yang dipikul sayap, dijadikan sepasang gaya kopel, sehinga

    sambungan pada sayap menerima beban geser sentries sebesar gaya

    kopel tersebut :

    Sambungan Badan :

    Momen pada pelat badan dan gaya lintang, akan bekerja sebagai beban

    geser eksentris dan momen puntir pada sambungan pelat badan.

    Contoh :

    Balok dari propil WF 500 x 200 x 9 x 14 BJ 37

    Pu = 14440 kg

    qu = 120 kg/m

    RA = `qu l + Pu = (120) 7,5 + 144

    = 14890 kg

    h

    Msayap

    T

    T

    h

    MT

    sayap

    h - tinggi propil

    A B

    Pu Pu

    1,50 m

    2,50 m 2,50 m 2,50 m

    DI Mbadan

  • VI - 44

    Rencanakan sambungan balok pada jarak 1,50 m dari dengan sambungan

    baut tpe tumpu,BJ 41.

    Sabungan memikul beban :

    Du = RA qu . 1,5 = 14890 120 x 1,5 = 14710 kg

    Mu = RA . 1,5 qu (1,5)2

    = 14890 x 1,5 (120) 1,52 = 22200 kgm

    Pembagian beban momen :

    92,48482220041900

    6,499,012

    1 3

    uprop

    bdbadanu M

    I

    IM

    Mu sayap = Mu Mu bd = 22200 4848,92 = 17351,08 kgm

    Sambungan sayap :

    Direncanakan dengan baut biasa 19 (BJ41) (ulir tidak dibidang geser)

    Ab = 4

    (1,9)

    2 = 2,835 cm

    2

    S1 > 1,5 db ; S > 3 db

    Pelat buhul t = 14 mm sama dengan tf

    Kuat nominal baut :

    Geser Vn = r1 fu Ab m

    = 05 x 4100 x 2,835 x 1 = 5811,75 kg (menentukan)

    Tumpu Rn = 2,4 db tp fu

    = 2,4 x 1,9 x 1,4 x 3700 = 23620,8 kg > Vn

    Momen sayap Mu = 17351,08 kgm

    Gaya kopel sayap kgd

    MT uu 34982

    6,49

    1735108

    Jumlah baut yang diperlukan : n

    u

    V

    Tn

    03,875,581175,0

    34982

    n dipasang 10 baut

  • VI - 45

    Sambungan pelat badan :

    Beban yang bekerja : Du = 14710 kg

    Mu bd = 4848,92 kgm

    Direncanakan baut bisa 19 (BJ41), 2 deret, = 100 m

    Ulir tidak pada bidang geser

    S1 > 1,5 db ; S > 3 db

    Pelat simpul 2 x 6 mm

    Kuat rencana baut :

    Geser Vd = Vn = 0,75 x r1 fu Ab . m

    = 0,75 x 0,5 x 4100 x 2,835 x 2 = 8717,625 kg (menentukan)

    Tumpu Rd = Rn = 0,75 x 2,4 x db x tp x fu

    = 0,75 x 2,4 x 1,9 x 0,9 x 3700 = 11388,6 kg >Vd

    Dengan cara elastis :

    Momen yang bekerja pada titik berat sambungan badan :

    Mu total = Mu bd + Du x e e ~ 90 mm

    = 4848,92 + 14710 x 0,09

    Mu T = 6172,82 kgm

    Perkiraan jumlah baut : u

    u

    R

    Mn

    6

    Disamping beban momen, sambungan memikul beban

    Ru direduksi 0,70

    Susunan baut lebih dari 1 deret Ru dinaikkan 1,2

    11,7

    625,87172,170,010

    6172826

    n dicoba 8 baut

    50

    100

    100

    100

    50

    40 100 40 40 100 40

    cg

  • VI - 46

    Akibat Du : kgn

    DK uuv 75,1838

    8

    147101

    Akibat MUT : (x2 + y

    2) = 8(5

    2) + 4(5

    2 + 15