cek penampang balok rafter baja gable

[NBL]: 2013

1. PROPERTI PENAMPANG

Modulus Elastisitas, E = 200,000 MPa

Modulus Geser, G = 80,000 MPa

Tegangan Leleh, fy = 240 MPa

Tegangan Residu, fr = 70 MPa

2. DATA PEMBEBANAN

Momen maksimum, Mu = 358,667,603 Nmm

Gaya geser maksimum, Vu = 208,519 N

Gaya aksial maksimum, Nu = 87,769 N

Momen ujung terkecil, M1x = 41,752,308 Nmm

Momen ujung terbesar, M2x = 358,667,603 Nmm

Momen lentur akibat beban (sway) , Mltux = 358,667,603 Nmm

Momen lentur akibat beban (non sway) , Mntux = 358,667,603 Nmm

Momen pada 1/4 l, MA = 51,117,946 Nmm

Momen pada 1/2 l, MB = 100,998,988 Nmm

Momen pada 3/4 l, MC = 169,222,998 Nmm

Panjang batang arah tegak lurus sumbu x - x, Lx = 5,000 mm

Panjang batang arah tegak lurus sumbu y - y, Ly = 2,500 mm

3. GEOMETRI PENAMPANG

WF 600x200

ht = 600 mm

bf = 200 mm

t1 = tw = 11 mm

t2 = tf = 17 mm

r = 22 mm

A = 134.40 cm2

Ix = 77,600 cm4

Iy = 2,280 cm4

rx = 24.03 cm

ry = 4.12 cm

Sx = 2,590 cm3

Sy = 228 cm3

4. EFEK KOLOM

4.1. Menentukan panjang tekuk rafter

Panjang tekuk batang arah tegak lurus sumbu x - x, Lkx = 5,000 mm

Panjang tekuk batang arah tegak lurus sumbu y - y, Lky = 2,500 mm

PERENCANAAN PENAMPANG RAFTER (RANGKA GABLE)

[NBL] : 2013 www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

4.2. Menentukan parameter kelangsingan rafter

Faktor kelangsingan tegak lurus sumbu x - x, λcx = (1 / π) * (Lkx / rx) √ (fy / E) = 0.23

Faktor kelangsingan tegak lurus sumbu y - y, λcy = (1 / π) * (Lky / ry) √ (fy / E) = 0.67

4.3. Menentukan daya dukung nominal rafter

Jika, λc ≤ 0,25 maka, ω = 1,00

Jika, 0,25 < λc < 1,2 maka, ω = 1,43 / (1,6 - 0.67*λc)

Jika, λc ≥ 1,2 maka, ω = 1,25 * λc2

Tegangan tekan kritis arah sumbu x, fcrx = fy / ωx = 240.00 MPa

Kuat tekan nominal arah sumbu x, Nnx = Ag * fcrx = 3,225,600 N

Tegangan tekan kritis arah sumbu y, fcry = fy / ωy = 193.27 MPa

Kuat tekan nominal arah sumbu y, Nny = Ag * fcry = 2,597,571 N

Untuk selanjutnya digunakan Nn minimum :

Kuat tekan nominal terfaktor, φNn = 0,85 * Nn * min = 2,207,936 N

Syarat yang harus dipenuhi,

Nu < φNn

87,769 < 2,207,936 → AMAN (OK)

5. EFEK BALOK

5.1. Menentukan konstanta-konstanta untuk profil WF simetris

h1 = tf + r = 39 mm

h2 = ht - 2h1 = 522 mm

h = ht - tf = 583 mm

Konstanta puntir torsi, J = ∑bt3/3 = 906,182 mm

Konstanta puntir lengkung, Iw =(Iy * h2) / 4 = 1.937E+12 mm

6

Modulus penampang plastis, Zx = (b * tf)*(ht - tf) + tw (0.5ht - tf) * (0.5ht - tf) = 2,916,895 mm3

X1 = (π / Zx) √(EGJA / 2) = 10,631 MPa

X2 = 4 * (Zx / GJ)2 * (Iw / Iy) = 5.503E-04 mm

2/N

2

5.2. Menentukan kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lokal

Kontrol penampang, termasuk kompak, tidak kompak atau langsing

Untuk tekuk lokal pelat sayap,

Angka kelangsingan, λ = bf / 2 tf = 5.88

Batas maksimum untuk penampang kompak, λp = 170 / √fy = 10.97

Batas maksimum untuk penampang tak - kompak, λr = 370 / √(fy - fr) = 28.38

Kompak


Untuk tekuk lokal pelat badan,

Angka kelangsingan, λ = (h - 2* tf) / tw = 49.91

Batas maksimum untuk penampang kompak, λp = 1680 / √fy = 108.44

Batas maksimum untuk penampang tak - kompak, λr = 2550 / √fy = 164.60

Kompak

Maka penampang: → Kompak

5.3. Menentukan batasan momen plastis

Momen plastis, Mp = (Zx * fy) ≤ 1.5 * fy * Sx = 700,054,740 Nmm

Momen batas tekuk, Mr = Sx * (fy - fr) = 440,300,000 Nmm

Momen nominal, Mn = 700,054,740 Nmm

5.4. Menentukan kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lateral

Kontrol penampang, termasuk bentang pendek, menengah atau panjang

Tegangan leleh - tegangan sisa, fl = fy - fr = 170 MPa

Lb = 2,500 mm

Bentang maksimum untuk momen plastis, Lp = 1.76 * ry * √(E / fy) = 2,093 mm

Bentang minimum oleh moemen kritis torsi lateral,

Lr = ry * (X1 / fl)*√(1 + √(1 + X2 * fl2)) = 5,823 mm

→ Bentang menengah

Koefisien pengali momen tekuk torsi lateral, Cb = 2.29

Untuk bentang panjang,

Mn = Cb(π / Lb) * √(E * Iy * G * J + Iw * Iy (πE / Lb)2) ≤ Mp 50,735,208 Nmm

Untuk bentang menengah,

Mn = Cb*(Mp - (Mp - Mr) *(Lb - Lp)/(Lr - Lp)) ≤ Mp 700,054,740 Nmm

Untuk bentang pendek,

Mn = Mp 700,054,740 Nmm

5.5. Menentukan momen nominal yang paling menentukan dari masing-masing kondisi batas

Momen nominal berdasar tekuk lokal, Mn = 700,054,740 Nmm

Momen nominal berdasar tekuk lateral, Mn = 700,054,740 Nmm

Momen nominal yang paling menentukan, Mn = 700,054,740 Nmm

φMn = 0.9 * Mn = 630,049,266 Nmm


Mu < φMn (kN)

359 < 630 → AMAN (OK)


6. MENENTUKAN FAKTOR PERBESARAN MOMEN

6.1. Momen lentur terhadap sumbu x

Ditinjau untuk kondisi portal tak bergoyang (braced)

Beban kritis elastis untuk komponen struktur tak bergoyang,

Ncrb = Ab * fy / λcx2 = 61,270,504 N

Perbandingan momen ujung, βm = M1x / M2x = 0.12

Faktor penghubung diagram momen, Cmx = 0,6 - 0,4 * βm ≤ 1 = 0.55

Faktor amplifikasi, δbx = Cmx / (1 - (Nu / Ncrb)) ≥ 1 = 1.00

Ditinjau untuk kondisi portal bergoyang (unbraced)

Ncrs = Ab * fy / λcx2 = 61,270,504 N

δsx = 1 / (1-(Nu / Ncrs)) = 1.001435

6.2. Menentukan momen ultimit

Momen lentur terfaktor terhadap sumbu x, Mux = δbx * Mntux + δsx * Mltux = 717,849,727

Nu / φNn = 0.04

Interaksi aksial & lentur, 0.59 ≤ 1

→ AMAN (OK)

8. KONTOR KUAT GESER NOMINAL TANPA PENGAKU

Ketebalan minimum pelat badan tanpa adanya pengaku;

h2 / tw = 47.45

6,36 √E / fy = 183.60


h2 / tw < 6,36 √E / fy

47.45 < 183.60 → AMAN (OK)

Kuat geser pelat badan tanpa adanya pengaku;

Luas pelat badan, Aw = tw * ht = 6,600 mm2

Kuat geser nominal, Vn = 0,6 * fy * Aw = 950,400 N

Kuat geser terfaktor, φVn = 855,360 N


Vu < φVn

208,519 < 855,360 → AMAN (OK)

Interaksi geser dan lentur, Mu / φMn + 0.625 * (Vu / φVn) = 0.72 < 1.375

→ AMAN (OK)

Kesimpulan, Profil; → AMANWF 600x200


cek penampang balok rafter baja gable

Education