modul 5 sesi 6 balok terlentur

STRUKTUR BAJA 1

MODUL 5S e s i 6

Balok Terlentur (Flexural Members)Dosen Pengasuh :

Ir. Thamrin Nasution

Materi Pembelajaran : WORKSHOP/PELATIHANPERENCANAAN & EVALUASI GELAGAR (HOT ROLLED) TANPA STIFFENER DANLATERAL BRACING.

a) Perencanaan ukuran pelat landasan, Panjang, N. Lebar, B. Tebal, t.

b) Evaluasi gelagar terhadap, Keruntuhan geser akibat leleh. Kuat lentur lokal pada sayap (flanges). Kuat leleh pada pelat badan (local web yielding). Pelipatan pelat badan (web crippling).

Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa dapat melakukan perencanaan ukuran pelat landasan dan dapat

melakukan evaluasi gelagar terhadap keruntuhan geser akibat leleh, kuat lentur lokalpada sayap, kuat leleh pelat badan dan pelipatan pelat badan.

DAFTAR PUSTAKAa) Agus Setiawan,Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-

2002), Penerbit AIRLANGGA, Jakarta, 2008.b) AISC Construction Manual, 2005.c) AISC-2005 Specification for Structural Steel Buildings.d) Charles G. Salmon, Jhon E. Johnson,STRUKTUR BAJA, Design dan Perilaku, Jilid 1, Penerbit

AIRLANGGA, Jakarta, 1990.e) SNI 03 - 1729 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung.f) William T. Segui,Steel Design, THOMSON, 2007.

thamrinnst.wordpress.com

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepadapemilik hak cipta photo-photo, buku-buku rujukan dan artikel, yang terlampirdalam modul pembelajaran ini.

Semoga modul pembelajaran ini bermanfaat.

WassalamPenulis

Thamrin [email protected]

Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 5 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

1

B A L O K T E R L E N T U R(FLEXURAL MEMBERS)

20. WORKSHOP/PELATIHAN

CONTOH (3) :

Sebuah gelagar dari profil WF 600.300.12.20 dengan panjang bentang 15 meter.Memikul beban terbagi rata q t/m dan terpusat P1 dan P2 ton dengan jarak simetris. Gelagardidudukkan diatas pondasi beton dengan mutu fc = 22 MPa. Rencanakanlah landasanperletakan. Lakukanlah evaluasi terhadap gelagar tersebut apabila tidak mempunyai pengakuvertikal ataupun pengaku lateral. Mutu baja BJ 37.

Gambar 39 : Gelagar memakai profil WF.

Tabel 1 : Data-data profil WF 600.300.12.20Weight h b tw tf r A Ix iy =ry Sx ZxKg/m mm mm mm mm mm cm2 cm4 cm cm3 cm3

151 588 300 12 20 28 192,5 118000 6,85 4020 4309Sumber : Tabel Profil KONSTRUKSI BAJA, Ir. Rudy Gunawan.

PERENCANAANa). Reaksi Perletakan.

Ru = Rki = Rka = P + q L = 10 ton + x (2 t/m) x (15 m) = 25 ton = 250 kN.

b). Perencanaan panjang landasan N (bearing plate).b1). Terhadap kuat leleh pelat badan gelagar.

wyn tfNkR )5,2(

r

Ref. Pers.(32)


2

Atau,

ktf

RnNw

5,2.y

Dimana,k = tf + r = 20 mm + 28 mm = 48 mm ; tw = 12 mm.fy = 240 MPa ; Ru = 250 kN ; = 1,0 ;Rn = Ru / = 250 kN/1,0 = 250 kN .

Maka,

mm)48(.5,2mm)12(.MPa)240(

N10250 3

xN

N = - 33,2 mm.Pelat landasan tidak diperlukan, ambil N = 50 mm.

b2). Terhadap permukaan beton pondasi.Kuat tumpu tumpu rencana beton (SK SNI 03-2847-2002, pasal 12.17),

Pb = 0,85 . fc . A1

Atau, luas permukaan beton perlu,

)MPa22(.85,0N10250

c.0,85

3b

1x

fP

A = 13369 mm2.

Lebar pelat landas B,

mm50mm13369 21

NA

B = 267,0 mm.

Ambil lebar B = bf = 300 mm = 30 cm

b3). Rencana tebal pelat landas.B = 300 mm ; N = 50 mmk = tf + r = 20 mm + 28 mm = 48 mm.Tegangan tumpu pada permukaan beton,

mm)(50.mm)300(N10250

.

3b

bx

NBP

f = 16,667 MPa.

Nfq .bb = (16,667 MPa) . (50 mm)= 833,333 N/mm

Momen pada pelat landas,Mu = . qb . (B/2 k)2

= . (833,333 N/mm) . (300/2 mm 48 mm)2Mu = 4335000,0 N.mm

MufZ y.. Z = N . t2

MufN y.)t4/1(. 2

mm)(50.MPa)240(.90,0N.mm)7,4334982(.4

.y.4t

NfMu

= 40,07 mm

Ambil tebal pelat landas, t = 41 mm = 4,1 cm

Gambar 40

kk


3

EVALUASIa). Keruntuhan geser akibat leleh.

Gelagar tanpa pengaku pelat badan.Kelangsingan pelat badan,

12

)2820(.2588

w

w

th

41,0 < 260

kn = 5Syarat,

240MPa)200000(.5.10,110,1

fyEkn = 71 > 41,0

Kelangsingan pelat badan < syarat, maka persamaan (17) dan (19) dapat digunakan dalammenghitung kekuatan geser.Kekuatan geser nominal gelagar WF 600.300.12.20,

Vn = 0,6 fy . AwDimana, Aw = h . tw = (588 mm) . (12 mm) = 7056,0 mm2.Maka,

Vn = 0,6 . (240 MPa) . (7056,0 mm2) = 1016064 NVn = 1016,1 kN = 0,90Vu = 0,90 . (1016,1 kN) = 914,46 kN > Ru = 250 kN (memenuhi).(Tidak perlu stiffener).

b). Kuat Lentur lokal pada sayap (flens),

Rn = 6,25 tf 2 . fy = 6,25 . (20 mm)2 . (240 MPa)Rn = 600000 N = 600,0 kN. = 0,90

uR = 0,90 . (600,0 kN) = 540,0 kN > Ru = 250 kN (memenuhi).(Tidak perlu stiffener).

c). Kuat leleh pelat badan (local web yielding).c1). Pada perletakan,

wyn tfNkR )5,2( = {2,5 . (48 mm) + 50 mm} . (240 MPa) . (12 mm)

Rn = 489600 N = 489,6 kN. = 1,0


c2). Pada gaya terpusat,wyn tfNkR )5(

= {5 . (48 mm) + 50 mm} . (240 MPa) . (12 mm)Rn = 835200 N = 835,2 kN. = 1,0


Ref. Pers.(18)

Ref. Pers.(19)

Ref. Pers.(30)

Ref. Pers.(32)

Ref. Pers.(31)


4

d). Kuat tekuk dukung pelat badan/ terhadap pelipatan pelat badan (web crippling).d1). Pada perletakan.

Gambar 41.j = N/2 = (50 mm)/2 = 25 mm.h/2 = (588 mm)/2 = 294 mm > j = 25 mmN/h = (50 mm)/(588 mm) = 0,09 < 0,2Bila beban terpusat mempunyai jarak kurang dari h/2 dari ujung balok dan untukN/h 0,2 ,

w

fy

fw

wn t

tfEt

thNtR

5,12 3139,0

mm12mm)20(MPa).MPa).(240200000(

mm20mm12

mm588mm5031.mm)12.(39,0

5,12

nR

Rn = 561864,6 N = 561,86 kN = 0,75


d2). Pada gaya terpusat.j = L / 3 = (15,0 m) / 3 = 5,0 m = 5000 mm.h/2 = (588 mm)/2 = 294 mm < j = 5000 mm

w

fy

fw

wn t

tfEt

thNtR

5,12 3179,0

mm12mm)20(MPa).MPa).(240200000(

mm20mm12

mm588mm5031.mm)12.(79,0

5,12

nR

Rn = 1138135,9 N = 1138,136 kN = 0,75


Ref. Pers.(34)

Ref. Pers.(33)


5

BAJA BJ 37 fy = 240 Mpa BETON fc = 22 Mpa E = 200000 Mpa

No. Profil h b tw tf r L q P1 P2 Ru Rn NN

Design A1 BB

design

Stb mm mm mm mm mm m t/m ton ton ton kN mm mm mm2 mm mm600.300.12.20 588 300 12 20 28 15 2.00 10 10 25.000 250.00 -33.2 50 13369.0 267 300

0 400.200.8.13 400 200 8 13 16 15 2.00 11 11 26.000 260.00 62.9 70 13903.7 199 2001 400.300.9.14 386 299 9 14 22 16 2.40 12 12 31.200 312.00 54.4 60 16684.5 278 2992 450.200.8.12 446 199 8 12 18 17 0.70 13 13 18.950 189.50 23.7 70 10133.7 145 1993 450.300.10.15 434 299 10 15 24 18 1.70 14 14 29.300 293.00 24.6 60 15668.4 261 2994 500.200.11.19 506 201 11 19 20 19 1.00 15 15 24.500 245.00 -4.7 70 13101.6 187 2015 500.300.11.15 482 300 11 15 26 20 1.00 16 16 26.000 260.00 -4.0 50 13903.7 278 3006 600.200.12.20 606 201 12 20 22 21 0.70 17 17 24.350 243.50 -20.5 70 13021.4 186 2017 600.300.14.23 594 302 14 23 28 22 2.00 18 18 40.000 400.00 -8.5 80 21390.4 267 3028 700.300.13.24 700 300 13 24 28 23 2.20 19 19 44.300 443.00 12.0 90 23689.8 263 3009 800.300.14.26 800 300 14 26 28 24 2.60 20 20 51.200 512.00 17.4 100 27379.7 274 300

(a) (b) (c1) (c2) (d1) (d2)

No. fb qb Mu t Aw Vn Rn Rn Rn j =N/2 h/2 N/h Rn RnStb Mpa N/mm N.mm mm mm2 kN kN kN kN mm mm kN kN

16.667 833.333 4335000.0 40.07 41.0 71.0 7056.0 1016.064 600.000 489.600 835.200 25 294 0.09 561.865 1138.13590 18.571 1300.000 3276650.0 29.44 42.8 71.0 3200.0 460.800 253.500 273.600 412.800 35 200 0.18 276.310 559.70441 17.391 1043.478 6721173.9 45.55 34.9 71.0 3474.0 500.256 294.000 324.000 518.400 30 193 0.16 338.579 685.83912 13.604 952.261 2299830.1 24.67 48.3 71.0 3568.0 513.792 216.000 278.400 422.400 35 223 0.16 266.075 538.97233 16.332 979.933 5982614.1 42.97 35.6 71.0 4340.0 624.960 337.500 378.000 612.000 30 217 0.14 405.636 821.67224 17.413 1218.905 2305102.6 24.69 38.9 71.0 5566.0 801.504 541.500 442.200 699.600 35 253 0.14 508.242 1029.5155 17.333 866.667 5148433.3 43.67 36.4 71.0 5302.0 763.488 337.500 402.600 673.200 25 241 0.10 456.399 924.50096 17.306 1211.443 2072930.0 23.42 43.5 71.0 7272.0 1047.168 600.000 504.000 806.400 35 303 0.12 583.210 1181.3747 16.556 1324.503 6622516.6 39.15 35.1 71.0 8316.0 1197.504 793.500 697.200 1125.600 40 297 0.13 809.046 1638.8368 16.407 1476.667 7090953.3 38.20 45.8 71.0 9100.0 1310.400 864.000 686.400 1092.000 45 350 0.13 715.853 1450.0629 17.067 1706.667 7864320.0 38.16 49.4 71.0 11200.0 1612.800 1014.000 789.600 1243.200 50 400 0.13 828.649 1678.545

w

wth

fyEkn10,1

modul 5 sesi 6 balok terlentur

Documents