AR 2121 Struktur, Konstruksi dan Bahan 1 Semester I 2011-2012 Minggu ke-16

Rangka Kaku (Rigid Frames): Karakteristik dan DesainAswin Indraprastha, Ph.D

11/24/2011

AR 2121 | AI

1

Topik1. 2. 3. 4. Definisi, karakteristik, aplikasi Sambungan Desain Kuis

11/24/2011

AR 2121 | AI

2

5 Menit

www.ar.itb.ac.id/aswin11/24/2011 AR 2121 | AI 3

5 Menit

www.ar.itb.ac.id/aswin

11/24/2011

AR 2121 | AI

4

5 Menit

www.ar.itb.ac.id/aswin11/24/2011 AR 2121 | AI 5

Klasifikasi Sistem Struktur Tipologi berdasarkan geometri : Planar vs Curvilinear Tipologi berdasarkan kekakuan : Kaku (Rigid) vs Fleksibel Tipologi berdasarkan bentang : Satu- arah vs Dua- arah Tipologi berdasarkan material : Kayu, susunan batu (masonry), beton, dan baja

11/24/2011

AR 2121 | AI

6

Klasifikasi Sistem Struktur- Diagram

11/24/2011

AR 2121 | AI

7

Klasifikasi Rangka Kaku- Diagram

11/24/2011

AR 2121 | AI

8

Klasifikasi Rangka Kaku- Contoh

11/24/2011

AR 2121 | AI

9

Klasifikasi Rangka Kaku- Contoh

11/24/2011

AR 2121 | AI

10

Klasifikasi Rangka Kaku- Contoh

11/24/2011

AR 2121 | AI

11

Klasifikasi Rangka Kaku- Contoh

11/24/2011

AR 2121 | AI

12

Rangka Kaku (Rigid Frames) Gabungan komponen struktural: horizontal dan vertikal Kekakuan struktural terletak pada sambungan kaku ( rigid connection) Rangka menjadi satu kesatuan Tipe: Portal, Kuda-kuda (Gable)

11/24/2011

AR 2121 | AI

13

Rangka Kaku (Rigid Frames) Tipikal diagram pembebanan akibat beban vertikal merata pada balok

11/24/2011

AR 2121 | AI

14

Rangka Kaku (Rigid Frames) Tipikal diagram raksi yang ditunjukkan oleh setiap kolom akibat pembebanan merata Gaya reaksi vertikal tiap kolom= Beban vertikal/2

11/24/2011

AR 2121 | AI

15

Rangka Kaku (Rigid Frames) Momen- momen yang terjadi pada struktur portal dengan sambungan kaku

11/24/2011

AR 2121 | AI

16

Rangka Kaku (Rigid Frames) Diagram lengkap aksi-reaksi terhadap beban momen untuk portal dengan sambungan kaku

11/24/2011

AR 2121 | AI

17

Rangka Kaku (Rigid Frames)

11/24/2011

AR 2121 | AI

18

Rangka Kaku (Rigid Frames) Komponen horizontal umumnya berdimensi lebih kecil dibanding komponen vertikal Beban yang bekerja: lateral, aksial dan momen tekuk.

11/24/2011

AR 2121 | AI

19

Rangka Kaku (Rigid Frames)Perilaku beban merata: bila penguatan pada sambungan portal, kolom bebas mengalami tekuk (b); penguatan pada sambungan pada kaki kolom, kolom mengalami tekuk lebih kecil (c); penguatan pada pondasi dengan sendi kaku, deformasi kolom lebih kecil (d)11/24/2011 AR 2121 | AI 20

Rangka Kaku (Rigid Frames) beban momen terdistribusi, (sehingga) defleksi menjadi lebih kecil, (namun) jarak antar kolom menjadi lebih pendek sensitif terhadap penurunan permukaan

11/24/2011

AR 2121 | AI

21

Rangka Kaku (Rigid Frames) ukuran dan dimensi komponen pendukung menentukan perilaku terhadap beban titik- titik momen kritis menjadi penting (c, d, e)

11/24/2011

AR 2121 | AI

22

Sambungan (Connection)-1 Macam- macam desain sambungan dengan bahan Baja beton

11/24/2011

AR 2121 | AI

23

Sambungan (Connection)- Baja Prinsip utama: kekuatan, kekakuan dan kapasitas deformasi. Klasifikasi sambungan: dimana terjadi perubahan arah komponen struktur untuk kemudahan konstruksi dimana terjadi pergantian komponen struktur

11/24/2011

AR 2121 | AI

24

Sambungan (Connection)-Baja Komponen sambungan: las, mur dan baut Las: tergantung cuaca yang mendukung untuk proses ketersediaan listrik masih memerlukan mur dan baut untuk kekakuan sementara area khusus untuk proses biaya untuk inspeksi

11/24/2011

AR 2121 | AI

25

Sambungan (Connection)-Baja Mur dan Baut: digunakan untuk sambungan yang menahan beban tarik dan lateral

11/24/2011

AR 2121 | AI

26

Sambungan (Connection)-Baja Plat: digunakan untuk memperkuat sambungan mur dan baut

11/24/2011

AR 2121 | AI

27

Sambungan (Connection)-Baja Daerah- daerah kritis: Perpindahan beban dari balok ke kolom menyebabkan potensi kegagalan pada sambungan Pada bagian sambungan harus diperkuat

11/24/2011

AR 2121 | AI

28

Sambungan (Connection)-Baja Penguatan derah- daerah kritis: Meningkatkan kekuatan terhadap beban momen dengan berbagai cara :

11/24/2011

AR 2121 | AI

29

Sambungan (Connection)-Baja Berbagai sambungan kolom- kolom

11/24/2011

AR 2121 | AI

30

Sambungan (Connection)-Baja Berbagai sambungan kolom- pedestal

11/24/2011

AR 2121 | AI

31

Sambungan (Connection)-Baja Berbagai sambungan kolom- balok

11/24/2011

AR 2121 | AI

32

Sambungan (Connection)-Baja Berbagai sambungan kolom- balok untuk meningkatkan kekuatan terhadap beban momen

11/24/2011

AR 2121 | AI

33

Sambungan (Connection)-Baja Berbagai sambungan balok- balok

11/24/2011

AR 2121 | AI

34

Sambungan (Connection)-Baja Berbagai sambungan balok- balok untuk meningkatkan kekuatan terhadap beban momen

11/24/2011

AR 2121 | AI

35

Sambungan (Connection)-Bracing Sambungan silang (braced frames): menggunakan sambungan sendi bracing digunakan untuk meminimalkan gerakan lateral atau geser

11/24/2011

AR 2121 | AI

36

Sambungan (Connection)-Bracing Tipe- time bracing: siku diagonal tipe X tipe K atau Chevron Shear walls

11/24/2011

AR 2121 | AI

37

Sambungan (Connection)-Bracing Bracing Horizontal

11/24/2011

AR 2121 | AI

38

Sambungan (Connection)-Bracing Bracing Vertikal

11/24/2011

AR 2121 | AI

39

Sambungan (Connection)-Beton Sambungan antara kolom baja dengan pondasi beton menggunakan plat yang di-las ke kolom dan di-baut ke kepala pondasi utamanya adalah menahan beban vertikal (tarik atau tekan), maupun lateral, jika kolom juga bagian dari bracing

11/24/2011

AR 2121 | AI

40

Sambungan (Connection)-Beton Sambungan antara kolom baja dengan pondasi beton jika diperlukan atau terdapat beban tarik yang besar, maka diperlukan ankur (anchor) ke pondasi

11/24/2011

AR 2121 | AI

41

Sambungan (Connection)-Beton Sambungan antara balok baja dengan dinding beton umumnya untuk menahan beban lateral dan momen

11/24/2011

AR 2121 | AI

42

Rangka Kaku-Desain

11/24/2011

AR 2121 | AI

43

Rangka Kaku-Desain Material: baja, beton monolit dan kayu laminasi (laminated wood) Bentuk: portal, kuda- kuda, dan sebagainya

11/24/2011

AR 2121 | AI

44

Rangka Kaku-Desain Pertimbangan dalam memilih sistem rangka kaku: Memerlukan rangka Mengurangi beban momen ( memperngaruhi dimensi komponen) Meningkatkan kekakuan dengan cara: distribusi beban momen mengurangi defleksi Kekakuan sambungan tipe-tipe komponen penopangnya

11/24/2011

AR 2121 | AI

45

Rangka Kaku-Desain Rangka dan Lantai rangka pada lantai dapat berupa pembalokan satu arah atau pembalokan dua arah dapat pula berupa penguatan pada kepala kolom

11/24/2011

AR 2121 | AI

46

Rangka Kaku-Kuis : 30 MenitSiapkan sehelai kertas dan mulai membaca pertanyaannya. Jangan lupa: tulis NAMA & NIM. Jawab dengan singkat, padat, dan jelas Kalau perlu, jawab dengan gambar atau diagram. JANGAN MENCONTEK

Siap ?11/24/2011 AR 2121 | AI 47

Rangka Kaku-Kuis : 30 Menit1. Apa itu sistem struktur rangka kaku dan apa karakteristiknya? 2. Beban- beban apa saja yang bekerja pada sambungan rangka kaku portal? Jelaskan dengan diagram 3. Ada dua macam sistem rangka kaku sederhana. Sebutkan. 4. Apa saja prinsip utama sambungan pada sistem rangka kaku? 5. Gambarkan beban dan gaya reaksi yang bekerja untuk diagram struktur di bawah ini

a

b

11/24/2011

AR 2121 | AI

48