si 4112 struktur baja lanjut - ftsl - itb

G:\Misc\PROGRAM Baja Lanjut R1.doc

SI 4112: Struktur Baja Lanjut (3 sks) (Created on 6/8/07)

Semester I/07_08 (Dosen: Sindur P. Mangkoesoebroto)

Tujuan: Pengenalan praktek dan kemampuan perencanaan struktur bangunan sederhana terhadap

berbagai kombinasi pembebanan. Silabus: Jembatan komposit, bangunan industri, menara listrik/ antena, jembatan kereta api, bangunan

bertingkat, tugas. Waktu: Senin: jam 09:00-10:40 Jum’at: jam 09:00-10:40 Tempat: Ruang 3210 Mulai kuliah: 20 Agustus 2007 UTS: 22 ~ 26 Oktober 2007 (minggu ke 10) Akhir kuliah: 14 Desember 2007 Prasyarat: SI-3212 Struktur Baja (Diktat kuliah dapat di down load di www.icfee.info). Text: Salmon & Johnson, “Steel Structures: Design and Behavior,” 4th ed., HarperCollins, 1996. Satuan Acara Perkuliahan: Materi Kuliah

(minggu ke & tgl) KT

(2007)1 Jembatan Komposit (1,5 x 100 mt) 1(20/8,24/8) 2 Industrial Building (1,5 x 100 mt) 1(24/8), 2(31/8)

5/9

3 Transmission Tower & Jembatan Kereta Api (2 x 100 mt) 3(3/9,7/9) 12/9 4 Multi Story/Frames (2 x 100 mt) 4(10/9,14/9) 17/9 5 Ujian Komprehensif 5(19/9) 6 Tugas: Jembatan Komposit (Gunakan: Word Processor (tidak ada

tulisan tangan), Spread Sheet, Drawing CAD (no free hand drawing), SAP/ETABS/STAAD; semua electronic files dikumpul; dokumen dijilid rapi.)

5(21/9) ~17(14/12) Libur Lebaran

8/10~19/10 (2 minggu)

7 Presentasi Industri 3/12 8 Pengumpulan dokumen akhir tugas UAS Handout: Versi e-file (format PDF) dapat di down load di www.icfee.info (gratis). Presence Ticket: One grade down on the upper bound for each missing-ticket. Nilai: KT setiap topik (2~3 soal) plus ujian komprehensif (50%) dan Tugas-tugas (50%) A≥92 92<B≤82 82<C≤72 72<D≤62 Rujukan lainnya:

1. SNI 03-1729-2000 (Tatacara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung); [dan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (1984) – optional]

2. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SKBI-1.3.53.1987, UDC: 624.042).

3. AISC, AASHTO, ASCE Manuals. Asisten:

Dini Handayani

Jembatan Komposit Sindur P. Mangkoesoebroto 1

JEMBATAN KOMPOSIT Hal-hal yang menjadi pertimbangan dalam perencanaan jembatan (komposit) adalah sebagai berikut: • Karakteristik lalu lintas: lintas harian rata-rata, inter urban, urban, rural, dan

sebagainya. • Kelas jembatan: beban-beban yang bekerja, jumlah jalur, dan sebagainya. • Karakteristik sungai: - elevasi banjir (fungsi dari periode ulang). • Dimensi-dimensi awal: - panjang oprit ⎯ biaya besar/kecil - panjang bentang - dua atau banyak tumpuan • Sistem struktur: - jarak antar balok/girder - deck: pelat ortotropis atau beton atau Propfree™ - girder: baja atau beton • Mutu material: fc’ beton, fy baja, dan sebagainya. • Tekno-ekonomi: design life, Capex (Capital Expenditure), ROI (return on

investment): IRR, NPV, Payback period, benefit cost ratio, cost benefit analisis, dan sebagainya.

Bila semua diatas dapat dijustifikasi maka langkah selanjutnya adalah sebagai berikut: ♦ Perencanaan rinci: dimensi-dimensi rinci, shear connector, dan sebagainya ♦ Metoda pelaksanaan: - single prop, double prop, dan sebagainya. (1) Pengaruh elevasi banjir rencana dan penampang sungai. (2) Sistem struktur

Elevasi normal

Elevasi banjir 20 tahun


Elevasi normal




Check freeboard terhadap elevasi banjir rencana

oprit jembatanoprit A B B A

H

C

D D


A adalah pelat injak (support slab) B adalah gelagar induk C adalah pilar jembatan D adalah pangkal jembatan H adalah ruang bebas Catatan:

a) Pilar/tanah juga harus diperiksa terhadap pengaruh gerusan air dan material bawaan pada saat banjir rencana.

b) Pangkal juga harus diperiksa terhadap tekanan aktif tanah. c) Ruang bebas harus diperiksa terhadap elevasi banjir rencana.

Pada bahasan kali ini akan ditinjau satu bentangan balok sederhana dengan gelagar baja dan pelat beton. (3) Dimensi awal

Lebar lajur 12 ft atau 3,60 meter. Diambil ada tiga girder per lajur sehingga spasi antar gelagar 1,80 meter dengan bentang 18 meter.

(4) Kelas jembatan

Jembatan akan direncanakan dengan standar muatan jembatan AASHTO klasifikasi beban HS20-44 dengan jumlah lajur sebanyak dua. Beban HS20-44 adalah sebagai berikut: a) Beban lajur

q dan P bekerja pada seluruh lajur beban selebar 10 ft atau 3,05 meter. q = 960 kg/m’ selebar 3,05 meter 8250 kg selebar 3,05 meter untuk perhitungan momen P = 12000 kg selebar 3,05 meter untuk perhitungan lintang

atau

3,05 m

P

q


b) Beban truk W = 3600 + 14400 = 18000 kg V = 4200 ~ 9000 mm sehingga demikian memberikan efek maksimum Luas bidang kontak ban adalah A = 1,4 R mm2 dimana R adalah tekanan roda dalam N. 5,2A A5,2 Arah lajur Bidang kontak ban

(5) Mutu material Beton untuk pelat digunakan mutu K-350 atau fc’ = 29 MPa. Balok baja digunakan mutu fy = 240 MPa. Tulangan baja ulir fy = 400 MPa.

(6) Perencanaan rinci

a. Pelat beton lantai

0,2 W = 3600 kg 0,8 W = 14400 kg 0,8 W = 14400 kg

4200 V

3050 1830

610

610

0,4 W

0,4 W

0,4 W

0,4 W

0,1 W

0,1 W

S = 1,8 m S = 1,8 m

1,83 m


Akibat tekanan roda P = 7200 kg

Pasal 3.24.3.1 (hal. 33) ⎯ Kasus A ⎯ Tulangan utama tegak lurus arah lalu lintas (belum termasuk impak):

Momen, MH* = kg 7200 * 10

0,6 1,8 P 10

0,6 S +=

+

= 1728 kg-m/m’ Momen pada pelat yang menerus, MH = 0,8 * 1728 = 1400 kg-m/m’ Akibat wearing surface (lapisan aus) setebal 5 cm = 0,05 m dengan berat 14 kg/m2 per 1 cm tebal ⇒ 14 * 5 = 70 kg/m2 Momen akibat wearing surface,

MWS = 101 q l2 =

101 * 70 kg/m2 * 1m * 1,82 m2 = 23 kg-m/m’

Momen akibat berat sendiri pelat (anggap t = 20 cm) dengan berat 2400 kg/m3 atau 0,2 * 2400 kg/m2 = 480 kg/m2

MP = 101 * 480 kg/m2 * 1m * 1,82 m2 = 156 kg-m/m’

Pengaruh impak, I = 38L

15+

≤ 30%

= 38 ,81

15+

= 0,38 ⇒ 0,30

Kombinasi beban: (lihat Pers. 3-10, hal. 28, AASHTO) Mu = γ [βM M + βH (H + I)] = 1,3 [1 * (156 + 23) + 1,67 * 1400 * (1 + 0,3)] = 4194 kg-m/m’ Gunakan tulangan rangkap (ulir) D16-200 tebal cover 30 mm (φ =0,9) dalam dalam arah tegak lurus lajur untuk selebar jembatan.


Tulangan pembagi dimana tulangan utama tegak lurus arah lalu lintas,

S

120 ≤ 67%

= ,81

120 = 90% ⇒ 67% (terhadap tulangan utama)

Tulangan pembagi dipasang di sisi bawah dari pelat lantai. Tulangan susut dan suhu dipasang di sisi atas pelat lantai dan besarnya ≥ 2‰ dari tulangan utama [ACI 7.12].

Bila digunakan Propfree Deck™ maka skema berikut dapat dipertimbangkan.

1800 1800

D16-400

450 450 450450450450450450

170 Tulangan susut & suhu 2%o : D13-300

5D13

Tulangan pembagi

(67%)

3D13(33%)

1800 1800

200

100

200 200 200 200 200 200 200

100

200

100

200 200 200 200 200 200 200

100

600 600

170

T L φ10 mm

φ6 mm Deck: t = 1 mm

D16 – 200 mm

D13 – 300 mm Deck: t = 1 mm

200

100

200

100

170

200 200 200

400

Deck: t = 1 mm φ6 mm

φ10 mm D13 – 300 mm

Potongan L: Lapangan Potongan T: Tumpuan

170

200 200 200

400

Deck: t = 1 mm

φ6 mm

φ10 mm

D13 – 300 mm

D16 – 200

Specifications: Propfree Deck: H.1600.800.170.10 Rebar Concrete Deck: φ/D: fy = 240/400 MPa fc’ = 20 MPa fy = 550 MPa (Galvanized)


Catatan: Ketebalan pelat minimum lantai

a) Pelat sederhana: tmin = 30

3) (S 1,2 + [m]

b) Pelat menerus: tmin = 30

3 S+ ≥ 0,17 m

Periksa geser pons: Tekanan roda P = 7200 kg dan Vu = γ [βL (L + I)] = 1,3 [1,67 * 7200 * 1,3] = 20320 kg Ukuran bidang kontak roda:

A = 1,4 * 72000 N = 100800 mm2

A5,2 = 502 ; 5,2

A = 200 mm

arah lajur Ukuran bidang pons:

d = 170 – 30 = 140 mm

βc = 340642 = 1,89

b0 = 2 (642 + 340) = 1964 mm

Kuat geser pons, Vc = φ 12d b 'f 4 2 0c

c⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

β+

= 0.85 12140 * 1964 * 29 89,1

4 2 ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛ +

= 43 ton > Vu (= 20 ton) OK!

200

502

200

502 140/2

140/2

70

70

340

642


b. Balok induk

• Beban lajur

Beban hidup merata, qH = 960 kg/m’ *

05,38,1 = 567 kg/m’

Beban hidup terpusat, untuk,

Momen, PH = 8250 kg * 05,38,1 = 4870 kg

Lintang, PH = 12000 kg * 05,38,1 = 7082 kg

Beban mati merata,

q

M = [0,17 * 2400 + 5 * 14 ] * 1,8 m = 860 kg/m’

Faktor impak,

0,27 3818

15 38 L

15 I =+

=+

=

Momen batas maksimum, ( )[ ]I H M M LMu +β+βγ=

⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= 218 * 860 *

81 * 0,1 * 1,3

⎥⎦

⎤⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++ 1,27 * 18 * 4870 *

41 18 * 567 *

81 * 1,67 2

Mu = 169 t-m

1800 1800

1800

960 kg/m’

P

3050


Gaya lintang terfaktor maksimum,

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛= 7082 18 * 567 *

21 1,27 * 1,67 18 * 860 *

21 * 0,1 * 1,3 Vu

= 44 ton • Beban truk

Tekanan roda

Faktor distribusi, 1,06 1,71,8

1,7S FD ===

Garis pengaruh momen, Momen akibat truk, MT = 1,8 * 2,4 + 7,2 * 4,5 + 7,2 * 2,4 = 54 t-m Garis pengaruh gaya lintang, Lintang akibat truk, VT = 7,2 * 1 + 7,2 * 0,77 + 1,8 * 0,53 = 13,7 ton Momen dan lintang terfaktor akibat truk, Momen terfaktor, Mu = γ [βM M + βH (H + I) FD]

9000 9000

4,2 4,2

1,8 7,2 7,2

¼ L 2,42,4

4,5

18

4,2 4,2

1,87,2 7,2

9,6

1 0,77

0,53

Posisi Max.

4200 4200 ~9000

1800 kg 7200 kg 7200 kg


= 1,3 [1,0 * ( 81 * 860 * 182) + 1,67 * 1,27

* 54 * 103 * 1,06] Mu = 203 t-m ⎯ menentukan

Lintang terfaktor, Vu = 1,3 [1,0 * ( 21 * 860 * 18) + 1,67 * 1,27

* 13,7 * 103 * 1,06] Vu = 50 ton ⎯ menentukan

• Lebar efektif balok komposit

81 * bentang = 8

1 * 18 m = 2,25 m per sisi ( 12

1 * bentang ⎯ untuk gelagar tipe ) 2

1 * 1,8 = 0,9 m per sisi 6 * tpelat = 6 * 17 cm per sisi = 102 cm per sisi

∴ lebar efektif, be = 0,9 * 2 = 1,8 m

• Analisis penampang F fy = 180 a 0,85 fc’ Coba profil IWF 700.300.13.24 → F = 235,5 cm2

a = 290 * 0,85 * 180

2400 * 235,5 'f 0,85 * 180

f F

c

y = = 12,74 cm

Momen positif φb Mn ditentukan sebagai berikut:

a) Untuk penampang kompak ( pf

f t

2bλ≤

/ , pw

th λ≤ , p

y

b iL

λ≤ ): φb =

0,85 & Mn ditetapkan dari distribusi tegangan plastis penampang komposit.

b) Untuk penampang tak-kompak: φb = 0,85 & Mn ditetapkan dari

distribusi tegangan elastis, dengan memperhatikan pengaruh shoring/propping.

1800

h

A

B

t1

t2

170 200a

fy

F fy

A/2 + 20 – a/2

0,85 fc’ be a

0,85 fc’


⎪⎪⎪

⎭

⎪⎪⎪

⎬

⎫

==

=

110 240

1700 f

1700

50 ~ 13

24 * 2 - 700 th Untuk

yt

w

φb = 0,85

Mn = F fy ( )2

a - 20 2A +

= 235,5 * 2400 * ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

212,74 - 20

270 = 275 t-m

Md = φ Mn = 0,85 * 275 t-m = 234 t-m > Mu (= 203 t-m) OK

Perencanaan geser Perencanaan geser untuk profil simetris tunggal atau ganda tanpa pengaku dengan

wth ≤ 260 (tanpa aksi medan tarik) adalah sebagai berikut:

Vd = φv Vn dimana φv = 0,9

dan untuk yww f

1100 th

≤ → Vn = 0,6 fyw Aw

dimana Aw = d tw

dan untuk ywwyw f

1380 th

f1100 ≤≤ → Vn = 0,6 fyw Aw

th1

f1100

wyw

dan untuk 260 th

f1380

wyw

≤≤ → Vn = [ ]

2w

2w

)th(mm A 000.912 =

N

Untuk IWF 700.300.13.24 Aw = 700 * 13 = 9100 mm2

50 1,3

2,4 * 2 - 700 th

w

==

71 240

1100 f

1100

yw

==

Vd = φ Vn = 0,9 * 131 = 118 ton > Vu (= 50 ton) OK!

Vn = 0,6 fyw Aw

= 0,6 * 240 * 9100

= 131 ton


• Diafragma

Spasi diafragma untuk berbagai-bagai tipe jembatan dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tinggi diafragma pada bentang-bentang dengan balok profil struktural adalah antara 1/3 s.d. 1/2 tinggi balok profil. Untuk balok berdinding penuh adalah 1/2 s.d. 3/4 balok dinding penuh tersebut. Diafragma dapat dibuat dari profil atau rangka (X atau V). Pada jembatan box, diafragma tersebut biasa diletakkan di dalam box. Diafragma biasanya dipasang dengan perantaraan pelat penyambung yang dilas pada kedua flens gelagar induk. Untuk kasus jembatan yang sedang dibahas, jarak diafragma adalah 4½ meter. Hal tersebut dilakukan dalam upaya untuk memasang diafragma pada lokasi momen maksimum.

• Shear connector

Pada balok komposit dimana pelat lantai beton dalam keadaan tertekan, gaya geser horisontal total yang bekerja diantara potongan dengan momen maksimum dan potongan dengan momen nol adalah Fsc dimana: 0,85 fc’ Ac

Fsc ≤ As fy

Σ Qn

Kuat nominal shear connector tipe paku adalah Asc Qn = 0,5 Asc cc E 'f ≤ Asc fu (N) dimana Asc adalah luas penampang shear connector, fu adalah kuat tarik shear connector. Kuat nominal satu shear connector tipe kanal adalah Qn = 0,3 (tf + 0,5 tw) Lc cc E 'f (N) dimana tf adalah tebal flens connector, tw adalah tebal web connector, Lc adalah panjang shear connector. Jadi jumlah shear connector yang diperlukan pada potongan yang berada diantara momen-momen maksimum, positif ataupun negatif, dan momen nol adalah

be

Ac, fc’

Σ Qn

As, fy

tf

tw

Lc


n

sc

QFφ

untuk potongan dengan momen positif

n =

n

'scQ

Fφ

untuk potongan dengan momen negatif

dimana φ = 0,85 Untuk persoalan yang sedang dibahas 0,85 fc’ Ac = 0,85 * 29 * 170 * 1800 = 754 ton Fsc ≤ As fy = 23550 * 240 = 565 ton Menentukan Digunakan connector tipe paku diameter 20 mm dan panjang 125 mm ⇒ Asc = ¼ π * 202 = 314 mm2 dengan fu = 370 MPa, fc’ = 29 MPa dan Ec = 4700 'f c

untuk beton normal ⇒ Ec = 4700 29 = 25310 Mpa. Qn = 0,5 Asc cc E 'f ≤ Asc fu

= 0,5 * 314 25310 * 29 ≤ 314 * 370 = 13,5 ton ≤ 11,6 ton Menentukan

n = 11,6 * 0,85

565 Q

F

n

sc =φ

= 57 buah disebar merata pada balok I sepanjang

setengah bentang (= 9 meter) Persyaratan tambahan untuk connector tipe paku 1. Diameter ≤ 2,5 * tebal pelat dimana connector dilas [20 ? 2,5 * 24 = 60 ⎯ OK] 6 diameter ⎯ diarah memanjang 2. Jarak as – as ≥ 4 diameter ⎯ diarah melintang 3. Jarak as – as ≤ 8 * tebal pelat lantai total


2/57

9000 = 320 ⎯ OK

6 * 20=120 8 * 170=1360

150 > 4 * 20 (=80)

75

75

300

≥ 5 mm ≥ 5 mm keliling

≥ 50 ≥ 4d

d

≥ 25

≥ 50

≥ 25

d ≥ 12,5

d

Industrial Building Sindur P. Mangkoesoebroto 1

INDUSTRIAL BUILDING • Sistem struktur utama:

- Kestabilan (termasuk penetapan asumsi tumpuan) - Kesederhanaan ⇒ biaya, kemudahan pelaksanaan, kepentingan/keperluan elemen - Sistem sambungan - Estetika

• Rangka batang kuda-kuda (Rafter):


• Sistem sruktur sekunder (bresing): Tidak perlu diadakan pada setiap bentang (2 ~ 3 bentang sekali).

A adalah gording atau purlin B adalah bresing C adalah trekstang (sag rod) D adalah skoor E adalah fondasi atau perletakan • Pemilihan material:

- penutup atap: panjang → jarak antar gording

- rafter: , ,

- bresing, trekstang: •, ,

- gording: (lip channel) → jarak antar rafter

- sambungan: las, baut

- tumpuan: - base plate → pemasangan - sendi atau jepit – tergantung tipe fondasi; fondasi dangkal – sendi,

fondasi pancang – jepit (?)

• Beban-beban Beban sementara: angin, hujan, gempa Beban tetap: mati ⎯ penutup atap, berat sendiri (primer & sekunder), m.e.p hidup ⎯ manusia, perabot, mesin-mesin

• Kombinasi beban dan faktor beban

Lihat Pasal 3.2.2 Standar Peraturan Baja 2000

• Analisis struktur - SAP, kremona, dan sebagainya.

A

B

A

A

A

A B

B

B

C

C

C

B

B

E

E

E

D

D


6.2.2 Kombinasi Pembebanan Berdasarkan beban-beban tersebut maka struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan dibawah ini: 1,4 D (6.2-1) 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (La atau H) (6.2-2) 1,2 D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0,8 W) (6.2-3) 1,2 D + 1,3 W + γL L + 0,5 (La atau H) (6.2-4) 1,2 D + 1,0 E + γL L (6.2-5) 0,9 D + (1,3 W atau 1,0 E) (6.2-6) dimana: D beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk

dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap. L beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut,

tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain. La beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja,

peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.

H beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air. W beban angin. E beban gempa, yang ditentukan menurut peraturan gempa Indonesia, γL = 0,5 bila L < 5 kPa, dan γL = 1 bila L ≥ 5 kPa. Kekecualian: Faktor beban untuk L di dalam kombinasi Persamaan. 3.2-3, 3.2-4, dan 3.2-5 harus sama dengan 1,0 untuk garasi parkir, daerah yang digunakan untuk pertemuan umum, dan semua daerah di mana beban hidup lebih besar dari pada 5 kPa.

Perencanaan Gording Beban-beban yang perlu diperhatikan: • air/hujan • angin • manusia • atap & insulator • m.e.p


Catatan: Shear Centre (sc)

∴ sc berimpit c.g. akan memudahkan perencanaan. ⇒ gunakan profil simetri dan atur supaya beban-beban bekerja pada sumbu

simetrinya. Beban angin pada atap: Tekanan tiup diambil 25 kg/m2 Atap segitiga dengan sudut kemiringan α, koef angin di depan adalah 0,02α - 0,4 Bila α = 20o → 0,02 α - 0,4 = 0,02 * 20 – 0,4 = 0 Koefisien angin di belakang adalah - 0,4 untuk semua α. Beban air pada atap: 40 – 0,8α = 40 – 0,8 * 20 = 24 kg/m2 ≤ 20 kg/m2 atau Beban orang: 100 kg atau 200 kg untuk gording tepi. Beban m.e.p: anggap 10 kg/m2

OK NG

0

20o

0,4

T

c.g.

T

c.g.

e P

sc

P . e = T ⇒ ΣTz = 0

P


Tata letak gording:

m/e/p: 10 kg/m2 * 1,4 = 14 kg/m’ b . air : 20kg/m2 * 1,4 = 28 kg/m’ 0 angin -10 * 1,4 = -14 kg/m’ b . s atap + insulator 20 * 1,4 = 28 kg/m’ b . s gording (?) berat orang

Vektor momen arah - x: Balok sederhana Mmax = 8

1 (q cos θ) l2 dan 41 P cos θ l

δmax = 384

5 (q cos θ) l4/EI dan 481 P cos θ l3/EI

Balok diatas tiga tumpuan:

Gording

6000

Tergantung pada banyak hal, antara lain: panjang gording

1400

100 kg

q cos θ P cos θ

q cos θ P cos θ

x

y

θ


- tumpuan: Mmax = 81 (q cos θ) l2 dan

323 P cos θ l

- lapangan: Mmax = 128

9 (q cos θ) l2 dan 6413 P cos θ l

δmax = 0,01 (q cos θ) EI

4l dan 0,015 P cos θ EI

3l

Balok diatas empat tumpuan: - tumpuan dan lapangan

Mmax ~ 101 (q cos θ) l2 dan

61 P cos θ l

δmax ~ 0,008 (q cos θ) EI

4l dan 0,012 P cos θ EI

3l

Vektor momen arah - y Gaya-gaya pada arah - y dianggap dipikul oleh sistem cladding, sehingga tidak menimbulkan tegangan-tegangan pada gording. Untuk gording Light Lip Channel (C > 0) modulus plastis menjadi,

2A t B

2A t

2A Z 2

1X2

1 +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= ⎯ abaikan C

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ += B

4AA t ZX

Zy = A t ( )2

tcy - + 2 (cy – t) t (cy – t)/2 + 2 (B – cy)2 2t ⎯ abaikan C

Zy = t ( )[ ]2

y2

yy )c - (B t)- (c 2t - c A ++

Jarak sekerup cladding Lb ≤ Lp ( )yfy fi 790 =

q cos θ P cos θ

cy

A

t

C > 0

x

y

B


Flens: ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=λ<

yp f

500 tB hanya untuk LLC

Web: ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=λ<

yp f

1680 tA

Mnx = fy Zx Mny = fy Zy

1,0 M

M

MM

nyb

uy

nxb

ux ≤φ

+φ

Lendutan –x: Lendutan gording akibat beban hidup dan beban mati < L/250 (= 24 mm)

Arah –x: 24EI

cos P 0,015 EI

) cos (q 0,01 3

x

4

ijin

max⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛θ+θ=

δδ ll = 0,98 ⎯ OK!

Arah –y: Δijin = 25 mm (PPBBI ’87 hal 104) akibat beban 100 kg saja sag-rod dapat membantu


!!!HANYA UNTUK PROFIL LIGHT LIP CHANNEL !!!!!!DUA BENTANG - TIGA TUMPUAN!!!Jarak gording: 1,400 mmθ: 20 derajatPanjang: 6,000 mmFaktor Tahanan: 0.90 (lentur)Kuat Leleh: 250 MPaTrial Section:Light Lip Channels 150x65x20x2.3: A= 150.00 mm Flens: B/t 28 < 32 (Compactness)

B= 65.00 mm W eb: A/t 65 < 106 (Compactness)C= 20.00 mm Jarak sekrup cladding: Lb< 1,209 mm (Complete lateral stability)t= 2.30 mmcy= 21.20 mm M nx= 8.84E+06 N-mm

Inersia-x= 2,480,000 mm 4 M ny= 3.04E+06 N-mmBerat sendiri= 5.50 kg/mJari-jari girasi-y= 24.20 mmPlastic Modulus-x= 35,363 mm 3

Plastic Modulus-y= 12,151 mm 3

Lendutan ijin-x (=L/250): 24 mmLendutan ijin-y (=25mm): 25 mm (PPBBI '87 Hal. 104: Akibat beban 100 kg saja)Gunakan sag rod (trek stang) untuk lendutan arah-y

Beban Maximum Strength Ratio Tumpuan:M x

(N-mm)M y

(N-mm)Kombinasi

BebanM ux

(N-mm)M uy

(N-mm)Strength

RatioMati (D) 30 kg/m 2 47.5 kg/m Tumpuan Lapangan 2,008,593 584,854 1 2,812,030 818,796 0.65Hidup (L) - - 1.00 0.86 2a 2,674,600 872,835 0.66Hidup Atap (La) 100 kg 100 kg 528,577 342,020 2b 3,002,318 874,203 0.70Hujan (H) 20 kg/m 2 28 kg/m 1,184,013 344,756 3a 3,256,035 1,249,058 0.87Angin (W ) -10 kg/m 2 -14 kg/m -592,006 -172,378 3b 2,782,430 1,111,155 0.76Gempa (E) - - 3c 4,304,732 1,253,435 1.00

3d 3,831,127 1,115,533 0.89Lendutan-x/Lend. ijin-x= 0.98 4a 1,904,992 648,744 0.48

4b 2,232,710 650,112 0.525 2,410,312 701,825 0.56

6a 1,038,125 302,277 0.246b 2,577,342 750,461 0.60

Lapangan:M x

(N-mm)M y

(N-mm)Kombinasi

BebanM ux

(N-mm)M uy

(N-mm)Strength

Ratio1,129,834 584,854 1 1,581,767 818,796 0.50

2a 1,928,425 872,835 0.561,145,250 342,020 2b 1,688,804 874,203 0.53

666,007 344,756 3a 3,188,201 1,249,058 0.86CATATAN: MOMEN ARAH Y DIBUAT KECIL, KARENA DIPIKUL OLEH CLADDING DAN TREKSTANG -333,004 -172,378 3b 2,921,798 1,111,155 0.77

3c 2,421,412 1,253,435 0.763d 2,155,009 1,115,533 0.684a 1,495,521 648,744 0.434b 1,255,899 650,112 0.405 1,355,800 701,825 0.43

6a 583,946 302,277 0.186b 1,449,755 750,461 0.46


Rafter:

D = 47,5 kg/m * 6 m + berat sendiri = 285 kg + berat sendiri L = 0 La = 100 kg

A: A1 = 0,9 * 25 kg/m2 * 6 m * 2 m = 270 kg A2 = 0 A3 = 0,4 * 25 kg/m2 * 6 m * 1,4 m = 84 kg A4 = 0,4 * 25 kg/m2 * 6 m * 2 m = 120 kg H = 28 kg/m’ * 6 m = 168 kg E: Untuk sementara ini tidak perlu diperhatikan. Biasanya tidak terlalu berpengaruh

pada bangunan satu tingkat, angin lebih menentukan. Kombinasi Beban:

1938

10650

4000

1400

D

A

C

B

A1, E A4, E

D, La, H

A2 D, La, H A3

20o

4

1

2

4

4

4

2

(1) 1,4 D (2a) 1,2 D + 1,6 L + 0,5 La (2b) 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H (3a) 1,2 D + 1,6 La + 0,5 L (3b) 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W (3c) 1,2 D + 1,6 H + 0,5 L (3d) 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W (4a) 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 La (4b) 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H (4c) 1,2 D - 1,3 W + 0,5 L + 0,5 La (4d) 1,2 D - 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H (5a) 1,2 D + 1,0 E + 0,5 L (5c) 1,2 D – 1,0 E + 0,5 L (6a) 0,9 D + 1,3 W (6b) 0,9 D – 1,3 W (6c) 0,9 D + 1,0 E (6d) 0,9 D – 1,0 E


Untuk setiap komponen struktur ditentukan gaya dalam terfaktor maksimum dan

minimum ( )minu

maxu Ndan N , atau [ ]min

max

uuu T ,V ,M Gaya aksial maksimum: (+ tarik ; - tekan)

A : maxuN = -2374 kg (3c)

B : maxuN = +1328 kg (3c)

C : maxuN = +624 kg (3d)

D : maxuN = -3647 kg (3c)

Perencanaan batang tarik B : Nu, max = 1328 kg (3c) L = 2631 mm Coba profil 40.40.3 A1 = 233,6 mm2 i1x = 12,3 mm i1η = 7,9 mm (min)

Anggap luas perlemahan ± 15% ~ 34,5 mm2 ⎯ setara dengan lubang netto, dnetto ~ 11,5 mm ⎯ dlubang = dnetto – 1,5 mm = 10 mm (85%Ag ⎯ OK).

Jadi luas netto, A1n = 0,85 * 233,6 = 198 mm2.

(a) Leleh φt = 0,9 fy = 240 MPa φt Nn = 0,9 * 2 * 233,6 * 240 MPa = 10090 kg > Nu (=1328 kg) OK! (b) Fraktur φf = 0,75 fu = 370 MPa φf Nn = φf . fu . Ae = φf . fu . UAn

dimana 0,9 Lx - 1 U ≤=

D

A

C

Bx

z


0,90,64 30

10,9 - 1 U ≤==

( )198 * 2 * 0,64 * 370 * 0,75 N nf =φ ( ) kg 1328 N kg 7000 u =>= ⎯ OK! (c) Geser blok:

fu Ant ? 0,6 fu Anv ( )[ ] 3*5,110*5,01,29*370 +− ? ( )[ ] 3*5,110*5,150*370*6,0 +−

25919 > 21812 ∴ [Tarik fraktur menentukan]

( )ntugvybsf AfAf6,0*75,0R +=φ ( )[ ]{ }

ton56,33*5,110*5,01,29*3703*50*240*6,0*75,0

=+−+=

Jadi tahanan geser blok adalah ( ) OKkg1328Nton12,7ton56,3*2R ubsf −−−=>==φ

Kelangsingan: ix = iy = 12,3 mm ; iη = 7,9 mm

240 213 mm 2,31mm 2631

i x

<==l OK!

NG240 333 mm ,97mm 2631

i>==

η

l

Gunakan kopel ditengah maka

240 167 mm ,97

mm 2631/2 i

2/<==

η

l OK! → Pasal 7.6.4

Baut mutu normal dua irisan dengan ulir pada kedua irisannya: φRn = 0,75 * 0,40 * b

uf * 2 * Ab dbaut ≤ dlubang – 1,5 mm = 10 – 1,5 = 8,5 mm ⎯ gunakan dbaut = 8,5 mm Abaut = 4

1 π 8,52 = 56,74 mm2

dl = 10 mm

L = 30 mm x = 10,9 mm

20

10,9

29,1 tarik geser


buf = 410 MPa

φRn = 0,75 * 0,40 * 410 * 2 * 56,74 = 1400 kg

Jumlah baut yang diperlukan, n = 14001328

RN

n

u =φ

= 0,95 → 2 (min) n = 2 baut

Catatan: Kuat baut dihitung berdasarkan beban terfaktor, bukan berdasarkan tahanan

rencana batang tarik. Perencanaan batang tekan D: Nu = -3647 kg (3c) L = 1630 mm Coba: 40.40.3 A1g = 233,6 mm2

i1x = 12,3 mm i1η = 7,9 mm

1,46 .000 200

240 12,31630 1

Ef

i

L 1 ykc =

π=

π=λ

2,67 1,46 * 1,25 1,25 22c ==λ=ω

Nd = φc Nn = φc Ag fy/ω = 0,85 * 2 * 233,6 * 240 / 2,67 = 3570 kg

1,02 35703647

NN

d

u == terlalu besar 2% dapat dianggap OK

Jumlah baut: baut 3 2,6 14003647 n →==

Kopel: 200 133 12,31630

iL

x

k <== OK

Jarak kopel a adalah demikian sehingga

x

k

iL

* 43

ia

=η

∴ a = 4 3 *

x

k

iL * iη =

4 3 * 133 * 7,9 = 785 mm

Ambil a = 3

1630 = 543 mm


Periksa tekuk batang terhadap sumbu bebas bahan. (a) Bila pelat kopel dibaut kencang tangan

220

2m ηλ+λ=λ

dimana η

η =λ=λia &

iL

b

k0

2bi =

1

211y

A 2 )28 (e A 2 I 2

AI ++=

= 2

y1i + (e + 8/2)2

ib = mm 19,32 4) (10,9 3,12 22 =++

69 7,9543

ia

==η

133) ( iL

109 69 32,19

1630 x

k22

m =<=+⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛=λ OK!

(b) Bila pelat kopel dilas atau dibaut kencang penuh (mutu tinggi),

2

y12

220

2m

1 0,82 λ

α+α

+λ=λ

dimana

8

be = 10,9

h

y y


α = 1,21 12,3 * 2

10,9 * 2 8 1ii

i2

h 2

y1

b

y1=

+=−⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

44 12,3543

ia 1y

y1 ===λ

84 19,321630

iL

b

k0 ===λ

7836 44 1,21 1

1,21 0,82 84 22

222

m =+

+=λ

∴ ( )133 iL

89 x

km =<=λ OK

Perencanaan batang-batang sekunder Bila digunakan cross/ double bresing:

• Hanya direncanakan terhadap tarik → nt

u

NN

φ ≤ 1,0

• Bila digunakan profil λ < 300 • Bila digunakan batang bulat tidak ada batasan kelangsingan.

Batang-batang sekunder

Gaya-gaya yang berasal dari angin dan/atau gempa yang bekerja pada seluruh bangunan dibagi jumlah rangka berbatang sekunder

Menara Transmisi Listrik Sindur P. Mangkoesoebroto 1

Irwan Kurniawan

MENARA TRANSMISI LISTRIK Pembebanan pada Konstruksi Menara Transmisi Listrik (1) Weather related VR: Largest wind velocity IR: Largest ice accumulation TR: (2) Kejadian-kejadian tak terduga (cannot be described statistically):

− Kerusakan / kegagalan komponen struktur: fatique, aus, tumbukan − Kegagalan seluruh struktur: tanah longsor, tornado, sabotase

(3) Construction and Maintenance (4) Berdasarkan penelitian terakhir[2], perancang perlu memperhatikan efek resonansi

akibat beban angin yang memberikan pengaruh torsi maksimum pada struktur. (5) Struktur menara transmisi listrik umumnya tidak diperiksa terhadap beban gempa,

karena pada sebagian besar kasus beban angin lebih menentukan. Namun pemeriksaan pondasi akibat liquefaction perlu diperhatikan.

Beban

Langsung diterima menara; Kejadian-kejadian yang menyebabkan terjadinya beban:

Beban-beban tidak langsung; “Resulting loads”

Kondisi cuaca / weather related

Kejadian tak terduga / accidental

Construction & maintenance

Ground wires

Conductor

Wind velocity; VR

Ice thickness; IR

Temperatur; TR

Statistic probability distributions

Warmest temperature (for sag purposes)

Coldest temperature (for cable tension purposes)

VERTICAL SPAN ON TOWER 5

DURING MAINTENANCE AT TOWER 3/4

1 2

3

4

5 6

LINE TRUCK

Note: 1 pound = 4,45 N 1 mile =1,6 km

ºC = 5/9*( ºF-32)


Irwan Kurniawan

Conductor attachment point

TRANSVERSE LOAD CARRYING

FACE

LONGITUDINAL LOAD CARRYING

FACE

8.6”

21.2” 21.2”

33.0

” 40

.0”

15.0

” 74

.0”

23.2

” 16

.8”

8.0”

26

.0”

89.0

”

W1 on A1

φ1

W2 on A2

φ2

W3 on A3

φ3

2 32 φ+φ

W4 on A4

φ4

W5 on A5

φ5

W6 on A6

φ6

3 654 φ+φ+φ

Tow

er s

ectio

n us

ed fo

r sol

idity

ratio

cal

cula

tions

.

29.0”

Ground wire attachment point

Section 1

Section 2

Section 3

Z

Y

X

THREE DIMENSIONAL TRANSMISSION TOWER STEEL STRUCTURE


Irwan Kurniawan

Load & Resistance Factor Design (LRFD) Weather Related Loads (Reliability – Based) [ ]50n Q and DL ofeffect R γ>φ (1.3 – 1) Security Requirement [ ]LS and DL ofeffect R n >φ (1.3 – 2) Construction and Maintenance (Safety) ( )[ ]M & C and DL ofeffect R CMn γ>φ (1.3 – 3) Code Loads [ ]LL ofeffect R nLL >φ (1.3 – 4) Keterangan: Rn = tahanan nominal komponen struktur φ = faktor tahanan φLL = faktor tahanan terhadap legislated load DL = beban-beban mati γ = faktor beban Q50 = beban akibat angin dengan kecepatan V50 yang memiliki periode ulang 50 tahun Load on wires or load acting directly on the supporting structures SL = Security loads untuk memperkecil konsekuensi kegagalan akibat cuaca atau

kejadian tak terduga CM = beban akibat konstruksi dan pemeliharaan γCM = faktor beban yang digunakan dalam persamaan-persamaan 1.3 – 3 γCM = ≥ 1,5 ← untuk beban statik dan dapat didefinisikan dengan baik 2 ← untuk beban dinamik LL = Legislated load Pemilihan Faktor Beban atau Periode Ulang Tabel 1.5 - 1 Load Factor γ or Load Return Period RP to Adjust Reliability by Factor LRF

Line reliabilty factor,

LRF (1)

Load factor γ (applied to Q50)

(2)

Load return period, RP (years)

(3)

1 2 4 8

1.0 1.15 1.3 1.4

50 100 200 400


Irwan Kurniawan

Pemilihan Faktor Tahanan (untuk keperluan desain komponen struktur)

LOAD/STRENGTH DESIGN FORMAT

SELECT LINE RELIABILITY FACTOR, LRF

(LRF normally equal to 1 unless is particularly important)

EFFECT OF LRF: Adjust reliability of all components in line by factor LRF

WHERE LRF ≥ 1

OBTAIN LOAD FACTOR, γ , OR LOAD RETURN PERIOD FROM TABLE 1.5-1

DETERMINE DESIGN LOAD EFFECT QD IN EACH COMPONENT

QD = EFFECT OF [ DL and γQ 50 ] Eq. 1.3-1 QD = EFFECT OF [ DL and SL ] Eq. 1.3-2 QD = EFFECT OF [ γCM (DL and C&M) ] Eq. 1.3-3 QD = EFFECT OF [ LL ] Eq. 1.3-4

SELECT COMPONENT RELIABILITY FACTOR, CRF

(CRF normally equal to 1)

EFFECT OF CRF: Further adjust reliability of component by factor CRF

OBTAIN STRENGTH FACTOR, φ

DESIGN COMPONENT WITH NOMINAL STRENGTH, R n,

SUCH THAT φ R n > QD


Irwan Kurniawan

BEBAN ANGIN

( ) γ= A. . fC .G . 2V .VZ . Q F

F = gaya angin dalam arah angin bertiup (pounds) Q = • faktor kepadatan udara → untuk mengkonversikan energi kinetik udara yang

bergerak menjadi energi potensial tekanan. Pada kondisi standar (60o F ~ 15o C; ketinggian permukaan laut): = 0,00256 (untuk kecepatan angin dalam mph dan tekanan dalam psf)

• untuk kondisi lain: → lihat Tabel D-1. V = kecepatan angin rencana disesuaikan dengan kondisi setempat, misalnya 70 mph ~ 112 km/jam ZV = faktor terrain:

− Exposure B: permukiman, hutan − Exposure C: pedesaan yang terbuka, peternakan, pada rumput, pesawahan − Exposure D: pantai

Lihat Tabel 2.4 – 1, atau pergunakan formula:

gog

oV Z Z 33untuk

ZZ

. 1,61 Z

1

≤≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

α

Dimana: Zo = ketinggian menara dari permukaan tanah Zg = gradien ketinggian, yaitu ketinggian dimana kecepatan angin menjadi

konstan α = power law coefficient; untuk memperhitungkan profil angin Zg dan α → lihat Tabel 2.4 – 2 G = gust response factor untuk conductor, ground wire, dan struktur menara Cf = force coefficient A = luas bidang tegak lurus arah angin bertiup

*) Parameter tinggi efektif, Zo

- Digunakan untuk menentukan faktor terrain (ZV) dan gust response factor untuk wire (Gw).

- Zo adalah ketinggian obyek yang ditinjau (conductor, ground wire, struktur menara) dari permukaan tanah terhadap resultan gaya angin.

Zg

Distribusi kecepatan angin


Irwan Kurniawan

*) Gust response factor (G)

- Digunakan untuk memperhitungkan efek dinamik hembusan angin

ww B . E . 1,9 0,7 G += menara nggiseluruh ti padakan diaplikasi B . E . 1,9 0,7 G tt →+=

α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛κ=

1

oZ33 . . 4,9 E

L

L . 0,8 11 B

S

w+

=

L

h . 0,375 11 B

S

t+

=

Keterangan:

B

B

w

t

⎭⎬⎫

E = exposure factor evaluated at the effecive height of the wire or structure α = power law coefficient κ = surface drag coefficient from Table G.3 - 1 Ls = turbulence scale L = design wind span of the wires (conductor + ground wire) ………feet h = total structure height ………feet

Zo

Struktur menara: Zo = 32 tinggi total menara

Ground wire: Zo = ketinggian attachment point - 31 sag of

ground wire

Conductor: Zo = ketinggian attachment point - 31 (insulator

length + sag of conductor)

G

Gw: conductor & ground wire

Gt: struktur menara

dimensionless response term corresponding to the quasi-static background wind loading on the structures / wire

⎭⎬⎫


Irwan Kurniawan

*) Force coefficient, Cf

• Merupakan rasio resultan gaya yang diterima per unit luas dalam arah angin terhadap tekanan angin yang bekerja

• Dikenal pula dengan istilah drag coefficient, pressure coefficient, atau shape factor

• Force coefficient yang diberikan berikut ini berlaku untuk penampang-penampang dengan aspect ratio > 40. Bila aspect ratio < 40 pergunakan koreksi pada lampiran H dari buku referensi.

Keterangan: aspect ratio lebardiameter /

member panjang=

a. Cf untuk conductor dan ground wire

• Pengaruh sudut kedatangan angin:

( ) f2

W 2

V C.. Cos .A . G .V . Z Q F γΨ= Cf = 1 (Rekomendasi ASCE) Ψ = sudut kedatangan angin terhadap sumbu tegak lurus jalur transmisi Catatan: A = full area perpendicular to the wire F = effective force perpendicular to the conductor or ground

wire

b. Cf untuk struktur menara • Untuk struktur menara yang tersusun dari rangka dengan bidang yang

rata → lihat Tabel 2.6 – 1 • Untuk struktur menara yang tersusun dari rangka dengan bidang yang

‘rounded’ → nilai-nilai Cf dalam Tabel 2.6 – 1 harus dikalikan dengan faktor dalam Tabel 2.6 – 2.

Catatan: Solidity ratio, o

m

AA

=φ

Am = luas penampang dalam arah angin Ao = luas bidang ‘outline’ dalam arah angin

TRA

NSM

ISI

JALU

R

Wind

Gaya efektif untuk conductor

Gaya efektif untuk struktur menara

Ψ


Irwan Kurniawan

• Pengaruh sudut kedatangan angin

F = Q (ZV.V)2 .Gt.(1 + 0,2 sin2 2Ψ)*(Aml .Cfl .cos2 Ψ + Amt .Cft.sin2 Ψ)*γ Aml = luas penampang dalam arah longitudinal Cfl = force factor dalam arah longitudinal Amt = luas penampang dalam arah transversal Cft = force factor dalam arah transversal Cfl dan Cft diperoleh dari Tabel 2.6 – 1 atau Tabel 2.6 – 1 * Tabel 2.6 – 2.

Di bawah ini dilampirkan contoh perhitungan beban angin untuk tranmission tower SUTET 500 kV dengan arah agin tegak lurus bidang longitudinal (sejajar bidang transversal), sedangkan untuk contoh-contoh lain dapat dilihat pada referensi [1]- section 4.

Referensi: 1. ASCE (1991), “Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading”

ASCE Manuals & Reports on Engineering Practise #74. 2. PT Propenta Persisten Indonesia (2006), “Re-evaluasi dan Desain Retrofit Sruktur

Menara Transmisi Listrik A-49 SUTET 500 kV Jalur Cirata-Cibatu,” PT PLN Litbang Ketenagalistrikan, Jakarta.


Irwan Kurniawan

Table 2.4 – 1. Terrain Factor, Zv

Height above

ground level,

z (ft) (1)

Exposure

B (2)

Exposure

C (3)

Exposure

D (4)

0-33 40 50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200

0.72 0.75 0.79 0.82 0.85 0.88 0.91 0.93 0.96 0.99 1.02 1.05 1.08

1.00 1.03 1.06 1.09 1.11 1.14 1.16 1.17 1.20 1.23 1.26 1.28 1.30

1.18 1.21 1.23 1.26 1.28 1.29 1.31 1.32 1.35 1.37 1.39 1.40 1.42

Table 2.4 – 2. Power Law Constants (ASCE 1990b)

Exposure category

(1) α

(2)

Zg (feet)

(3)

B C D

4.5 7.0 10.0

1200 900 700

Table 2.6 – 1. Force Coefficients, Cf, for Normal Wind on Latticed Truss Structures

Having Flat-Sided Members (ASCE 1990b)

Force Coefficient, Cf*

Solidity

ratio, φ (1)

Square-section

structures (2)

Triangular-section

Structures (3)

< 0.025 0.025-0.44 0.45-0.69 0.70-1.00

4.0 4.1 – 5.2φ

1.8 1.3 + 0.7φ

3.6 3.7 – 4.5φ

1.7 1.0 + φ


Irwan Kurniawan

Table 2.6 – 2. Correction Factors for Normal Wind on Round-Section Members in

Latticed Truss Structures (ASCE 1990b)

Solidity ratio, φ (1) Correction factor (2)

< 0.30 0.30-0.79 0.80-1.00

0.67 0.67φ + 0.47

1.00

Table 2.6 – 3. Members Force Coefficients

Members shape (1) Force coefficient, Cf (2) Adopted from (3) Circular 16-sided polygonal 12-sided polygonal 8-sided polygonal 6-sided polygonal Square, rectangle

0.9 0.9 1.0 1.4 1.4 2.0

ASCE 7-88 (1990b) James (1976) James (1976) ASCE 7-88 (1990b), James (1976) ASCE 7-88 (1990b) ASCE 7-88 (1990b)

Table D-1. Air Density Factor, Q (Brekke 1959) [note: 0C=5/9*(0F-32)]

Elevation Above Sea Level (ft) Air temp

(o F)

(1) 0

(2)

2000

(3)

4000

(4)

6000

(5)

8000

(6)

10,000

(7)

-40 -20

0 20 40 60 80

100

0.00317 0.00293 0.00289 0.00277 0.00266

0.00256*

0.00246 0.00238

0.00294 0.00281 0.00268 0.00257 0.00247 0.00237 0.00229 0.00221

0.00273 0.00261 0.00249 0.00239 0.00230 0.00221 0.00213 0.00205

0.00254 0.00243 0.00232 0.00223 0.00214 0.00205 0.00198 0.00191

0.00237 0.00226 0.00216 0.00207 0.00199 0.00191 0.00184 0.00177

0.00220 0.00210 0.00201 0.00192 0.00185 0.00178 0.00171 0.00165

Table G.3 – 1. Exposure Category Constants

Exposure category (1)

Power law coefficient

α (2)

Gradient height

(ft) Zg (3)

Surface drag

coefficient K (4)

Turbulence scale (ft)

Ls (5)

B C D

4.5 7.0 10.0

1200 900 700

0.010 0.005 0.003

170 220 250


Irwan Kurniawan

CONTOH PERHITUNGAN

BEBAN ANGIN PADA KONSTRUKSI MENARA TRANSMISI LISTRIK SUTET 500 KV

BERDASARKAN ASCE MANUALS AND REPORTS ON ENGINEERING PRACTISE #74

Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading

Data menara transmisi listrik:

1. Menentukan tinggi efektif (Z0)

a. Struktur

Tinggi menara Hs = 265.95 ft

Hs = 81.062 m

Z0_s = 32 * Hs

= 32 * 265.95 ft

X

Z

Skala ukuranmanusia

+81.06 m

+68.21 m

+56.71 m

+45.21 m

+36.70 m

+24.30 m

1st arm

2nd arm

3rd arm

4th arm

X

Z

X

Z

Skala ukuranmanusia

+81.06 m

+68.21 m

+56.71 m

+45.21 m

+36.70 m

+24.30 m

1st arm

2nd arm

3rd arm

4th arm

Gambar 1. Tampak sisi transverse menara transmisi listrik

58.63°

TOWER 48

TOWER 50

X

Y

58.63°

TOWER 48

TOWER 50

X

Y

X

Y

Gambar 2. Tampak atas menara transmisi listrik

arah anginSec. 1

Sec. 2

Sec. 3

Sec. 4

Sec. 5

Sec. 6

Sec. 7

Sec. 8


Irwan Kurniawan

= 177.3 ft

Z0_s = 54.041 m

b. 1st arm

Sag di arah 48-49 (data ABB) → sag48 = 55.577 ft

sag48 = 16.94 m

Sag di arah 49-50 (data ABB) → sag50 = 33.793 ft

sag50 = 10.30 m

Catatan: data sag diambil pada kondisi temperatur 15°C

Tinggi attachment point → Hatt_1 = 265.95 ft

Hatt_1 = 81.062 m

48 – 49 → Z0_1_48 = Hatt_1 - 31 * sag48

= 265.95 - 31 * 55.577

Z0_1_48 = 247.424 ft

49 – 50 → Z0_1_50 = Hatt_1 - 31 * sag50

= 265.95 - 31 * 33.793

Z0_1_50 = 254.686 ft

c. 2nd arm


Hatt_2 = 68.211 m

48 – 49 → Z0_2_48 = Hatt_2 - 31 * sag48

= 223.79 - 31 * 55.577

Z0_2_48 = 205.264 ft

49 – 50 → Z0_2_50 = Hatt_2 - 31 * sag50


Irwan Kurniawan

= 223.79 - 31 * 33.793

Z0_2_50 = 212.526 ft

c. 3rd arm


Hatt_3 = 56.711 m

48 – 49 → Z0_3_48 = Hatt_3 - 31 * sag48

= 186.06 - 31 * 55.577

Z0_3_48 = 167.534 ft

49 – 50 → Z0_3_50 = Hatt_3 - 31 * sag50

= 186.06 - 31 * 33.793

Z0_3_50 = 174.796 ft

d. 4th arm


Hatt_4 = 45.202 m

48 – 49 → Z0_4_48 = Hatt_4 - 31 * sag48

= 148.3 - 31 *55.577

Z0_4_48 = 129.774 ft

49 – 50 → Z0_4_50 = Hatt_4 - 31 *sag50

= 148.3 - 31 * 33.793

Z0_4_50 = 137.036 ft

2. Menentukan terrain factor (Zv)

(Tabel 2.4-2) Exposure D (tepi danau) α = 10 Zg = 700 ft


Irwan Kurniawan

a. Struktur Zv_s = 1.61*α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛1

g

s_0

ZZ

= 1.61*101

7003.177⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

= 1.403

b. 1st arm

48 – 49 → Z0_1_48 = 247.424 ft

Zv_1_48 = 1.61*α1

0_1_48 Z⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

gZ

= 1.61*101

700 247.424⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Zv_1_48 = 1.451

49 – 50 → Z0_1_50 = 254.686 ft

Zv_1_50 = 1.61*α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛1

g

0_1_50

Z Z

= 1.61*101

700 254.686⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Zv_1_50 = 1.455

Zv_1 = max (Zv_1_48, Zv_1_50)

Zv_1 = 1.455

c. 2nd arm

48 – 49 → Z0_2_48 = 205.264 ft

Zv_2_48 = 1.61*α1

0_2_48 Z⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

gZ

= 1.61*101

700 205.264⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Zv_2_48 = 1.424


Irwan Kurniawan

49 – 50 → Z0_2_50 = 212.526 ft

Zv_2_50 = 1.61*α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛1

g

0_2_50

Z Z

= 1.61* 101

700 212.526⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Zv_2_50 = 1.429

Zv_2 = max (Zv_2_48, Zv_2_50)

Zv_2 = 1.429

d. 3rd arm

48 – 49 → Z0_3_48 = 167.534 ft

Zv_3_48 = 1.61*α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛1

g

0_3_48

Z Z

= 1.61* 101

700 167.534⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Zv_3_48 = 1.395

49 – 50 → Z0_3_50 = 174.796 ft

Zv_3_50 = 1.61*α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛1

g

0_3_50

Z Z

= 1.61* 101

700 174.796⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Zv_3_50 = 1.401

Zv_3 = max (Zv_3_48, Zv_3_50)

Zv_3 = 1.401

e. 4th arm

48 – 49 → Z0_4_48 = 129.774 ft

Zv_4_48 = 1.61*α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛1

g

0_4_48

Z Z

= 1.61* 101

700 129.774⎟⎠⎞

⎜⎝⎛


Irwan Kurniawan

Zv_4_48 = 1.36

49 – 50 → Z0_4_50 = 137.036 ft

Zv_4_50 = 1.61*α

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛1

g

0_4_50

Z Z

= 1.61* 101

700 137.036⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Zv_4_50 = 1.368

Zv_4 = max (Zv_4_48, Zv_4_50)

Zv_4 = 1.368

Kesimpulan: Zv_s = 1.403 ; Zv_1 = 1.455 ; Zv_2 = 1.429 ; Zv_3 = 1.401 ; Zv_4 = 1.368

3. Menentukan gust response factor

Exposure D (Tabel G.3-1): α = 10 κ = 0.003 Zg = 700 ft Ls = 250 ft

a. Struktur E = α

κ

1

0_SZ33 * *9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

177.333 * 003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E = 0.227

h = HS

h = 265.95 ft

Bt =

SLh * 0.375 1

1

+

=

250265.95 * 0.375 1

1

+

Bt = 0.715

Gt = tB * E * 1.9 7.0 +

= 0.715 * 0.227 * 1.9 7.0 +

Gt = 1.064

b. 1st arm


Irwan Kurniawan

Design wind span LW = 491.4 m = 1612.205 ft

BW =

S

W

LL

*8.01

1

+

=

250205.1612*8.01

1

+

BW = 0.162

48 – 49 → Z0_1_48 = 247.424 ft

E1_48 = α

κ

1

0_1_48Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

247.424 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E1_48 = 0.21941

GW_1_48 = W1_48 B *E * 1.9 7.0 +

= 0.162 *0.21941 * 1.9 7.0 +

GW_1_48 = 0.86798

49 – 50 → Z0_1_50 = 254.686 ft

E1_50 = α

κ

1

0_1_50Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

254.686 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E1_50 = 0.21878

GW_1_50 = W1_50 B *E * 1.9 7.0 +

= 0.162 *0.21878 * 1.9 7.0 +

GW_1_50 = 0.8675

GW_1 = max (GW_1_48, GW_1_50)

GW_1 = 0.868

c. 2nd arm


Irwan Kurniawan

48 – 49 → Z0_2_48 = 205.264 ft

E2_48 = α

κ

1

0_2_48Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

205.264 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E2_48 = 0.22355

GW_2_48 = W2_48 B *E * 1.9 7.0 +

= 0.162 *0.22355 * 1.9 7.0 +

GW_2_48 = 0.87115

49 – 50 → Z0_2_50 = 212.526 ft

E2_50 = α

κ

1

0_2_50Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

212.526 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E2_50 = 0.22278

GW_2_50 = W2_50 B *E * 1.9 7.0 +

= 0.162 *0.22278 * 1.9 7.0 +

GW_2_50 = 0.87055

GW_2 = max (GW_2_48, GW_2_50)

GW_2 = 0.871

d. 3rd arm

48 – 49 → Z0_3_48 = 167.534 ft

E3_48 = α

κ

1

0_3_48Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

167.534 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E3_48 = 0.22814

GW_3_48 = W3_48 B *E * 1.9 7.0 +


Irwan Kurniawan

= 0.162 *0.22814 * 1.9 7.0 +

GW_3_48 = 0.87466

49 – 50 → Z0_3_50 = 174.796 ft

E3_50 = α

κ

1

0_3_50Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

174.796 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E3_50 = 0.22717

GW_3_50 = W3_50 B *E * 1.9 7.0 +

= 0.162 *0.22717 * 1.9 7.0 +

GW_3_50 = 0.87392

GW_3 = max (GW_3_48, GW_3_50)

GW_3 = 0.875

e. 4th arm

48 – 49 → Z0_4_48 = 129.774 ft

E4_48 = α

κ

1

0_4_48Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

129.774 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E4_48 = 0.23404

GW_4_48 = W4_48 B *E * 1.9 7.0 +

= 0.162 *0.23404 * 1.9 7.0 +

GW_4_48 = 0.87115

49 – 50 → Z0_4_50 = 137.036 ft

E4_50 = α

κ

1

0_4_50Z 33*9.4 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

= 101

137.036 33003.0*9.4 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

E4_50 = 0.23277


Irwan Kurniawan

GW_4_50 = W4_50 B *E * 1.9 7.0 +

= 0.162 *0.23277 * 1.9 7.0 +

GW_4_50 = 0.87821

GW_4 = max (GW_4_48, GW_4_50)

GW_4 = 0.878

Kesimpulan: Gt = 1.064 ; GW_1 = 0.868 ; GW_2 = 0.871; GW_3 = 0.875; GW_4 = 0.878

4. Menentukan force coefficient

Luas member tiap-tiap segmen:

Am_1 = 4 m2 Am_2 = 5 m2 Am_3 = 11.2 m2 Am_4 = 11.3 m2

Am_5 = 13.9 m2 Am_6 = 24.6 m2 Am_7 = 9.7 m2 Am_8 = 33.3 m2

Luas outline tiap-tiap segmen:

A1 = 27.4 m2 A2 = 31 m2 A3 = 63.3 m2 A4 = 71.9 m2

A5 = 81 m2 A6 = 196.7 m2 A7 = 63.5 m2 A8 = 126.5 m2

Solidity ratio: 1

1_m1 A

A=φ

2

2_m2 A

A=φ

3

3_m3 A

A=φ

4.27

4=

315

= 3.632.11

=

146.01 =φ 161.02 =φ 177.03 =φ

4

4_m4 A

A=φ

5

5_m5 A

A=φ

6

6_m6 A

A=φ

9.713.11

= 81

9.13=

7.1966.24

=

157.04 =φ 172.05 =φ 125.06 =φ

7

7_m7 A

A=φ

8

8_m8 A

A=φ

5.63

7.9=

5.1263.33

=

153.07 =φ 263.08 =φ


Irwan Kurniawan

Force Coefficient: Cf_1 = 4.1 - 5.2 * φ1 Cf_2 = 4.1 - 5.2 * φ2

= 4.1 - 5.2 * 0.146 = 4.1 - 5.2 * 0.161

Cf_1 = 3.34 Cf_2 = 3.26

Cf_3 = 4.1 - 5.2 * φ3 Cf_4 = 4.1 - 5.2 * φ4

= 4.1 - 5.2 * 0.177 = 4.1 - 5.2 * 0.157

Cf_3 = 3.18 Cf_4 = 3.28

Cf_5 = 4.1 - 5.2 * φ5 Cf_6 = 4.1 - 5.2 * φ6

= 4.1 - 5.2 * 0.172 = 4.1 - 5.2 * 0.125

Cf_5 = 3.21 Cf_6 = 3.45

Cf_7 = 4.1 - 5.2 * φ7 Cf_8 = 4.1 - 5.2 * φ8

= 4.1 - 5.2 * 0.153 = 4.1 - 5.2 * 0.263

Cf_7 = 3.31 Cf_8 = 2.73

5. Menentukan air density factor (Q)

Temperatur rata-rata TC = 15 TF = 59 * TC + 32

= 59 * 15 + 32

TF = 59

Ketinggian rata-rata Havg = 500 m (estimasi)

Havg = 1640.42 ft

Dari Tabel D-1

( ) psf 00247.000247.000266.0*02000

42.16402000Q40 ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +−

−−

=

psf 0025.0Q40 =

( ) psf 0.002370.002370.00256*02000

1640.422000Q60 ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +−

−−

=

psf 0024041601.0Q60 =

Untuk T = 59°F

( ) 606040 QQQ*40605960Q +−

−−

=

( ) 0024041601.00024041601.00025.0*40605960

+−−−

=

psf 00241.0Q =


Irwan Kurniawan

6. ASCE Extreme Wind – transverse (70 mph)

LRF = 1 γ = 1

a. 1st arm unit loads and tension

V = 70 Cf = 1 D = 0.3 (16 mm) (assumed 30% of conductor)

D = 0.0157 ft

- wind on wire ( ) γ= *D*C*G*V*Z*QF f1_W2

1_V1_W

Q = 0.00241 psf

ZV_1 = 1.455

GW_1 = 0.868

( ) 1*0157.0*1*868.0*70*455.1*00241.0F 21_W =

ftlb342.0F 1_W =

- vertical ( )216*3.0*4

*04248.0 π=VF per m’

(Net weight/ volume: 0.04248 N/mm2/m’)

m

tonmNFV 000078.078.0 ==

- 15°C initial tension Fi_1 = 0.3 * 13937 N = 0.4 ton (Data ABB) 1st arm tower loads

weight_span = 355.7 m weight_span = 1167 ft

wind_span = 491.4 m wind_span = 1612.2 ft

- vertical vertical1 = FV * weight_span = 0.000078*355.7 = 0.03 ton

- transverse wind1 = FW_1 * wind_span = 0.342*1612.2 = 551.37 lb = 0.2 ton

line_angle_481 = Fi_1 * sin 0º = 0.4 * sin 0º = 0 ton

line_angle_501 = Fi_1 * sin 58.63º = 0.4 * sin 58.63º = 0.4 ton

total48_1 = wind1 + line_angle_481 = 0.2 + 0 = 0.2 ton

total50_1 = wind1 + line_angle_501 = 0.2 + 0.4 = 0.6 ton

b. 2nd arm unit loads and tension

V = 70 Cf = 1 D = 16 mm = 0.0525 ft

Q = 2.409 * 10-3 psf ZV_2 = 1.429 GW_2 = 0.871 IW = 1.15 (15% over) number of cable n = 2

- wind on wire ( ) γ= *D*C*G*V*Z*Q*nF f2_W2

2_V2_W


Irwan Kurniawan

( ) 1*0525.0*1*871.0*70*429.1*10*409.2*2F 232_W

−=

ftlb205.2F 2_W =

- vertical 15.1*2*76.144*04248.0**76.144*04248.0 == WV InF (ABB: Cross sectional area of conductor)

m

tonmNFV 00144.0144.14 ==

- 15°C initial tension Fi = 13937 * n = 13937 * 2 = 27874 N

Fi = 2.8 ton

2nd arm tower loads


wind_span = 491.4 m wind_span = 1612 ft

- vertical vertical = FV * weight_span = 0.00144 * 355.7 = 0.5 ton

- transverse wind2 = FW_2* wind_span = 2.205 * 1612 = 3554.46 lb = 1.6 ton

line_angle_482 = Fi * sin 0º = 2.8 * sin 0º = 0 ton

line_angle_502 = Fi * sin 58.63º = 2.8 * sin 58.63º = 2.4 ton


total50_2 = wind2 + line_angle_502 = 1.6 + 2.4 = 4 ton

c. 3rd arm unit loads and tension

V = 70 Cf = 1 D = 16 mm = 0.0525 ft

Q = 2.409 * 10-3 psf ZV_3 = 1.401 GW_3 = 0.875 IW = 1.15

number of cable n = 2


3_V3_W

( ) 1*0525.0*1*875.0*70*401.1*10*409.2*2 233_

−=WF

ftlb129.2F 3_W =

- vertical 15.1*2*76.144*04248.0**76.144*04248.0 == WV InF

m

tonmNFV 00144.0144.14 ==


Fi = 2.8 ton

3rd arm tower loads



Irwan Kurniawan



- transverse wind3 = FW_3* wind_span = 2.129 * 1612.2 = 3432.37 lb = 1.53 ton





d. 4th arm unit loads and tension

V = 70 Cf = 1 D = 16 mm = 0.0525 ft

Q = 2.409 * 10-3 psf ZV_4 = 1.368 GW_4 = 0.878 IW = 1.15

number of cable n = 2


4_V4_W

( ) 1*0525.0*1*878.0*70*368.1*10*409.2*2F 234_W

−=

ftlb036.2F 4_W =

- vertical 15.1*2*76.144*04248.0**76.144*04248.0 == WV InF

m

tonmNFV 00144.0144.14 ==


Fi = 2.8 ton

4th arm tower loads




- transverse wind4 = FW_4* wind_span = 2.036 * 1612.2 = 3282.44 lb = 1.46 ton





Wind on tower

Q = 2.409 * 10-3 psf ZV_S = 1.403 V = 70 Gt = 1.064 γ = 1


Irwan Kurniawan

Am_1 = 4 m2 A m_2 = 5 m2 A m_3 = 11.2 m2 A m_4 = 11.3 m2

A m_5 = 13.9 m2 A m_6 = 24.6 m2 A m_7 = 9.7 m2 A m_8 = 33.3 m2

Ft = Q * (ZV_S * V)2 * Gt * γ

Ft = 2.409 * 10-3 * (1.403 * 70)2 * 1.064 * 1

Ft = 24.748 psf

W1 = Ft * Cf_1 * Am_1 W1 = 24.748 * 3.34 * 4 * 10.76 = 3557.61 lb W1 = 1.6 ton

W2 = Ft * Cf_2 * Am_2 W2 = 24.748 * 3.26 * 5 * 10.76 = 4340.5 lb W2 = 1.9 ton

W3 = Ft * Cf_3 * Am_3 W3 = 24.748 * 3.18 * 11.2 * 10.76 = 9484.13 lb W3 = 4.2 ton

W4 = Ft * Cf_4 * Am_4 W4 = 24.748 * 3.28 * 11.3 * 10.76 = 9869.72 lb W4 = 4.4 ton

W5 = Ft * Cf_5 * Am_5 W5 = 24.748 * 3.21 * 13.9 * 10.76 = 11881.53 lb W5 = 5.3 ton

W6 = Ft * Cf_6 * Am_6 W6 = 24.748 * 3.45 * 24.6 * 10.76 = 22600 lb W6 = 10.1 ton

W7 = Ft * Cf_7 * Am_7 W7 = 24.748 * 3.31 * 9.7 * 10.76 = 8549.72 lb W7 = 3.8 ton

W8 = Ft * Cf_8 * Am_8 W8 = 24.748 * 2.73 * 33.3 * 10.76 = 24208 lb W8 = 10.8 ton

W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 + W7 + W8 =

1.6 + 1.9 + 4.2 + 4.4 + 5.3 + 10.1 + 3.8 + 10.8 = 42 ton

Kesimpulan untuk beban angin dengan periode ulang 50 tahun

1st arm

Initial tension: Fi_1 = 0.4 ton

Vertical: vertical1 = 0.03 ton

wind1 = 0.2 ton

line_angle_481 = 0 ton

line_angle_501 = 0.4 ton

total48_1 = 0.2 ton

total50_1 = 0.6 ton

2nd arm

Initial tension: Fi = 2.8 ton

Vertical: vertical = 0.5 ton

wind2 = 1.6 ton



total48_2 = 1.6 ton

total50_2 = 4 ton

3rd arm



wind3 = 1.5 ton



total48_3 = 1.53 ton


4th arm



wind4 = 1.5 ton





Sindur P. Mangkoesoebroto

Irwan Kurniawan

Wind on tower

W1 = 1.6 ton W2 = 1.9 ton

W3 = 4.2 ton W4 = 4.4 ton

W5 = 5.3 ton W6 = 10.1 ton

W7 = 3.8 ton W8 = 10.8 ton

W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 + W7 + W8 =

1.6 + 1.9 + 4.2 + 4.4 + 5.3 + 10.1 + 3.8 + 10.8 = 42 ton

Catatan: Semua angin pada tower dihitung pada bidang/ muka longitudinal.

Jembatan Kereta Api Sindur P. Mangkoesoebroto

Irwan Kurniawan

1

JEMBATAN KERETA API PEMBEBANAN PADA STRUKTUR I. Berdasarkan Rencana Muatan 21

1. Beban hidup Sebagai beban bergerak dianggap suatu susunan kereta api terdiri dari dua lokomotif dengan tender seperti terlihat pada gambar di bawah ini: Jumlah total 168 ton atau 8.75 ton/meter Bila dengan kereta/ gerobak yang banyaknya tidak tertentu maka konfigurasinya adalah sebagai berikut:

Jumlah 24 ton atau 5 ton/meter Jika hanya ada 6 atau 7 gandar yang dapat tempat dalam perhitungan maka berat muatan gandar harus ditambah sampai 15 ton.

Jika hanya ada 5 gandar yang dapat tempat dalam perhitungan maka berat muatan gandar harus ditambah sampai 17 ton.


120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 ton1920 cm

Lokomotif Tender

240 120

120 120 120 120 120 120

15 15 15 15 15 15 15

120 120 120 120

17 17 17 17 17

120

18

120

18 18

120 240 120

12 12


Irwan Kurniawan

2



Dari skema beban gandar di atas, maka untuk desain beban pilih konfigurasi beban yang akan memberikan reaksi terbesar bagi perhitungan.

2. Koefisien impak Beban hidup diatas harus dikalikan dengan koefisien impak yang besarnya ditentukan

dengan formula: I=1,3+[27,5/(L+50)]. L adalah panjang bentang komponen struktur yang sedang diperhitungkan. Tidak ada pembatasan nilai maksimum untuk koefisien impak.

3. Gaya menjauhi titik pusat (gaya sentrifugal)

Pada jembatan-jembatan yang berada dalam kelengkungan, harus diperhitungkan pengaruh gaya sentrifugal tekanan gandar yang besarnya ditentukan dengan formula: K = A*V2/(127*R) Dimana: K = gaya menjauhi titik pusat yang bekerja pada rel sisi luar (ton) A = tekanan gandar (ton) V = kecepatan (km/jam) R= jari-jari kelengkungan (meter) Gaya ini tidak dikalikan dengan koefisien impak. Gaya ini dianggap mempunyai titik tangkap pada sebuah bidang yang letaknya:

Pada sepur 1,435 meter, setinggi 1,75 meter diatas kepala rel Pada sepur 1,067 meter, setinggi 1,50 meter diatas kepala rel

4. Tegangan-tegangan yang disebabkan oleh temperatur

Tegangan-tegangan akibat perubahan temperatur perlu diperhatikan bila temperatur melewati 35oC atau kurang dari 15oC.

5. Beban angin

Tekanan angin dianggap sebagai beban merata, tanpa koefisien impak, bekerja dalam arah horisontal, sebesar 100 kg/m2. Sedangkan luas bidang yang harus diperhitungkan terkena angin adalah sebagai berikut: a. Jembatan rangka

Luas bidang yang terkena angin adalah 1,5 luas komponen rangka + luas lantai jalan (lihat butir c) dan luas beban hidup (lihat butir d). Jumlah ini dapat dikurangi dengan

120

19 19

20


Irwan Kurniawan

3

bagian lantai jalan dan bagian beban hidup yang mungkin tertutup untuk komponen rangka.

b. Jembatan balok pelat berdinding penuh Luas bidang yang terkena angin adalah luas bidang satu balok utama + luas lantai jalan (lihat butir c) yang mungkin muncul diatasnya dan luas beban hidup (lihat butir d).

c. Luas lantai jalan Yang dimaksud dengan lantai jalan adalah balok-balok melintang dan memanjang, bantalan-bantalan beserta rel kereta api.

d. Beban hidup Luas bidang beban hidup yang terkena oleh angin diambil sebagai berikut:

Pada sepur 1,435 meter = luas bidang persegi empat dengan tinggi 3,5 meter yang titik beratnya 1,75 meter diatas kepala rel.

Pada sepur 1,067 meter = luas bidang persegi empat dengan tinggi 3 meter yang titik beratnya 1,5 meter diatas kepala rel.

6. Gaya lateral karena tekanan lokomotif Harus diperhitungkan gaya lateral yang diakibatkan oleh lokomotif terhadap jembatan,

sebagai gaya horizontal, S. Besar arah dan titik tangkap S sesuai tabel dibawah. Tekanan angin dan gaya lateral yang disebabkan oleh lokomotif dianggap tidak dapat terjadi bersama-sama.

Gaya horizontal, S, disebabkan oleh lokomotif Gaya S Jembatan kereta

api Besar A r a h Titik tangkap

Lurus

10AS maks=

Tegak lurus pada sumbu memanjang

jembatan dan seperti juga halnya

pada tekanan angin, bekerja dalam 2 arah

Lengkungan R ≥ 900

150<R< 900

R ≤ 150

10AS maks=

( )150R750

AS maks −=

S = 0

Sejajar dengan gaya menjauhi titik pusat dan

seperti juga halnya pada tekanan angin, bekerja dalam 2 arah

Pada tinggi kepala rel ditempat yang

paling membahayakan untuk masing-masing batang

Amaks = muatan gandar yang terbesar (tidak dengan koefisien impak), yang ada dalam gandar lokomotif. R = Jari-jari kelengkungan dalam meter.

7. Gaya rem

Pengaruh gaya rem harus diperhitungkan untuk jembatan dengan bentang 20 m atau lebih. Besarnya gaya rem ialah 1/6 berat lokomotif dan 1/10 berat kereta (semua kereta dimuati penuh), yang membebani jembatan dimana koefisien impak tidak diperhitungkan.


Irwan Kurniawan

4

8. Ruang Bebas Batas I: untuk jembatan dengan kecepatan sampai 60 km/jam Batas II: untuk ‘viaduk’ dan terowongan dengan kecepatan sampai 60 km/jam

dan untuk jembatan tanpa pembatasan kecepatan Batas III: untuk ‘viaduk’ baru dan bangunan lama kecuali terowongan dan

jembatan Batas IV: untuk lintas kereta listrik

II. Berdasarkan American Railway Engineering Association (AREA) 1. Gaya yang Bekerja

Perencanaan jembatan harus memperhitungkan beban dan gaya-gaya seperti yang tertulis di bawah ini: - Beban mati - Beban hidup - Beban impak - Beban angin

300 ≤ R ≤ 3000 m

BELOK KE KANAN

1067

1000 1000

1300 1300

1530

1600

R < 3000 m

2050

1950 1950

2550

1100

+ 4500

+ 4700

+ 5000

+ 5900

+ 6200

1300

1950

1950 + 6045

+ 4845

+ 4320 + 4200

+ 1000

+ 750

+ 450

+ 200 + 40 0 PERMUKAAN R

R > 3000 m

PADA JALAN REL LENGKUNG: BELOK KE KIRI

Batas IV

Batas III

Batas II

Batas I

Tinggi kawat aliran listrik terbesar

Tinggi normal kawat aliran listrik


Irwan Kurniawan

5

- Beban sentrifugal - Beban-beban lateral lainnya - Beban-beban longitudinal lainnya

2. Beban Hidup

a. Rekomendasi beban hidup dalam lb per sumbu dan trailing load dalam lb per linier ft untuk tiap track adalah berupa beban Cooper E - 80, yang diilustrasikan pada gambar di bawah ini:

Jadi beban Cooper E-80 ini terdiri dari beban terpusat sepanjang 2 lokomotif dan ruang kosong yang tersisa diisi dengan beban merata. Catatan mengenai proses penempatan posisi beban: a. Perencana diharapkan dapat menempatkan beban hidup sehingga menimbulkan

reaksi maksimum. b. Untuk anggota yang menerima beban lebih dari satu track, maka desain beban

hidup adalah sebagai berikut: - Untuk dua track, beban hidup diletakkan secara penuh di atas dua track tersebut - Untuk tiga track, beban hidup diletakan secara penuh di dua track dan satu-

setengah di atas track yang lain - Dst. Lihat AREA 1.3.3

Pemilihan tipe pembebanan track dari jenis-jenis desain beban hidup seperti yang telah disebutkan di atas diambil melalui kriteria tipe pembebanan yang akan menghasilkan reaksi maksimum.

3. Tipe Deck

Struktur deck jembatan kereta api dapat dibagi menjadi dua tipe yaitu: 1. Open deck structures. 2. Ballasted deck structures.

4. Beban Impak

Untuk open deck bridges persentase beban impak ditentukan dengan formula di bawah ini: a. Untuk Rolling equipment tanpa hammer blow (diesel, lokomotif listrik, tenders

dst): • Jika L kurang dari 80 ft

100/S + 40 - 3L2/1600 • Jika L lebih dari 80 ft

100/S + 16 + 600/(L-30) b. Untuk Rolling equipment dengan hammer blow:

1. Untuk bentangan berupa balok, stringers, girders maka: • Jika L kurang dari 100 ft

80,0

00

80,0

00

80,0

00

80,0

00

80,0

00

80,0

00

80,0

00

80,0

00

40,0

00

40,0

00

52,0

00

80,000 52,0

00

52,0

00

52,0

00

52,0

00

52,0

00

52,0

00

52,0

00

8’ 5’ 5’ 5’ 9’ 5’ 6’ 5’ 8’ 8’ 5’ 5’ 5’ 9’ 5’ 6’ 5’ 5’


Irwan Kurniawan

6

Rel

Bantalan

Gelagar memanjang

100/S + 60 - L2/500 • Jika L lebih dari 100 ft

100/S + 10 + 1800/(L-40) 2. Untuk bentangan berupa rangka batang, maka:

• Jika L kurang dari 100 ft 100/S + 15 - 4000/(L + 25)

S = jarak (ft) antar as sebuah atau satu grup longitudinal beam, girder atau

rangka. L = panjang (ft) as ke as dari pendukung stringers, transverse beam tanpa

stringers, longitudinal girders dan rangka (main members) 5. Ruang Bebas Jembatan Kereta Api SISTEM STRUKTUR Komponen sebuah sistem struktur jembatan kereta api yang berupa beam span adalah sebagai berikut:

90o

16'

3'

4'

23'

Plane across top of rails

C O

f tra

ck

3' 3' 6’6’

9’ 9’18’


Irwan Kurniawan

7

Contoh Soal Diketahui desain awal dari sebuah konstruksi jembatan seperti terlihat pada gambar di bawah ini: Pertanyaan: 1. Rencanakan dimensi bantalan rel jembatan kereta api 2. Rencanakan gaya geser dan gaya lentur ultimate gelagar memanjang kereta api 3. Rencanakan dimensi gelagar memanjang kereta api 4. Rencanakan jenis ikatan yang digunakan pada jembatan kereta api

Catatan: Analisis Pembebanan menggunakan AREA 1. Perencanaan Bantalan Rel Karena dalam AREA tidak disebutkan ketentuan tentang bantalan maka, dimensi bantalan harus direncanakan terlebih dahulu.

POTONGAN I

1900

1250 1250 1250 1250

2250 2250 2250 2250

1250 1250 1250 1250

Lebasr lajur = 3600

2000 2000

1067 3000 3000 3000 1067

1500

1500

7000

PENAMPANG MEMANJANG JEMBATAN

L

L L L L

L=6,75 m


Irwan Kurniawan

8

Model Struktur Bantalan

Keterangan: P adalah beban yang berasal dari: 1. Beban terberat roda kereta api dibagi 2:

40000 lb = 0.4536*40000 kg = 18144 kg

2. Beban rel dan beban ikatan-ikatan dibagi 2: 100 lb/line foot dikonversikan ke beban terpusat dengan memperhatikan jarak antar bantalan sehingga diperoleh 74.41 kg .

3. Bantalan akan dipasang tiap 75 cm, maka:

P = (18144 + 74.41)kg = 18218.41 kg = 18.3 ton Kemudian dari perhitungan diperoleh: Mu = 0.1*18.3 = 1.83 ton meter Vu = 18.3 ton

Maka: Coba Profil IWF 300.150.6,5.9 mm Properties dari Profil IWF 300.150.6,5.9 mm adalah sebagai berikut:

h = 300 mm Ix = 7210 cm4 bf = 150 mm Iy = 508 cm4 tw = 6,5 mm rx = 12.4 cm tf = 9 mm ry = 3.29 cm A = 46.78 cm2 Sx = 481 cm3 Sy = 67.7 cm3

Kemudian lakukan langkah-langkah perhitungan seperti di bawah ini: a. Periksa kelangsingan pelat badan dan sayap

- Flens

kompak flens97.10)(E/f0.38

33.8)9*2/(150t2/b p

yp

ff→λ<λ

==λ===λ

⎪⎭

⎪⎬⎫

P P

0,1m

1,067 m

Rel

Bantalan

0,1m


Irwan Kurniawan

9

- Web ( ){ }

kompak web54.108)(E/f3.76 39.38/(6.5)139*2-300 h/t

pyp

w →λ<λ⎭⎬⎫

==λ=+==λ

b. Periksa tekuk lateral Tekuk lateral akan terjadi jika panjang bentang (L) lebih besar dari Lp Lp = 1.76*ry*√(E/fy) Lp = 1.76*3.29*28.9 Lp = 167.3 cm = 1.67 m Sehingga (L = 1.267 m) < Lp ; maka tidak perlu menggunakan penopang lateral.

c. φlentur * Mn = 0.9 * Zx * fy

= 0.9 * 1.12 * 481 * 2400 = 11.64 ton meter > Mu (=1.83 ton meter) … Ok !

d. Periksa kuat geser Rumus untuk mengecek kuat geser ditentukan oleh parameter h/tw; karena geser dipikul oleh bagian web.

h/tw = 39.38 ≤ ywf

1100 (=71)

maka Vn = 0.6*Aw*fyw φ Vn = 0.8(0.6*Aw* fyw) φ Vn = 0.8{0.6*(300-18)*6.5*240} φ Vn = 211.16 kN

Maka (φVn = 211.16 kN) > (Vu = 183 kN) ... Ok ! Kesimpulan: Gunakan profil 300.150.6,5.9

2. Perencanaan Gaya Geser dan Kuat Lentur Desain Gelagar Memanjang

a. Analisis Momen Akibat Dead Load Model struktur "simple beam", dengan menggunakan faktor reduksi 0.8 untuk perhitungan momen ultimate.

Model Struktur Gelagar Memanjang

q kg/m

Gelagar memanjang


Irwan Kurniawan

10

Keterangan: Beban mati berasal dari: 1. Berat rel ditambah ikatan-ikatan untuk tiap gelagar = 100 lb/line foot = 148.82

kg/m 2. Ambil berat sendiri profil bantalan = 45 kg/m

( ) kg 51.2845*067.11.0*2*21PD =+=

Bantalan akan dipasang pada setiap jarak 75 cm 3. Berat sendiri gelagar memanjang (asumsi) = 191 kg/m

maka total beban merata ⇒ qD = 148.82 + 191 = 339.82 kg/m kemudian dengan perhitungan mekanika teknik didapat harga Mmati = MD_max yaitu:

BAmax_DVVV ==

2

L*q2

P*10 DD +=

2

75.6*82.3392

51.28*10+=

kg 44.1289VD_max =

( )⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ ++++−−= 5.05.15.25.3 75.0L

21PL*q

81L

21*xVM D

2DmaD_maxD_

( )⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ +−−= 8 75.075.6

21 51.28275.6*82.339*

8175.6*

21*44.1289

kgm 2.2149M maxD_ =

b. Analisis Gaya Geser dan Momen Akibat Live Load Perhitungan untuk menganalisis beban bergerak kereta api akan menggunakan influence line (garis pengaruh).

Model Beban Bergerak untuk Perhitungan Garis Pengaruh

b b b b c

A B x c 1- x

P bergerak

PD

qD

A B

9 @ 0.75 m

6.75 m

PD PD PD PD PD PD PD PD PD


Irwan Kurniawan

11

Adapun model posisi beban dan tipe struktur untuk mencari gaya geser ultimate terlihat pada gambar di bawah ini, model posisi ini dipilih dengan asumsi gaya geser maksimum akan ada di perletakan.

Model Posisi Beban Pada Gelagar Memanjang untuk Mendapatkan Gaya Geser Ultimate

Diagram Garis Pengaruh Reaksi Perletakan di A

Adapun untuk menentukan nilai kuat lentur ultimate maka dicari dari dua kemungkinan posisi beban yang diperkirakan akan memberikan reaksi maksimum. Kuat lentur ultimate diambil dari harga momen terbesar dari dua posisi beban tersebut

Model Posisi Beban Pertama untuk Mendapatkan Moment Ultimate

Model Posisi Beban Kedua untuk Mendapatkan Momen Ultimate

Untuk menentukan momen ultimate desain pilih momen yang paling besar diantara dua model posisi beban di atas.

P

A B

V1 V2 V3 V4

b b b e

c b b b c

L = 6.75 m

d b b b a

P

L = 6.75 m


Irwan Kurniawan

12

Untuk keperluan di atas digunakan analisis garis pengaruh seperti di bawah ini.

Lokasi Beban yang akan Memberikan Momen Maksimum

Diagram Garis Pengaruh Momen Pada Pot.I-I dari Model Pembebanan Pertama

Diagram Garis Pengaruh Momen Pada Pot. I-I dari Model Pembebanan Kedua

Keterangan: a = 0.327 m b = 5 feet = 1.524 m c = 1.089 m d = 1.851 P = beban bergerak terbesar kereta api = 1/2*80000 lb = 40000 lb = 18144 kg (catatan faktor 1/2 ada karena analisis dilakukan terhadap satu gelagar)

Penentuan gaya lintang desain Berdasarkan gambar-gambar di atas dan dengan menggunakan prinsip mekanika teknik didapat: Vx = (L-x)/L*1 Untuk P = 18144 kg V1 = 18144 kg V2 = 14047.5 kg V3 = 9951 kg V4 = 5854.5 kg

c b b b c

M1 M2 M3 M4

M1

a b b b d

M2 M3 M4

B

A

P bergerak

x C 1 - x

Ι

Ι


Irwan Kurniawan

13

Maka desain untuk gaya lintang adalah: _desainmax_L VV =

4321 VVVV +++=

kg 47997V max_L =

Penentuan momen desain

Seperti telah dijelaskan di atas bahwa harga momen ultimate desain ditentukan oleh momen terbesar di antara dua model posisi beban. Adapun perhitungan matematisnya tetap menggunakan prinsip mekanika teknik biasa, untuk detailnya bisa dilihat pada bagian selanjutnya. Untuk 0 ≤ x ≤ 1/2L Mx = VA*(1/2L)-1(1/2L-x) Mx = ((L-x)/L)*(1/2L))-1(1/2L-x) Penentuan momen akibat model posisi beban yang pertama: M1 = M4 = 0.5445 * 18144 kg = 9879.4 kgm M2 = M3 = 1.3065 * 18144 kg = 23705.1 kgm M_tot-1 = 67169.1 kgm Penentuan momen akibat model posisi beban yang kedua: M1 = 0.15 * 18144 kg M1 = 2721.6 kgm M2 = M4 = 0.9255 * 18144 = 16792.3 kgm M3 = 1.6875 * 18144 = 30618 kgm M_tot-2 = 66294.2 kgm Karena M_tot-1 > M_tot-2 maka momen untuk desain adalah: ML_max = M_desain = 67169.1 kgm Akhirnya dapat dicari momen ultimate dan lintang ultimate, yaitu: Mu = 1.2 MD_max + 1.6 * (faktor impak)*ML_max Sedangkan besarnya faktor impak dihitung dengan rumus di bawah ini: 100/S + 40 - 3L2/1600 dengan: S = jarak (ft) antar as sebuah atau satu grup longitudinal beam, girder atau rangka. L = panjang (ft) senter ke senter dari pendukung stringers, transverse beam tanpa

stringers, longitudinal girders dan rangka (main members) Didapatkan faktor impak 1.63 maka ambil faktor impak 1.3 sebab tambahan akibat beban impak maksimal adalah 30%, sehingga: Mu = 1.2*(2149.2) + 1.6*1.3*(67169.1) Mu = 2579.1 + 139711.7 Mu = 142290.8 kgm


Irwan Kurniawan

14

Kemudian Mu_desain diambil 0.8*Mu; akhirnya didapat: Mu_desain = 113832.6 kgm Vu_desain = 1.2 VD_max + 1.6 * (faktor impak)VL_max Vu_desain = 1.2(1289.44) + 1.6 * 1.3(47997) Vu_desain = 1547.33 + 99833.76 Vu_desain = 101381.1 kg

3. Perencanaan Dimensi Balok Gelagar Memanjang Besaran yang sudah diketahui: Mu_desain = 113832.6 kgm = 1138.32 kNm Vu_desain = 101381.1 kg = 1013.8 kN L = 6.75 m fy = 240 MPa Adapun langkah-langkah penyelesaiannya adalah sebagai berikut: a. Pilih penampang balok yang dapat memikul momen sebesar Mu, dengan

mengasumsikan profil kompak, maka: φlentur * Mn = 0.9 * Zx * fy ≥ Mu = 1138.32 kNm Zx ≥ Mu / (0.9*fy) = 1138.32 / (0.9*240) Zx ≥ 5270 cm3 ⇒ Sx ≥ 5270/1.12 = 4705.36 cm3 Dari tabel profil yang ada, maka profil yang memenuhi harga Sx adalah profil IWF 800.300.14.22 Ambil IWF 800.300.14.22 dengan properties sebagai berikut: h = 792 mm Ix = 254000 cm4 bf = 300 mm Iy = 9930 cm4 tw = 14 mm rx = 32.3 cm tf = 22 mm ry = 6.39 cm A = 243.4 cm2 Sx = 6410 cm3

Sy = 662 cm3

b. Periksa kelangsingan pelat badan dan sayap

- Flens

kompak flens 10.97f/E38.082.6)22*2/(300t2/b

PyP

ff →λ<λ⎭⎬⎫

==λ===λ

- Web { }

kompak web 108.54 f/E76.343.49)14/()2822(*2792t/h

PyP

w →λ<λ⎭⎬⎫

==λ=+−==λ

c. Periksa tekuk lateral

Tekuk lateral akan terjadi jika panjang bentang tidak terkekang (L) lebih besar daripada Lp Lp = 1.76*ry*√E/fy Lp = 1.76*6.39*28.9 Lp = 325 cm = 3.25 m


Irwan Kurniawan

15

Karena sisi tekan gelagar memanjang dikekang oleh bantalan-bantalan, maka L(=0.75 meter) < Lp (=3.25 meter) → tidak perlu pengaku lateral tambahan.

d. Periksa kuat geser Rumus untuk memeriksa kuat geser ditentukan oleh parameter h/tw; asumsi geser dipikul oleh bagian web.

h/tw = 49.43 ≤ ywf

1100 (=71)

maka Vn = 0.6 * Aw * fy φ Vn = 0.8 (0.6 * Aw * fyw) φ Vn = 0.8 {0.6 * (792 - 2*22) * 14 * 240} φ Vn = 1206.37 kN > Vu = 1013.81 kN .. Ok! Kesimpulan: Gunakan profil IWF 800.300.14.22

4. Perencanaan Ikatan-ikatan Selanjutnya pada gelagar memanjang kereta api direncanakan akan dibuat dua jenis ikatan, yaitu: 1. Ikatan yang berfungsi untuk mengikat gelagar memanjang kereta api agar tidak

sampai lepas sehingga bisa bekerja secara optimal. 2. Ikatan yang berfungsi untuk mengantisipasi gaya tumbukan kereta api. Artinya

dengan adanya ikatan ini, gaya tumbukan akibat kereta api direncanakan tidak akan diatasi oleh mekanisme lentur gelagar memanjangnya melainkan akan dipikul oleh sistem ikatan ini. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada sketsa di bawah ini:

Sketsa ikatan gelagar memanjang kereta api

Ikatan jenis ke-2

Ikatan jenis ke-1

Analisis Elastis Kolom Sindur P. Mangkoesoebroto 1

ANALISIS ELASTIS KOLOM (SNI – LRFD)

Pada contoh ini akan dianalisis kolom suatu gedung seperti terlihat pada gambar halaman17 dan 18. Analisis akan dilakukan untuk dua kondisi, yaitu: I. Analisis mekanika teknik tanpa pengaruh P-δ. II. Analisis mekanika teknik telah menggunakan pengaruh P-δ. Untuk tujuan instruksional, pada kedua kondisi tersebut akan dilakukan analisis portal dua dimensi, baik dalam arah –X maupun –Y. Langkah-langkah: 1. Periksa kelangsingan penampang kolom untuk flens dan web (trial & error). 2. Kontrol tahanan kolom K3A-2/3 dengan persamaan interaksi aksial- momen

sebagai berikut:

Bila: n

u

N.Nφ

> 0,2 (dominasi tekan) maka n

u

N.Nφ

+ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛φ

+φ nYb

uY

nXb

uX

M.M

M.M

.98 ≤ 1

n

u

N.Nφ

< 0,2 (dominasi lentur) maka n

u

N..2Nφ

+ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛φ

+φ nYb

uY

nXb

uX

M.M

M.M ≤ 1

Diperlukan informasi: N u, M uX, M uY

N n, M nX, M nY

3. Persamaan interaksi aksial – momen harus diperiksa untuk masing-masing kombinasi pembebanan sebagai berikut: • 1,4D • 1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H) • 1,2D + 1,6 (La atau H) + (γLL atau 0,8W) • 1,2D + 1,3W + γL L + 0,5 (La atau H) • 1,2D + 1,0E + γL L • 0,9D + (1,3W atau 1,0E)

Dalam contoh ini hanya akan diperlihatkan analisis untuk satu kombinasi pembebanan yaitu 1,2D + 1,0E + γL L dengan nilai γL=0,5.

4. Diagram alir perencanaan kolom sesuai SNI

Sesuai Bab 6.2.2


Keterangan: Nomenklatur kolom, balok, dan tingkat Kolom: K Gn Ga ⎯ LL / HL

higher level lower level alphabetical grid numerical grid kolom

Contoh: K3A ⎯ 2/3 adalah kolom pada grid 3A dari lantai 2 ke lantai 3. Balok: B L Fn ⎯ lG/G s

higher grid designation smaller grid designation frame number level number balok

Contoh: B23 ⎯ A/B adalah balok pada lantai 2, frame 3, dari grid A ke grid B.

Tingkat: Tingkat ke-i adalah tingkat yang berada di bawah lantai ke-i. Contoh:

Lantai i

Tingkat i


I. Analisis Mekanika Teknik Tanpa Pengaruh P-δ A. Kelangsingan Penampang

1. Balok B23-A/B, B2A-2/3, B33-A/B, B3A-2/3: IWF 400 x 200 x 7 x 11

B = 199 mm b = 100 mm Ixb = 20000 . 104 mm4 d = 396 mm fy = 240 MPa Iyb = 1450 . 104 mm4

tf = 11 mm E = 2 . 105 MPa ix = 167 mm tw = 7 mm r = 16 mm iy = 44,8 mm

Flens: Web:

10,97 240

170 f

170

9,091 11

100 tb

y

f

==

==

108 = 240

1680 = f

1680

49 = 7

16) + (11 2 - 396 = t

r) + (t 2 - d

y

w

f

10,97)( f

170 9,091)( tb

yf

< 108)(= f

1680 < 49)(= t

r) + (t 2 - d

yw

f

Penampang kompak Penampang kompak

Penampang Kompak

2. Kolom K3A-2/3: IWF 600 x 300 x 12 x 20

b = 150 mm B = 300 mm Ixk = 118000 . 104 mm4 fy = 240 MPa d = 588 mm Iyk = 9020 . 104 mm4

tw = 12 mm Ag = 19250 mm2 ix = 248 mm tf = 20 mm E = 2 x 105 MPa iy = 68,5 mm r = 28 mm

B

b

x

y

d tw

tf

r


Flens: Web:

10,97 240

170 f

170

7,5 20

150 tb

y

f

==

==

43 = 240

665 = f

665

41 = 12

28) + (20 2 - 588 = t

r) + (t 2 - d

y

w

f

10,97)( f

170 ,5)7( tb

yf=<= 43)(=

f665 < 41)(=

tr) + (t 2 - d

yw

f

Penampang kompak Penampang kompak

Penampang kompak B. Bentang untuk Pengekangan Lateral Kolom

L = 3000 mm

Lp = 1,76 . iy . yfE

Lp = 1,76 . 68,5 . 24010 . 2 5

= 3480 mm

L (=3000) < Lp (=3480) ⇒ Bentang Pendek

B23-A/B

B33-A/B

B2A-2/3

B3A-2/3

K3A-2/3 XY

Lantai 3

Lantai 2

Z


C. Analisis Komponen Struktur Tak Bergoyang Akibat Beban Vertikal (Tanpa Beban Lateral)

1. Kekakuan kolom

• Joint Atas (Lantai 3) Arah – X bangunan

KOLOM BALOK Lcl = 3000 mm (atas) Lbl = 6000 mm Lc2 = 3000 mm (bawah) Ic1 = Iyk Ic1 = 9,02 . 107 mm4 (atas) Ib1 = Ixb Ic2 = Iyk Ic2 = 9,02 . 107 mm4 (bawah) Ib1 = 2 . 108 mm4

GaX = b

c

(I/L) (I/L)

ΣΣ =

600010 . 2

300010 . 9,02

300010 . 02,9

LI

LI

LI

8

77

b1

b1

c2

c2

1c

1c

+=

+ → GaX = 1,804

• Joint Bawah (Lantai 2) Arah – X bangunan

KOLOM BALOK Lcl = 3000 mm (atas) Lbl = 6000 mm Lc2 = 3000 mm (bawah) Ib1 = Ixb Ic1 = Iyk Ic1 = 9,02 . 107 mm4 (atas) Ib1 = 2 . 108 mm4 Ic2 = Iyk Ic2 = 9,02 . 109 mm4 (bawah)

GbX = b

c

(I/L) (I/L)

ΣΣ =

600010 . 2

300010 . 9,02

300010 . 02,9

LI

LI

LI

8

77

b1

b1

c2

c2

1c

1c

+=

+ → GbX = 1,804

Dari nomograf untuk komponen struktur tidak bergoyang (Gambar 7.6-2a), diperoleh nilai faktor panjang tekuk: kcX = 0,85 • Joint Atas (Lantai 3) Arah – Y bangunan

KOLOM BALOK Lcl = 3000 mm (atas) Lbl = 6000 mm Lc2 = 3000 mm (bawah) Ib1 = Ixb Ic1 = Ixk Ic1 = 1,18 . 109 mm4 (atas) Ib1 = 2 . 108 mm4 Ic2 = Ixk Ic2 = 1,18 . 109 mm4 (bawah)

GaY = b

c

(I/L) (I/L)

ΣΣ =

600010 . 2

300010 . 1,18

300010 . 18,1

LI

LI

LI

8

99

b1

b1

c2

c2

1c

1c

+=

+ → GaY = 23,6


• Joint Bawah (Lantai 2) Arah – Y bangunan

KOLOM BALOK Lcl = 3000 mm (atas) Lbl = 6000 mm Lc2 = 3000 mm (bawah) Ib1 = Ixb Ic1 = Ixk Ic1 = 1,18 . 109 mm4 (atas) Ib1 = 2 . 108 mm4 Ic2 = Ixk Ic2 = 1,18 . 109 mm4 (bawah)

GbY = b

c

(I/L) (I/L)

ΣΣ =

600010 . 2

300010 . 1,18

300010 . 18,1

LI

LI

LI

8

99

b1

b1

c2

c2

1c

1c

+=

+ → GbY = 23,6

Dari nomograf untuk komponen struktur tidak bergoyang (Gambar 7.6-2a), diperoleh nilai faktor panjang tekuk: kcY = 0,97

2. Analisis tekuk kolom

L = 3000 mm fy = 240 MPa E = 2 . 105 MPa Arah – X bangunan Arah – Y bangunan LkX = L . kcX = 3000 . 0,85 LkY = L . kcY = 3000 . 0,97 LkX = 2,55 . 103 mm LkY = 2,91 . 103 mm

Kontrol Kelangsingan Kolom

λX = 37,226 68,5

10 . 2,55 i

L 3

y

kX == λY = 11,734 248

10 . 2,91 i

L 3

x

kY ==

λX (=37,226) < 200 OK! λY (=11,734) < 200 OK!

λcX = Ef

. i

L . 1 y

y

kX

π λcY =

Ef

. i

L . 1 y

x

kY

π

λcX = 5

3

10 . 2240 .

68,510 . 2,55 . 1

π λcY = 5

3

10 . 2240 .

24810 . 2,91 . 1

π

λcX = 0,41 λcY = 0,129

0,25 < λcX < 1,2 λcY < 0,25


ωX = ) . (0,67 - 6,1

43,1

cXλ ωY = 1

ωX = ),410 . (0,67 - 6,1

43,1 = 1,08

fcrbX = 1,08240

f

X

y =ω

fcrbY = 1

240 f

Y

y =ω

fcrbX = 222,2 MPa fcrbY = 240 MPa NnbX = Ag . fcrbX NnbY = Ag . fcrbY NnbX = 19250 x 222,2 NnbY = 19250 x 240 NnbX = 4,277 .106 newton NnbY = 4,62 . 106 newton

NnbX (=4,277 .106) < NnbY (=4,62 .106) ⇒ NnbX menentukan Jadi: Nnb = Nnbx → Nnb = 4,277 . 106 newton

NcrbX = 22cX

yg

41,0240 . 92501

f . A=

λ NcrbY = 22

cY

yg

129,0240 . 92501

f . A=

λ

NcrbX = 2,748 . 107 newton NcrbY = 2,776 . 108 newton

3. Amplifikasi Momen

ΣPu = 13 573 854 newton

ΣPu adalah jumlah Nub dalam satu tingkat untuk seluruh kolom dalam arah -x dan arah -y.

Arah – X bangunan Arah – Y bangunan NubX = 255306 newton NubY = 267183 newton MntuaX = 2,10708 . 107 newton-mm MntuaY = 2,71043 . 107 newton-mm MntubX = 2,19818 . 107 newton-mm MntubY = 2,80663 . 107 newton-mm

Diperoleh dari analisis Mekanika Teknik untuk beban vertikal terfaktor, γDD + γLL, saja.


MntuaX < MntubX , maka: MntuaY < MntubY , maka:

βmX = 7

7

ntubX

ntuaX

10 . 19818,210 . 2,10708

MM

= βmY = 7

7

ntubY

ntuaY

10 . ,80663210 . 2,71043

MM

=

βmX = 0,959 βmY = 0,966

(kolom terlentur dengan kelengkungan beda tanda) cmX = 0,6 – 0,4 . βmX cmY = 0,6 – 0,4 . βmY = 0,6 – 0,4 . 0,959 = 0,6 – 0,4 . 0,966 cmX = 0,216 cmY = 0,214

δbX = 7crbX

ubX

10 . 2,748255306

NNmX

- 1216,0

- 1c

= = 0,218 δbY = 8crbY

ubY

10 . 2,776267183

NNmY

- 1214,0

- 1c

= = 0,214

δbX (= 0,218) < 1 δbY (= 0,214) < 1 δbX = 1 δbY = 1 MntuaX < MntubX , maka: MntuaY < MntubY , maka: MntuX = MntubX MntuY = MntubY MntuX = 2,198 . 107 newton-mm MntuY = 2,807 . 107 newton-mm MubX = δbX . MntuX MubY = δbY . MntuY = 1 . 2,198 . 107 = 1 . 2,807 . 107

ΣPu

Lt - 3

Lt - 4

Lt - 5

Atap

X

Y

MntubY

MntubX

MntuaY

MntuaX

NubX , NubY

NubX , NubY


MubX = 2,198 . 107 newton-mm MubY = 2,807 . 107 newton-mm

D. Analisis Komponen Struktur Bergoyang dengan Beban Lateral

1. Kekakuan kolom

GaX = 1,804 GaY = 23,6 GbX = 1,804 GbY = 23,6 (sama dengan perhitungan sebelumnya) Dari nomograf untuk komponen struktur bergoyang (Gambar 7.6-2b), diperoleh: kcX = 1,55 dan kcY = 4,5

2. Analisis tekuk kolom

L = 3000 mm fy = 240 MPa E = 2 . 105 MPa

Arah – X bangunan Arah – Y bangunan LkX = L . kcX = 3000 x 1,55 LkY = L . kcY = 3000 x 4,5 LkX = 4,65 . 103 mm LkY = 1,35 . 104 mm

λcX = Ef

. i

L . 1 y

y

kX

π λcY =

Ef

. i

L . 1 y

x

kY

π

λcX = 5

3

10 . 2 240 .

68,510 . 4,65 . 1

π λcY = 5

4

10 . 2240 .

24810 . 1,35 . 1

π

λcX = 0,749 λcY = 0,600 0,25 < λcX (= 0,749) < 1,2 0,25 < λcY (= 0,600) < 1,2

ωX = ) . (0,67 - 6,1

43,1

cXλ ωY =

) . (0,67 - 6,143,1

cYλ

ωX = ),7490 . (0,67 - 6,1

43,1 = 1,302 ωY = ),6000 . (0,67 - 6,1

43,1 = 1,194

fcrsX = 302,1

240 f

X

y =ω

fcrsY = 194,1240

f

Y

y =ω

fcrsX = 184 MPa fcrsY = 201 MPa


NnsX = Ag . fcrsX NnsY = Ag . fcrsY NnsX = 19250 x 184 NnsY = 19250 x 201 NnsX = 3,542 . 106 newton NnsY = 3,869 . 106 newton Karena NnsX < NnsY ⇒ NnsX menentukan Jadi: Nns = NnsX Nns = 3,542 . 106 newton Nnb = 4,277 . 106 newton (dari perhitungan sebelumnya) Karena Nns < Nnb ⇒ Nns menentukan Jadi: Nn = Nns Nn = 3,542 . 106 newton

3. Amplifikasi Momen

Arah – X bangunan Arah – Y bangunan NusX = 34393 newton NusY = 62959 newton MltuX = 2,39577 . 107 newton-mm MltuY = 4,85541 . 107 newton-mm ΣHuX = 373 485 newton ΣHuY = 573 605 newton ΔoHX = 5,46 mm ΔoHY = 4,41 mm

ΣHu adalah jumlah seluruh gaya lateral terfaktor pada suatu tingkat yang

sedang ditinjau, yang menimbulkan ΔOH.

(Diperoleh dari analisis Mekanika Teknik untuk beban lateral terfaktor saja)

Lantai - 1

Lantai - 2

Lantai - 3

Lantai - 4

Lantai - 5

Atap

Baseline

ΣHu

ΣPu ΔoH

L

MltuaX

MltuaY

MltubX

MltubY

NusX , NusY

X

Y

NusX , NusY


δsX =

X

oHX

uX

u

L .

HP 1

1Δ

ΣΣ

− δsY =

Y

oHY

uY

u

L .

HP 1

1Δ

ΣΣ

−

δsX =

300046,5 .

37348513573854 1

1

− δsY =

300041,4 .

57360513573854 1

1

−

δsX = 1,071 δsY = 1,036 MusX = δsX . MltuX MusY = δsY . MltuY = 1,071 . 2,39577 . 107 = 1,036 . 4,85541 . 107 MusX = 2,566 . 107 newton-mm MusY = 5,030 . 107 newton-mm

E. Analisis Tahanan Lentur Nominal Kolom Kolom K3A-2/3: IWF 600 x 300 x 12 x 20 B = 300 mm tf = 20 mm d = 588 mm tw = 12 mm Karena penampang kompak dan bentang pendek, maka Mn = Mp = fy . Z Zx = (B . tf) . (d – tf) + tw . (½ . d – tf)2 Zy = B(½ . B. tf) + ¼ .tw

2 .(d – 2tf) Zx = (300 . 20).(588 – 20) + Zy = 300(½ . 300 . 20) + 12 (½ . 588 – 20)2 ¼ . 122.(588 – 2.20) Zx = 4,309 . 106 mm3 Zy = 9,200 . 105 mm3 MnX = fy . Zy = 240 x 9,200 . 105 MnY = fy . Zx = 240 x 4,309 . 106 MnX = 2,207 . 108 newton-mm MnY = 1,034 . 109 newton-mm

B

bf

x

y

d tw

tf

r


F. Ringkasan NubX = 255306 newton Nn = 3,542 . 106 newton NubY = 267183 newton MnX = 2,207 . 108 newton-mm NusX = 34393 newton MnY = 1,034 . 109 newton-mm NusY = 62959 newton MubX = 2,198 . 107 newton-mm MubY = 2,807 . 107 newton-mm MusX = 2,566 . 107 newton-mm MusY = 5,030 . 107 newton-mm

G. Persamaan Interaksi Aksial – Momen

φc = 0,85 (komponen struktur tekan)

φb = 0,9 (komponen struktur lentur)

φt = 0,9 (komponen struktur tarik) Untuk kombinasi pembebanan: 1,2D + 1,0E + 0,5L akan diperiksa persamaan interaksi aksial-momen untuk kondisi-kondisi sebagai berikut:


DESKRIPSI KONDISI A (Tinjauan Arah –X)

KONDISI B (Tinjauan Arah –Y)

Nu (newton)

NubX + NubY + NusX + 0,3 NusY 255306 + 267183 + 34393 + 0,3 . 62959

= 575769,7 NubX + NubY + 0,3 NusX + NusY 255306 + 267183 + 0,3 . 34393 + 62959

= 595765,9

MuX (newton-mm)

MubX + MusX 2,198 . 107 + 2,566 . 107

= 4,764 . 107 MubX + 0,3 MusX 2,198 . 107 + 0,3 . 2,566 . 107

= 2,968 . 107

MuY (newton-mm)

MubY + 0,3 MusY 2,807 . 107 + 0,3 . 5,030 . 107

= 4,316 . 107 MubY + MusY 2,807 . 107 + 5,030 . 107

= 7,837 . 107

Kondisi A: Tinjauan Arah –X Kondisi B: Tinjauan Arah –Y Nu = 575769,7 newton Nu = 595765,9 newton MuX = 4,764 . 107 newton-mm MuX = 2,968 . 107 newton-mm MuY = 4,316 . 107 newton-mm MuY = 7,837 . 107 newton-mm

0,2 0,191 10 . 3,542 . 85,0

575769,7 N .

N6

nc

u <==φ

(dominasi lentur) 0,2 0,198 10 . 3,542 . 85,0

595765,9 N .

N6

nc

u <==φ

(dominasi lentur)

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

nYb

uY

nXb

uX

nc

u

M . M

M .

M

N 2N

φφφ ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

nYb

uY

nXb

uX

nc

u

M . M

M .

M

N 2N

φφφ

= 10 . 1,034 . 9,0

10 . 4,316 10 . 2,207 . 9,0

10 . 4,764 10 . 3,542 . 85,0 . 2

575769,7 9

7

8

7

6 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++ =

10 . 1,034 . 9,010 . 7,837

10 . 2,207 . 9,010 . 2,968

10 . 3,542 . 85,0 . 2595765,9 9

7

8

7

6 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

= 0,382 < 1 → OK! = 0,333 < 1 → OK!


II. Apabila Analisis Mekanika Teknik Telah Menggunakan Pengaruh P-δ

Dari analisis yang dilakukan sebelumnya, telah diperoleh: NubX = 255306 newton Nn = 3,542 . 106 newton NubY = 267183 newton MnX = 2,207 . 108 newton-mm MubX = 2,198 . 107 newton-mm MnY = 1,034 . 109 newton-mm MubY = 2,807 . 107 newton-mm

A. Analisis Komponen Struktur Bergoyang dengan Beban Lateral

Arah – X bangunan Arah – Y bangunan NusX = 33446 newton NusY = 64390 newton MusX = 2,42808 . 107 newton-mm MusY = 5,07098 . 107 newton-mm ΣHuX = 341 093 newton ΣHuY = 568 127 newton ΔoHX = 5,5 mm ΔoHY = 4,62 mm (Diperoleh dari analisis Mekanika Teknik untuk beban lateral terfaktor saja)

B. Persamaan Interaksi Aksial – Momen

φc = 0,85 (komponen struktur tekan)

φb = 0,9 (komponen struktur lentur)

φt = 0,9 (komponen struktur tarik) Untuk kombinasi pembebanan: 1,2D + 1,0E +0,5L akan diperiksa persamaan interaksi aksial-momen untuk kondisi-kondisi sebagai berikut:


DESKRIPSI KONDISI A (Tinjauan Arah –X)

KONDISI B (Tinjauan Arah –Y)

Nu (newton)

NubX + NubY + NusX + 0,3 NusY 255306 + 267183 + 33446 + 0,3 . 64390

= 575252 NubX + NubY + 0,3 NusX + NusY 255306 + 267183 + 0,3 . 33446 + 64390

= 596912,8

MuX (newton-mm)

MubX + MusX 2,198 . 107 + 2,428 . 107

= 4,626 . 107 MubX + 0,3 MusX 2,198 . 107 + 0,3 . 2,428 . 107

= 2,926 . 107

MuY (newton-mm)

MubY + 0,3 MusY 2,807 . 107 + 0,3 . 5,071 . 107

= 4,328 . 107 MubY + MusY 2,807 . 107 + 5,071 . 107

= 7,878 . 107

Kondisi A: Tinjauan Arah –X Kondisi B: Tinjauan Arah –Y Nu = 575252 newton Nu = 596912,8 newton MuX = 4,626 . 107 newton-mm MuX = 2,926 . 107 newton-mm MuY = 4,328 . 107 newton-mm MuY = 7,878 . 107 newton-mm

0,2 0,191 10 . 3,542 . 85,0

575252 N .

N6

nc

u <==φ

(dominasi lentur) 0,2 0,198 10 . 3,542 . 85,0

595765,9 N .

N6

nc

u <==φ

(dominasi lentur)

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

nYb

uY

nXb

uX

nc

u

M . M

M . M

N 2N

φφφ ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

nYb

uY

nXb

uX

nc

u

M . M

M . M

N 2N

φφφ

= 10 . 1,034 . 9,0

10 . 4,328 10 . 2,207 . 9,0

10 . 4,626 10 . 3,542 . 85,0 . 2

575252 9

7

8

7

6 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++ =

10 . 1,034 . 9,010 . 7,878

10 . 2,207 . 9,010 . 2,926

10 . 3,542 . 85,0 . 2596912,8 9

7

8

7

6 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

= 0,375 < 1 → OK! = 0,331 < 1 → OK!


DENAH KOLOM & BALOK LANTAI 3

6000 6000 6000 6000

ATAP

LANTAI 5

LANTAI 4

LANTAI 3

LANTAI 2

LANTAI 1

BASELINE

3000

30

00

3000

30

00

3000

40

00

A B C D E

TAMPAK DEPAN

6000 6000

ATAP

LANTAI 5

LANTAI 4

LANTAI 3

LANTAI 2

LANTAI 1

BASELINE

3000

30

00

3000

30

00

3000

40

00

1 2 3

TAMPAK SAMPING

6000

60

00

Y

X

1

2

3

A B C D E

6000 6000 6000 6000

B33-A/B

B3A

-2/3

X

Z

Y

Z


LANTAI 5

LANTAI 4

LANTAI 3

LANTAI 2

LANTAI 1

BASELINE

ATAP

X Y

1

2

3 AB

CD

E

Y

X B23-A/B

B33-A/B

B2A-2/3

B3A-2/3

K3A

-2/3

Z

Z

Selingan Sindur P. Mangkoesoebroto 1

PERLUNYA ITB MEMILIKI STANDAR OPERASIONAL PERKULIAHAN Perkuliahan Semester Satu semester adalah sejumlah 16 minggu perkuliahan dengan minggu ke-17 sebagai minggu ujian akhir semester. Di University of Wisconsin-Madison, USA, dikenal kuliah Semester Fall/ Spring dan Semester Summer masing-masing dengan istilah 16-week dan 8-/4-week sessions. Dalam sistem tersebut ujian akhir semester dilakukan pada minggu ke-17 atau ke-9/-5, dan ujian mid-semester dilakukan ditengah semester selama sekitar satu jam. Graded homework merupakan menu standar yang tak terpisahkan dari kehidupan akademik peserta didik. Di ITB pernah berlangsung per semester sejumlah 16 minggu perkuliahan ditambah dengan 1 minggu penuh sebagai minggu ujian tengah semester, dan minggu ke-18 sebagai minggu ujian akhir semester. Belakangan ini ITB menerapkan 14 minggu perkuliahan ditambah dengan 1 minggu penuh sebagai minggu ujian tengah semester, dan minggu ke-16 sebagai minggu ujian akhir semester, tanpa mempertimbangkan banyaknya hari libur nasional yang terjadi pada hari kerja. Satuan Kredit Semester (SKS) Satu SKS adalah sejumlah jam akademis efektif yang diperlukan bagi terjadinya transfer pengetahuan dengan baik. Jumlah jam akademis tersebut berbeda untuk tahap S1 dan S2/3. Satu SKS terdiri dari 1 jam akademis tatap muka didepan kelas, satu jam kegiatan terstruktur, dan m jam kegiatan mandiri (m=1 jam akademis untuk S1, dan m=2 jam akademis untuk S2/3) per minggu. Kegiatan terstruktur dapat berupa asistensi, responsi, studio, penyelesaian tugas-tugas, atau kegiatan lainnya yang dipandang perlu dalam konteks kegiatan terstruktur. Dalam hal ini kegiatan praktikum/lab. memiliki SKS tersendiri. ITB memiliki tanggungjawab dalam penyelengaraan kegiatan tatap muka dan kegiatan terstruktur, sedangkan peserta didik memiliki tanggungjawab dalam melakukan kegiatan mandirinya. Dalam melakukan tanggungjawabnya, ITB mendelegasikan hal tersebut kepada dosen dan timnya untuk melakukan transfer pengetahuan secara efektif. Operasional Perkuliahan Suatu kuliah dengan bobot 3 sks (16-week session) berarti diperlukan 3+3=6 jam per minggu atau 6 x 16 minggu = 96 jam per semester dalam tanggungajawab ITB dalam bentuk tatap muka dan kegiatan terstruktur, dan 3m (S1) per minggu atau 3m x 16 minggu = 48m per semester dalam tanggungjawab peserta didik. Dosen dan timnya, sebagai kepanjangan tangan ITB, wajib melakukan segala daya dan upaya untuk memenuhi kewajiban ITB yaitu 6 jam per minggu atau 96 jam per semester. Apa yang dilakukan mahasiswa terhadap kewajiban mereka diluar kuasa ITB untuk mengendalikannya. Mereka bisa merasa bahwa 3m jam (S1) akademis per minggu tersebut kurang atau berlebih, bergantung kepada kesungguhan setiap individu dalam melaksanakannya. Namun, kepada peserta didik harus ditanamkan pengertian dan pola belajar yang telah dianut dan dijanjikan ITB dalam sistem satuan kredit semester (SKS). Fail to do so is a sin for all of us. Monitoring Perkuliahan Kegiatan operasional perkuliahan tersebut diatas harus dapat dipantau dan diukur oleh ITB secara berkala. Untuk itu ITB perlu menerbitkan Standar Operasional Perkuliahan (SOP) dan setiap mata kuliah perlu diaudit untuk mengukur seberapa jauh komplians dari setiap mata kuliah terhadap SOP tersebut. Hasil dari audit tersebut perlu dipublikasikan dalam rangka memenuhi persyaratan akuntabilitas ITB sebagai salah satu BHMN dalam memenuhi tanggungjawab publiknya.


Relation between Education Stages and the Body of Knowledge

in Engineering

First Stage: Undergraduate or S1 Level Mastering the established engineering methods as documented in Standards and Codes. Exploring and employing them in creating physical reality. They are called engineers. Second Stage: Advanced Undergraduate or Graduate Master or S2 Level Sets of trainings, mainly in engineering and engineering science, with the objective to gear people of achieving creative engineering design and development; to some extent, also to transform research results into applied methodology. Third Stage: Graduate Doctoral or S3 Level Activities that are mostly on research with the objective, among others, to expand the existing body of knowledge. They are heavily equipped with engineering physics and mathematics and are called researchers.

S1

S2 S3

Body of Knowledge

Design

Research

S1 S2 S3

Education Stages


KIAT MENUJU SUKSES

Tujuan: Kualitas (durable, dependable, sustainable)

Time frame

Budget

Landasan moral dalam mencapai tujuan: Idealisme: Kerja keras Latihan Jujur Latihan, karakter, agama Setia Kawan Latihan (pramuka), karakter, agama Etos kerja: Efisien (hemat) Hanya melakukan yang 100% perlu Efektif (tepat) Logika, latihan Produktif (cepat) Drill, logika Sumberdaya: Kemampuan profesional (teknis & estetis) Pendidikan (formal, informal)

Kemampuan permodalan Ulet, hoki

Networking Latihan organisasi

Strategi penentuan skala prioritas: 1. Mendesak dan penting 2. Mendesak dan kurang penting 3. Kurang mendesak dan penting 4. Kurang mendesak dan kurang penting

Prasyarat untuk mencapai tujuan: Kesehatan fisik dan mental Olah raga

si 4112 struktur baja lanjut - ftsl - itb

Documents