struktur baja 1 modul 4 nbsp;· modul kuliah “struktur baja 1”, modul 4 sesi 6, 2011 ir. thamrin...

Download STRUKTUR BAJA 1 MODUL 4 nbsp;· Modul kuliah “STRUKTUR BAJA 1”, Modul 4 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin Nasution Departemen Teknik Sipil, FTSP. ITM. 5 CONTOH SOAL : PERENCANAAN STRUKTUR

Post on 29-Jan-2018

271 views

Category:

Documents

18 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • STRUKTUR BAJA 1

    MODUL 4S e s i 6

    Batang Tekan (Compression Member)

    Dosen Pengasuh :Ir. Thamrin Nasution

    Materi Pembelajaran :10. Stabilitas Batang Tekan Berdasarkan PPBBI 1984.11. Ukuran Minimum Profil.12. Prarencana Ukuran Penampang Profil Tunggal Dan Tersusun.

    a) Kelangsingan > 110.b) Kelangsingan < 110. Batang Tunggal Profil WF. Kolom-kolom Tersusun. Batang-batang Tersusun Ganda Yang Diikat Dengan Pelat Buhul.

    13. CONTOH SOAL : PERENCANAAN STRUKTUR KOLOM.14. CONTOH SOAL : PERENCANAAN BATANG RANGKA ATAP.

    Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami stabilitas batang tekan berdasarkan

    PPBBI 1984, ukuran minimum profil (bahaya lipat sayap), prarencana ukuranpenampang profil tunggal dan tersusun, perencanaan batang tekan struktur kolomdan perencanaan batang tekan rangka atap dengan profil tersusun siku ganda danpelat koppel.

    DAFTAR PUSTAKA

    a) Agus Setiawan,Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002), Penerbit AIRLANGGA, Jakarta, 2008.

    b) Canadian Institute of Steel Construction, 2002.c) Charles G. Salmon, Jhon E. Johnson,STRUKTUR BAJA, Design dan Perilaku, Jilid 1, Penerbit

    AIRLANGGA, Jakarta, 1990.

    d) PERATURAN PERENCANAAN BANGUNAN BAJA (PPBBI), Yayasan Lembaga PenyelidikanMasalah Bangunan, 1984.

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

  • thamrinnst.wordpress.com

    UCAPAN TERIMA KASIH

    Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

    pemilik hak cipta photo-photo, buku-buku rujukan dan artikel, yang terlampir

    dalam modul pembelajaran ini.

    Semoga modul pembelajaran ini bermanfaat.

    Wassalam

    Penulis

    Thamrin Nasutionthamrinnst.wordpress.comthamrin_nst@hotmail.co.id

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 4 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    1

    B A T A N G T E K A N(COMPRESSSION MEMBER)

    10. Stabilitas Batang Tekan Berdasarkan PPBBI 1984.

    Batang tertekan terjamin stabilitasnya apabila memenuhi persamaan berikut,

    1,5

    y

    g

    f

    A

    Nk

    Dimana,

    k = tegangan yang terjadi.

    N = gaya tekan yang bekerja.Ag = luas penampang total batang tertekan.fy = tegangan leleh sesuai mutu baja. = faktor tekuk.

    Faktor tekuk () tergantung dari kelangsingan batang () batang yang tertekan danmacam bajanya. Harga dapat dilihat pada tabel 2, 3, 4 atau 5 PPBBI halaman 11.

    Harga faktor tekuk ini dapat dihitung dengan cara sebagai berikut,

    y7,0g

    f

    E

    Dimana,g = angka kelangsingan batas.E = modulus elastisitas baja = 2,1 x 106 kg/cm2 = 210000Mpa (PPBBI).

    gs

    = angka kelangsingan batang= Lk/r (pada tabel r = ix atau iy, Lk = panjang tekuk)

    Syarat,untuk ,1830s maka 1

    untuk 1,1830 s makas593,1

    41,1

    untuk 1s maka2s381,2

    Apabila persamaan (41) disubstitusikan kedalam persamaan (42), maka akandiperoleh,

    E

    fy.7,0)(

    1s

    ...(40)

    ...(41)

    ...(42)

    ...(43)

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 4 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    2

    Tabel 1 : Faktor Tekuk berdasarkan SNI dan PPBBISNI 03-1729-2002 PPBBI 1984

    E

    fy)(

    1c

    E

    fy.7,0)(

    1s

    untuk ,250c maka 1 untuk ,1830s maka 1

    untuk 2,120 5, c makac

    67,06,1

    43,1

    untuk 1,1830 s maka

    s593,1

    41,1

    untuk 21,c maka225,1 c untuk 1s maka

    2s381,2

    11. Ukuran Minimum Profil (PPBBI 1984, Bab 12).

    Untuk menghindari bahaya lipat pada elemen penampang, maka ukuran-ukuran suatuprofil harus memenuhi syarat-syarat berikut,a). Sayap-sayap profil I .

    a1). Untuk Fe 310 (BJ-34), Fe 360 (BJ-37), dan Fe 430 (BJ-44),

    20s

    t

    b

    a2). Untuk Fe 510 (BJ-52).

    16s

    t

    b

    b). Sayap-sayap profil pipa persegi dan pelat-pelat tepi.b1). Untuk Fe 310 (BJ-34), Fe 360 (BJ-37), dan Fe 430 (BJ-44),

    32s

    t

    b

    b2). Untuk Fe 510 (BJ-52).

    26s

    t

    b

    c). Sayap-sayap penguat dan rusuk-rusuk pengaku.c1). Untuk Fe 310 (BJ-34), Fe 360 (BJ-37), dan Fe 430 (BJ-44),

    5,81 t

    b

    c2). Untuk Fe 510 (BJ-52).

    71 t

    b

    d). Badan-badan profil I dan pipa persegi.d1). Untuk Fe 310 (BJ-34), Fe 360 (BJ-37), dan Fe 430 (BJ-44) :

    Jika N = 0

    70b

    t

    h

    Jika 0 < N < 0,2 Ag . fy

    y.g13570

    b fA

    N

    t

    h

    ...(44a)

    ...(44b)

    ...(44c)

    ...(44d)

    ...(44e)

    ...(44f)

    ...(44g)

    ...(44h)

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 4 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    3

    Jika 0,2 Ag . fy < N < Ag . fy

    y.g1345

    b fA

    N

    t

    h

    d2). Untuk Fe 510 (BJ-52).Jika N = 0

    56b

    t

    h

    Jika 0 < N < 0,2 Ag . fy

    y.g10056

    b fA

    N

    t

    h

    Jika 0,2 Ag . fy < N < Ag . fy

    y.g1238

    b fA

    N

    t

    h

    Gambar 30.

    ...(44i)

    ...(44j)

    ...(44k)

    ...(44l)

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 4 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    4

    12. Prarencana Ukuran Penampang Profil Tunggal Dan Tersusun.

    Jika diketahui gaya tekan sentris (N), panjang tekuk (Lk) dan mutu baja, maka ukuranprofil dapat ditaksir dengan menggunakan rumus-rumus pendekatan berikut,

    a). Kelangsingan () > 110,- Batang tunggal maupun tersusun,

    2taksir k.21,1 LNI

    Dimana,N = gaya normal tekan sentris, dalam ton.Lk = pajang tekuk, dalam meter.Itaksir = momen inertia taksir, dalam cm

    4.

    b). Kelangsingan () < 110,- Batang tunggal, profil WF,

    2taksir k.5,1y/1,5

    Lf

    NA

    Dimana,N = gaya normal tekan sentris, dalam kg.fy = tegangan leleh sesuai mutu baja, dalam kg/cm2.Lk = pajang tekuk, dalam meter.Ataksir = momen inertia taksir, dalam cm

    2.

    - Kolom-kolom tersusun,

    2taksir k.65,0y/1,5

    Lf

    NA

    - Batang-batang tersusun ganda, dimana pelat buhul ditempatkan di antara profil-profil,

    2taksir k.5,2y/1,5

    Lf

    NA

    2taksir k.75,1y/1,5

    Lf

    NA

    2taksir k.25,2y/1,5

    Lf

    NA

    2taksir k.5,3y/1,5

    Lf

    NA

    ...(45a.)

    ...(45b.)

    ...(45c.)

    ...(45d.)

    ...(45e.)

    ...(45f.)

    ...(45g.)

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 4 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    5

    CONTOH SOAL : PERENCANAAN STRUKTUR KOLOM

    Sebuah kolom profil tunggal WF, tinggi H = 7 meter, dengan perletakan pada puncakadalah sendi, dan pada bawah adalah jepit. Memikul gaya normal tekan sentris akibat bebanmati D = 95 ton, muatan hidup lantai L = 25 ton dan akibat gempa E = 20 ton. Rencanakanlahdimensi kolom dan periksa kinerja kolom tersebut apabila mutu baja BJ-37.

    Gambar 31.

    DATA - DATA :k = 0,80 (jepit-sendi)Lk = k . L = 0,80 . 7000 mm = 5600 mm.Tegangan leleh (BJ-37), fy = 240 Mpa = 2400 kg/cm2.Tegangan dasar,

    Pembebanan tetap,5,1

    MPa240

    1,5

    y

    f = 160 Mpa = 1600 kg/cm2.

    Pembebanan sementara,5,1

    MPa240.)3,1(

    1,5

    y.)3,1(

    f = 208 Mpa = 2080 kg/cm2.

    PERENCANAAN :a). Kombinasi Beban.

    b1). Pembebanan tetap,N = D + L = 95 ton + 25 ton = 120 ton.

    b1). Pembebanan sementara,N = D + L + E = 95 ton + 25 ton + 20 ton = 135 ton.

    b). Prarencana ukuran profil.b1). Pembebanan tetap.

    Untuk kelangsingan > 1102

    taksir k.21,1 LNI = 1,21 . (120 ton) . (7 m)2 = 7114,8 cm4.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 4 Sesi 6, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    6

    Untuk kelangsingan < 110

    2taksir k.5,1y/1,5

    Lf

    NA = 2)m7(.5,1

    5,1/2400

    120000 = 148,5 cm2.

    b2). Pembebanan sementara.Untuk kelangsingan > 110

    2taksir k.21,1 LNI = 1,21 . (135 ton) . (7 m)

    2 = 8004,2 cm4.

    Untuk kelangsingan < 110

    2taksir k.5,1y/1,5.)3,1(

    Lf

    NA = 2)m7(.5,1

    5,1/2400.)3,1(

    135000

    = 138,4 cm2.

    Tabel 1 : Tabel profil Wide Flange (WF).

    Section Depth Flange Thickness Corner Sectio Momen Radius of

    Index Weightof

    sectionwidth

    Web Flange Radius nal of Inertia Gyration b/tf h/tb

    (A) (B) (tw) (tf) (r) Area Jx Jy ix iy

    mm kg/m mm mm mm mm mm cm2 cm4 cm4 cm cm

    400x400

    200 406 403 16 24 22 254.9 78000 26200 17.5 10.10 16.8 25.4

    197 400 408 21 21 22 250.7 70900 23800 16.8 9.75 19.4 19.0

    172 400 400 13 21 22 218.7 66000 22400 17.5 10.10 19.0 30.8

    188 394 405 18 18 22 214.4 59700 20000 16.7 9.65 22.5 21.9

    147 394 398 11 18 22 186.8 56100 18900 17.3 10.10 22.1 35.8

    140 388 402 15 15 22 178.5 49000 16300 16.6 9.54 26.8 25.9

    400x300107.0 390 300 10 16 22 136.0 38780 7210 16.9 7.28 18.8 39.0

    94.3 386 299 9 14 22 120.1 33700 6240 16.7 7.21 21.4 42.9

    400x20066.0 400 200 8 13 16 84.12 23700 1740 16.8 4.54 15.4 50.0

    56.6 396 199 7 11 16 72.16 20000 1460 16.7 4.48 18.1 56.6

    350x350

    159 358 352 14 22 20 202.0 47600 16000 15.3 8.90 16.0 25.6

    156 350 357 19 19 20 198.4 42800 14400 14.7 8.53 18.8 18.4

    136 350 350 12 19 20 173.9 40300 13600 15.2 8.94 18.4 29.2

    131 344 354 16 16 20 166.6 35300 11800 14.6 8.43 22.1 21.5

    115 344 348 10 16 20 146.0 33300 11200 15.1 8.78 21.8 34.4

    106 338 351 13 13 20 135.3 28200 9330 14.4 8.33 27.0 26.0

    350x25079.7 340 250 9 14 20 101.5 21700 3650 14.6 6.00 17.9 37.8

    69.2 336 249 8 12 20 88.15 18500 309