struktur baja 4 tekan

Upload: andrew-agung-wibisono

Post on 03-Apr-2018

340 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    1/45

    4- STRUKTUR TEKAN

    Pengertian Batang Tekan

    Batang tekan merupakan batang dari suatau rangka batang atau elemenkolom pada bangunan gedung yang menerima tekan searah panjangbatang

    Beban yang cenderung membuat batang bertambah pendek akanmenghasilkan tegangan tekan pada batang tersebut

    Pada rangka batang, umumnya batang tepi atas adalah batang tekan Struktur tekan terdapat pada bangunan-bangunan :

    o Jembatan rangkao Rangka kuda-kuda atapo Rangka menara / towero Kolom pada portal bangunan gedungo Sayap tertekan pada balok I (portal, jembatan)

    1STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    2/45

    2STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Batang tekan

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    3/45

    3

    Perbedaan terpenting antara struktur tarik dan tekan adalah : Pada struktur tarik, beban tarik membuat batang tetap lurus pada sumbunya,

    sedangkan pada struktur tekan, beban tekan cenderung membuat batang

    tertekuk sehingga bahaya tekuk harus diperhatikan Pada struktur tarik, adanya lubang-lubang baut pada sambungan akan

    mengurangi luas penampang yang memikul beban tarik tersebut, sedangkanpada struktur tekan baut dianggap dapat mengisi lubang sehingga penampangpenuh (brutto) yang memikul beban tekan

    Kuat tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan : Bahan :

    Tegangan leleh (fy) Tegangan sisa (fr) Modulus elastisitas (E)

    Geometri (bentuk) : penampang Panjang komponen Kondisi ujung dan tumpuan

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    4/45

    4

    Kondisi batas (ultimate) : Tercapainya batas kekuatan Tercapainya batas kestabilan (kondisi tekuk)

    Kondisi batas kestabilan / tekuk yang harus diperhitungkan adalah : Tekuk lokal elemen plat (flens local buckling and web local buckling) Tekuk lentur (flexural buckling) Tekuk torsi (torsional bucling) Tekuk torsi lentur (flexural torsional buckling)

    Tercapainya batas kekuatan & tekuk struktur analisis Euler/elastic, inelastic, &leleh

    Tercapainya batas kekuatan & tekuk lokal batas kelangsingan elemen profil(b/t f dan h/t w)

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    5/45

    5STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Tekuk lokal di flens Tekuk lokal di web

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    6/45

    6

    Hubungan antara Batas Kekuatan dan Batas Kestabilan Pada percobaan tekan menunjukkan bahwa kehancuran batang tekan

    akan terjadi pada tegangan (P/A) dibawah tegangan leleh (fy)

    Dengan profil yang sama, semakin panjang batang akan semakin cepatmencapai kehancuran atau semakin kecil beban yang dapat diterima. Halini disebabkan semakin langsing batang semakin besar kecenderungannyauntuk menekuk

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    7/45

    7STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    8/45

    8

    Angka kelangsingan (slenderness ratio) : l Angka kelangsingan adalah perbandingan antara panjang batang dengan

    jari-jari kelembaman

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    L = panjang batang

    r = jari-jari girasi / kelembaman

    I = momen inersiaA = luas penampang

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    9/45

    9STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Analisis Tekuk Elastis (Perumusan Euler)Perumusan Euler diturunkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut :

    o Batang betul-betul lurus

    o Beban bekerja simetriso Bahan homogeno Tahanan ujung-ujung batang sendi

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    10/45

    10STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    11/45

    11STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Revisi dari Perumusan Euler Kalau dibandingkan dengan grafik yang dihasilkan dari percobaan tekan di

    laboratorium, maka perumusan Euler yang diturunkan secara analitis

    terdapat penyimpangan Perumusan Euler masih dianggap berlaku/sama dengan kenyataan hasil

    test di laboratorium sampai batas proporsional dimana hukum Hookeberlaku atau harga E tetap (daerah elastis) > 110. Setelah melampauititik proporsional, harga E tidak tetap lagi sehingga perumusan Euler tidaksesuai lagi (daerah inelastic) > 110

    Untuk daerah inelastic ( < 110 ) atau leleh ( < 20 ) ini diadakanrevisi rumus menggunakan rumus-rumus pendekatan

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    12/45

    12STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Pengaruh Tegangan Sisa (Residual Stress) Tegangan sisa ialah tegangan yang ada pada profil baja akibat proses

    pembuatan dipabrik atau dilapangan

    Tegangan sisa terjadi karena pendinginan yang tidak bersamaan padapenampang profil sehingga mengakibatkan timbulnya tegangan-teganganpada profil. Bagian yang cepat mendingin akan timbul tegangan tekan,sedangkan bagian yang terhambat pendinginannya akan timbul tegangantarik

    Besarnya tegangan sisa berkisar 1/3 fy, dan diperaturan diambil fr = 70MPa untuk profil buatan pabrik (roll) Tegangan sisa pada flens profil gilas panas dapat mencapai 140 MPa Tegangan sisa pada penampang gilas panas sangat berpengaruh dalam

    menentukan tahanan tekuk kolom

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    13/45

    13STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    f p =

    l e =

    3 kategori kolom : Kolom pendek

    Tegangan runtuh = tegangan leleh, karena sangat pendek, tidak terjadi tekuk saatkolom runtuh

    Kolom menengah (intermediate)Pada saat runtuh, sebagian penampang telah mencapai tegangan leleh. Kegagalankarena leleh dan tekuk. Kolom menekuk inelastic

    Kolom panjang (kolom menekuk elastis)

    Tegangan tekuk tekan < tegangan proporsional ( fp ) = fy - fr

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    14/45

    14STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Diturunkan dari perumusan Euler

    Tekuk Lentur

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    15/45

    15STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Kolom pendek

    Kolom menengah(inelastic)

    Kolom panjang(elastic)

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    16/45

    16STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    17/45

    17STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    18/45

    18STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    19/45

    19STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    20/45

    20STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    GA = nilai G untuk bawah kolom yang ditinjauGB = nilai G untuk atas kolom yang ditinjau

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    21/45

    21

    Tekuk Lokal (Local Buckling) Tekuk lokal terjadi bila tegangan pada elemen-elemen penampang mencapai

    tegangan kritis pelat

    Tegangan kritis pelat tergantung dari perbandingan tebal dengan lebar,perbandingan panjang dan tebal, kondisi tumpuan dan sifat material Perencanaan dapat disederhanakan dengan memilih perbandingan tebal dan

    lebar elemen penampang yang menjamin tekuk lokal tidak akan terjadi sebelumtekuk lentur. Hal ini diatur dalam peraturan dengan membatasi kelangsingan

    elemen penampang komponen struktur tekan :l = b/t l r

    Besarnya l r ditentukan dalam tabel 7.5-1 SNI 03-1729-2002 Pada umumnya kekuatan komponen struktur dengan beban aksial murni

    ditentukan oleh tekuk lentur. Efisiensi sedikit berkurang apabila tekuk lokal terjadi

    sebelum tekuk lentur Bebarapa jenis penampang berdinding tipis seperti L, T, Z dan C yang umumnya

    mempunyai kekakuan torsi kecil mungkin mengalami tekuk torsi atau kombinasitekuk lentur-torsi

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    22/45

    22

    Untuk kepraktisan perencanaan, peraturan tidak menyatakan perlu memeriksakondisi tekuk torsi/ lentur-torsi apabila tekuk lokal tidak terjadi kecuali untukpenampang L-ganda atau T

    Untuk komponen struktur dengan penampang L-ganda atau T harus dibandingkankemungkinan terjadinya tekuk lentur pada kedua sumbu utama dengan tekuktorsi/lentur-torsi

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    23/45

    23

    Berdasarkan kelangsingan elemen penampang, dibagi 3 kategori penampang kolom : Penampang kompak (Compact Section) : b/t l p

    Penampang dapat mencapai tegangan plastik sebelum menekuk Penampang tidak kompak (Non Compact Section) : l p b/t l r

    Penampang dapat mencapai tegangan leleh disebagian tempat sebelum menekuk Penampang langsing (Slender Compression Element) : b/t l r

    Sangat tidak ekonomis untuk kolom sehingga tidak boleh dipakai sebagai kolom

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    24/45

    24STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    25/45

    25STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    l l

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    26/45

    26

    b/t 250/

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    h/t w 665/

    b/t 250/ d/t 335/ b/t 250/

    h/t w 665/

    b/t 250/ b/t 200/ b/t 625/

    h/t w 665/

    b/t 625/

    D/t 22000/fy

    Nilai l r

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    27/45

    27STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Merencanakan Batang Tekan Pada perencanaan batang tekan tidak bisa langsung mendapatkan

    kebutuhan Ag dan rmin seperti pada perencanaan batang tarik, karenakelangsingan batang pada batang tekan mempengaruhi kekuatan bahan

    Untuk itu perlu pendekatan awal dengan memisalkan besarnya l .Pemisalan besarnya angka kelangsingan l diambil pada daerah inelasticyaitu antara 80-100

    Dengan mengambil pemisalan nilai l , kita dapat menghitung l c

    (parameter kelangsingan) dan hargaw

    Dari kontrol kekuatan bisa didapatkan nilai Ag

    Dengan harga Ag dan r tersebut pemilihan profil bisa dilakukan sampaididapat profil yang tepat/ekonomis

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    28/45

    28

    Komponen Struktur Tekan Tersusun

    STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    29/45

    29STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    30/45

    30STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    31/45

    31STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    32/45

    32STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    33/45

    33STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    34/45

    34STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    35/45

    35STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Contoh Soal 1 :

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    36/45

    36STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    665 665

    665

    42,93250 250

    250

    16,14

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    37/45

    37STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    38/45

    38STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    39/45

    39STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

    Contoh Soal 2 :

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    40/45

    40STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    41/45

    41STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    42/45

    42STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    43/45

    43STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    44/45

    44STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo

  • 7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan

    45/45