studi perilaku tekuk torsi lateral pada balok baja ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur...

42
TUGAS AKHIR STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA BANGUNAN GEDUNG DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ABAQUS 6.7 Oleh : RACHMAWATY ASRI (3109 106 044) Dosen Pembimbing: Budi Suswanto, ST. MT. Ph.D Ir. Isdarmanu, M.Sc PROGRAM SARJANA LINTAS JALUR JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012

Upload: haanh

Post on 13-Mar-2019

224 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

TUGAS AKHIR

STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA BANGUNAN GEDUNG

DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ABAQUS 6.7

Oleh :

RACHMAWATY ASRI (3109 106 044)

Dosen Pembimbing:

Budi Suswanto, ST. MT. Ph.D

Ir. Isdarmanu, M.Sc

PROGRAM SARJANA LINTAS JALUR JURUSAN TEKNIK SIPILFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2012

Page 2: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Bab 1. Pendahuluan

Bab 2. Tinjauan Pustaka

Bab 3. Metode Penyelesaian

Bab 4. Pembebanan Sturktur Sekunder

Bab 5. Pembebanan Struktur Utama

Bab 6. Perencanaan Sambungan

Bab 7. analisa Xtract v2.6.2

Bab 8. analisa Abaqus 6.7

Bab 9. Kesimpulan dan Saran

Page 3: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

PENDAHULUAN

Page 4: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Latar Belakang

Dalam perencanaan struktur, hampir semua balok hanya dirancang memikulmomen lentur dan geser pada sumbu mayor saja, sedangkan dalam arah minorbalok dianggap menyatu dengan lantai sehingga tidak diperhitungkan.

Dalam kenyataannya perlu perancangan lentur dalam arah minor (penampangbi-aksial) termasuk jika timbul torsi.

Terjadinya torsi pada tepi balok akibat beban lateral yang tidak seimbangmengakibatkan tekuk semakin besar.

Fenomena tekuk biasanya disebabkan oleh balok baja yang sangat tipissehingga mudah mengalami tekuk oleh karena itu dibutuhkan perhitungananalisa struktur pada profil baja yang mampu menerima torsi

Page 5: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Latar Belakang

Analisa struktur menggunakan program SAP2000 versi 14. Untuk analisapenampang dengan menggunakan program Xtract versi 2.6.2 dan analisaperilaku elemen struktur menggunakan program Abaqus 6.7.

Difokuskan untuk mempelajari perilaku struktur bangunan gedung khususnyaelemen struktur balok yang mengalami tekuk torsi lateral karena dalamperencanaan struktur, terjadinya tekuk dapat mengurangi kapasitas dari baloksehingga balok berdeformasi dan mengalami tekuk.

Desain profil menggunakan profil wide flange (WF) karena pada perencananstruktur bangunan baja untuk desain struktur utamanya lebih banyakmenggunakan profil WF dibandingkan profil yang lain, selain itu profil WFcenderung lebih menekuk pada bagian badan dibandingkan sayapnya akibatlenturan pada balok baja.

Page 6: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Perumusan masalah

Permasalahan yang akan ditinjau dalam studi perilaku tekuk torsi lateral pada balok baja bangunan gedung dengan menggunakan Abaqus 6.7 ini antaralain:

1. Bagaimana menganalisa struktur bangunan baja khususnya pada elemenstruktur balok dengan menggunakan program SAP2000 versi 14?

2. Bagaimana menganalisa elemen struktur balok baja profil WF yang mengalamitekuk torsi lateral dengan rumus empiris?

3. Bagaimana menganalisa penampang balok baja profil WF denganmenggunakan program Xtract versi 2.6.2?

4. Bagaimana mengetahui perilaku yang terjadi pada elemen struktur balok bajayang mengalami tekuk torsi lateral dengan menggunakan program Abaqus6.7?

5. Bagaimana membandingkan perilaku elemen struktur portal khususnya padabalok dengan variasi beban lateral?

Page 7: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Tujuan

Dari permasalahan yang ada diatas, adapun tujuan yang ingin dicapaidalam studi perilaku tekuk torsi lateral pada balok baja bangunan gedungdengan menggunakan Abaqus 6.7 ini adalah:

1. Dapat menganalisa struktur bangunan baja khususnya pada elemen strukturbalok dengan menggunakan program SAP2000 versi 14.

2. Dapat menganalisa elemen struktur balok baja profil WF yang mengalamitekuk torsi lateral dengan rumus empiris.

3. Dapat menganalisa penampang balok baja profil WF dengan menggunakanprogram Xtract versi 2.6.2.

4. Dapat mengetahui perilaku yang terjadi pada elemen struktur balok baja yang mengalami tekuk torsi lateral dengan menggunakan program Abaqus 6.7.

5. Dapat membandingkan perilaku elemen struktur balok dengan variasi bebanlateral.

Page 8: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Batasan Masalah

Batasan masalah dalam studi perilaku tekuk torsi lateral padabalok baja bangunan gedung dengan menggunakan Abaqus 6.7 iniadalah:

1. Hanya mempelajari perilaku elemen struktur balok yang mengalamitekuk torsi lateral saja.

2. Tidak membahas rencana anggaran biaya dan metode pelaksanaan.

3. Tidak membahas struktur bangunan bawah (pondasi).

4. Analisa struktur menggunakan program SAP2000 versi 14, dan untukminor analysis menggunakan program Xtract versi 2.6.2 dan Abaqus6.7.

Page 9: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

TINJAUAN PUSTAKA

Page 10: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Jika sebuah balok menerima beban yang terus bertambah searahsumbu y (pada bidang badan profil), maka pada suatu saat secara tiba-tiba akan terjadi perpindahan lateral dan torsi pada balok tersebutsehingga terjadilah tekuk torsi lateral (lateral torsional buckling).

Tekuk torsi lateral adalah kondisi batas yang menentukan kekuatansebuah balok. Sebuah balok mampu memikul momen maksimumhingga mencapai momen plastis (Mp). Tercapai atau tidaknya momenplastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunyaperistiwa berikut:

Tekuk lokal dari sayap tekan

Tekuk lokal dari badan dalam tekan lentur

Tekuk torsi lateral

Tinjauan Pustaka

Page 11: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Tinjauan Pustaka

Page 12: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

METODE PENYELESAIAN

Page 13: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Metode Penyelesaian

A

Mulai

Tidak

Studi literatur

Preliminary desain

Pembebanan Struktur(PPIUG 1983, SNI 03-1729-2002)

Analisa Struktur (SAP2000 versi 14)

Kontrol Penampang (SNI 03-1729-2002)

Ya

A

Analisa Penampang Balok (Xtract versi 2.6.2)

Analisa Perilaku Balok (Abaqus 6.7)

Visualisasi Gambar (Hasil)

Selesai

Perbandingan Perilaku Balok dengan variasi bebanlateral

Page 14: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Preliminary Desain

Gambar 1. Tampak atas bangunan

Kolom WF350x350x12x19

Balok Melintang WF600x200x11x17

Balok Memanjang WF400x200x7x11

Balok Memanjang WF300x200x8x12

Page 15: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Gambar 2. Potongan memanjang

-+0,00

+5,00

+10,00

Preliminary Desain

Page 16: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Gambar 3. Potongan melintang

+10,00

+5,00

+0,00-

Portal yang dimodelkan

padaAbaqus 6.7

Preliminary Desain

Page 17: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Pada Tugas Akhir ini untuk analisa dengan menggunakan Abaqus 6.7 dimodelkandalam bentuk portal 3D. Daerah yang ditinjau untuk menentukan deformasi,tegangan dan regangan adalah sebagai berikut:

Permodelan pada Abaqus 6.7

1 32

Gambar 4. Permodelan portal 2D

1 32

Gambar 5. Permodelan portal 3D pada Abaqus 6.7

Page 18: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Struktur

Pada tahap ini dilakukanpemodelan dan analisa linierstruktur dengan menggunakanSAP2000 versi 14 berdasarkanpreliminary desain danpembebanan yang telahdirencanakan.

Gambar 6. Permodelan SAP 2000 v14

Page 19: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

PEMBEBANAN

STRUKTUR

Page 20: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Lantai atap

pelat (8x5) m2 : beban mati = 391,1 kg/m2

beban Hidup = 75,433 kg/m2

pelat (6x5) m2 : beban mati = 319,1 kg/m2

beban Hidup = 85,627 kg/m2

Lantai 1

pelat (8x5) m2 : beban mati = 470,1kg/m2

beban Hidup = 223,75 kg/m2

pelat (6x5) m2 : beban mati = 398,1 kg/m2

beban Hidup = 244,139 kg/m2

Pembebanan Struktur

Page 21: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Kombinasi Pembebanan

Peraturan pembebanan menggunakan RSNI2 03-1726-201x dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut:

COMB 1 : 1,4 D

COMB 2 : 1,2 D + 1,6 LCOMB 3 : 1,2 D + 0,5 L +1,3 WCOMB 4 : 1,2 D + 0,5 L - 1,3 WCOMB 5 : 1,2 D + 1 L + 1 ECOMB 6 : 1,2 D + 1 L - 1 ECOMB 7 : 0,9 D + 1E COMB 8 : 0,9 D - 1E

dimana : D = Beban Mati L = Beban HidupW = Beban Angin E = Beban Gempa

Page 22: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

ANALISA STRUKTUR

Page 23: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Dimensi Struktur Utama

Balok Induk Melintang

Dimensi balok induk = WF 600x200x11x17

Balok Induk Memanjang

Dimensi balok induk = WF 400x200x7x11

Kolom

Dimensi kolom = WF 350x350x12x19

Page 24: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Struktur Balok

Kontrol Dimensi Balok IndukGaya maksimum balok berada pada frame 216 combo 5 (1,2 D+1 L+1 E) : Mukanan = -33197,342 kg.mVukanan = 15758,516 kg.m

Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)•Kontrol tekuk lokal

Sayap :

Badan :

Profil penampang kompak, makaMn =Mp

•Kontrol tekuk lateralLb = 400Lp = 205,095 Lp < Lb < Lr→ bentang menengah (perilaku inelastis)Lr = 605,408

=𝑏

2𝑡𝑓=

200

2 × 17= 5,88 < 𝑝 =

170

𝑓𝑦=

170

250= 10,75 …𝑜𝑘

=𝑕

𝑡𝑤=

522

11= 47,45 < 𝑝 =

1680

𝑓𝑦=

1680

250= 106,25 …𝑜𝑘

Page 25: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Faktor distribusi momen :

MA MB MC Mmax

8m8748,236 kgm

33197,342 kgm

𝐶𝑏 =12.5 𝑀𝑚𝑎𝑥

2.5𝑀𝑚𝑎𝑥 +3𝑀𝐴 +4𝑀𝐵+3𝑀𝐶 ≤ 2,3

=12,5 × 33197,342

2,5 × 33197,342 + 3 × 7470,71 + 4 × 15476,69 + 3 × 24052,24= 1,733 ≤ 2,3

𝑀𝑛 = 𝐶𝑏 𝑀𝑟 + 𝑀𝑝 − 𝑀𝑟 𝐿𝑟 − 𝐿

𝐿𝑟 − 𝐿𝑝 ≤ 𝑀𝑝

𝑀𝑛 = 1,733 46620 + 71575 − 46620 605,408 −400

605,408 −205,095 = 102983,3 kgm ≥ 71575 kgm

Dipakai nilai 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 71575 kgm 𝑀𝑢 < ∅𝑏 × 𝑀𝑛 → 33197,342 kgm < 0,9 × 71575 = 64417,5 kgm …𝒐𝒌

𝑀𝑟 = 𝑆𝑥 𝑓𝑦 − 𝑓𝑟 = 2590 2500 − 700 = 4662000 kgcm 𝑀𝑝 = 𝑍𝑥 × 𝑓𝑦 = 2863 × 2500 = 7157500 kgcm

Kuat nominal komponen struktur :

Analisa Struktur Balok

Page 26: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Kontrol Lendutan•Lendutan ijin

𝑓 ′ =𝐿

240=

800

240= 3,33 𝑐𝑚

𝑌𝑚𝑎𝑥 =5×𝐿2

48 𝐸𝐼 𝑀𝑙𝑎𝑝 − 0,1 𝑀𝑘𝑖𝑟𝑖 − 𝑀𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛

=5×8002

48×2.106×77600 12851,48 − 0,1 10038,57 + 14216,33

= 0,00448 𝑐𝑚 < 3,33 𝑐𝑚…𝒐𝒌

𝑕

𝑡𝑤≤

1100

𝑓𝑦 →

522

11≤

1100

250 → 47,455 ≤ 69,57 geser plastis

𝑉𝑛 = 0,6 × 𝑓𝑦 × 𝐴𝑤 = 0,6 × 2500 × 60 × 1,1 = 99000 kg Syarat : 𝑉𝑢 < ∅ × 𝑉𝑛 = 15758,516 kg < 0,9 × 99000 kg 15758,516 kg < 89100 kg…𝒐𝒌

Kontrol Kuat Geser

Analisa Struktur Balok

Page 27: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

DESAIN SAMBUNGAN

Page 28: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Profil Balok Anak : WF 300x200x8x12

Profil Balok Induk : WF 600x200x11x17

Direncanakan : profil siku ∟60x60x6

(fub = 8250 kg/cm2)

Baut Ø 16 mm (Abaut = 2,0106 cm2)

Dipasang 2 baut pada setiap sisi

Desain Sambungan

WF 300X200X8X12

60X60X6

16 mm

Tulangan negatif -200

WF 600x200x11x17

Gambar 7. Sambungan balok anak dengan balok induk

Page 29: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Sambungan Balok Induk dengan Kolom

Desain Sambungan

WF 600x200x11x17WF

350x

350x

12x1

9

30mm30mm

30mm

30mm

20mm

L 100x100x10

T 900x300x16x28

T 900x300x16x28

Potongan profilWF 600x200x11x17

Gambar 8. Sambungan balok indukdengan kolom

Direncanakan menggunakan :•Baut : A 325•Mutu baut : 8250 kg/cm2

•Ulir pada bidang geser (r1 = 0,5)•Siku penyambung ∟100 x100 x10•Profil T 900x300x16x28•Diameter baut : 20 (pelat siku)

20 (profil T)

Page 30: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

ANALISA KAPASITAS PENAMPANG

(XTRACT V2.6.2)

Page 31: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Xtract v2.6.2

Analisa Kapasitas Penampang Balok

Dari hasil Analysis Report penampangbalok WF 600x200x11x17 dapat dilihatbahwa, Kuat momen nominal :Mn =Maka,

746,7 × 103 𝑁𝑚 = 74670 𝑘𝑔𝑚

𝑀𝑢 = ∅ × 𝑀𝑛 = 0,9 × 7467000 = 6720300 kgcm

Gambar 9. Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2

Page 32: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

ANALISA PERILAKU BALOK

(ABAQUS 6.7)

Page 33: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Pada Abaqus 6.7 untuk mengetahui tegangan yang terjadi padastruktur portal dapat ditunjukkan dengan melihat warna pada strukturportal tersebut. Semakin merah warnanya maka tegangan yang terjadisemakin besar. Berikut ini hasil visualisasi akibat beban lateral mula-mula.

Analisa Perilaku Balok

Gambar 10. Hasil visualisasi akibat beban lateral awal

Page 34: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Perilaku Balok

Gambar 11. Hasil visualisasi akibat beban lateral (15ton) Gambar 12. Hasil visualisasi akibat beban lateral (20ton)

Gambar 13. Hasil visualisasi akibat beban lateral (25ton) Gambar 14. Hasil visualisasi akibat beban lateral (30ton)

Page 35: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Perilaku Balok

Gambar 15. Hasil visualisasi akibat beban lateral (35ton) Gambar 16. Hasil visualisasi akibat beban lateral (40ton)

Gambar 17. Hasil visualisasi akibat beban lateral (45ton) Gambar 18. Hasil visualisasi akibat beban lateral (50ton)

Page 36: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Perilaku Balok

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Dis

pla

ce

me

nt

(mm

)

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Displacement (titik 1)

U1

U2

U3

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Dis

pla

ce

me

nt

(mm

)

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Displacement (titik 2)

U1

U2

U3

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Dis

pla

ce

me

nt

(mm

)

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Displacement (titik 3)

U1

U2

U3

Gambar 20. grafik displacement akibat beban lateral pada titik 1, 2 dan 3

Page 37: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Perilaku Balok

Gambar 21. Grafik tegangan akibat beban lateral pada titik 1, 2 dan 3

-170-150-130-110-90-70-50-30-1010305070

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Te

ga

ng

an

(M

Pa

)

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Tegangan (titik 1)

S11

S22

S33

S12

S13

S23

-200-150-100

-500

50100150200250300350400450500550600

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Te

ga

ng

an

(M

Pa

)

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Tegangan (titik 3)

S11

S22

S33

S12

S13

S23

-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10

010

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Te

ga

ng

an

(M

pa

)

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Tegangan (titik 2)

S11

S22S33S12

Page 38: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Analisa Perilaku Balok

Gambar 22. Grafik regangan akibat beban lateral pada titik 1, 2 dan 3

-0.000900-0.000750-0.000600-0.000450-0.000300-0.0001500.0000000.0001500.0003000.0004500.0006000.000750

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Re

ga

ng

an

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Regangan (titik 1)

E11

E22

E33

E12

E13

E23

-0.00070

-0.00060

-0.00050

-0.00040

-0.00030

-0.00020

-0.00010

0.00000

0.00010

0.00020

0.00030

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Re

ga

ng

an

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Regangan (titik 2)

E11

E22

E33

E12

E13

E23

-0.0080-0.0070-0.0060-0.0050-0.0040-0.0030-0.0020-0.00100.00000.00100.00200.0030

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Re

ga

ng

an

Variasi Beban Lateral (N/mm2)

Regangan (titik 3)

E11

E22

E33

E12

E13

E23

Page 39: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Dari hasil analisis SAP 2000 v14 dan perhitungan yang telah dilakukan padastruktur bangunan gedung, perencanaan dimensi profil pada balok anak (WF300x200x8x12), balok induk melintang (WF 600x200x11x17), balok indukmemanjang (WF 400x200x7x11) dan kolom (WF 350x350x12x19) sudahmemenuhi kontrol kekuatan profil.

Dari hasil perhitungan manual dan analisa menggunakan Xtract v2.6.2 dapatdisimpulkan bahwa pada penampang balok, momen nominal hasil Xtract jauhlebih besar dibandingkan hasil perhitungan manual.

Dari hasil analisa perilaku balok mengalami displacement maksimum padaarah Y (U2) sebesar 8,377 mm yang ditinjau ditengah bentang balok (titik 2)dengan beban lateral mula-mula sebesaru 9,05 ton (6,817 N/mm2).

Kesimpulan

Page 40: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Untuk nilai tegangan yang terjadi pada balok didapatkan hasil teganganmaksimum berada pada pertemuan balok dengan kolom (titik 3). Denganbeban lateral sebesar 50 ton (37,655 N/mm2), balok mengalami tegangansebesar 593 MPa pada arah Z (S33), hal tersebut membuktikan bahwa baloksudah mengalami kelelehan. Dari hasil nilai regangan yang terjadi diperolehpenampang balok mengalami regangan maksimum pada pertemuan antara Ydan Z (E23) yaitu sebesar -0,00778.

Dengan diberikannya variasi beban lateral yang semakin bertambah makadisplacement, tegangan dan regangan yang terjadi ikut mengalami kenaikanhingga melebihi batas leleh dari penampang tersebut.

Kesimpulan

Page 41: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk mengetahui perilaku balokagar menghasilkan perencanaan struktur yang lebih baik. Seperti denganmemasang stiffener pada daerah joint antara balok dan kolom agar kelelehanakibat beban lateral yang semakin bertambah tidak terjadi dan usahakan sendiplastis terjadi pada muka balok.

Gaya momen pada balok perlu dimodelkan dengan gaya geser kolom yang dijadikan momen kopel agar gaya momen dapat terdefinisikan.

Pada tahap pengisian Plastisitas Material pada tahap property, sebaiknya nilaiyield stress (fy) dan plastic strain perlu ditambahkan hingga mencapai kondisiputus (fu) agar saat diberi beban yang semakin besar perilaku struktur yang terjadi tidak linier.

Perlu dilakukan imperfection case pada Abaqus 6.7 agar tekuk torsi lateral dapat terjadi pada balok.

Saran

Page 42: STUDI PERILAKU TEKUK TORSI LATERAL PADA BALOK BAJA ... · plastis, keruntuhan dari sebuah struktur balok adalah salah satunya ... Hasil Analysis Report pada Xtract v2.6.2. ANALISA

TERIMA KASIH