tugas struktur baja dasar
DESCRIPTION
tugas struktur bajaTRANSCRIPT
TUGAS STRUKTUR BAJA DASAR BANGUNAN GEDUNG
(Komponen Tarik dan Tekan)
Dikerjakan oleh :
No.Abs 21-25 Bangunan gedung (BG)
Tantyo Priyo 3113030026
Tias M.D 3113030028
Farisal Akbar 3113030029
Fitrya Ita K 3113030033
Selma Rofi I 3113030038
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2015
STUDI KASUS KOMPONEN STRUKTUR TARIK
1. (Soal No.9) , Hitung tahanan geser blok dari suatu komponen struktur tarik
berikut. Jika BJ 41 dan diameter baut 22mm.
2. (Soal No.2), Sebuah batang Tarik dari pelat berukuran 10 x 190 mm, harus
memikul beban mati sebesar 110 kN dan beban hidup 200 kN. Mutu baja BJ 41
dan diameter baut 25mm. Dengan mengasumsi A e = An, Periksa kecukupan
batang tersebut.
PENYELESAIAN KOMPONEN STRUKTUR TARIK
1. (Soal No.9)
Diketahui :
Luas Bruto, Ag = 2270 mm (Tabel Profil)
Lebar lubang = 22 mm + 2 mm = 24 mm (Menurut SNI 03-1729-2002
pasal 17.3.6)
BJ 41 ( fy= 250 Mpa, fu = 410 Mpa)
ẋ = 29 mm (Tabel profil)
L=¿ 75 mm
Jawab :
1. Kondisi leleh
øTn = ø x Ag x fy
= 0.90 x 2270 mm² x 250 mpa= 510750 N = 510.750 KN
2. Kondisi FrakturAn = Ag-ndt
= 2270 mm²- 1 x 24 x 12= 1982 mm²
Cek Syarat AnAn ≤ 0.85 x AgAn ≤ 0.85 x 2270 mm²An≤ 1929.5 mm²
Koefisien Reduksi (U)
U= 1-ẋL
≤ 0.9
U = 1- 2975
≤ 0.9
U = 0.613 Luas efektif
Ae = U x AnAe = 0.613 x 1929.5Ae = 1183.427 mm²
Tahanan Nominal (Tn)ɸTn = ɸAe x fuɸTn = 0.75 x 1183.427 x 410ɸTn = 363.903 KN
3. Pemeriksaan terhadap geser blokFu x Ant = 410 x (40-0.5(24))(12)
= 137.76 KN0.6 x fu x Anv = 0.6 x 410 x (115-1.5(24))(12)
Geser Fraktur-Tarik leleh
= 233.203 KN4. Geser fraktur-Tarik leleh
Tn = 0.6 x fu x Anv + fy x AgtTn = 0.6 x 410 x (115-1.5(24))(12) + 250 x (40 x 12)Tn = 233.208 KN + 120 KNTn = 353.208 KN
ɸTn = 0.75 x 353.208 KNɸTn = 264.906 KN
5. KesimpulanJadi Tahanan rencana komponen struktur tarik tersebut adalahTd = 264.906 KNTd = 26.4906 ton
2. (Soal No.2)
DIKETAHUI : Luas bruto, Ag = 10 mm x 190 mm = 1900 mm² Lebar lubang = 25 mm + 3 mm
= 28 mm (Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 17.3.6) BJ 41 ( fy= 250 Mpa, fu = 410 Mpa) Jarak antar baut = 3 x diameter baut
= 3 x 25 mm = 75 mm
qd = 110 kN = 110 000 N = 11 ton q l = 200 kN = 20 ton
JAWAB :1. Kondisi leleh
øTn = ø x Ag x fy= 0.90 x 1900 mm² x 250 mpa= 42.7 ton
2. Kondisi FrakturDari potongan 1-3
An = Ag-ndtAn = 1900 – 2 x 28 x 10An = 1340 mm²
Dari potongan 1-2
An = Ag-ndt + ∑4 u
s ² .t
❑
An = 1900- 2 x 28 x 10 + 75 ² x 104 x 75
An = 1527.5 mm²
Cek Syarat AnAn ≤ 0.85 x AgAn ≤ 0.85 x 1900 mm²An≤ 1615 mm²
Jadi An yang dipakai An = 1340 mm²
øTn = ø x Ae x fu= 0.75 x 1340 x 410= 41.2 ton
3. Tahanan tarik ultimate (Tu)Tu = 1,2 qd + 1,6 q l
= 1,2 x 11 + 1,6 x 20 = 45,2 ton4. Cek Syarat Tahanan yang terjadi Tu ≤ Tn
45,2 ton ≥ 41,2 ton5. KesimpulanBatang penampang tidak dapat menahan beban yang diberikan. Solusinya
adalah memperbesar dimensi penampang.
TUGAS STRUKTUR BAJA DASAR BANGUNAN GEDUNG
(Komponen Tekan)
Dikerjakan oleh :
No.Abs 41-45 Bangunan gedung (BG)
Novia Damayanti 3113030108
Abdul karim yasin 3113030109
Kholif Novianti 3113030111
Sigit Prionggo 3113030114
Maulana Ardy 3113030120
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2015
STUDI KASUS KOMPONEN STRUKTUR TEKAN
1. (Soal No.4.9) , Hitung tahanan tekan rencana dari masing-masing komponen
struktur tekan pada gambar dibawah ini, apabila komponen struktur tekan
tersebut diberi pengekang lateral dalam arah sumbu lemah. (panjang batang
L=4500 mm)
2. (Soal A), Sebuah komponen struktur tekan didesin agar mampu menahan
beban tekan aksial yang terdiri dari beban mati 500kN dan beban hidup
1000kN. Batang ini memiliki panjang 8,5m dan jarak 2,5m dari tepi atas
dipasang pengekang lateral dalam arah sumbu lemah. Dengan menggunkan
mutu baja BJ 41 pilihlah profil WF yang ekonomis! (tumpuan ujung adalah
sendi).
PENYELESAIAN KOMPONEN STRUKTUR TEKAN
1. (Soal No.4.9)
(gambar penampang profil 250.250.9.14)
Diketahui :
A. Profil Baja WF 250.250.9.14
B. Mutu baja BJ 55
Ditanya : Tahanan tekan rencana (Nn) ...?
Diasumsikan : x1 = y1 = 2000 mm
X2 = y2 = 2500 mm
Tekuk kearah sumbu X1 (jepit-sendi) (k = 0,8)
Lkx1 = kx1 . Lx1 λx1 = Lkx1
rx
= 0.8 . 2000 mm = 1600 mm108 mm
= 14,815
= 1600 mm
Cek Kelangsingan = λx1 ˂ 200
41,67 ˂ 200 ..... (OK)
Tekuk ke arah sumbu X2 (jepit – sendi) (k=0.80)
Lkx2 = kx2 . Lx2 λx1 = Lkx1
rx
= 0.8 . 2500 mm = 2000 mm108 mm
= 18.52
= 2000 mm
Cek Kelangsingan = λx2 ˂ 200
18,52 ˂ 200 ..... (OK)
Tekuk ke arah sumbu Y1 (Jepit- sendi) (k=0,80)
Lky1 = ky1 . Ly1 λy1 = Lky1
r y
= 0.8 . 2000 mm = 1600 mm62.9 mm
= 25,437
= 1600 mm
Cek Kelangsingan = λy1 ˂ 200
25.437 ˂ 200 ..... (OK)
Tekuk ke arah sumbu Y2 (jepit – sendi) (k = 0,8)
Lky2 = ky2 . Ly2 λy2 = Lky2
r y
= 0.8 . 2500 mm = 2000 mm62.9 mm
= 31,796
= 2000 mm
Cek Kelangsingan = λy1 ˂ 20031,796 ˂ 200 ..... (OK)
Perhitungan koefisien tekan ‘ω’ dan ‘ω max’
Perhitungan parameter kelangsingan kolom, λc
λc = 1π
· Lkr
·√ FyE
Sesuai dengan SNI 03-1729-2002
ke arah sumbu X1
λcx1 = 1π
· Lkx1
rx ·√ Fy
E =
1π
· λx1·√ FyE
= 1π
· 14,815 ·√ 410200000
= 0,214
Untuk λcx1 ≤ 0,25 maka, ω = 1
Ke arah sumbu X2
λcx2 = 1π
· λx2·√ FyE
= 1π
· 18,52·√ 410200000
= 0,267
Untuk 0,25 ≤ λcx2 ≤1,2 maka, ω = 1,43
1,6−0,67 ∙ λc =
1,431,6−0,67 ∙ 0,267
=
1,00625
Ke arah sumbu Y1
λcy1 = 1π
· Lky1
ry ·√ Fy
E =
1π
· λy1·√ FyE
= 1π
· 25,437 ·√ 410200000
= 0,367
Untuk 0,25 ≤ λcy1 ≤1,2 maka, ω = 1,43
1,6−0,67 ∙ λc =
1,431,6−0,67 ∙ 0,367
=
1,056Ke arah sumbu Y2
λcy2 = 1π
· λy2·√ FyE
= 1π
· 31,796·√ 410200000
= 0,458
Untuk 0,25 ≤ λcy1 ≤1,2 maka, ω = 1,43
1,6−0,67 ∙ λc =
1,431,6−0,67 ∙ 0,458
=
1,1058
Dari perhitungan parameter kelangsingan kolom, didapatkan nilai ω max sebesar 1,1058
Mulai
Nu, L, fy
Pilih profil
Hitung “” penampangHitung “” strukturHitung “ω max”
Hitung “Nn” dan “ɸ Nn”
“ɸ Nn” > Nu
Menghitung kuat tekan nominal(Nn)Nn = Ag ·fcr
= Ag ·fy
ωmax = 9218 ·
4101,1058
= 3417776,296 N = 341,777 T
Tahanan Rencana = 0,85 x Nn = 0,85 x 341,777 T = 290,51045 Ton
Jadi,tahanan rencana yang dapat diterima ketika profil diberi pengekang lateral adalah sebesar 290,51045 Ton
2. (Soal A)
Diketahui :
A. Beban mati (D) = 500 KN
B. Beban Hidup (L) = 1000 KN
C. L bentang efektif = 8,5 m = 8500 mm
D. L (sumbu lemah) letak pengekang lateral= 2,5 m dari atas penampang
E. Mutu baja BJ 41 : fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa
F. Tumpuan : sendi-sendi (K=1,00)
Diminta :
Menentukan profil WF yang ekonomis
Dijawab:
I. Data data Nu, L, fy :
a) Nu = 1,2 D + 1,6 L ....(SNI 03-1729-2000,psl 6.2.2)
Nu = 1,2(500)+1,6x1000) = 22x10 5 KN = 220 Ton
b) L bentang efektif= 8,5 m = 8500 mm
c) Bj 41 : fu= 410 Mpa ; fy=250 Mpa
II. Pilih Profil :
a) Menentukan I taksir dan A taksir:
K= 1,00 (sendi-sendi)
Lk = K.L (SNI 07-1729-2000, psl 7.6.1)
= 1,00 . 8500 mm = 8500 mm
fy baja BJ 41 = 250 Mpa = 250 N/mm2=2500 Kg/cm2
b) Perencanaan :
Kombinasi beban , Nu = 220 Ton
Pra-rencana ukuran profil :
I taksir = 1,21 . Nu . Lk2 ........................... (PPBBI 1984, psl. 4.5.a)
= 1,21 (220) (8,5)2 = 19232,95 cm4
A taksir = Nu
fy /1,5 + 1,5 Lk2 .................. (PPBBI 1984, psl. 4.5.b)
= 220000 Kg
2500Kg
cm2 /1,5 + 1,5 (8,5)2 = 240,38 cm2
Dari tabel profil, dipilih profil 400.400.21.21
Untuk baja BJ 41, Pemeriksaan terhadap bahaya lipat menurut PPBBI
1984 pasal 44.a lebar flange dibanding tebal flange tidak boleh lebih
dari 20.
btf
≤ 20
20 ≥40021
(=19,04) .... (ok, tidak ada bahaya lipat pada flange)
c) Data-data profil WF 400.400.21.21
III. Perhitungan kelangsingan “λ “ (profil dan struktur ) dan perhitungan
“ω” maks.
a) Perhitungan λr (rasio lebar terhadap tebal) profil
λr Flens (sayap) =
= 400mm/2x21mm = 9,52
9,52 ≤ 15,81 .....(Ok)
λr wide (badan) =
= 400mm/21mm = 19,05
19,05 ≤ 42,06 .....(Ok)
Profil dinyatakan memenuhi syarat, karena λr profil ≤ λr syarat
b) Perhitungan λx,y (kelangsingan pada arah tegak sumbu x-x dan sumbu y-
y) Struktur :
Tekuk ke arah sumbu x1 :
Lkx1 = Kx1 . Lx1 = 2500 mm
λx1 = Lkx1 / rx = 14,29
cek λx1 < 200 .... (SNI 03-1729-2000 psl.7.6.4)
λx1 < 200 (OK)
Tekuk ke arah sumbu x2 :
Lkx2 = Kx2 . Lx2 = 6000 mm
λx2 = Lkx2 / rx = 34,29
λx2 < 200 (OK)
Tekuk ke arah sumbu y1 :
Lky1 = Ky1 . Ly1 = 2500 mm
λy1 = Lky1 / ry = 24,75
λy2 < 200 (OK)
Tekuk ke arah sumbu y2:
Lky2 = Ky2 . Ly2 = 6000 mm
λy2 = Lky2 / ry = 59,41
λy2 < 200 (OK)
c) Perhitungan “ω” (koefisien tekuk) “ω maks” struktur
Perhitungan parameter kelangsingan batang tekan
.... (SNI 03-1729-2000, psl. 7.6.1)
ke arah sumbu x1 :
λcx1 = 0,16
λcx1 ≤ 0,25; maka ω = 1.. (SNI 03-1729-2000, psl. 7.6.2, pers 7.6-5a)
ke arah sumbu x2 :
λcx2 = 1,07
0,25 ≤ λcx2 < 1,2
Maka ω =
ω = 1,07........... (SNI 03-1729-2000, psl. 7.6.2, pers 7.6-5b)
Tekuk ke arah sumbu y1 :
λcy1 = 0,28
0,25 ≤ λcy1 < 1,2; maka ω = 1,01
Tekuk ke arah sumbu y2:
λcy2 = 0,28
0,25 ≤ λcy2 < 1,2; maka ω = 1,24 →(ω maks)
IV. Menghitung kekuatan nominal tekan (Nn) dan cek beban terfaktor (Nu)
terhadap Nn
a) Kekuatan tekan nominal
.......................... (SNI 03-1729-2000, psl 9.8.2)
Nn = 21870mm2 x (250 N/mm2 / 1,24)
= 4409274,194 N = 440,93 Ton
b) Cek Nu terhadap Nun
.............................. (SNI 03-1729-2000, psl 9.1)
220 Ton ≤ 0,85 x 440,93 Ton (= 374,79Ton) ...... (OK)
* Profil WF 400.400.21.21 mampu menahan beban terfaktor , karena Nn
struktur (terfaktor) lebih besar daripada beban terfaktor yang terjadi.