Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
-
Upload
harry-novfriandi -
Category
Documents
-
view
229 -
download
2
Transcript of Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
1/44
AGUSTUS 2014GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
Umum disebut balok(beam). Sering pula disebut: Girder,
Str inger, Jois t, Gording / pur li n , G ir t, Dll.
Menerima beban pada sumbu memanjang / beban
melintang ataumemikul beban yang bekerja dlm. arah transversal ( sb.
longitudinal).
Kombinasi elemen tarik dan tekan.
Konsep batang tarik & batang tekan digunakan bersama-
sama.
Bagian yang tertekan / flens tekan memperoleh topangan
bidangnya oleh pelat badan yang terhubung dengan
flens tarik yang stabil.
1
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
2/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
2
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
3/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
3
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
4/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
4
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
5/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
Jenis
BajaTegangan putus minimum,
fu (MPa)
Tegangan leleh minimum,
fy (MPa)
BJ 34 340 210
BJ 37 370 240
BJ 41 410 250
BJ 50 500 290
BJ 55 550 410
5
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
6/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
6
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
7/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
( d ) Potongan 2 - 2( c ) Potongan 1 - 1
C
( b ) Tekuk lokal badan pada profil I
2
2
C
MM
1( a ) Tekuk lokal sayap pada profil I
7
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
8/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
8
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
9/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
9
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
10/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
10
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
11/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
11
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
12/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
12
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
13/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
13
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
14/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
14
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
15/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
15
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
16/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
16
BEBAN TRANVERSAL
Berlebihan )
TumpuKegagalan Tegangan
Kegagalan TeganganGeser Horisontal
Torsi
Defleksi ( deformasi -
Geser VertikalKegagalan Tegangan
Kegagalan Lentur
Tegangan Lentur
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
17/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
17
sb x
M = MPPM < M < MyyM = MM < My
f = fyf = ff = fyyf < fP
maky e
e
y
( d )( c )( b )( a )
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
18/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
18
Mp = Zx fy
Mp: momen plastis
Zx : modulus penampang plastis
Mleleh = My = Sx fy
Sx : modulus penampang elastis
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
19/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
19
My = Sx fy
Lentur terhadap sumbu utama kuat / Beban bekerja
dalam arah sb. y:
ymak
y
x x
PMomen lentursumbu x :
Momen leleh : My
Modulus penampang elastis
sumbu x :
=
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
20/44AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
20
My = Sy fy
Lentur terhadap sumbu utama lemah / Beban bekerja
dalam arah sb. x:
Momen lentursumbu y :
Momen yg. terjadi : My
Modulus penampang elastis
sumbu y :
= P
x
y
makx
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
21/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
21
Mp = Zx fy
Lentur terhadap sumbu utama kuat / Beban bekerja
dalam arah sb. y:
Momen lentur plastissumbu x :
Momen plastis : M p
Modulus penampang plastis
sumbu x :e
y
x x
P
Zx = A . 2 e = A . e
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
22/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
22
Momen Lentur Terhadap Sumbu Utama Kuat
M ux : Momen lentur terfaktorterhadap sumbu x -
Analisis elastis
: Factor reduksi = 0,9
M n : Kuat nominal dari momen lentur penampangterhadap sb x
M ux M n
TCPSB - 2002 Butir 8.1
Momen Lentur Terhadap Sumbu Utama Lemah
M uy M n
M uy : Momen lentur terfaktorterhadap sumbu y -
Analisis elastis
M n : Kuat nominal dari momen lentur penampang terhadap
sb y
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
23/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
23
Analisa Plastis
Berpenampang kompak TCPSB - 2002 Tabel 7.5-1
Memenuhi L LP TCPSB - 2002 Tabel 8.3-2
Memenuhi Kuat lentur pelat badan TCPSB - 2002 Butir 8.10.6
Memenuhi persyaratan berikut :
M u : Momen lentur rencana
M n : Kuat nominal dari momen lentur penampang
M uM n
Lentur Terhadap Sumbu Sebarang ( Bukan Sumbu Utama )
TCPSB - 2002 Butir 11Kombinasi Lentur Dengan Gaya Geser
TCPSB - 2002 Butir 8.1, 8.9
Kombinasi Lentur Dengan Gaya AxialTCPSB - 2002 Butir 11
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
24/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
24
Batasan Momen
TCPSB - 2002 Butir 8.2
a. Momen leleh M y= S . f y
b. Kuat lentur plastis Mp
= Z . fy
atau Mp
= 1,5 My
c. Momen batas tekuk M r= ( f yfr)
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
25/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
STRUKTUR BAJA II
25
Kelangsingan Penampang
Mn = Mp
Ditentukan oleh kelangsingan elemen-elemen tekannya.
a. Penampang kompak Syarat : p
b. Penampang tak kompak Syarat : p r
= ( )( )c. Penampang langsing
Pelat sayapyang memenuhi Syarat : r
=
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
26/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
J
26
Pelat badanyang memenuhi Syarat :r
p,
r Terdapat TCPSB - 2002 Tabel 7.5-1 kelangsingan penampang.
untuk sayap profil I= b / ( 2 tf)
untuk badan profil I= h / tw
M p momen plastis diambil harga yang terkecil antara Z. fyatau 1,5 My
M y momen elastis sebesar M y= S. fy
M r momen batas tekuk M r= S (f yf r)
fr tegangan sisa : 70 MPa untuk roll beam115 MPa untuk built up beam.
S modulus penampang elastis.
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
27/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
J
27
Tekuk Lokal - Local Buckl ing
JenisBaja
Fy( MPa)
Sayap : b/2 tf Badan : h/tw
= =
= =
KOMPAK TIDAK -KOMPAK KOMPAK TIDAK KOMPAK
BJ 34
210
11,73
31,27
115,93
175,97
BJ 37 240 10,97 28,38 108,44 164,60
BJ 41 250 10,75 27,58 106,25 161,28
BJ 50 290 9,98 24,95 98,65 149,74
BJ 55 410 8,40 20,07 82,97 125,94
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
28/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
J
28
Penampang Profil Baja
t f
hwttw
h
ft
Roll Beam Buil-up Beam
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
29/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
J
29
Batasan Momen
TCPSB - 2002 Butir 8.3
a. Untuk Pelat Badan yang memenuhir
Kuat lentur Nominal penampang ditentukan : TCPSB - 2002 Butir 8.4
Batasan My, Mpdan Mrsesuai dengan Bab : 2.4.2
b.Momen kritis Mcr TCPSB - 2002 Tabel 8.3 1
= + Untuk profil I /kanal gandaFaktor pengali momen Cbditentukan sbb :
= ,,+ + + ,M max momen maksimum pada bentang yang ditinjau
MA, MB& MC Masing-masing momen pada bentang, bentangdan bentang komponen struktur yang ditinjau.
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
30/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
J
30
Pengekang Lateral : TCPSB - 2002 Tabel 8.32
Kuat komponen struktur dalam memikul momen lenturtergantung dari panjang bentang antara dua pengekang
lateral yang berdekatan, L
Kondisi batas tekuk lateral / Lateral torsional
buckling :
Untuk profil I / kanal ganda
=
,
dengan :
=
r yJari-jari girasi terhadap sumbu lemahsumbu y
=
+
+
dengan : fL = fy fr
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
31/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
31
S Momen perlawanan elastis
G Modulus geser G = 80.000 MPa
Iw Konstanta puntir lengkung
J Konstanta puntir torsi
Iy Momen Inersia terhadap sumbu y
H Tinggi bersih penampang
B Lebar penampang
tf Tebal sayapTw Tebal badan
=
dan :
=
= = +
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
32/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
32
Mn= Mcr Mp
a. Bentang pendek :
= +
Mn= Mp
Syarat : L
Lp
Kemungkinan kuat geser menentukan
b. Bentang menengah Syarat : Lp L Lr
c. Bentang panjang Syarat : Lr L
Umumnya kuat lentur menentukan
Lendutan menentukan
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
33/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
33
Gaya geser pada penampang balokdi anggap hanya
dipikul oleh bagian badansaja
TCPSB - 2002 Butir 8.8
Kuat Geser : V u V n
V u Gaya geser perlu
Faktor reduksi kekuatan untuk geser = 0,9V nKuat geser nominal pelat badan
TCPSB - 2002 Tabel 6.42
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
34/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
34
Kuat geser nominal pelat badan :
Kuat Geser Nominal :
a. Jika : , Dengan : = +
Vn = 0,6 fyAwUntuk profil I
A w Luas kotor pelat badan = h . t wfy Tegangan leleh
Vn Kuat geser nominala Jarak pengaku pelat badan
kn jika tidak ada pengaku pelat badan kn = 5
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
35/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
35
Kuat tekuk geser elasto-plastis :
Kuat Geser Nominal :
b. Jika : , < ,
Atau : = , , = , +
,
+
Dengan :
= ,
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
36/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
36
Kuat tekuk geser elastis :
Kuat Geser Nominal :
c. Jika : , <
Atau : = , = , + ,
+
Dengan :
= ,
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
37/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
37
kuat geser pelat badan dengan adanya momen lentur
TCPSB - 2002 Butir 8.9
Metode Distribusi
M u M f
Jika momen lenturdianggap hanya dipikul oleh pelat
sayapdan momen lentur perlu ( Mu )memenuhi :
Dengan : M f= A fd ffy
Mf Kuat lentur nominal dihitung hanya pelat sayap saja.
Af Luas efektif pelat sayap
df Jarak antara titik berat pelat-pelat sayap
Balok harus memenuhi : Vu Vf
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
38/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
38
Jika momen lentur dianggap dipikul oleh seluruh
penampang maka Balok harus direncanakan untuk
memikul kombinasi lentur dan geser :
2.8 INTERAKSI GESER DAN LENTUR
Metode Interaksi Geser Dan Lentur
+ , ,V n Kuat geser nominal pelat badan akibat geser saja
M n Kuat lentur nominal balok
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
39/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
39
Pelat Penyambung Badan :
2.9 SAMBUNGAN BALOK
Vu ( 0,6 f
u) A
n
f1
yf
b
t f
hh '
M u uV
Vu
uM
Faktor reduksi kekuatan = 0,75
fu Tegangan putus
An Luas penampang bersih pelat penyambung
Pelat Penyambung Sayap : Tu = Mu / h
Tu Ag fy Dengan :
Dengan :Tu Ag fy
= 0,90
= 0,75
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
40/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
40
Baut Penyambung Badan
2.9 SAMBUNGAN BALOK
M = S f1
Baut Penyambung Sayap
Dengan : = 0,90
Dihitung berdasarkan gaya geser Tu
Harus diperhitungkan memikul gaya geserVu danmemikul momen yang dapat dipikul oleh pelat
penyambung badanpada saat balok mencapai
tegangan leleh.
S modulus penampang elastis pelat penyambung
f1 Tegangan yang terjadi pada pelat penyambung
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
41/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
41
Contoh : FRAME BEAM CONNECTION
SOAL : Apakah sambungan kuat ?
80
50
140 mm
140 mm
140 mm
50 mm
50 mm
260 mm
V = 620 kNu
uM = 500 kN m
h = 606 mmh '
ft
b
fy
1f
80 80 80
50
WF 600.200.120 Pelat penyambung :
tf = 20 mm f u = 410 MPa Badan 2 520 x 6
tw = 12 mm f y = 250 MPa Sayap 2 200 x 20
h = 606 mm d = 20 mm
HSB tipe tumpu, tanpa ulir pada bidang geser . fub = 825 MPa
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
42/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
42
Jawab : FRAME BEAM CONNECTION
a. Pelat penyambung badan :
80
50
140 mm
140 mm
140 mm
50 mm
50 mm
260 mm
V = 620 kNu
uM = 500 kN m
h = 606 mmh '
ft
b
fy
1f
80 80 80
50
A n = 2 [ 520
4 ( 20 + 2 ) ] (6) = 5184 mm2
Rn = ( 0,6 fu ) An
Rn = 75 ( 0,6 . 410 ) 5184 = 956.103 N > Vu = 620.10
3 N OK
b. Pelat penyambung Sayap :
N10.853T 3)20-606(
10.500h'
Mu
6u
OKTN10.900250.)20.200(.0,9AR u3
ygn f
N10.959410.20.)22.2200(.0,75AR 3unn f
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
43/44
AGUSTUS 2014 GINARDY HUSADA
43
Jawab : FRAME BEAM CONNECTION
c. Baut penyambung badan :
Nmm10.104,4)250(.)2x520.6.(.0,9SM6
303
2602
6
1
1 f
mm10.208,8)21070(440.8yx 2322222
N10.105K 3
10.208,8
)210(10.104,4
yx
y.Mx 3
6
22u
N10.20K3
10.208,8
)40(10.104,4
yx
x.My 3
6
22 u
N10.77,5'K3
810.620
n
Vy
3u
kN143,3)77,520()105(R22
u
Kekuatan sebuah Baut :
Kuat geser : mArVVR bb
u1ndn fff
N10x1942)20(.825.0,5.0,75 3241
STRUKTUR BAJA II
-
7/24/2019 Bab 2 a Struktur Baja II Lentur Xx
44/44
44
Jawab : FRAME BEAM CONNECTIONKuat tumpu :
td2,4RRR upbndn fff
N10x177410.12.20.2,4.0,75 3 ( menentukan )
OKRN10.143,3R n3
u
d. Baut penyambung sayap :
Kuat geser :
Kuat tumpu :
N10x97)20(.825.0,5.0,75R 3241
n
N10x295410.20.20.2,4.0,75R 3n
( menentukan)
Jumlah Baut yang diperlukan penyambung sayap :
buah.108,8n3
3
n
u
10.79
10.853R
T
Catatan : Sambungan balok menerus ini harus
diperhitungkan mampu menerima momen
minimum sebesar 30 % dari kekuatan balok.