bab ii kolom komposit

Perancangan Struktur Baja Komposit

2.1 Pendahuluan

Kolom komposit dibuat dari baja profil yang terbungkus beton seluruhnya, atau dengan mengisi pipa baja dengan beton. Kolom komposit akan dapat menahan beban yang lebih besar dibandingkan dengan kolom beton bertulang biasa dengan ukuran yang sama.

Beberapa contoh kolom kpenampang W ditanam dalam beton. Penampang biasanya berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang dengan tultulangan sengkang dengan jarak yang cukup rapat. Tulangan sengkang ini meningkatkan kekuatan kolom secara efektif karena dapat mencegah perpindahan tulangan memanjang selama konstruksi dan menahan buckarah luar akibat beban yang menyebabkan retak dan terkelupasnya selimut beton. Perlu dicatat bahwa tulangan sengkang terbuka dan berbentuk U karena jika tidak demikian tidak akan dapat dipasang. Hal ini disebabkan profil baja seBagian (b) dan (c) memperlihatkan kolom komposit berupa pipa dan tube yang diisi beton.

(a)

2.2 Keuntungan Kolom Komposit

Pada beberapa dekade sebelumnya, baja profil telah dikombinasikan dengan beton polos atau beton bertulang. Pada awalnya, beton pembungkus digunakan hanya sebagai pelindung kebakaran dan korosi terhadap baja profil tanpa meninjau pengaruh peningkatan kekuatan. meningkatnya popularitas konstruksi portal komposit telah mendorong perencana untuk meninjau kekuatan beton dalam perhitungan.

Kolom komposit dapat digunakan baik pada gedung bertingkat rendah maupun Untuk gedung bertingkat rendah seperti gudang, tempat parking, dll kolom baja seringkali dibungkus beton dengan tujuan untuk penampilan atau pelindung kebakaran, korosi dan benturan kendaraan di gedung parkir. Jika memang direncanakan bahwa profil baja akan dibungkus oleh beton, maka kekuatan beton dapat dimanfaatkan sehingga dapat digunakan profil baja yang lebih kecil.

Untuk gedung bertingkat tinggi, ukuran kolom komposit seringkali jauh lebih kecil dibandingkan jika menggunakan beton bertulang uPerencanaan dengan menggunakan kolom komposit akan menghemat ruang dalam setiap lantai. Kolom komposit yang sangat berdekatan yang dihubungkan dengan balok dapat digunakan disekeliling luar gedung bertingkat tinggi untuk menahHal ini menuju suatu konsep yang dinamakan konsep tubular dan akan dijelaskan pada bab lain. Kolom komposit dengan ukuran besar biasanya ditempatkan pada sudut bangunan untuk menahan gaya lateral. Profil baja juga dapat ditanam dalam beto

BAB II KOLOM KOMPOSIT BAJA BETON

Struktur Baja Komposit – Sumargo – 2012

Kolom komposit dibuat dari baja profil yang terbungkus beton seluruhnya, atau dengan mengisi pipa baja dengan beton. Kolom komposit akan dapat menahan beban yang lebih

dibandingkan dengan kolom beton bertulang biasa dengan ukuran yang sama.

Beberapa contoh kolom komposit diberikan dalam Gambar 2.1. Pada bagian (a), penampang W ditanam dalam beton. Penampang biasanya berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang dengan tulangan longitudinal disetiap sudutnya dan diikat dengan tulangan sengkang dengan jarak yang cukup rapat. Tulangan sengkang ini meningkatkan kekuatan kolom secara efektif karena dapat mencegah perpindahan tulangan memanjang selama konstruksi dan menahan buckling tulangan memanjang ke arah luar akibat beban yang menyebabkan retak dan terkelupasnya selimut beton. Perlu dicatat bahwa tulangan sengkang terbuka dan berbentuk U karena jika tidak demikian tidak akan dapat dipasang. Hal ini disebabkan profil baja selalu dipasang lebih dahulu. Bagian (b) dan (c) memperlihatkan kolom komposit berupa pipa dan tube yang diisi

(b) (c)

Gambar 2.1 Kolom Komposit

Keuntungan Kolom Komposit

Pada beberapa dekade sebelumnya, baja profil telah dikombinasikan dengan beton polos atau beton bertulang. Pada awalnya, beton pembungkus digunakan hanya sebagai pelindung kebakaran dan korosi terhadap baja profil tanpa meninjau pengaruh

an. Sejak 20 sampai 30 tahun terakhir, perkembangan dan meningkatnya popularitas konstruksi portal komposit telah mendorong perencana untuk meninjau kekuatan beton dalam perhitungan.

Kolom komposit dapat digunakan baik pada gedung bertingkat rendah maupun Untuk gedung bertingkat rendah seperti gudang, tempat parking, dll kolom baja seringkali dibungkus beton dengan tujuan untuk penampilan atau pelindung kebakaran, korosi dan benturan kendaraan di gedung parkir. Jika memang direncanakan bahwa

baja akan dibungkus oleh beton, maka kekuatan beton dapat dimanfaatkan sehingga dapat digunakan profil baja yang lebih kecil.

Untuk gedung bertingkat tinggi, ukuran kolom komposit seringkali jauh lebih kecil dibandingkan jika menggunakan beton bertulang untuk memikul beban yang sama. Perencanaan dengan menggunakan kolom komposit akan menghemat ruang dalam setiap lantai. Kolom komposit yang sangat berdekatan yang dihubungkan dengan balok dapat digunakan disekeliling luar gedung bertingkat tinggi untuk menahHal ini menuju suatu konsep yang dinamakan konsep tubular dan akan dijelaskan pada bab lain. Kolom komposit dengan ukuran besar biasanya ditempatkan pada sudut bangunan untuk menahan gaya lateral. Profil baja juga dapat ditanam dalam beto

2-1

Kolom komposit dibuat dari baja profil yang terbungkus beton seluruhnya, atau dengan mengisi pipa baja dengan beton. Kolom komposit akan dapat menahan beban yang lebih

dibandingkan dengan kolom beton bertulang biasa dengan ukuran yang sama.

.1. Pada bagian (a), penampang W ditanam dalam beton. Penampang biasanya berbentuk bujur sangkar atau

angan longitudinal disetiap sudutnya dan diikat dengan tulangan sengkang dengan jarak yang cukup rapat. Tulangan sengkang ini meningkatkan kekuatan kolom secara efektif karena dapat mencegah perpindahan

ling tulangan memanjang ke arah luar akibat beban yang menyebabkan retak dan terkelupasnya selimut beton. Perlu dicatat bahwa tulangan sengkang terbuka dan berbentuk U karena jika tidak demikian

lalu dipasang lebih dahulu. Bagian (b) dan (c) memperlihatkan kolom komposit berupa pipa dan tube yang diisi

Pada beberapa dekade sebelumnya, baja profil telah dikombinasikan dengan beton polos atau beton bertulang. Pada awalnya, beton pembungkus digunakan hanya sebagai pelindung kebakaran dan korosi terhadap baja profil tanpa meninjau pengaruh

Sejak 20 sampai 30 tahun terakhir, perkembangan dan meningkatnya popularitas konstruksi portal komposit telah mendorong perencana untuk

Kolom komposit dapat digunakan baik pada gedung bertingkat rendah maupun tinggi. Untuk gedung bertingkat rendah seperti gudang, tempat parking, dll kolom baja seringkali dibungkus beton dengan tujuan untuk penampilan atau pelindung kebakaran, korosi dan benturan kendaraan di gedung parkir. Jika memang direncanakan bahwa

baja akan dibungkus oleh beton, maka kekuatan beton dapat dimanfaatkan

Untuk gedung bertingkat tinggi, ukuran kolom komposit seringkali jauh lebih kecil ntuk memikul beban yang sama.

Perencanaan dengan menggunakan kolom komposit akan menghemat ruang dalam setiap lantai. Kolom komposit yang sangat berdekatan yang dihubungkan dengan balok dapat digunakan disekeliling luar gedung bertingkat tinggi untuk menahan beban lateral. Hal ini menuju suatu konsep yang dinamakan konsep tubular dan akan dijelaskan pada bab lain. Kolom komposit dengan ukuran besar biasanya ditempatkan pada sudut bangunan untuk menahan gaya lateral. Profil baja juga dapat ditanam dalam beton


bertulang pada dinding geser yang biasanya ditempatkan pada inti (‘core’) dari bangunan bertingkat tinggi. Hal ini akan meningkatkan tingkat ketelitian dalam pelaksanaan konstruksi core

Dalam konstruksi komposit, profil baja akan memikul beban awal termsendiri struktur, beban gravitasi dan beban lateral selama konstruksi, selanjutnya beton dicor disekeliling profil atau dibagian dalamnya. Beton dan baja akan bersatu sehingga keduanya dapat dimanfaatkan penuh sebagai penampang komposit. Misalnybertulang memungkinkan portal bangunan untuk dengan mudah membatasi goyangan atau defleksi lateral. Pada saat yang sama, kekuatan dan relatif ringannya penampang memungkinkan desain pondasi yang lebih kecil dan ringan.

Struktur komposit bertingkatefisien. Pada saat pembangunan dalam arah vertikal berlangsung, banyak pekerja lain yang dapat dilakukan secara bersamaan, sepedijelaskan dibawah ini.

1. Satu grup pekerja memasang balok baja dan kolom untuk satu atau dua lantai diatas portal yang telah terbentuk.

2. Grup pekerja lain dapat melakukan penyusunan pelat lantai baja pada dua atau tiga lantai dibawahnya.

3. Grup pekerja lain melakukan pengecoran pelat pada lanttelah siap.

4. Kolom komposit dapat dilakukan secara berkesinambungan, yaitu dimulai dengan pemasangan tulangan kolom pada suatu lantai, pada lantai lain dapat dilakukan pemasangan bekisting kolom, dan pada lantai lain lagi dapat dilakukan pengecoran kolom.

Gam

Portalselesai

10

11

8

12

9

7

6

5

3

4

2

1

Portalselesai

10

11

8

12

9

7

6

5

3

4

2

1



bertulang pada dinding geser yang biasanya ditempatkan pada inti (‘core’) dari bangunan bertingkat tinggi. Hal ini akan meningkatkan tingkat ketelitian dalam

core.

Dalam konstruksi komposit, profil baja akan memikul beban awal termsendiri struktur, beban gravitasi dan beban lateral selama konstruksi, selanjutnya beton dicor disekeliling profil atau dibagian dalamnya. Beton dan baja akan bersatu sehingga keduanya dapat dimanfaatkan penuh sebagai penampang komposit. Misalnybertulang memungkinkan portal bangunan untuk dengan mudah membatasi goyangan atau defleksi lateral. Pada saat yang sama, kekuatan dan relatif ringannya penampang memungkinkan desain pondasi yang lebih kecil dan ringan.

Struktur komposit bertingkat tinggi dibangun dengan proses pelaksanaan yang lebih efisien. Pada saat pembangunan dalam arah vertikal berlangsung, banyak pekerja lain yang dapat dilakukan secara bersamaan, seperti diperlihatkan dalam Gambar 2

pekerja memasang balok baja dan kolom untuk satu atau dua lantai diatas portal yang telah terbentuk.

Grup pekerja lain dapat melakukan penyusunan pelat lantai baja pada dua atau tiga lantai dibawahnya.

Grup pekerja lain melakukan pengecoran pelat pada lantai dibawahnya yang

Kolom komposit dapat dilakukan secara berkesinambungan, yaitu dimulai dengan pemasangan tulangan kolom pada suatu lantai, pada lantai lain dapat dilakukan pemasangan bekisting kolom, dan pada lantai lain lagi dapat

pengecoran kolom.

Gambar 2.2 Urutan Konstruksi Portal Komposit

1

1-2: Siapkan Bekisting kolomTuangkan beton

11-12: Pasang baja

9-10: Las portalPasang dek Naikkan ke lantai

7-8: Pasang

5-6: Tuang pelat beton

3-4: Ikat bekisting kolom

Pelat selesai dicor

Stud

Kolom W

Dek metal

Kolomkomposit

1

1-2: Siapkan Bekisting kolomTuangkan beton

11-12: Pasang baja

9-10: Las portalPasang dek Naikkan ke lantai

7-8: Pasang

5-6: Tuang pelat beton

3-4: Ikat bekisting kolom

Pelat selesai dicor

Stud

Kolom W

Dek metal

Kolomkomposit

2-2

bertulang pada dinding geser yang biasanya ditempatkan pada inti (‘core’) dari bangunan bertingkat tinggi. Hal ini akan meningkatkan tingkat ketelitian dalam

Dalam konstruksi komposit, profil baja akan memikul beban awal termasuk berat sendiri struktur, beban gravitasi dan beban lateral selama konstruksi, selanjutnya beton dicor disekeliling profil atau dibagian dalamnya. Beton dan baja akan bersatu sehingga keduanya dapat dimanfaatkan penuh sebagai penampang komposit. Misalnya, beton bertulang memungkinkan portal bangunan untuk dengan mudah membatasi goyangan atau defleksi lateral. Pada saat yang sama, kekuatan dan relatif ringannya penampang

tinggi dibangun dengan proses pelaksanaan yang lebih efisien. Pada saat pembangunan dalam arah vertikal berlangsung, banyak pekerja lain

rti diperlihatkan dalam Gambar 2.2 dan

pekerja memasang balok baja dan kolom untuk satu atau dua lantai

Grup pekerja lain dapat melakukan penyusunan pelat lantai baja pada dua atau

ai dibawahnya yang

Kolom komposit dapat dilakukan secara berkesinambungan, yaitu dimulai dengan pemasangan tulangan kolom pada suatu lantai, pada lantai lain dapat dilakukan pemasangan bekisting kolom, dan pada lantai lain lagi dapat

Siapkan Bekisting kolomTuangkan beton

Pasang baja

10: Las portalPasang dek metalNaikkan ke lantai 10

Pasang connector

Tuang pelat beton

Ikat bekisting kolom

Siapkan Bekisting kolomTuangkan beton

Pasang baja

10: Las portalPasang dek metalNaikkan ke lantai 10

Pasang connector

Tuang pelat beton

Ikat bekisting kolom


2.3 Kerugian Kolom Komposit

Sebagaimana dijelaskan sebelumnya, penampang komposit memberikan beberapa kelebihan, tetapi sekaligus juga mempunyai kelemahan. Salah satunya, dalam penggunaan kolom komposit kecepatan dan jumlah perpendekan dinding geser (‘shear wall’) dibandingkan dengan kolom baja polos yang bersebelahan.karena aktivitas tahapan konstruksi bangunan.

Jika kolom komposit digunakan pada sekeliling luar bangunan tingkat tinggi dan baja digunakan dalam core bangunan (atau jika ada dinding geser), maka rangkak dalam penampang komposit akan menimbulkan masalah. beton tidak mempunyai ketinggian yang sama.pengukuran yang cukup teliti pada sambungan kolom dan berusaha membuat penyesuaian dengan memberikan shim (pasak) unantara hasil pengukuran dan perhitungan.

Masalah lain dengan kolom komposit adalah kurangnya pengetahuan tentang ikatan antara beton dan profil baja. Hal ini penting untuk transfer momen melalui pertemuan balok-kolom. Dikuatirkan jika terjadi regangan bolak balik pada pertemuan tersebut (akibat gempa) dapat menyebabkan kehancuran sambungan.

2.4 Bersing Lateral

Tahanan terhadap beban lateral untuk struktur baja yang umum atau bangunan tingkat tinggi beton bertulang disediakan joint penahan momen dapat diberikan pada setiap lantaikekuatan lateral dari portal beton bertulang dapat diberikan oleh tahanan momen dengan konstruksi monolit dari elemen

Untuk konstruksi komposit, kekuatan lateral yang diinginkan dari gedung tidak akan didapat sampai beton telah terpasang dari elemen baja yang terpasangerection baja (Gambar 2.2).

Sebagaimana telah disebutkan, pabrikator baja melaksanakan erection portal baja dan menyediakan ikatan angin yang diperlukan setelah lantai dipasang. Portal baja digunakan untuk gedung komposit tingkat ikatan angin dan portal tidak akan mempunyai kekuatan lateral yang diinginkan. Kekuatan lateral ini akan didapat hanya setelah beton dicor dan dirawat. Jadi perencana harus memahami bahwa untuk gedung tingkat tinggikondisi gaya lateral dan apa yang akan dilakukan terhadap gaya tersebut selama proses konstruksi.

2.5 Peraturan untuk Kolom Komposit

Secara teoritis kolom komposit dapat dibuat dari penampang persegi, bujur sangkar, lingkaran, atau bentuk lainnya. Tetapi secara praktisatau persegi dengan satu tulangan di sudut kolom. Dengan susunan seperti ini akan



Kerugian Kolom Komposit

Sebagaimana dijelaskan sebelumnya, penampang komposit memberikan beberapa kelebihan, tetapi sekaligus juga mempunyai kelemahan. Salah satunya, dalam enggunaan kolom komposit pada gedung bertingkat tinggi adalah kesulitan mengontrol

kecepatan dan jumlah perpendekan dinding geser (‘shear wall’) dibandingkan dengan kolom baja polos yang bersebelahan. Perhitungan perpendekan yang tepat sangat sulit

aktivitas tahapan konstruksi dan berlangsung pada sejumlah lantai dari

Jika kolom komposit digunakan pada sekeliling luar bangunan tingkat tinggi dan baja digunakan dalam core bangunan (atau jika ada dinding geser), maka rangkak dalam

omposit akan menimbulkan masalah. Akibat dari hal ini adalah lantai beton tidak mempunyai ketinggian yang sama. Beberapa kontraktor membuat pengukuran yang cukup teliti pada sambungan kolom dan berusaha membuat penyesuaian dengan memberikan shim (pasak) untuk membuat elevasi yang sama antara hasil pengukuran dan perhitungan.

Masalah lain dengan kolom komposit adalah kurangnya pengetahuan tentang ikatan antara beton dan profil baja. Hal ini penting untuk transfer momen melalui pertemuan

kan jika terjadi regangan bolak balik pada pertemuan tersebut a) dapat menyebabkan kehancuran sambungan.

Tahanan terhadap beban lateral untuk struktur baja yang umum atau bangunan tingkat tinggi beton bertulang disediakan dengan adanya lantai. Misalnya, bresing diagonal atau joint penahan momen dapat diberikan pada setiap lantai. Hal serupa, kebutuhan kekuatan lateral dari portal beton bertulang dapat diberikan oleh tahanan momen dengan konstruksi monolit dari elemen-elemennya dan/atau dinding gesrer.

Untuk konstruksi komposit, kekuatan lateral yang diinginkan dari gedung tidak akan didapat sampai beton telah terpasang dan mengeras di sekeliling dari elemen baja yang terpasang. Situasi ini dapat dicapai 10 sampai 18 lantai sebelum erection baja (Gambar 2.2).

Sebagaimana telah disebutkan, pabrikator baja melaksanakan erection portal baja dan menyediakan ikatan angin yang diperlukan setelah lantai dipasang. Portal baja digunakan untuk gedung komposit tingkat tinggi, tetapi, biasanya tidak mempunyai ikatan angin dan portal tidak akan mempunyai kekuatan lateral yang diinginkan. Kekuatan lateral ini akan didapat hanya setelah beton dicor dan dirawat. Jadi perencana harus memahami bahwa untuk gedung tingkat tinggi harus dinyatakan dengan jelas kondisi gaya lateral dan apa yang akan dilakukan terhadap gaya tersebut selama proses

Peraturan untuk Kolom Komposit

Secara teoritis kolom komposit dapat dibuat dari penampang persegi, bujur sangkar, atau bentuk lainnya. Tetapi secara praktis biasanya berbentuk bujur sangkar

atau persegi dengan satu tulangan di sudut kolom. Dengan susunan seperti ini akan

2-3

Sebagaimana dijelaskan sebelumnya, penampang komposit memberikan beberapa kelebihan, tetapi sekaligus juga mempunyai kelemahan. Salah satunya, dalam

gedung bertingkat tinggi adalah kesulitan mengontrol kecepatan dan jumlah perpendekan dinding geser (‘shear wall’) dibandingkan dengan

Perhitungan perpendekan yang tepat sangat sulit dan berlangsung pada sejumlah lantai dari

Jika kolom komposit digunakan pada sekeliling luar bangunan tingkat tinggi dan baja digunakan dalam core bangunan (atau jika ada dinding geser), maka rangkak dalam

Akibat dari hal ini adalah lantai Beberapa kontraktor membuat

pengukuran yang cukup teliti pada sambungan kolom dan berusaha membuat tuk membuat elevasi yang sama

Masalah lain dengan kolom komposit adalah kurangnya pengetahuan tentang ikatan antara beton dan profil baja. Hal ini penting untuk transfer momen melalui pertemuan

kan jika terjadi regangan bolak balik pada pertemuan tersebut

Tahanan terhadap beban lateral untuk struktur baja yang umum atau bangunan tingkat dengan adanya lantai. Misalnya, bresing diagonal atau

Hal serupa, kebutuhan kekuatan lateral dari portal beton bertulang dapat diberikan oleh tahanan momen dengan

Untuk konstruksi komposit, kekuatan lateral yang diinginkan dari gedung tidak sekeliling atau bagian dalam

sampai 18 lantai sebelum

Sebagaimana telah disebutkan, pabrikator baja melaksanakan erection portal baja dan menyediakan ikatan angin yang diperlukan setelah lantai dipasang. Portal baja

tinggi, tetapi, biasanya tidak mempunyai ikatan angin dan portal tidak akan mempunyai kekuatan lateral yang diinginkan. Kekuatan lateral ini akan didapat hanya setelah beton dicor dan dirawat. Jadi perencana

harus dinyatakan dengan jelas kondisi gaya lateral dan apa yang akan dilakukan terhadap gaya tersebut selama proses

Secara teoritis kolom komposit dapat dibuat dari penampang persegi, bujur sangkar, biasanya berbentuk bujur sangkar

atau persegi dengan satu tulangan di sudut kolom. Dengan susunan seperti ini akan


memungkinkan penggunaan sambungan sederhana dari balok eksterior dan balok lantai ke profil baja dalam kolom tanpa terlalu terganggu oleh tulangan vertikal.

Peraturan LRFD tidak memberikan dll. Oleh karena itu dapat diterima bahwa yang tidak disebutkan den

Bagian I2.1 dari Peraturan baja, kekuatan beton, luas sengkang, jarang tulangan, dll. dan dibahas dibawah ini.

1. Luas penampang kecil dari 4% dari luas kolom total. Jika luas baja kurang dari 4%, kolom dianggap sebagai beton bertulang dan perancangannya mengikuti peraturan beton yang berlaku.

2. Jika baja dibungkus oleh beton, beton pembunlongitudinal (dipasang menerus pada tidak lebih dari 2/3 dimensi terkecil kolom komposit. Luas sengkang tidak boleh kurang dari 0,007 in1,5 in dari tulangan terluar (sengkang atau tulangan longitudinal). Selimut beton diperlukan sebagai pelindung terhadap kebakaran dan korosi. Jumlah tulangan longitudinal dan sengkang yang diperlukanmencegah terkelupasnya permukaan beton selama terjadi kebakaran.

3. Jika digunakan beton normal, kekuatan tekan beton tidak boleh kurang dari 3 ksi (21 MPa) dan tidak melebihi 8 ksi. Untuk beton ringan tidak boleh kurang da4 ksi dan tidak lebih dari 8 ksi. Batas atas 8 ksi diberikan karena tidak cukup data penelitan kolom komposit dengan kuat tekan lebih dari 8 ksi. Sedangkan batas bawah kekuatan tekan beton diberikan untuk memastikan kualitas dan telah tersedianya betonHal ini tidak dapat dijamin jika digunaan mutu beton yang lebih rendah.

4. Tegangan leleh profil baja dan tulangan tidak MPa). Jika digunakan baja dengan tegangan leleh 60 ksi yang boleh digunakan dalam perhitungan.

Tujuan utama untuk membatasi nilai utama dalam desain komposit adalah mencegah longitudinal dan baja profil. Untuk meboleh terkelupas. mencapai 0,0018. Jika regangan ini dikalikan dengan (0,0018)(29,000) = 55 ksi. Jadi 55 ksi adalah tegangan masih dapat digunakan

Penelitian akhir-beton, nilai 55 ksi adalah konservatif, dan nilainya dinaikkan menjaddi 60 ksi dalam peraturan yang terkini. Nilai ini tulangan baja yang biasa digunakan sekarang. Tatidak lama nilai ini akan meningkat, khususnya untuk struktur komposit dengan profil tabung/tubular, dimana sangat konservatif.



memungkinkan penggunaan sambungan sederhana dari balok eksterior dan balok lantai alam kolom tanpa terlalu terganggu oleh tulangan vertikal.

Peraturan LRFD tidak memberikan peraturan detail seperti jarak tulangan, sambungan, dll. Oleh karena itu dapat diterima bahwa peraturan ACI 318 harus diikuti untuk situasi yang tidak disebutkan dengan jelas oleh peraturan AISC-LRFD.

Bagian I2.1 dari Peraturan LRFD memberikan persyaratan mengenai luas penampang , luas sengkang, jarang tulangan, dll. Informasi tersebut diberikan

dibawah ini.

Luas penampang profil baja baik tunggal maupun tersusun kecil dari 4% dari luas kolom total. Jika luas baja kurang dari 4%, kolom ianggap sebagai beton bertulang dan perancangannya mengikuti peraturan

beton yang berlaku.

Jika baja dibungkus oleh beton, beton pembungkus harus diberi tulangan (dipasang menerus pada elevasi portal) dan sengkang dengan jarak

tidak lebih dari 2/3 dimensi terkecil kolom komposit. Luas sengkang tidak boleh kurang dari 0,007 in2 untuk setiap inci jarak sengkang. Selimut beton minimal 1,5 in dari tulangan terluar (sengkang atau tulangan longitudinal). Selimut beton diperlukan sebagai pelindung terhadap kebakaran dan korosi. Jumlah tulangan longitudinal dan sengkang yang diperlukan dalam selimut dianggap cukup untuk mencegah terkelupasnya permukaan beton selama terjadi kebakaran.

Jika digunakan beton normal, kekuatan tekan beton tidak boleh kurang dari 3 ksi dan tidak melebihi 8 ksi. Untuk beton ringan tidak boleh kurang da

ksi dan tidak lebih dari 8 ksi. Batas atas 8 ksi diberikan karena tidak cukup data penelitan kolom komposit dengan kuat tekan lebih dari 8 ksi. Sedangkan batas bawah kekuatan tekan beton diberikan untuk memastikan kualitas dan telah tersedianya beton dengan mutu demikian dan juga untuk kontrol kualitas.Hal ini tidak dapat dijamin jika digunaan mutu beton yang lebih rendah.

Tegangan leleh profil baja dan tulangan tidak boleh lebih besar dari . Jika digunakan baja dengan tegangan leleh lebih besar dari

eh digunakan dalam perhitungan.

untuk membatasi nilai Fy diberikan dalam paragraf ini. alam desain komposit adalah mencegah tekuk

longitudinal dan baja profil. Untuk mencapai tujuan ini selimut beton tidak boleh terkelupas. Diasumsikan bahwa beton akan terkelupas jika regangan mencapai 0,0018. Jika regangan ini dikalikan dengan (0,0018)(29,000) = 55 ksi. Jadi 55 ksi adalah tegangan leleh maksimum yang

apat digunakan.

-akhir ini menunjukkan bahwa karena pengaruh confinement beton, nilai 55 ksi adalah konservatif, dan nilainya dinaikkan menjaddi 60 ksi dalam peraturan yang terkini. Nilai ini berkesesuaian dengan tegangan leleh

baja yang biasa digunakan sekarang. Tampaknya tidak lama nilai ini akan meningkat, khususnya untuk struktur komposit dengan profil tabung/tubular, dimana sangat konservatif.

2-4

memungkinkan penggunaan sambungan sederhana dari balok eksterior dan balok lantai alam kolom tanpa terlalu terganggu oleh tulangan vertikal.

peraturan detail seperti jarak tulangan, sambungan, harus diikuti untuk situasi

LRFD memberikan persyaratan mengenai luas penampang Informasi tersebut diberikan

aik tunggal maupun tersusun tidak boleh lebih kecil dari 4% dari luas kolom total. Jika luas baja kurang dari 4%, kolom ianggap sebagai beton bertulang dan perancangannya mengikuti peraturan

gkus harus diberi tulangan dan sengkang dengan jarak

tidak lebih dari 2/3 dimensi terkecil kolom komposit. Luas sengkang tidak boleh untuk setiap inci jarak sengkang. Selimut beton minimal

1,5 in dari tulangan terluar (sengkang atau tulangan longitudinal). Selimut beton diperlukan sebagai pelindung terhadap kebakaran dan korosi. Jumlah tulangan

dalam selimut dianggap cukup untuk mencegah terkelupasnya permukaan beton selama terjadi kebakaran.

Jika digunakan beton normal, kekuatan tekan beton tidak boleh kurang dari 3 ksi dan tidak melebihi 8 ksi. Untuk beton ringan tidak boleh kurang dari

ksi dan tidak lebih dari 8 ksi. Batas atas 8 ksi diberikan karena tidak cukup data penelitan kolom komposit dengan kuat tekan lebih dari 8 ksi. Sedangkan batas bawah kekuatan tekan beton diberikan untuk memastikan kualitas dan

dengan mutu demikian dan juga untuk kontrol kualitas. Hal ini tidak dapat dijamin jika digunaan mutu beton yang lebih rendah.

lebih besar dari 60 ksi (415 lebih besar dari 60 ksi, hanya

diberikan dalam paragraf ini. Tujuan tekuk lokal tulangan

ncapai tujuan ini selimut beton tidak asumsikan bahwa beton akan terkelupas jika regangan

mencapai 0,0018. Jika regangan ini dikalikan dengan Es, didapat leleh maksimum yang

akhir ini menunjukkan bahwa karena pengaruh confinement beton, nilai 55 ksi adalah konservatif, dan nilainya dinaikkan menjaddi 60 ksi

berkesesuaian dengan tegangan leleh dalam waktu yang

tidak lama nilai ini akan meningkat, khususnya untuk struktur komposit dengan


5. Tebal minimum dari tube baja berisi beton adalah

dengan lebar b

lingkaran dengan diameter luar

yang diberikan dalam peraturan ACIdiharuskan mempunyai tebal yang cukup sehingga tidak terjadi buckling sebelum leleh.

6. Jika kolom komposit terdiri lebih dari satu bentuk profil baja, seluruhnya harus dihubungkan dengan pengikat, pelat buhul, dll sehingga tidak terjadi buckling pada masing-masidianggap semua bagian bekerja sebagai satu kesatuan.

7. Jika beton penyokong lebih lebar pada satu atau lebih sisi dibandingkan dengan luas yang terbebani dan jika tidak ditahan terhadap pemuaian lateryang tersisa, kuat tekan rencana dari kolom komposit yang ditahan oleh beton adalah nccPφ dihitung sebesar

beton dan AB adalah luas beton yang dibebani.

2.6 Kuat Rencana Aksial untuk Kolom Komposit

Kontribusi dari setiap komponen dari suatu kolom komposit terhadap kekuatan keseluruhan sulit ditentukan. Jumlah retak beton akibat lentur bervariasi sepanjang tinggi kolom. Beton bukan material homogen seperti halnya baja, dan modulus elastisitas beton bervariasi terhadap waktu dan beban kolom komposit dalam struktur monolit yang kaku tidak dapat ditentukan dengan baik. Kontribusi beton pada kekakuan total dari suatu kolom komposit bervariasi tergantung apakah beton ditempatkan didalam pipa baja atau dibagian luar dari profil baja dimana dalam hal terakhir ini kontribusi beton lebih kecil.

Paragraf berikut menjelaskan salah sebab teoritis untuk mendesain kolom komposit. Akhirnya rumusan emendesain kolom komposit

Kuat rencana kolom komposit (

dengan cara yang sama seperti untuk kuat rencana kolom baja murni. Rumus yang digunakan dalam kolom komposit untuk

luasnya, jari-jari girasi, tegangan leleh, dan modulus elastisitas sebagai cara untuk memperhitungkan perilaku komposit. Rumusan untuk kolom dalam Bagian E2 dari AISC-LRFD adalah:

Jika 5,1≤cλ

cr FF c )658,0(2λ=

Jika 5,1>cλ

yc

cr FF

=

2

877,0

λ



Tebal minimum dari tube baja berisi beton adalah fb y 3/

dari penampang segiempat. Tebal minimum dari penampang

lingkaran dengan diameter luar D adalah EfD y 8/ . Nilai ini sama dengan

yang diberikan dalam peraturan ACI 1999. Untuk penampang tube atau pipa ruskan mempunyai tebal yang cukup sehingga tidak terjadi buckling

Jika kolom komposit terdiri lebih dari satu bentuk profil baja, seluruhnya harus dihubungkan dengan pengikat, pelat buhul, dll sehingga tidak terjadi buckling

masing profil sebelum beton mengeras. Setelah beton mengeras, dianggap semua bagian bekerja sebagai satu kesatuan.

Jika beton penyokong lebih lebar pada satu atau lebih sisi dibandingkan dengan luas yang terbebani dan jika tidak ditahan terhadap pemuaian lateryang tersisa, kuat tekan rencana dari kolom komposit yang ditahan oleh beton

dihitung sebesar Bcc Af '7,1 φ dengan 0,65c

ϕ = dengan tumpuan pada

adalah luas beton yang dibebani.

Kuat Rencana Aksial untuk Kolom Komposit

Kontribusi dari setiap komponen dari suatu kolom komposit terhadap kekuatan keseluruhan sulit ditentukan. Jumlah retak beton akibat lentur bervariasi sepanjang tinggi kolom. Beton bukan material homogen seperti halnya baja, dan modulus

rvariasi terhadap waktu dan beban jangka panjangkolom komposit dalam struktur monolit yang kaku tidak dapat ditentukan dengan baik. Kontribusi beton pada kekakuan total dari suatu kolom komposit bervariasi tergantung

kan didalam pipa baja atau dibagian luar dari profil baja dimana dalam hal terakhir ini kontribusi beton lebih kecil.

Paragraf berikut menjelaskan salah sebab kesulitan dalam mengembangkan rumusan teoritis untuk mendesain kolom komposit. Akhirnya rumusan empiris mendesain kolom komposit dan diberikan dalam AISC-LRFD.

Kuat rencana kolom komposit ( ncnc PP == dan 85,0dengan φφdengan cara yang sama seperti untuk kuat rencana kolom baja murni. Rumus yang digunakan dalam kolom komposit untuk crF (tegangan kritis) adalah sama, kecuali

jari girasi, tegangan leleh, dan modulus elastisitas sebagai cara untuk memperhitungkan perilaku komposit. Rumusan untuk kolom dalam

LRFD adalah:

yF (LRFD Pers.

(LRFD Pers. E2

2-5

E3 untuk setiap sisi

dari penampang segiempat. Tebal minimum dari penampang

. Nilai ini sama dengan

. Untuk penampang tube atau pipa ruskan mempunyai tebal yang cukup sehingga tidak terjadi buckling

Jika kolom komposit terdiri lebih dari satu bentuk profil baja, seluruhnya harus dihubungkan dengan pengikat, pelat buhul, dll sehingga tidak terjadi buckling

ng profil sebelum beton mengeras. Setelah beton mengeras,

Jika beton penyokong lebih lebar pada satu atau lebih sisi dibandingkan dengan luas yang terbebani dan jika tidak ditahan terhadap pemuaian lateral pada sisi yang tersisa, kuat tekan rencana dari kolom komposit yang ditahan oleh beton

0,65 dengan tumpuan pada

Kontribusi dari setiap komponen dari suatu kolom komposit terhadap kekuatan keseluruhan sulit ditentukan. Jumlah retak beton akibat lentur bervariasi sepanjang tinggi kolom. Beton bukan material homogen seperti halnya baja, dan modulus

jangka panjang. Panjang efektif kolom komposit dalam struktur monolit yang kaku tidak dapat ditentukan dengan baik. Kontribusi beton pada kekakuan total dari suatu kolom komposit bervariasi tergantung

kan didalam pipa baja atau dibagian luar dari profil baja dimana

kesulitan dalam mengembangkan rumusan mpiris digunakan untuk

crgFA ) ditentukan

dengan cara yang sama seperti untuk kuat rencana kolom baja murni. Rumus yang (tegangan kritis) adalah sama, kecuali

jari girasi, tegangan leleh, dan modulus elastisitas harus dimodifikasi sebagai cara untuk memperhitungkan perilaku komposit. Rumusan untuk kolom dalam

(LRFD Pers. E2-2) (2.1)

(LRFD Pers. E2-3) (2.2)


dengan

E

F

r

KL yc π

λ =

Modifikasi yang dibuat dalam rumus diatas adalah:

1. Ganti Ag dengan termasuk tulangan biasa.

2. Ganti r dengan tube. Untuk profil baja yang terbungkus beton, nilai kali tebal keseluru

3. Ganti Fy dengan

+=

s

ryrymy A

AFcFF 1

+=

s

ccm A

AEcEE 3

Dalam rumus diatas digunakan notasi sebagai

1. Ac, As, dan Ar masingtulangan.

2. E dan Ec masingmenyatakan:

5,1cc wE =

dengan wc adalah berat jenis beton dalam lbs/ft dan

dalam ksi.

3. Fy dan Fyr masingtulangan.

4. c1, c2, dan c3 adalah koefisien. Untuk pipa dan tube baja berisi beton = 0,85 dan c3 = 0,4. Untuk baja profil terselubung beton = 0,2.

Contoh 2.1 memperlihatkan perhitungan besar

penampang W yang terselubung beton. Peraturan yang digunakan adalah LRFD.

Contoh 2.1

Hitung nilai ncPφ dari kolom komposit dalam Gambar 4.3 jika digunakan baja A36, kuat

tekan beton 3,5 ksi dengan berat jenis 145 lb/ft



(LRFD Pers. E2

Modifikasi yang dibuat dalam rumus diatas adalah:

dengan As dimana As adalah luas profil baja, tube, atau pipa tidak termasuk tulangan biasa.

rm dimana rm adalah jari-jari girasi dari profil baja, pipa, atau tube. Untuk profil baja yang terbungkus beton, nilai rm harus lebih besar dari 0,3 kali tebal keseluruhan dari kolom komposit dalam bidang buckling.

dengan Fmy dan E dengan Em. Kedua nilai ini adalah:

+

s

cc A

Afc '

2 (LRFD Pers. I2-1)

(LRFD Pers. I2-2)

Dalam rumus diatas digunakan notasi sebagai berikut:

masing-masing adalah luas beton, luas baja profil dan luas baja

masing-masing adalah modulus baja dan beton. LRFD bagian I2.2

'cf (ksi)

adalah berat jenis beton dalam lbs/ft dan 'cf adalah kuat tekan beton

masing-masing adalah tegangan leleh minimum baja profil dan baja

adalah koefisien. Untuk pipa dan tube baja berisi beton = 0,4. Untuk baja profil terselubung beton c1 = 0,7,

.1 memperlihatkan perhitungan besar ncPφ untuk kolom komposit dengan

nampang W yang terselubung beton. Peraturan yang digunakan adalah LRFD.

dari kolom komposit dalam Gambar 4.3 jika digunakan baja A36, kuat

tekan beton 3,5 ksi dengan berat jenis 145 lb/ft3, dan KL adalah 12 ft.

2-6

(LRFD Pers. E2-4) (2.3)

adalah luas profil baja, tube, atau pipa tidak

jari girasi dari profil baja, pipa, atau harus lebih besar dari 0,3

han dari kolom komposit dalam bidang buckling.

. Kedua nilai ini adalah:

1) (2.4)

2) (2.5)

masing adalah luas beton, luas baja profil dan luas baja

masing adalah modulus baja dan beton. LRFD bagian I2.2

(2.6)

adalah kuat tekan beton

masing adalah tegangan leleh minimum baja profil dan baja

adalah koefisien. Untuk pipa dan tube baja berisi beton c1 = 1,0, c2 = 0,7, c2 = 0,6 dan c3

untuk kolom komposit dengan

nampang W yang terselubung beton. Peraturan yang digunakan adalah LRFD.

dari kolom komposit dalam Gambar 4.3 jika digunakan baja A36, kuat

adalah 12 ft.


Gambar 2

Solusi:

1 2

36 (0,7)(60) (0,6)(3,5)

95,67 ksi

my y yr c

AF F c F c f

A A

= + +

= + +

=

145'5,1 == cc fwE

3

29.000 (0,2)(3266,5)

29.000 11.608 40.730 ksi

c

m c

s

AE E c E

A

= +

= +

= + =

Ganti Fy dengan 95,67 ksi,

ry dari W12 x 72 = 3,04 in dan tidak boleh kurang dari (0,3)(20) = 6,0 in.

(12)(12) 95,67

0,3706,0 40.730

y

c

FKL

r Eλ

π

π

=

= =

( )2

0,658 0,658 95,67 90,34 ksic

cr yF F

λ= = =



Gambar 2.3 Penampang Kolom Komposit untuk Contoh 2

'

1 2

4 400 21,1 36 (0,7)(60) (0,6)(3,5)

21,1 21,1

95,67 ksi

cr

my y yr c

s s

AAF F c F c f

A A

= + +

− = + +

ksi 5,32665,3145 5,1 =

400 21,1 29.000 (0,2)(3266,5)

21,1

29.000 11.608 40.730 ksi

c

s

A

A

−

= + =

ksi, E dengan 40 730 ksi, dan Ag dengan As = 21,1 in

dari W12 x 72 = 3,04 in dan tidak boleh kurang dari (0,3)(20) = 6,0 in.

(12)(12) 95,67 0,370

6,0 40.730= =

( )20,370

0,658 0,658 95,67 90,34 ksicr yF F= = =

2-7

ng Kolom Komposit untuk Contoh 2.1

= 21,1 in2.

dari W12 x 72 = 3,04 in dan tidak boleh kurang dari (0,3)(20) = 6,0 in.


(0,85)(90,34)(21,1) 1620 kc n c cr sP F Aϕ ϕ= = =

Telah ditunjukkan bahwa kekuatan memikul beban dari kolom komposit dengan menggunakan profil W Makin panjang kolom, makin besar rasio kekuatan kolom komposit terhadap kolom non-komposit.

Keuntungan peningkatan beban dari kolom panjang komposit dibandingkan dengan kolom baja murni dijelaskan dalakolom komposit berukuran 22 in x 22 in (dengan dengan profil W14x90 mutu 50 ksi dibandingkan dengan kuat rencana kolom W14x90 mutu 50 ksi non-komposit. Rasio kekukomposit mulai dari 1,95 untuk panjang efektif 10 ft dan sampai 3,72 untuk panjang efektif 40 ft. Jadi terlihat bahwa kekuatan kolom komposit akan turun drastis dibandingkan dengan kolom nonkolom.

Panjang efektif KL

(ft) kolom komposit

0

10

20

30

40

2.7 Tabel LRFD

Manual LRFD Bagian 4HSS dan berbagai penampang bujur sangkar dan segiempat yang membungkus profil W, demikian juga dengan berbagai pipa dan tube berisi beton. persis dengan kolom baja murni dengan beban aksial dalam Bagian diberikan terhadap sumb

Dalam tabel termasuk nilai untuk penampang komposit bujur sangkar dan persegi HSS (Fy = 46 ksi), penampang pipa HSS (ksi). Tabel juga mencakup komposit dengan beton pengmutu beton dan baja yang lain, untuk menghitung kuat rencana aksial menggunakan rumus yang diberikan pada bagian awal dari bab ini.

Peraturan AISC-LRFD 1994 memberikan nilai normal dan untuk penampang W dengan

sama dengan 3,5 , 5 , dan 8 ksi; pipa 36 ksi dengan pengisi beton 3,5 dan 5 ksi; tube 46 ksi dengan pengisi beton 3,5 dan 5 ksi. Baja tulangan yanpengisi semuanya mempunyai mutu 60 ksi.



(0,85)(90,34)(21,1) 1620 k= = =

Telah ditunjukkan bahwa kekuatan memikul beban dari kolom komposit dengan menggunakan profil W jauh melampaui kekuatan memikul beban dari baja murni. Makin panjang kolom, makin besar rasio kekuatan kolom komposit terhadap kolom

Keuntungan peningkatan beban dari kolom panjang komposit dibandingkan dengan kolom baja murni dijelaskan dalam Tabel 2.1. Dalam tabel ini kuat rencana aksial dari

berukuran 22 in x 22 in (dengan fc’ = 3,5 ksi dan mutu tulangan 60 ksi)

dengan profil W14x90 mutu 50 ksi dibandingkan dengan kuat rencana kolom W14x90 komposit. Rasio kekuatan penampang komposit terhadap non

komposit mulai dari 1,95 untuk panjang efektif 10 ft dan sampai 3,72 untuk panjang efektif 40 ft. Jadi terlihat bahwa kekuatan kolom komposit akan turun drastis dibandingkan dengan kolom non-komposit, dengan makin besarnya panjang efektif

Tabel 2.1 Kuat Rencana Aksial

Kuat rencana aksial

kolom komposit (kips)

Kuat rencana aksial W14x90

(kips)

Rasio kuat rencana komposit thd nonkomposit

2100

2050

1860

1580

1260

1130

1040

828

564

336

1,86

1,97

2,25

2,80

3,75

4 memberikan tabel untuk menentukan kuat aksial rencana untuk berbagai penampang bujur sangkar dan segiempat yang membungkus profil

W, demikian juga dengan berbagai pipa dan tube berisi beton. Tabel disusun sama persis dengan kolom baja murni dengan beban aksial dalam Bagian diberikan terhadap sumbu lemah untuk suatu rentang nilai KyLy.

termasuk nilai untuk penampang komposit bujur sangkar dan persegi HSS = 46 ksi), penampang pipa HSS (Fy = 42 ksi), dan penampang pipa baja (

ksi). Tabel juga mencakup komposit dengan beton pengisi mutu 4 dan 5 ksi. Untuk dan baja yang lain, untuk menghitung kuat rencana aksial

menggunakan rumus yang diberikan pada bagian awal dari bab ini.

LRFD 1994 memberikan nilai kuat rencana aksial normal dan untuk penampang W dengan Fy sama dengan 36 dan 50 ksi dan nilai

sama dengan 3,5 , 5 , dan 8 ksi; pipa 36 ksi dengan pengisi beton 3,5 dan 5 ksi; tube 46 ksi dengan pengisi beton 3,5 dan 5 ksi. Baja tulangan yang digunakan untuk beton pengisi semuanya mempunyai mutu 60 ksi.

2-8

Telah ditunjukkan bahwa kekuatan memikul beban dari kolom komposit dengan jauh melampaui kekuatan memikul beban dari baja murni.

Makin panjang kolom, makin besar rasio kekuatan kolom komposit terhadap kolom

Keuntungan peningkatan beban dari kolom panjang komposit dibandingkan dengan m Tabel 2.1. Dalam tabel ini kuat rencana aksial dari

= 3,5 ksi dan mutu tulangan 60 ksi) dengan profil W14x90 mutu 50 ksi dibandingkan dengan kuat rencana kolom W14x90

atan penampang komposit terhadap non-komposit mulai dari 1,95 untuk panjang efektif 10 ft dan sampai 3,72 untuk panjang efektif 40 ft. Jadi terlihat bahwa kekuatan kolom komposit akan turun drastis

nya panjang efektif

Rasio kuat rencana komposit thd non-

1,86

1,97

2,25

2,80

3,75

memberikan tabel untuk menentukan kuat aksial rencana untuk berbagai penampang bujur sangkar dan segiempat yang membungkus profil

Tabel disusun sama persis dengan kolom baja murni dengan beban aksial dalam Bagian 4. Kekuatan aksial

termasuk nilai untuk penampang komposit bujur sangkar dan persegi HSS = 42 ksi), dan penampang pipa baja (Fy = 35

isi mutu 4 dan 5 ksi. Untuk dan baja yang lain, untuk menghitung kuat rencana aksial ��dapat

kuat rencana aksial �� untuk beton sama dengan 36 dan 50 ksi dan nilai '

cf

sama dengan 3,5 , 5 , dan 8 ksi; pipa 36 ksi dengan pengisi beton 3,5 dan 5 ksi; tube 46 g digunakan untuk beton


Contoh 2.2 dan 2.3 memberikan ilustrasi apliuntuk menentukan kuat rencana aksial dari penampang HSS bujur sangkar dan persegi. Contoh 2.4 menunjukkan pemilpenampang dipilih dengan cobadengan rumus AISC-LRFD. Juga hasil ini dicek dengan menggunakan tabel dalam Manual AISC-LRFD Bagian 4.

Contoh 2.2

Tentukan kuat rencana aksial beton mutu 4 ksi jika (KL

Solusi.

Dari Tabel 4.12 untuk (KL

�� 985 ksi

Contoh 2.3

Tentukan kuat rencana aksial = 5 ksi dan (KL)x = 24 ft dan (

Solusi.

Dari Tabel 4.13 AISC

menentukan adalah:

(KL)y = 12 ft

atau

(KL)perlu = ��

��Jadi nilai �� dengan interpolasi dari Tabel 5, didapat = 1574 k

Contoh 2.4

Pilih penampang pipa HSS (lb/ft3) untuk memikul beban aksial dibedakan antara (KL)x dan (

Solusi.

� � 68,1 in�



.3 memberikan ilustrasi aplikasi dari penggunaan tabel AISCuntuk menentukan kuat rencana aksial dari penampang HSS bujur sangkar dan persegi. Contoh 2.4 menunjukkan pemilihan kolom pipa komposit isi beton. Dalam contoh ini, penampang dipilih dengan coba-coba kemudian hasil kuat rencana aksialnya dicek

LRFD. Juga hasil ini dicek dengan menggunakan tabel dalam LRFD Bagian 4.

Tentukan kuat rencana aksial ��dari penampang HSS 12x12x½ 46 ksi yang diisi KL)x = (KL)y = 16 ft.

KL)y = 16 ft, didapat:

Tentukan kuat rencana aksial �� dari beton pengisi HSS 20x12x½ mutu 46 ksi jika = 24 ft dan (KL)y = 12 ft.

Dari Tabel 4.13 AISC-LRFD didapat �� 1,48. Panjang tanpa sokongan yang

� ��,�� 16,2 ft. (Menentukan)

dengan interpolasi dari Tabel 5, didapat = 1574 k

Pilih penampang pipa HSS (Fy = 42 ksi) terisi dengan beton 4 ksi (berat volume 145 ) untuk memikul beban aksial Pu = 320 kips jika KL = 14 ft. Mengapa tidak

dan (KL)y?

2-9

kasi dari penggunaan tabel AISC-LRFD untuk menentukan kuat rencana aksial dari penampang HSS bujur sangkar dan persegi.

ihan kolom pipa komposit isi beton. Dalam contoh ini, coba kemudian hasil kuat rencana aksialnya dicek

LRFD. Juga hasil ini dicek dengan menggunakan tabel dalam

dari penampang HSS 12x12x½ 46 ksi yang diisi

dari beton pengisi HSS 20x12x½ mutu 46 ksi jika fc’

. Panjang tanpa sokongan yang

= 42 ksi) terisi dengan beton 4 ksi (berat volume 145 = 14 ft. Mengapa tidak


r = 2,95 in

As = 7,85 in2

�� ,!�" #� � 50,58

�% � �,&�" #� � 58,43

Asumsikan HSS 8,625 x 0,322 (28,6 Gambar 2.4.

Tebal minimum yang diperlukan sesuai AISC

()*��+ � 8,625) "!

� �, x �!

Periksa luas penampang pipa sebagai persentase dari luas penampang komposit total,

= 7,85/58.43 = 0,134 > 0,04 sesuai dengan yang diperlukan berdasarkan AISCLRFD I2.1.

Menghitung nilai modifikasi tegangan leleh (girasi (rm). (Bagian kedua dari Pers. I2tulangan longitudinal, jadi

1 2

42 0 (0,85)(4,0) 63,91 ksi

my y yr c

AF F c F c f

A A

= + +

= + + =

1,5 ' 1,5145 4,0 3492 ksic cE w f= = =

3

29.000 (0,4)(3492) 38.000 ksi

c

m c

s

AE E c E

A

= +

= + =

Menurut LRFD I2.2:

rm = r dari pipa = 2,95

Parameter kelangsingan:



58 in2

43 in2

Gambar 2.4 Properti penampang HSS 8,625 x 0,322

Asumsikan HSS 8,625 x 0,322 (28,6 lb/ft). Properti penampang diberikan dalam

Tebal minimum yang diperlukan sesuai AISC-LRFD I2.1,

�!. � 0,127 in < 0,322 in. (OK)


58.43 = 0,134 > 0,04 sesuai dengan yang diperlukan berdasarkan AISC

Menghitung nilai modifikasi tegangan leleh (Fmy), modulus elastisitas (). (Bagian kedua dari Pers. I2-1 LRFD, sama dengan nol karena tidak ada

tulangan longitudinal, jadi Ar = 0)

'

1 2

50,58 42 0 (0,85)(4,0) 63,91 ksi

7,85

cr

my y yr c

s s

AAF F c F c f

A A

= + +

= + + =

1,5 ' 1,5145 4,0 3492 ksi= = =

50,58 29.000 (0,4)(3492) 38.000 ksi

7,85

c

s

A

A

= + =

dari pipa = 2,95 in, dan tidak kurang dari (0,3 D) = (0,3)(8,625) = 2,59 in.

Parameter kelangsingan:

2-10

Gambar 2.4 Properti penampang HSS 8,625 x 0,322

lb/ft). Properti penampang diberikan dalam


58.43 = 0,134 > 0,04 sesuai dengan yang diperlukan berdasarkan AISC-

), modulus elastisitas (Em), dam jari-jari 1 LRFD, sama dengan nol karena tidak ada

) = (0,3)(8,625) = 2,59 in.


(12)(14) 63,91

0,743 1,52,95 38.000

my

c

m m

KL

r Eλ

π

π

=

= = <

( )2

0,658 0,658 (63,91) 50,72 ksic

cr myF F

λ= = =

Menghitung ��

(0,85)(50,72)(7,85) 338,4 ksi 320 kc n c cr sP F Aφ ϕ= = = >

Dari Bagian 5 LRFD memberikan hasil 338

Sumbangan kekuatan yang diberikan oleh beton

dalam Appendix C dari Peraturan ACI 318 adalah 0,8dengan ukuran kolom. Dalam rumusan ini Jika beton pendukung lebih lebar dari luas yang terbebani pada satu atau lebih sisi, dan ditahan terhadap pemuaian lateral pada sisi yang lain, kekuatan sokongan beton adalah 1,7φbfc’AB sebagaimana diberikan dalam AISC

Dalam Contoh 2.5 diberikan ilustrasi perhitungan luas daya dukung diperlukan untuk mentransfer beban ke kolom komposit dalam Contoh 2.1.

Contoh 2.5

Diasumsikan bahwa semua beban untuk kolom komposit dalam Contoh 2.1 bekerja pada satu elevasi yang sama, tinggi antara baja dan beton akibat penurunan volume betonluas daya dukung AB dari beton sebagaimana disyaratkan dalam AISCI2.4. Beton pendukung lebih lebar dari lua



(12)(14) 63,91 0,743 1,5

2,95 38.000= = <

( )20,743

0,658 0,658 (63,91) 50,72 ksicr myF F= = =

(0,85)(50,72)(7,85) 338,4 ksi 320 k= = = >

gian 5 LRFD memberikan hasil 338 k.

Sumbangan kekuatan yang diberikan oleh beton ( nscnc PP φφ − )sebagai mana ditetapkan

ari Peraturan ACI 318 adalah 0,85φbfc’AB jika luas beton sama dengan ukuran kolom. Dalam rumusan ini AB adalah luas yang terbebani dan Jika beton pendukung lebih lebar dari luas yang terbebani pada satu atau lebih sisi, dan ditahan terhadap pemuaian lateral pada sisi yang lain, kekuatan sokongan beton adalah

sebagaimana diberikan dalam AISC-LRFD Bagian I2.4.

oh 2.5 diberikan ilustrasi perhitungan luas daya dukung diperlukan untuk mentransfer beban ke kolom komposit dalam Contoh 2.1.

Diasumsikan bahwa semua beban untuk kolom komposit dalam Contoh 2.1 bekerja pada satu elevasi yang sama, artinya pada permukaan atas tidak terdapat perbedaan tinggi antara baja dan beton akibat penurunan volume beton yang menyusut

dari beton sebagaimana disyaratkan dalam AISCI2.4. Beton pendukung lebih lebar dari luas yang terbebani pada semua sisi.

2-11

(OK)

sebagai mana ditetapkan

jika luas beton sama adalah luas yang terbebani dan φb = 0,65.

Jika beton pendukung lebih lebar dari luas yang terbebani pada satu atau lebih sisi, dan ditahan terhadap pemuaian lateral pada sisi yang lain, kekuatan sokongan beton adalah

oh 2.5 diberikan ilustrasi perhitungan luas daya dukung AB yang diperlukan untuk mentransfer beban ke kolom komposit dalam Contoh 2.1.

Diasumsikan bahwa semua beban untuk kolom komposit dalam Contoh 2.1 bekerja artinya pada permukaan atas tidak terdapat perbedaan

yang menyusut. Tentukan dari beton sebagaimana disyaratkan dalam AISC-LRFD Bagian

s yang terbebani pada semua sisi.


Solusi.

Dari Contoh 2.1 didapat solusi

Dari tabel kolom AISCkomposit dapat menahan beban aksial

Beban tekan rencana yang ditahan oleh beton menumpu langsung pada sambungan

�� 0

Bagian I2.4 dari Peraturan AISC

�� 11,7φbfc’A

Jadi:

�2 3 45675�,849:5;

� Kolom komposit mempunyai luas 20 x 20 = 400 in

Contoh berikut memberikan ilustrasi lain untuk perancangan kolom komposit. Diharapkan dengan tambahan contoh ini, pembaca akan lebih memahami

Contoh 2.6

(a) Gunakan baja A36 dan beton 3,5 ksi untuk mendesain kolom komposit dengan penampang W terbungkus beton. Kolom memikul beban terfaktor KL = 14 ft.

(b) Ulangi (a) tetapi hanya menggunakan penampang W tanpa beton.

Solusi.

(a) Dari Bagian 5 Manual LRFD, dapat dipilih:

Kolom 18 in x 18 in dengan W10 x 45 (971 k)



Pakai Kolom 18 in x 18 in dengan W10 x 45beton dari masing-masing profil terpilih)

(b) Dari Bagian 3 Manual LRFD, dapat dipilih:

W14 x 120

W12 x 136



Dari Contoh 2.1 didapat solusi �� = 1620 k.

Dari tabel kolom AISC-LRFD untuk W12x72 (baja 50 ksi) dengan komposit dapat menahan beban aksial ��< = 761 k.

Beban tekan rencana yang ditahan oleh beton �� harus dikembangkan dengan menumpu langsung pada sambungan

��< � 1620 0 761 � 859 k

Bagian I2.4 dari Peraturan AISC-LRFD mensyarakan bahwa,

AB

�",�,8 !,&" =," � 222,1 in2

Kolom komposit mempunyai luas 20 x 20 = 400 in2 > 222,1 in2.

Contoh berikut memberikan ilustrasi lain untuk perancangan kolom komposit. Diharapkan dengan tambahan contoh ini, pembaca akan lebih memahami

Gunakan baja A36 dan beton 3,5 ksi untuk mendesain kolom komposit dengan penampang W terbungkus beton. Kolom memikul beban terfaktor

Ulangi (a) tetapi hanya menggunakan penampang W tanpa beton.

Bagian 5 Manual LRFD, dapat dipilih:




Pakai Kolom 18 in x 18 in dengan W10 x 45 (belum mempertimbangkan volume masing profil terpilih)

Dari Bagian 3 Manual LRFD, dapat dipilih:

2-12

LRFD untuk W12x72 (baja 50 ksi) dengan KL = 12 ft non-

harus dikembangkan dengan

Contoh berikut memberikan ilustrasi lain untuk perancangan kolom komposit. Diharapkan dengan tambahan contoh ini, pembaca akan lebih memahami masalah.

Gunakan baja A36 dan beton 3,5 ksi untuk mendesain kolom komposit dengan penampang W terbungkus beton. Kolom memikul beban terfaktor Pu = 940 k dan

Ulangi (a) tetapi hanya menggunakan penampang W tanpa beton.

(belum mempertimbangkan volume


Pakai W14 x 120

Contoh 2.7

Suatu kolom komposit ksi) 5 ksi, 36 '' == cc ff mempunyai

tabel kolom komposit, tentukan

Solusi.

Dengan memasukkan Ky

= 26 ft dan rx/ry = 1,22.

xx

xx

rr

LK21

22,1

26

/==

Jadi xxLK menentukan.

Masukkan ke dalam tabel untuk nilai

interpolasi sama dengan

1340(2

31,11340

−

Terlihat bahwa kuat tekan kolom komposit jauh lebih besar dari pada kolom dengan profil W murni. Semakin panjang kolom, semakin besar pula rasio kekuatan kolom komposit terhadap non-komposit.

2.8 Kuat Lentur Rencana Kolom Komposit

Kuat lentur nominal dari kolom komposit ditentukan dengan asumsi suatu distribusi tegangan plastis. Sumbu netral plastis dapat ditentukan dengan menyamakan gaya tarik pada satu sisi dari kolom dengan gaya tekan pada sisi yang lain. Pada sisi yang tertarik terdapat tulangan dan bagian dari profil baja yang mencapai tegangan leleh. Pada sisi tertekan akan terdapat gaya tekan sebesar

ekivalen. Blok tegangan ekivalen akan mempunyai lebar yang sama dengan lebdan tinggi sama dengan

Neutral Axis (PNA). (Nilai

sama dengan jumlah mo

Nilai dari mxb MM bdan φφManual AISC-LRFD. Nilai ini diperlukan untuk menganalisa balokakan dibahas dibawah ini.



Suatu kolom komposit 18 in x 22 in dengan profil W14x61 (mempunyai KxLx = 26 ft dan KyLy = 16 ft. Dengan menggunakan

tabel kolom komposit, tentukan ncu PP φ= .

KyLy = 16 ft, ncu PP φ= adalah sama dengan 1440 k. Tetapi,

yyLK ft 31,21 >

Masukkan ke dalam tabel untuk nilai yyLK = 21,31 ft, maka P

k 1301)12801340 =−

Terlihat bahwa kuat tekan kolom komposit jauh lebih besar dari pada kolom dengan profil W murni. Semakin panjang kolom, semakin besar pula rasio kekuatan kolom

komposit.

Kuat Lentur Rencana Kolom Komposit

Kuat lentur nominal dari kolom komposit ditentukan dengan asumsi suatu distribusi tegangan plastis. Sumbu netral plastis dapat ditentukan dengan menyamakan gaya tarik pada satu sisi dari kolom dengan gaya tekan pada sisi yang lain. Pada sisi yang tertarik terdapat tulangan dan bagian dari profil baja yang mencapai tegangan leleh. Pada sisi tertekan akan terdapat gaya tekan sebesar '85,0 cf dikalikan dengan luas tegangan

ekivalen. Blok tegangan ekivalen akan mempunyai lebar yang sama dengan lebdan tinggi sama dengan 1β dikalikan dengan jarak ke sumbu netral plastis

. (Nilai 1β diberikan oleh Peraturan ACI). Kuat lentur nominal

sama dengan jumlah momen dari gaya aksial terhadap sumbu netral plastis.

nyM untuk setiap kolom komposit diperlihatkan dalam Bagian 4

LRFD. Nilai ini diperlukan untuk menganalisa balok-akan dibahas dibawah ini.

2-13

61 (Fy = 36 ksi, = 16 ft. Dengan menggunakan

adalah sama dengan 1440 k. Tetapi, KxLx

Pu didapat dengan

Terlihat bahwa kuat tekan kolom komposit jauh lebih besar dari pada kolom dengan profil W murni. Semakin panjang kolom, semakin besar pula rasio kekuatan kolom

Kuat lentur nominal dari kolom komposit ditentukan dengan asumsi suatu distribusi tegangan plastis. Sumbu netral plastis dapat ditentukan dengan menyamakan gaya tarik pada satu sisi dari kolom dengan gaya tekan pada sisi yang lain. Pada sisi yang tertarik terdapat tulangan dan bagian dari profil baja yang mencapai tegangan leleh. Pada sisi

dikalikan dengan luas tegangan

ekivalen. Blok tegangan ekivalen akan mempunyai lebar yang sama dengan lebar kolom dikalikan dengan jarak ke sumbu netral plastis – Plastic

ACI). Kuat lentur nominal 'nM

men dari gaya aksial terhadap sumbu netral plastis.

sit diperlihatkan dalam Bagian 4

-kolom seperti yang


2.9 Persamaan Beban Aksial dan Lentur

Rumus interaksi dibawah ini digunakan untuk mengontrol profil beban aksial dan lentur.

Jika 2,0/ ≥nu PP φ

9

8

++

nxb

ux

n

u

M

M

P

P

φφ

Jika 2,0/ <nu PP φ

2

++

nxb

ux

n

u

M

M

P

P

φφ

Rumus diatas dan juga aplikasinya telah dibahas dalam Mata Kuliah Struktur Baja semester sebelumnya. Termasuk dalam pembahasan terdahulu adalah cara menghitung Mux dan Muy (B1, Mnt ,B2

Rumus interaksi yang sama digunakan untuk mengontrol balokdengan sedikit modifikasi.

1. Beban buckling elastis Euler lentur B1 dan B2 yang ditentukan dari rumus integangan leleh seperti yang telah didefinisikan dalam Sub Bab sebelumnya. Nilai Pex dan Pey dikalikan dengan kuadrat panjang efektif yang sesuai dalam feet dibagi dengan 104, diberikan dalam tabel untuk setiap kolom komposit

2c

myse

FAP

λ=

2. Faktor resistansi bφ

sama dengan 0,85

tegangan plastis digunakan untuk menghitung

yfw Fth /640/ > atau

tegangan elastis.

3. Parameter kelangsingan kolom

kuat aksial rencana kolom komposit dalam

2.10 Desain Kolom Komposit Terhadap Beban Aksial dan Lentur

Sub Bab ini akan membahas desain kolom komposit untuk menahan beban aksial dan momen. Prosedurnya adalah berupa cobapenerapan rumus interaksi hingga didapat kolom yang memenuhi syarat.

Desain yang sempurna dapat dilakukan berdasarkan uraian yang dijelaskan pada Sub Bab sebelumnya, tetapi jika asumsi pertama



Persamaan Beban Aksial dan Lentur

Rumus interaksi dibawah ini digunakan untuk mengontrol profil

0,1≤

+

nyb

uy

M

M

φ (LRFD Pers. H1

0,1≤

+

nyb

uy

M

M

φ (LRFD Pers. H1

Rumus diatas dan juga aplikasinya telah dibahas dalam Mata Kuliah Struktur Baja semester sebelumnya. Termasuk dalam pembahasan terdahulu adalah cara menghitung

2, dan Mlt).

Rumus interaksi yang sama digunakan untuk mengontrol balokdengan sedikit modifikasi. Modifikasi tersebut adalah:

Beban buckling elastis Euler Pex dan Pey yang digunakan dalam perhitungan faktor yang ditentukan dari rumus ini, dengan Fmy

tegangan leleh seperti yang telah didefinisikan dalam Sub Bab sebelumnya. Nilai dikalikan dengan kuadrat panjang efektif yang sesuai dalam feet dibagi

, diberikan dalam tabel untuk setiap kolom komposit.

yang digunakan sama seperti halnya pada balok komposit yaitu

jika yfw Fth /640/ ≤ atau >/@A 1 3,76)tegangan plastis digunakan untuk menghitung Mn; atau sama dengan

atau B

CD E 3,76) +*�F

dan Mn dihitung dengan menjumlahkan

Parameter kelangsingan kolomcλ dimodifikasi seperti halnya pada saat menentukan

kuat aksial rencana kolom komposit dalam Sub Bab sebelumnya.

Desain Kolom Komposit Terhadap Beban Aksial dan Lentur

Sub Bab ini akan membahas desain kolom komposit untuk menahan beban aksial dan edurnya adalah berupa coba-coba untuk menentukan penampang dan

penerapan rumus interaksi hingga didapat kolom yang memenuhi syarat.

Desain yang sempurna dapat dilakukan berdasarkan uraian yang dijelaskan pada Sub Bab sebelumnya, tetapi jika asumsi pertama tidak baik maka akan memerlukan proses

2-14

Rumus interaksi dibawah ini digunakan untuk mengontrol profil baja murni akibat

(LRFD Pers. H1-1a) (2.7)

(LRFD Pers. H1-1b) (2.8)

Rumus diatas dan juga aplikasinya telah dibahas dalam Mata Kuliah Struktur Baja semester sebelumnya. Termasuk dalam pembahasan terdahulu adalah cara menghitung

Rumus interaksi yang sama digunakan untuk mengontrol balok-kolom komposit

yang digunakan dalam perhitungan faktor my adalah modifikasi

tegangan leleh seperti yang telah didefinisikan dalam Sub Bab sebelumnya. Nilai dikalikan dengan kuadrat panjang efektif yang sesuai dalam feet dibagi

(2.9)

yang digunakan sama seperti halnya pada balok komposit yaitu

) +*�F

dan distribusi

; atau sama dengan 0,9 jika

dihitung dengan menjumlahkan

dimodifikasi seperti halnya pada saat menentukan

ab sebelumnya.

Desain Kolom Komposit Terhadap Beban Aksial dan Lentur

Sub Bab ini akan membahas desain kolom komposit untuk menahan beban aksial dan coba untuk menentukan penampang dan

penerapan rumus interaksi hingga didapat kolom yang memenuhi syarat.

Desain yang sempurna dapat dilakukan berdasarkan uraian yang dijelaskan pada Sub tidak baik maka akan memerlukan proses


coba-coba yang panjang. pemilihan pertama dimensi diberikan dalam Sub Bab ini.

Dalam pembahasan ini, diasumsikan bahwa kolom komposit direncanakan untuk memikul beban aksial PSelanjutnya Pers. H1-1a LRFD diterapkan pada kolom komposit. Jika nol, maka

9

8 ≤+nxb

ux

n

u

M

M

P

P

φφ

Perencana dapat memperkirakan nilai askhir dari kedua komponen ini, tetapi dapat juga dianggap bahwa keduanya memberikan konstribusi yang sama besar.

5,0=n

u

P

P

φ

Misalkan kolom komposit terbungkus beton dengan beton 3,5 ksi. Beban yang harus dipikul adalah nilai nPφ dan nxbMφ dapat dihitung sebagai berikut:

5,0=n

u

P

P

φ

9

8

5,0500 =

nPφ

9

8

k 1000=nPφ

Selanjutnya perencana dapat melihat ke dalam tabel komposit dan mencoba penampang dengan nilai nPφ dan bφ18 in dengan W10 x 49 mempunyai

dengan W8 x 35 mempunyai

yang berada diantara dua macam penampang tersebut, misalnya 16 in x 16 in dengan W8 x 48 atau W8 x 58. Contoh 2.8lengkap untuk kolom komposit.

Contoh 2.8

Tentukan kolom komposit terbungkus beton dengan profil W unt500 k dan Mux = 100 ft-ujungnya. Mutu baja A36 dan beton 3,5 ksi.



coba yang panjang. Untuk menghindari hal ini, metoda pendekatan untuk pemilihan pertama dimensi diberikan dalam Sub Bab ini.

Dalam pembahasan ini, diasumsikan bahwa kolom komposit direncanakan untuk Pu dan momen Mux, sedangkan momen Muy

1a LRFD diterapkan pada kolom komposit. Jika

0,1≤

Perencana dapat memperkirakan nilai askhir dari kedua komponen ini, tetapi dapat juga dianggap bahwa keduanya memberikan konstribusi yang sama besar.

5 dan 5,09

8 =nxb

ux

M

M

φ

Misalkan kolom komposit terbungkus beton dengan KL = 12 ft, mutu baja A36 dan beton 3,5 ksi. Beban yang harus dipikul adalah Pu = 500 k dan Mux = 100 ft

dapat dihitung sebagai berikut:

5,09

8 =nxb

ux

M

M

φ

5,0100

9

8 =nxbMφ

k-ft 8.177=nxbMφ

Selanjutnya perencana dapat melihat ke dalam tabel komposit dan mencoba penampang

nxbM seperti telah dihitung diatas. Misalnya, penampang 18 in x

18 in dengan W10 x 49 mempunyai nPφ -1020 k, sedangkan penampang 16 in x 16 in

dengan W8 x 35 mempunyai nxbMφ =174 ft-k. Perencana dapat memilih penampang

rada diantara dua macam penampang tersebut, misalnya 16 in x 16 in dengan W8 x 48 atau W8 x 58. Contoh 2.8, 2.9 dan 2.10 memberikan ilustrasi perencanaan lengkap untuk kolom komposit.

Tentukan kolom komposit terbungkus beton dengan profil W untk memikul beban -k. Kolom ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada

ujungnya. Mutu baja A36 dan beton 3,5 ksi. KL = 12 ft dan Cm = 0,85.

2-15

Untuk menghindari hal ini, metoda pendekatan untuk

Dalam pembahasan ini, diasumsikan bahwa kolom komposit direncanakan untuk uy sama dengan nol.

1a LRFD diterapkan pada kolom komposit. Jika Muy sama dengan

(2.10)

Perencana dapat memperkirakan nilai askhir dari kedua komponen ini, tetapi dapat juga dianggap bahwa keduanya memberikan konstribusi yang sama besar. Jadi

= 12 ft, mutu baja A36 dan = 100 ft-k. Perkiraan

Selanjutnya perencana dapat melihat ke dalam tabel komposit dan mencoba penampang Misalnya, penampang 18 in x

1020 k, sedangkan penampang 16 in x 16 in

k. Perencana dapat memilih penampang

rada diantara dua macam penampang tersebut, misalnya 16 in x 16 in dengan memberikan ilustrasi perencanaan

k memikul beban Pu = k. Kolom ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada

= 0,85.


Solusi.

Hasil pembahasan sebelum contoh ini, perkiraan awal untuk

k-ft 8.177=nxbMφ dan dicoba penampang 16 in x 16 in dengan W8 x 48 (

dan k,-ft 223=nxb PMφ

)12(

)10)(3,89(2

4

=eP

Dari Pers. C1-2 LRFD:

/11 =

−=

eu

m

PP

CB

dan

Mux = (1,013)(100)=101,3 ft

2,0870

500 >=n

u

P

P

φ

Jadi harus menggunakan Pers. H1

8

9

500 8 1000,575 0,399 0,974 1,0 (OK)

870 9 223

u ux

n b nx

P M

P Mϕ ϕ+ ≤

+ = + = <

Gunakan kolom dengan penampang 16 in x 16 in terbungkung beton, W8 x 48, tulangan memanjang 4 No. 7, tulangan sengkang No. 3 jarak 10 in.

Dalam Contoh 2.8 kontribusi antara beban aksial hampir sama. Jika rasio antara keduanya berbeda jauh, misalnya momen sangat besar dibandingkan dengan gaya aksial, maka perlu mengubah perkiraan nilai dalam persamaan interaksi. Misalnya, jik

3,0=n

u

P

P

φ

9

8

Perlu dicatat bahwa prosedur untuk menentukan dimensi baloksemudah seperti yang diberikan dalam contoh. Seringkali perlu dilakukan proses cobacoba yang lebih panjang.

Contoh 2.9

Tentukan kolom komposit terbungkus beton dengan profil W untk memikul beban 900 k dan Mux = 190 ft-ujungnya. Mutu baja 46 ksi



Hasil pembahasan sebelum contoh ini, perkiraan awal untuk

dan dicoba penampang 16 in x 16 in dengan W8 x 48 (

kft 3,8910/)( 242 −=xxe LKP ).

k 4,6201=

013,14,6201/10001

85,0 =−

=

= (1,013)(100)=101,3 ft-k

2

Jadi harus menggunakan Pers. H1-1a LRFD:

1,0

0,575 0,399 0,974 1,0 (OK)

+ ≤

+ = + = <


kontribusi antara beban aksial Pu dan momen lentur hampir sama. Jika rasio antara keduanya berbeda jauh, misalnya momen sangat besar dibandingkan dengan gaya aksial, maka perlu mengubah perkiraan nilai dalam persamaan interaksi. Misalnya, jika kasus ini terjadi dapat mengasumsikan:

7,09

8 =nxb

ux

M

M

φ

Perlu dicatat bahwa prosedur untuk menentukan dimensi balok-semudah seperti yang diberikan dalam contoh. Seringkali perlu dilakukan proses coba

ng lebih panjang.

Tentukan kolom komposit terbungkus beton dengan profil W untk memikul beban -k. Kolom ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada

46 ksi dan beton 4, ksi. KL = 12 ft dan Cm = 0,85.

2-16

Hasil pembahasan sebelum contoh ini, perkiraan awal untuk k 1000=nPφ ,

dan dicoba penampang 16 in x 16 in dengan W8 x 48 ( k 870=nPφ ,

Gunakan kolom dengan penampang 16 in x 16 in terbungkung beton, W8 x 48, tulangan

dan momen lentur Mux terlihat hampir sama. Jika rasio antara keduanya berbeda jauh, misalnya momen sangat besar dibandingkan dengan gaya aksial, maka perlu mengubah perkiraan nilai dalam

a kasus ini terjadi dapat mengasumsikan:

-kolom tidak akan semudah seperti yang diberikan dalam contoh. Seringkali perlu dilakukan proses coba-

Tentukan kolom komposit terbungkus beton dengan profil W untk memikul beban Pu = k. Kolom ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada

= 0,85.


Solusi.

Hasil pembahasan sebelum contoh ini, dicoba penampang

, 521 ft-k, dan ( ) / 10 217 ft kb nx e x xM P K Lϕ = = −

4

2

(217)(10)

(12)eP = =

Dari Pers. C1-2 LRFD:

1

1 / 1 900 / 15.069

m

u e

CB

P P= = <

− −

Jadi gunakan B1

dan

900

0,21500

u

n

P

Pϕ= >


8

9

900 8 190

1500 9 521

u ux

n b nx

P M

P Mϕ ϕ+ ≤

+ = + = <

Sama seperti dalam Contoh momen lentur Mux terlihat hampir sama.

Contoh 2.10

Rencanakan kolom komposit dengan baja A36 dan beton 5 ksi untuk menahan beban aksial Pu = 600 k dan momen lentur 0,85.

Solusi.

Asumsikan akan berlaku Pers. H1dengan gaya aksial, maka diasumsikan nilai berikut:

3,0=n

u

P

P

φ

9

8

3,0600 =

nPφ

9

8

k 2000=nPφ

Coba penampang 22 in x 22 in dengan W14 x 90 (

dan k,-ft 691= enxb PMφ



Hasil pembahasan sebelum contoh ini, dicoba penampang HSS 14x14x2 4 2

521 ft-k, dan ( ) / 10 217 ft kb nx e x xM P K L= = − ).

(217)(10)15.069 k= =

0,851,0

1 / 1 900 / 15.069P P= = <

− −

= 1,0

0,2


1,0

900 8 1900,6 0,324 0,924 1,0 (OK)

1500 9 521

+ ≤

+ = + = <

alam Contoh 2.8, dalam contoh ini kontribusi antara beban aksial terlihat hampir sama.

Rencanakan kolom komposit dengan baja A36 dan beton 5 ksi untuk menahan beban = 600 k dan momen lentur Mux= 500 ft-k. Asumsikan KL

Asumsikan akan berlaku Pers. H1-1a. Karena momen sangat besar dibandingkan gaya aksial, maka diasumsikan nilai berikut:

7,09

8 =nxb

ux

M

M

φ

7,0500

9

8 =nxbMφ

k-ft 9,634=nxbMφ

Coba penampang 22 in x 22 in dengan W14 x 90 (

kft 33510/)( 242 −=xxe LKP ).

2-17

HSS 14x14x5/8 ( 1500 knPϕ =

kontribusi antara beban aksial Pu dan

Rencanakan kolom komposit dengan baja A36 dan beton 5 ksi untuk menahan beban KL = 14 ft dan Cm =

1a. Karena momen sangat besar dibandingkan

Coba penampang 22 in x 22 in dengan W14 x 90 ( k 2000=nPφ ,


)14(

)10)(335(2

4

==eP

/11 =

−=

eu

m

PP

CB

Mux = (1,0)(500)=500 ft

,02000

600 >=n

u

P

P

φ


691

500

9

8

2000

600

9

8

=+

≤+nxb

ux

n

u

M

M

P

P

φφ

Gunakan kolom dengan penampang 22 in x 22 in tulangan memanjang 4 No. 10, tulangan sengkang No. 3 jarak 14 in.

2.11 Transfer Beban pad

Pelat landas kecil biasanya disediakan pada dasar kolom komposit. Ini ditujukan untuk memasang baut angkur dalam kolom komposit ke pondasi. Ini dilakukan untuk mentrasfer beban yang terjadi selama proses erection dari struktur sebelum beton pembungkus mengeras dan terjadi aksi komposit. Pelat ini harus tulangan vertikal kolom komposit.

Peraturan AISC-LRFD tidak memberikan detail cara mendesain kait ini dan sebagai pedoman dapat mengacu pada peraturan beton yang berlaku. Jika beban aksial kolom tidak melampaui 1,7φbfPeraturan ACI (Bagian 15.8.2.1 dan 15.8.2.3) mensyaratkan luas minimum kait yaitu 0,005 dari luas penampang kolom dan kait tersebut tidak boleh lebih dari tulangan No. 11 (=35 mm). Persyaratan diameter ini untuk memastikan ikatan yang cukup dari kolom dan pondasi terjadi melalui seluruh luas kontak. Penggunaan beberapa kait besar dengan jarak yang berjauhan tidak dapat menjamin hal ini.



k 092.17=

881,0092.17/6001

85,0 =−

= Gunakan 1,0

= (1,0)(500)=500 ft-k

2,


(OK) 943,0643,03,0

0,1

=+

≤


Transfer Beban pada Pondasi dan Sambungan Lainnya

Pelat landas kecil biasanya disediakan pada dasar kolom komposit. Ini ditujukan untuk memasang baut angkur yang diperlukan untuk mengangkur profil baja yang tertanam dalam kolom komposit ke pondasi. Ini dilakukan untuk mentrasfer beban yang terjadi selama proses erection dari struktur sebelum beton pembungkus mengeras dan terjadi aksi komposit. Pelat ini harus cukup kecil dan berada dibagian dalam dari kait untuk tulangan vertikal kolom komposit.

LRFD tidak memberikan detail cara mendesain kait ini dan sebagai pedoman dapat mengacu pada peraturan beton yang berlaku. Jika beban aksial kolom

fc’AB berarti tidak diperlukan kait. Untuk kondisi seperti ini Peraturan ACI (Bagian 15.8.2.1 dan 15.8.2.3) mensyaratkan luas minimum kait yaitu 0,005 dari luas penampang kolom dan kait tersebut tidak boleh lebih dari tulangan No.

mm). Persyaratan diameter ini untuk memastikan ikatan yang cukup dari kolom dan pondasi terjadi melalui seluruh luas kontak. Penggunaan beberapa kait besar dengan jarak yang berjauhan tidak dapat menjamin hal ini.

2-18

terbungkung beton, W14 x 90,

Pelat landas kecil biasanya disediakan pada dasar kolom komposit. Ini ditujukan untuk yang diperlukan untuk mengangkur profil baja yang tertanam

dalam kolom komposit ke pondasi. Ini dilakukan untuk mentrasfer beban yang terjadi selama proses erection dari struktur sebelum beton pembungkus mengeras dan terjadi

cukup kecil dan berada dibagian dalam dari kait untuk

LRFD tidak memberikan detail cara mendesain kait ini dan sebagai pedoman dapat mengacu pada peraturan beton yang berlaku. Jika beban aksial kolom Pu

berarti tidak diperlukan kait. Untuk kondisi seperti ini Peraturan ACI (Bagian 15.8.2.1 dan 15.8.2.3) mensyaratkan luas minimum kait yaitu 0,005 dari luas penampang kolom dan kait tersebut tidak boleh lebih dari tulangan No.

mm). Persyaratan diameter ini untuk memastikan ikatan yang cukup dari kolom dan pondasi terjadi melalui seluruh luas kontak. Penggunaan beberapa kait besar dengan


2.12 Kurva Desain SNI

Perlu diketahui bahwa SNI 03menyertakan alat bantu desain berupa tabel dan kurva yang dapat mempermudah pengguna SNI. Hal ini dapat dimengerti karena tabel AISC mengacu pada profil baja yang tidak tersedia di Indonesia. Untdengan menggunakan profil IWF yang diproduksi di Indonesia, khususnya PT. Gunung Garuda atau Cigading HLampiran 1.

2.12.1. Validasi AISC-LRFD

Sebelum dapat membuat dahulu dilakukan analisa kuat aksial dan kuat lentur kolom komposit yang telah ditabelkan dalam AISC-kolom komposit yang terdapat dalamkomposit profil W14x370 yang diberi selubung beton disekelilingnya (encased in concrete), Fy

untuk mencek dan membuktikan angkakolom komposit AISCmanual dengan menggunakan rumusAISC-LRFD dan sekaligus sebagai acuan dalam pembuatan tabel desain kolom komposit berdasarkan SNI

Langkah-langkah untuk menganalisa kuat aksial dan kuat lentur penampang komposit berdasarkan AISC-LRFD adalah:

1. Tentukan data dan properti dari

2. Hitung tegangan leleh modifikasi kolom komposit

3. Hitung modulus elastisitas modifikasi kolom komposit

4. Hitung parameter kelangsingan

5. Hitung tegangan tekan kritis

6. Hitung kuat aksial nominal ko

7. Hitung kuat lentur nominal kolom komposit

8. Hitung beban tekuk elastis



Kurva Desain SNI

bahwa SNI 03-1729-2000 merupakan adopsi dari AISC LRFD tanpa menyertakan alat bantu desain berupa tabel dan kurva yang dapat mempermudah pengguna SNI. Hal ini dapat dimengerti karena tabel AISC mengacu pada profil baja yang tidak tersedia di Indonesia. Untuk itu, penulis telah membuat tabel dan kurva dengan menggunakan profil IWF yang diproduksi di Indonesia, khususnya PT. Gunung Garuda atau Cigading H-Beam. Tabel dan kurva yang dimaksud diberikan dalam

LRFD

Sebelum dapat membuat tabel desain kolom komposit berdasarkan SNIdahulu dilakukan analisa kuat aksial dan kuat lentur kolom komposit yang telah

-LRFD. Validasi yang dilakukan tidak pada seluruh tabel desain kolom komposit yang terdapat dalam AISC-LRFD, tetapi hanya dilakukan pada kolom komposit profil W14x370 yang diberi selubung beton disekelilingnya (

Fy = 36 ksi, f’ c = 3,5 ksi dan KL = 15 ft. Validasi ini bertujuan untuk mencek dan membuktikan angka-angka yang terdapat pada tabel perencanaan kolom komposit AISC-LRFD adalah sama apabila dilakukan perhitungan secara manual dengan menggunakan rumus-rumus dan persyaratan yang telah ditent

LRFD dan sekaligus sebagai acuan dalam pembuatan tabel desain kolom komposit berdasarkan SNI-LRFD.

langkah untuk menganalisa kuat aksial dan kuat lentur penampang komposit LRFD adalah:

Tentukan data dan properti dari kolom komposit yang akan dianalisa kekuatannya.

Hitung tegangan leleh modifikasi kolom komposit Fmy.

Hitung modulus elastisitas modifikasi kolom komposit Em.

Hitung parameter kelangsingan λc.

Hitung tegangan tekan kritis Fcr.

Hitung kuat aksial nominal kolom komposit ncPφ .

Hitung kuat lentur nominal kolom komposit nbMφ .

Hitung beban tekuk elastis 2)(KLPe .

2-19

2000 merupakan adopsi dari AISC LRFD tanpa menyertakan alat bantu desain berupa tabel dan kurva yang dapat mempermudah pengguna SNI. Hal ini dapat dimengerti karena tabel AISC mengacu pada profil baja

uk itu, penulis telah membuat tabel dan kurva dengan menggunakan profil IWF yang diproduksi di Indonesia, khususnya PT. Gunung

Beam. Tabel dan kurva yang dimaksud diberikan dalam

tabel desain kolom komposit berdasarkan SNI-LRFD, terlebih dahulu dilakukan analisa kuat aksial dan kuat lentur kolom komposit yang telah

LRFD. Validasi yang dilakukan tidak pada seluruh tabel desain LRFD, tetapi hanya dilakukan pada kolom

komposit profil W14x370 yang diberi selubung beton disekelilingnya (W shape = 15 ft. Validasi ini bertujuan

angka yang terdapat pada tabel perencanaan LRFD adalah sama apabila dilakukan perhitungan secara

rumus dan persyaratan yang telah ditentukan oleh LRFD dan sekaligus sebagai acuan dalam pembuatan tabel desain kolom

langkah untuk menganalisa kuat aksial dan kuat lentur penampang komposit

kolom komposit yang akan dianalisa kekuatannya.


Gambar

Contoh 2.11: Perhitungan validasi AISC

1). Kolom komposit dengan profil baja (sebagai berikut:



Gambar 2.5. Diagram Alir Validasi AISC-LRFD

erhitungan validasi AISC-LRFD:

Kolom komposit dengan profil baja (W Shape) W14x370, dengan data dan properti

MULAI

SELESAI

myF.2

1. DATA & PROPERTI

mE.3

cλ.4

crF.5

ncPφ.6

nbMφ.7

2)(.8 KLPe

2-20

) W14x370, dengan data dan properti


a). Kolom Komposit

� b = 24 in. ; h

0,3 b = rmy = 7,20 in. ; 0,3

rmx / rmy = 7,80/7,20 = 1,08

� c1 = 0,7 ; c2 = 0,6 ;

� h1x = h2y = 24 in. ;

b). Profil Baja (Steel Shape

� As = 109 in2

� rx = 7,07 in. ;

� E = 29000 ksi

� Fy = 36 ksi

� d = 17,92 in. ;

Aw = [17,92-(2.2,660)].1,655 = 20,853 in

c). Tulangan Longitudinal (

� n = 4 ; #11 ; φ� Fyr = 55 ksi

d). Tulangan Pengekang Lateral (

� #4 ; φt = 0,500 in. ; Spasi = 16 in.

� Fyt = 55 ksi

e). Beton (Concrete)

� fc’ = 3,5 ksi

� w = 145 ksi

� Ec = '5,1cfw



Gambar 2.6. Penampang Kolom Komposit

Kolom Komposit

h = 26 in. maka:

= 7,20 in. ; 0,3 h = rmx = 7,80 in.

= 7,80/7,20 = 1,08

= 0,6 ; c3 = 0,2

= 24 in. ; h2x = h1y = 26 in. ; cr = 1,5+0,5+1,410/2 = 2,705 in.

Steel Shape) W14x370

= 7,07 in. ; ry = 4,27 in.

= 29000 ksi

= 17,92 in. ; bf = 16,475 in. ; tw = 1,655 in. ; tf = 2,660 in. ;

(2.2,660)].1,655 = 20,853 in2 ; Zx = 736 in3 ;

Tulangan Longitudinal (Reinforcement Bars)

φr = 1,410 in. ; A1r = 1,56 in2 ; Ar = 4.1,56 = 6,24 in

Tulangan Pengekang Lateral (Ties)

= 0,500 in. ; Spasi = 16 in.

)

= 5,3145 5,1 = 3266,525 ksi

2-21

= 1,5+0,5+1,410/2 = 2,705 in.

= 2,660 in. ;

; Zy = 370 in3

= 4.1,56 = 6,24 in2


� Ac = (b.h)-(As+A

2). Menghitung Fmy

+=

s

ryrymy A

AFcFF 1

006,48= ksi

3). Menghitung Em

+= cm EcE 329000

4). Menghitung λc

Misalkan diambil nilai

,7

15==π

λm

my

mc E

F

r

KL

5). Menghitung Fcr

λc < 1,5, maka:

)658,0(2

== myc

cr FF λ

6). Menghitung ncPφ

137,46.109.85,0=ncPφ

7). Menghitung nbMφ

36.736.[(9,0=nxbMφ

20,853.36] / 12

814,2599= kip

36.370.[(9,0=nybMφ

20,853.36] / 12

919,1560= kip

8). Menghitung 2)(KLPe

10910/)( 42 =xxex LKP

10910/)( 42 =yyey LKP

Nilai ,, PdanMP nbnc φφyang terdapat pada tabel desain kolom komposit AISC



(As+Ar) = (24.26)-(109 + 6,24) = 508,760 in2

+

s

cc

s

r

A

Afc '

2 +

+= 5,3.6,0109

24,6.55.7,036

s

c

A

A32049

109

760,508.525,3266.2,029000 =

+=

Misalkan diambil nilai KL = 15 ft, maka:

308,0316,32049

006,48

.20,

12.15 =π

137,46006,48)658,0(2308,0 == ksi

59,4274137= kips

.5,3.7,1

.853,20

2

2655.24,6).705,2.226.(

3

1)36

−+−+

20,853.36] / 12

kip-ft

.5,3.7,1

.853,20

2

2455.24,6).705,2.224.(

3

1)36

−+−+

20,853.36] / 12

kip-ft

2

71,1456)10.12/(80,7.316,.32049..109 4222 =π

22,1241)10.12/(20,7.316,32049..109 4222 =π

42 10/)(KLPe hasil perhitungan di atas dicocokkan dengan nilai

yang terdapat pada tabel desain kolom komposit AISC-LRFD, kolom komposit dengan

2-22

109

760,508.

316,32049 ksi

.24.

36.

.26.

36.

kip-ft2

kip-ft2

hasil perhitungan di atas dicocokkan dengan nilai

LRFD, kolom komposit dengan


profil baja W14x370 (AISCpembulatan.

2.12.2. Perencanaan Dimensi dan Analisa berdasarkan SNI

Terdapat 2 (dua) langkah utama untuk membuat tabel desain kolom komposit berdasarkan SNI-LRFD ini, yaitu:

2.12.2.1. Perencanaan dimensi penampang kolom komposit

Langkah-langkah perencanaan dimensi penampang sesuai dengaLRFD.

Contoh perhitungan perencanaan penampang

Perencanaan penampang kolom komposit dengan m

Dicoba penampang kolom komposit dengan dimensi (longitudinal D22, tulangan pengekan

Pengecekan penampang:

As / Acc ≥ 4%

Untuk profil baja H-300x300,

As / Acc = 119,80 / (47,5.47,5) = 0,0531 = 5,31%

Spasi tulangan pengekang lateral

ts = 300 mm ≤ 2/3.475 = 316,67 mm

Luas tulangan longitudinal

Ar = 2224

π = 380,13 mm

Luas tulangan pengekang lateral

At = 2104

π = 78,54 mm

Penampang kolom komposit (dimensi kolom komposit yang lainnya dapat dilihat pada Tabel III.1. Dari 27 (dua puluh tujuh) profil baja IWF dan Hdigunakan sebagai kolom komposit.

2.12.3. Analisa Penampang Kolom Komposit

Setelah didapat demensi penampang kolom komposit, dilakukan analisa (perhitungan) penampang tersebut sesuai dengan SNI



profil baja W14x370 (AISC-LRFD halaman 4-62), perbedaan nilai disebabkan oleh

Perencanaan Dimensi dan Analisa Penampang Kolom Komposit berdasarkan SNI-LRFD

Terdapat 2 (dua) langkah utama untuk membuat tabel desain kolom komposit LRFD ini, yaitu:

Perencanaan dimensi penampang kolom komposit

langkah perencanaan dimensi penampang sesuai dengan Butir 12.3.1 SNI

Contoh perhitungan perencanaan penampang

Perencanaan penampang kolom komposit dengan menggunakan profil baja

Dicoba penampang kolom komposit dengan dimensi (bxh) = 475x475 mm, tulangan longitudinal D22, tulangan pengekang lateral φ10-300, dan tebal selimut beton 40 mm.

Pengecekan penampang:

300x300, As = 119,80 cm2, maka:

= 119,80 / (47,5.47,5) = 0,0531 = 5,31% ≥ 4% (OK)

Spasi tulangan pengekang lateral ts ≤ 2/3 b

2/3.475 = 316,67 mm (OK)

Luas tulangan longitudinal Ar > 0,18 x jarak antar tulangan longitudinal

= 380,13 mm2 > 0,18.(475-(2.40+2.10+22)) = 63,54

Luas tulangan pengekang lateral At > 0,18 x jarak antar tulangan pengekang lateral

= 78,54 mm2 > 0,18.300 = 54,00 (OK)

Penampang kolom komposit (bxh) 475x475 mm dapat digunakan. Untuk dimensi kolom komposit yang lainnya dapat dilihat pada Tabel III.1. Dari 27 (dua puluh tujuh) profil baja IWF dan H-Beam hanya 15 (lima belas) profil saja yang dapat digunakan sebagai kolom komposit.

Penampang Kolom Komposit

dapat demensi penampang kolom komposit, dilakukan analisa (perhitungan) penampang tersebut sesuai dengan SNI-LRFD.

2-23

62), perbedaan nilai disebabkan oleh

Penampang Kolom Komposit

Terdapat 2 (dua) langkah utama untuk membuat tabel desain kolom komposit

n Butir 12.3.1 SNI-

enggunakan profil baja H-300x300.

) = 475x475 mm, tulangan 300, dan tebal selimut beton 40 mm.

(OK)

> 0,18 x jarak antar tulangan longitudinal

(2.40+2.10+22)) = 63,54 (OK)

> 0,18 x jarak antar tulangan pengekang lateral

) 475x475 mm dapat digunakan. Untuk perencanaan dimensi kolom komposit yang lainnya dapat dilihat pada Tabel III.1. Dari 27 (dua puluh

Beam hanya 15 (lima belas) profil saja yang dapat

dapat demensi penampang kolom komposit, dilakukan analisa (perhitungan)


Contoh 2.12: Perhitungan analisa penampang

1). Akan dianalisa penampang kolom komposit Hdengan properties sebagai b

a). Kolom Komposit

� b = 475 mm ;

0,3 b = rmy = 142,50 mm ; 0,3

rmx / rmy = 142,50/142,50 = 1,00

� c1 = 0,7 ; c2 = 0,6 ;

� h1x = h2y = 475 mm ;

b). Profil Baja (Steel

� As = 11980 mm

� rx = 131,0 mm ;

� E = 200000 MPa

� fy = 210 MPa

� d = 300 mm ;

Aw = [300-(2.15,0)].10,0 = 2700 mmmm3

c). Tulangan Longitudinal (

� n = 4 ; φr = 22 mm ;

� fyr = 380 MPa

d). Tulangan Pengekang Lateral (

� φt = 10 mm ; Spasi = 300 mm

� fyt = 235 MPa

e). Beton (Concrete)

� fc’ = 22,5 MPa

� w = 2400 kg/m

� Ec = '5,1cfw

� Ac = (b.h)-(As+A

2). Menghitung fmy

+=

s

ryrymy A

Afcff 1

+= 380.7,0210

800,482= MPa



erhitungan analisa penampang

Akan dianalisa penampang kolom komposit H-300x300 (bxh dengan properties sebagai berikut:

Kolom Komposit

= 475 mm ; h = 475 mm maka:

= 142,50 mm ; 0,3 h = rmx = 142,50 mm

= 142,50/142,50 = 1,00

= 0,6 ; c3 = 0,2

= 475 mm ; h2x = h1y = 475 mm ; cr = 40+10+22/2 = 61,0 mm

Steel Shape) H-300x300

= 11980 mm2

= 131,0 mm ; ry = 75 mm

= 200000 MPa

= 210 MPa

= 300 mm ; bf = 300 mm ; tw = 10,0 mm ; tf = 15,0 mm ;

(2.15,0)].10,0 = 2700 mm2 ; Zx = 1501120 mm

Tulangan Longitudinal (Reinforcement Bars)

= 22 mm ; A1r = 380,13 mm2 ; Ar = 4.380,13 = 1520,53 in

= 380 MPa

Tulangan Pengekang Lateral (Ties)

= 10 mm ; Spasi = 300 mm

= 235 MPa

)

= 22,5 MPa

= 2400 kg/m3

= 5,222400 5,1 = 22866,094 MPa

(As+Ar) = (475.475)-(11980+1520,53) = 212124,47 mm

+

s

cc A

Afc '

2

+

11980

47,212124.5,22.6,0

11980

53,1520.380

MPa

2-24

= 475x475 mm),

= 40+10+22/2 = 61,0 mm

= 15,0 mm ;

= 1501120 mm3 ; Zy = 681750

= 4.380,13 = 1520,53 in2

(11980+1520,53) = 212124,47 mm2


3). Menghitung Em

+= cm EcE 3200000

22866.2,0200000+=

4). Menghitung λc

Misalkan diambil nilai

142

10==π

λm

my

mc E

f

r

KL

5). Menghitung ω dan f

0,25 < λc < 1,2, maka:

92594,0.67,06,1

43,1

−=ω

45975,1

800,482==ω

mycr

ff

6). Menghitung ncNφ

330.11980.85,0=ncNφ

7). Menghitung nbMφ

/]210.2700

1501120.[(9,0=nxbMφ

/]210.2700

681750.[(9,0=nybMφ

8). Menghitung ( LkN ce

11980)( 2 =xcxex LkN

11980)( 2 =ycyey LkN



s

cc A

A

928,28097511980

47,212124.094,22866 =

MPa

Misalkan diambil nilai kcL = 10 m, maka:

92594,0928,280975

800,482

.50,142

1000.10 =π

fcr

< 1,2, maka:

45975,192594

=

74157,33045975

800 = MPa

79,33610/74157,330 4 = ton

mton0172,4510/

2

475380.53,1520).0,61.2475.(

3

1)210.1501120

7 −=

+−+

mton5785,2910/

2

475380.53,1520).0,61.2475.(

3

1)210.681750

7 −=

+−+

2)L

4084,6746110/50,142.928,280975..11980 1022 =π

4084,6746110/50,142.928,280975..11980 1022 =π

2-25

475.5,22.7,1

210.2700

2

475

−

475.5,22.7,1

210.2700475

−

4084 ton-m2

4084 ton-m2


Gambar 2.7. Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit berdasarkan SNI

2.12.4. Tabel dan Kurva Perencanaan Kolo

2.12.4.1. Tabel Perencanaan Kolom Komposit

Tabel perencanaan kolom komposit digunakan untuk merencanakan komponen struktur yang menahan gaya aksial tekan saja dan atau komponen struktur yang menahan kombinasi gaya aksial tekan dan lentur.

T

T



Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit berdasarkan SNI

Tabel dan Kurva Perencanaan Kolom Komposit Berdasarkan

Tabel Perencanaan Kolom Komposit

Tabel perencanaan kolom komposit digunakan untuk merencanakan komponen struktur gaya aksial tekan saja dan atau komponen struktur yang menahan

kombinasi gaya aksial tekan dan lentur.

T

Y

T

Y

SELESAI

myf.2

1. DATA & PROPERTI

mE.3

cλ.4

crf.5

ncNφ.6

nbMφ.7

2)(.8 LkN ce

Y

MULAI

2 b. bts3

2≤

1. COBA2 DIMENSI PENAMPANG

2 c. allongitudintuljarakAr 18,0≥

Y

2 a. %4≥cc

s

A

A

2 d. lateralpengekangtuljarakAt 18,0≥

2-26

Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit berdasarkan SNI-LRFD

m Komposit Berdasarkan SNI-LRFD

Tabel perencanaan kolom komposit digunakan untuk merencanakan komponen struktur gaya aksial tekan saja dan atau komponen struktur yang menahan

I. PE

RE

NC

AN

AA

N D

IME

NSI

II. AN

AL

ISA P

EN

AM

PA

NG


Langkah-langkah perencanaan kolom komposit dengan bantuan tabel adalah:

A. Perencanaan kolom komposit yang menahan gaya aksial tekan

1. Hitung atau tentukan bedipikul oleh kolom komposit.

2. Tentukan panjang efektif kolom digunakan.

3. Pada tabel, pilih dimensi kolom komposit yang akan digunakan dengan cara mencari nilai kuat aksial tekan nominal

aksial tekan perlu terfaktor

4. Variasi nilai mutu beton maupun tulangan pengekang lateral kolom komposit sehingga dihasilkan perencanaan yang paling baik.

B. Perencanaan kolom komposit yang menahan kombinasi gaya aksial tekan dan lentur

1. Hitung atau tentukan besarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor perlu Mu yang harus dipikul oleh kolom komposit.


3. Asumsikan nilai Nu/φ

4. Hitung kuat lentur nominal

5. Pada tabel, pilih dimensi kolom komposit yang akan digunakan dengan cara mencari nilai kuat lentur nominal (φbMn ≥ Mu).

6. Hitung beban tekuk elastis

7. Hitung kembali nilai

8. Cek dengan persamaan interaksi aksial1, maka kolom tidak kuat menahan beban perlu terfaktor, rencanakan ulang dimensi kolom komposit. Apabila nilai persamaan interaksi menahan beban perlu terfaktor dan dimensi kolom dapat digunakan. Nilai persamaan interaksi yang baik mendekati angka 1.

2.12.4.2. Kurva Perencanaan Kolom Komposit

Kurva perencanaan kolom komposit digunakan untuk merencanakan komponen struktur yang menahan gaya aksial tekan saja.

Langkah-langkah perencanaan kolom komposit dengan bantuan kurva adalah:

1. Hitung atau tentukan besarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor dipikul oleh kolom komposit.




langkah perencanaan kolom komposit dengan bantuan tabel adalah:

Perencanaan kolom komposit yang menahan gaya aksial tekan

Hitung atau tentukan besarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor dipikul oleh kolom komposit.

Tentukan panjang efektif kolom kcL, mutu beton f’ c, mutu profil baja

Pada tabel, pilih dimensi kolom komposit yang akan digunakan dengan cara i nilai kuat aksial tekan nominal ncNφ yang paling mendekati nilai kuat

aksial tekan perlu terfaktor Nu ( ncNφ ≥ Nu)

Variasi nilai mutu beton f’ c, mutu profil baja fy, diameter tulangan longitudinal maupun tulangan pengekang lateral fyt akan memberikan alternatif pilihan dimensi kolom komposit sehingga dihasilkan perencanaan yang paling baik.

Perencanaan kolom komposit yang menahan kombinasi gaya aksial tekan dan

Hitung atau tentukan besarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor yang harus dipikul oleh kolom komposit.


φcNn.

Hitung kuat lentur nominal φbMn.

Pada tabel, pilih dimensi kolom komposit yang akan digunakan dengan cara mencari nilai kuat lentur nominal φbMn yang mendekati nilai kuat lentur perlu

Hitung beban tekuk elastis eN .

Hitung kembali nilai Mu

Cek dengan persamaan interaksi aksial-momen. Apabila nilai persamaan interaksi 1, maka kolom tidak kuat menahan beban perlu terfaktor, rencanakan ulang dimensi kolom komposit. Apabila nilai persamaan interaksi ≤ 1, maka kolom kuatmenahan beban perlu terfaktor dan dimensi kolom dapat digunakan. Nilai persamaan interaksi yang baik mendekati angka 1.

Kurva Perencanaan Kolom Komposit

Kurva perencanaan kolom komposit digunakan untuk merencanakan komponen struktur aksial tekan saja.

langkah perencanaan kolom komposit dengan bantuan kurva adalah:

Hitung atau tentukan besarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor dipikul oleh kolom komposit.


2-27

langkah perencanaan kolom komposit dengan bantuan tabel adalah:

Perencanaan kolom komposit yang menahan gaya aksial tekan

sarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor Nu yang harus

, mutu profil baja fy yang akan

Pada tabel, pilih dimensi kolom komposit yang akan digunakan dengan cara yang paling mendekati nilai kuat

, diameter tulangan longitudinal fyr akan memberikan alternatif pilihan dimensi

kolom komposit sehingga dihasilkan perencanaan yang paling baik.

Perencanaan kolom komposit yang menahan kombinasi gaya aksial tekan dan

Hitung atau tentukan besarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor Nu dan kuat lentur


Pada tabel, pilih dimensi kolom komposit yang akan digunakan dengan cara yang mendekati nilai kuat lentur perlu Mu

momen. Apabila nilai persamaan interaksi > 1, maka kolom tidak kuat menahan beban perlu terfaktor, rencanakan ulang

1, maka kolom kuat menahan beban perlu terfaktor dan dimensi kolom dapat digunakan. Nilai

Kurva perencanaan kolom komposit digunakan untuk merencanakan komponen struktur

langkah perencanaan kolom komposit dengan bantuan kurva adalah:

Hitung atau tentukan besarnya kuat aksial tekan perlu terfaktor Nu yang harus



3. Pada kurva, plot nilai pertama dengan kurva, lalu tarik garis horisontal (kiri), didapat nilai

4. Apabila nilai φcNn

vertikal (atas) teruskan hingga didapat titik potong berikutnya dengan kurva, lalu tarik garis horizontal (kiri), didapat nilai

5. Nilai haruslah φcNn ≥nilai φcNn ≥ Nu dan dimensi kolom komposit.

Gambar 2.8. Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Gaya Aksial Tekan



Pada kurva, plot nilai kcL, tarik garis lurus vertikal (atas) hingga didapat titik potong pertama dengan kurva, lalu tarik garis horisontal (kiri), didapat nilai

n < Nu, ulangi memplot nilai kcL. Pada saat menarik garis lurus vertikal (atas) teruskan hingga didapat titik potong berikutnya dengan kurva, lalu tarik garis horizontal (kiri), didapat nilai φcNn yang baru.

≥ Nu. Apabila nilai φcNn < Nu, ulangi langkah 4 hingga dan dimensi kolom komposit.

Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Gaya Aksial Tekan Menggunakan Tabel

Y

N 4. unc NN ≥φ

MULAI

1. Nu

nc NTabel φ:.3

SELESAI

ycc ffLk ,,.2 '

2-28

, tarik garis lurus vertikal (atas) hingga didapat titik potong pertama dengan kurva, lalu tarik garis horisontal (kiri), didapat nilai φcNn.

. Pada saat menarik garis lurus vertikal (atas) teruskan hingga didapat titik potong berikutnya dengan kurva, lalu

, ulangi langkah 4 hingga didapat

Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Gaya Aksial Tekan


Gambar 2.9. Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Gaya Aksial Tekan

N



Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Gaya Aksial Tekan Menggunakan Kurva

Y

N

MULAI

1. Nu

ncc NdidapatLkPlotKurva φ,:.3

SELESAI

ycc ffLk ,,.2 '

4. unc NN ≥φ

2-29

Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Gaya Aksial Tekan


Gambar 2.10. Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Kombinasi Aksial



Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Kombinasi Aksial Tekan dan Lentur Menggunakan Tabel

Y

MULAI

Ycc ffLk ,,.2 '

1. Mu,Nu

nc

u

N

N

Asumsi

φ

:.3

asumsinbtabelnb MM

Tabel

φφ ≥:.5

SELESAI

eN.6

uM.7

0,12

:2,0

0,19

8:2,0

..8

≤

++<

≤

++≥

nyb

uy

nxbux

ncu

ncu

nyb

uy

nxbux

ncu

ncu

M

M

M

M

N

N

N

N

M

M

M

M

N

N

N

N

InteraksiPers

φφφφ

φφφφ

asumsiM nbφ.4 '

2-30

Diagram Alir Perencanaan Kolom Komposit yang Menahan Kombinasi Aksial

N


2.12.5. Perbedaan Desain Kolom Komposit Metode AISCLRFD

Secara umum langkah-langkah dan rumuskedua metoda tersebut adalah sama, perbedaannya hanya terletak pada persamaan untuk menentukan tegangan tekan kritis jelasnya kita tinjau kembali persamaan untuk menentukan tegangan kritis dari kedua metode tersebut:

� AISC-LRFD

untuk 5,1≤cλ maka:

untuk 5,1>cλ maka:

dengan nilai c r

KLλ =

� SNI-LRFD

ωmy

cr

ff =

untuk 25,0≤cλ maka:

untuk 2,125,0 << cλ

untuk 2,1≥cλ maka:

dengan nilai c r

kλ =

Dari persamaan-persamaan di atas dapat dilihat bahwa perbedaan dari kedua metode terletak pada batasan parameter kelangsingan modifikasi (fmy atau Fmy

tekan kritis (fcr atau Fcr).

Kita misalkan faktor pengali tersebut dengan simbol

fcr = γ fmy atau F

Apabila kita buat kurva dengan nilai absisnya adalah faktor pengali ordinatnya adalah rasio tegangan kritis terhadap tegangan leleh modifikasi (Fcr/Fmy), akan tampak seperti Gambar



Perbedaan Desain Kolom Komposit Metode AISC-LRFD dengan SNI

langkah dan rumus-rumus untuk mendesain kolom komposit dari kedua metoda tersebut adalah sama, perbedaannya hanya terletak pada persamaan untuk menentukan tegangan tekan kritis Fcr (AISC-LRFD) atau fcr (SNI-LRFD), untuk lebih

ita tinjau kembali persamaan untuk menentukan tegangan kritis dari kedua

maka: mycr FF c )658,0(2λ=

maka: myc

cr FF

=

2

877,0

λ

m

my

m E

F

r

KL

π

maka: fcr = fmy

2 maka: fcr = my

c f43,1

67,06,1 λ−

maka: myccr ff 225,1 λ=

m

my

m

c

E

f

r

Lk

π

persamaan di atas dapat dilihat bahwa perbedaan dari kedua metode terletak pada batasan parameter kelangsingan λc dan faktor pengali dari tegangan leleh

my) yang digunakan dalam menentukan besarnya nilai tegangan ).

Kita misalkan faktor pengali tersebut dengan simbol γ, maka:

Fcr = γ Fmy

Apabila kita buat kurva dengan nilai absisnya adalah faktor pengali ordinatnya adalah rasio tegangan kritis terhadap tegangan leleh modifikasi (

, akan tampak seperti Gambar 2.11.

2-31

LRFD dengan SNI-

rumus untuk mendesain kolom komposit dari kedua metoda tersebut adalah sama, perbedaannya hanya terletak pada persamaan untuk

LRFD), untuk lebih ita tinjau kembali persamaan untuk menentukan tegangan kritis dari kedua

persamaan di atas dapat dilihat bahwa perbedaan dari kedua metode dan faktor pengali dari tegangan leleh

) yang digunakan dalam menentukan besarnya nilai tegangan

Apabila kita buat kurva dengan nilai absisnya adalah faktor pengali γ dan nilai ordinatnya adalah rasio tegangan kritis terhadap tegangan leleh modifikasi (fcr/fmy atau


Gambar

Dari Gambar 2.11, secara umum kondisi kurva SNIAISC-LRFD. Hal ini berarti bahwa untuk nilai faktor pengali yang sama, besarnya tegangan tekan kritis SNILRFD (Fcr SNI-LRFD ≤ fcrAISC

Kondisi ekstrim dicapai pada saat n

Fcr AISC-LRFD = 1,10

fcr SNI-LRFD = 0,91

2.12.6. Nilai Kuat Aksial Tekan Nominal Kolom Komposit Akibat Variasi Mutu Beton atau Variasi Mutu Baja

Dari hasil perhitungan kuat tekan aksial nominal koloditabelkan dalam bentuk tabel perencanaan, dibuatlah kurva (grafik) hubungan antara variasi mutu beton f’ c dan nilai kuat aksial tekan nominalnya, yang dicoba pada kolom komposit H-125x125; Hfy = 210 MPa. Juga dibuat kurva (grafik) hubungan antara variasi mutu baja kuat aksial tekan nominalnya, yang dicoba pada kolom komposit Hkurva tersebut disajikan pada

Dari kurva-kurva tersebut, variasi mutu beton respon yang linier terhadap perubahan nilai kuat aksial tekan nominalnya. Untuk kemudahan perencanaan, nilai kuat aksial tekan nominal memiliki nilai mutu beton

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 0.5

Ras

io f c

r/fm

yat

au F

cr/F

my



Gambar 2.11. Kurva Faktor Pengali γ − γ − γ − γ − Tegangan Kritis

, secara umum kondisi kurva SNI-LRFD berada di bawah kurva LRFD. Hal ini berarti bahwa untuk nilai faktor pengali yang sama, besarnya

tegangan tekan kritis SNI-LRFD lebih kecil dibanding tegangan tekan kritis AISCcrAISC-LRFD).

Kondisi ekstrim dicapai pada saat nilai γ = 1,5 dimana:

= 1,10 fcr SNI-LRFD atau

= 0,91 Fcr AISC-LRFD

Nilai Kuat Aksial Tekan Nominal Kolom Komposit Akibat Variasi Mutu Beton atau Variasi Mutu Baja

Dari hasil perhitungan kuat tekan aksial nominal kolom komposit, yang kemudian ditabelkan dalam bentuk tabel perencanaan, dibuatlah kurva (grafik) hubungan antara

dan nilai kuat aksial tekan nominalnya, yang dicoba pada kolom 125x125; H-300x300; IWF-450x200; dan IWF-800x300

= 210 MPa. Juga dibuat kurva (grafik) hubungan antara variasi mutu baja kuat aksial tekan nominalnya, yang dicoba pada kolom komposit Hkurva tersebut disajikan pada Lampiran 1 dari buku ajar ini.

kurva tersebut, variasi mutu beton f’ c atau variasi mutu baja respon yang linier terhadap perubahan nilai kuat aksial tekan nominalnya. Untuk kemudahan perencanaan, nilai kuat aksial tekan nominal φcNn kolom komposit yang memiliki nilai mutu beton f’ c diantara 22,5 MPa dan 30 MPa (22,5 MPa <

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Faktor Pengali γγγγ

AISC-LRFD

SNI-LRFD

kondisi ekstrim

2-32

Tegangan Kritis

berada di bawah kurva LRFD. Hal ini berarti bahwa untuk nilai faktor pengali yang sama, besarnya

LRFD lebih kecil dibanding tegangan tekan kritis AISC-

Nilai Kuat Aksial Tekan Nominal Kolom Komposit Akibat Variasi Mutu

m komposit, yang kemudian ditabelkan dalam bentuk tabel perencanaan, dibuatlah kurva (grafik) hubungan antara

dan nilai kuat aksial tekan nominalnya, yang dicoba pada kolom 800x300, dengan mutu baja

= 210 MPa. Juga dibuat kurva (grafik) hubungan antara variasi mutu baja fy dan nilai kuat aksial tekan nominalnya, yang dicoba pada kolom komposit H-125x125. Kurva-

atau variasi mutu baja fy memberikan respon yang linier terhadap perubahan nilai kuat aksial tekan nominalnya. Untuk

kolom komposit yang diantara 22,5 MPa dan 30 MPa (22,5 MPa < f’ c < 30 MPa)

4.5 5


atau mutu baja fy diantara 210 MPa dan 340 MPa (210 MPa < ditentukan dengan cara interpolasi linier.

Contoh perhitungan

Contoh 2.13:

Tentukan besarnya kuat aksial tekan nominal 4 m, fy = 210 MPa. Bila digunakan mutu beton:

a. f’ c = 24 MPa b.

Penyelesaian:

Dari tabel perencanaan, diperoleh:

φcNn 22,5 MPa = 464,80 ton

φcNn 27,5 MPa = 512,35 ton

Maka:

a. 255,22

245,2224 −

−=MPancNφ

b. 2725

262526 −

−=MPancNφ

c. 305,27

285,2728 −

−=MPancNφ

Contoh 2.14:

Tentukan pula besarnya kuat aksial tekan nominal kcL = 4 m, f’ c = 25 MPa. Bila digunakan mutu baja:

a. fy = 230 MPa b.

Penyelesaian:


φcNn 210 MPa = 488,64 ton



Maka:



diantara 210 MPa dan 340 MPa (210 MPa < fy ditentukan dengan cara interpolasi linier.

Tentukan besarnya kuat aksial tekan nominal φcNn kolom komposit H= 210 MPa. Bila digunakan mutu beton:

b. f’ c = 26 MPa c. f’ c = 28 MPa


= 464,80 ton φcNn 25 MPa = 488,64 ton

= 512,35 ton φcNn 30 MPa = 535,94 ton

80,46464,48880,46425

24+− = 479,10 ton

64,48835,51264,4885,27

26+− = 498,12 ton

35,51294,53535,51230

28+− = 517,07 ton

Tentukan pula besarnya kuat aksial tekan nominal φcNn kolom komposit= 25 MPa. Bila digunakan mutu baja:

b. fy = 270 MPa c. fy = 300 MPa


= 488,64 ton φcNn 240 MPa = 514,60 ton

= 523,20 ton φcNn 290 MPa = 557,36 ton

= 599,50 ton

2-33

< 340 MPa), dapat

kolom komposit H-300x300, kcL =

kolom komposit H-300x300,


a. 210

210230 −

−=MPancNφ

b. 250

250270 −

−=MPanc Nφ

c. 290

290300 −

−=MPanc Nφ

Kumpulan Soal

Untuk semua soal, gunakan berat volume beton 145 lb/ft3 dan gunakan mutu baja 50 ksi jika tidak ditentukan lain dalam soal.

2.1 s.d. 2.3 Tentukan φdengan menggunakan LFRD. Baja tulangan Panjang efektif kolom, dimensi penampang W, dan tulangan memanjang diberikan dalam gambar.

2.1

(Jawab. 2026 k)

2.2



64,48860,51464,488240

230+− = 505,95 ton

20,52336,55720,523290

270+−

−−

= 540,20 ton

36,55750,59936,557340

300+− = 565,79 ton

semua soal, gunakan berat volume beton 145 lb/ft3 dan gunakan mutu baja 50 ksi jika tidak ditentukan lain dalam soal.

ncPφ kolom komposit profil W dibungkung beton di bawah ini

dengan menggunakan LFRD. Baja tulangan mutu 60 ksi dan beton 3,5 ksi. Panjang efektif kolom, dimensi penampang W, dan tulangan memanjang diberikan dalam gambar.

Gambar S2.1

(Jawab. 2026 k)

Gambar S2.2

2-34

semua soal, gunakan berat volume beton 145 lb/ft3 dan gunakan mutu baja 50 ksi

kolom komposit profil W dibungkung beton di bawah ini

mutu 60 ksi dan beton 3,5 ksi. Panjang efektif kolom, dimensi penampang W, dan tulangan memanjang


2.3

(Jawab. 1139 k)

2.4 s.d 2.5 Gunakan tabel dalam AISCuntuk penampang diisi beton dalam soal. Kolom ini ditahan terhadap goyangan.

2.4 a. HSS10 x 8 x 5/

b. HSS14x14x 1/

2.5 Pipa HSS7,500 x 0,312,

2.6 Ulangi Soal 2.5 dengan menggunakan persamaan interaksi AISC

2.7 Pilih penampang bujur sangkar HSS, dipikul Pu = 800 k dan Mux = 150 ftkedua ujungnya dan (

2.8 Ulangi Soal 2.7 jika digunakan penampang pipa HSS,

2.9 s.d. 2.11 Tentukan

LFRD. Baja A36 dan beton 3,5 ksi. Panjang efektif kolom, dimensi penampang W, dan tulangan memanjang diberikan dalam gambar.

2.9 Gunakan Gambar S2.1.




Gambar S2.3

(Jawab. 1139 k)

Gunakan tabel dalam AISC-LRFD Bagian 4 untuk menentukan untuk penampang diisi beton dalam soal. Kolom ini ditahan terhadap goyangan.

/16, Fy = 46 ksi, fc’ = 4 ksi dan (KL)x = (KL)y = 14 ft.

/2, Fy = 46 ksi, fc’ = 5 ksi dan (KL)x = 18 ft, (KL

Pipa HSS7,500 x 0,312, Fy = 42 ksi, fc’ = 4 ksi dan (KL) = 18 ft

Ulangi Soal 2.5 dengan menggunakan persamaan interaksi AISC

Pilih penampang bujur sangkar HSS, Fy = 46 ksi, fc’ = 4 ksi, beban yang harus

dipikul Pu = 800 k dan Mux = 150 ft-k. Kolom ditahan terhadap goyangan pada kedua ujungnya dan (KL)x = (KL)y = 14 ft. Cm = 0,85. (Jawab. HSS14x14x ½)

Ulangi Soal 2.7 jika digunakan penampang pipa HSS, Fy = 42 ksi,

Tentukan ncPφ kolom komposit di bawah ini dengan menggunakan


Gunakan Gambar S2.1.


2-35

LRFD Bagian 4 untuk menentukan φcPn untuk penampang diisi beton dalam soal. Kolom ini ditahan terhadap

= 14 ft.

KL)y = 12 ft.

) = 18 ft.

Ulangi Soal 2.5 dengan menggunakan persamaan interaksi AISC-LRFD.

= 4 ksi, beban yang harus k. Kolom ditahan terhadap goyangan pada

= 0,85. (Jawab. HSS14x14x ½)

= 42 ksi, fc’ = 5 ksi.

kolom komposit di bawah ini dengan menggunakan




2.12 Ulangi Soal 2.9 dengan menggunakan

2.13 Ulangi Soal 2.10 dengan menggunakan

2.14 Ulangi Soal 2.11 dengan menggunakan 1319,5 k)

2.15 s.d. 2.16 Tentukan

menggunakan rumus LFRD yang sesuai. Pipa baja A36 dan beton 3,5 ksi. Panjang efektif kolom dan dimensi penampang diberikan dalam gambar.

2.15

Gambar S2.4

2.16

2.17 Ulangi Soal 2.15





Ulangi Soal 2.9 dengan menggunakan Fy = 50 ksi

Ulangi Soal 2.10 dengan menggunakan Fy = 50 ksi

Ulangi Soal 2.11 dengan menggunakan Fy = 50 ksi dan f

Tentukan ncPφ kolom pipa komposit terisi beton di bawah ini dengan

menggunakan rumus LFRD yang sesuai. Pipa baja A36 dan beton 3,5 ksi. Panjang efektif kolom dan dimensi penampang diberikan dalam

Gambar S2.4 Penampang untuk Soal 2.15 (Jawab: 763 k)

Gambar S2.5 Penampang untuk Soal 2.16

2.15 dengan menggunakan tabel LRFD. (Jawab: 764 k).

6 dengan menggunakan tabel LRFD. (Jawab: 345 k).

2-36

fc’ = 5 ksi. (Jawab:

kolom pipa komposit terisi beton di bawah ini dengan

menggunakan rumus LFRD yang sesuai. Pipa baja A36 dan beton 3,5 ksi. Panjang efektif kolom dan dimensi penampang diberikan dalam

(Jawab: 763 k)

dengan menggunakan tabel LRFD. (Jawab: 764 k).

dengan menggunakan tabel LRFD. (Jawab: 345 k).


2.19 s.d 2.20 Tentukan

menggunakan rumus LFRD yang sesuai. Tube baja 3,5 ksi. Panjang efektif kolom dan dimensi penampang diberikan dalam gambar.

2.19

2.20

Gambar S2


2.22 Ulangi Soal 2.20 dengan menggunakan tabel LRFD.

2.23 Kolom komposit dengan ukuran 20 in x 20 in (W12 x 58 (A36) di dalamnya dan tambahan satu tulangan memanjang No.9 (1,0 in2) pada setiap sudutnya. Kolom memikul beban k. Jika kolom mempunyai translasi lateral pada kedua ujungnya dan jika cukup kuat? (Jawab: 1,24 > 1,0 . Jadi tidak kolom tidak kuat).

2.24 Kolom tube (103,30 lb/ft, t = ½ in, dan in x 16 in diisi beton dengan ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan jika Cm = 0,85 dan jika kolom memikul beban kolom ini cukup kuat?



Tentukan ncPφ kolom tube komposit terisi beton di bawah ini dengan

menggunakan rumus LFRD yang sesuai. Tube baja Fy

3,5 ksi. Panjang efektif kolom dan dimensi penampang diberikan dalam

Gambar S2.6 Penampang untuk Soal 2.19

Gambar S2.7 Penampang untuk Soal 2.20 (Jawab: 117 k)

9 dengan menggunakan tabel LRFD.

Ulangi Soal 2.20 dengan menggunakan tabel LRFD.

Kolom komposit dengan ukuran 20 in x 20 in (fc’ = 3,5 ksi) dengan profil baja

W12 x 58 (A36) di dalamnya dan tambahan satu tulangan memanjang No.9 (1,0 ) pada setiap sudutnya. Kolom memikul beban Pu = 1200 k dan

k. Jika kolom mempunyai KL = 14 ft dan ditahan terhadap goyangan atau nslasi lateral pada kedua ujungnya dan jika Cm = 0,85 , apakah kolom ini

(Jawab: 1,24 > 1,0 . Jadi tidak kolom tidak kuat).

Kolom tube (103,30 lb/ft, t = ½ in, dan Fy = 46 ksi) komposit dengan ukuran 16 in x 16 in diisi beton dengan fc

’ = 3,5 ksi. Jika kolom mempunyai ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan jika

= 0,85 dan jika kolom memikul beban Pu = 800 k dan Mux

kolom ini cukup kuat?

2-37

kolom tube komposit terisi beton di bawah ini dengan

y = 46 ksi dan beton 3,5 ksi. Panjang efektif kolom dan dimensi penampang diberikan dalam

(Jawab: 117 k)

= 3,5 ksi) dengan profil baja W12 x 58 (A36) di dalamnya dan tambahan satu tulangan memanjang No.9 (1,0

= 1200 k dan Mux = 125 ft-= 14 ft dan ditahan terhadap goyangan atau

= 0,85 , apakah kolom ini (Jawab: 1,24 > 1,0 . Jadi tidak kolom tidak kuat).

komposit dengan ukuran 16 = 3,5 ksi. Jika kolom mempunyai KL = 16 ft dan

ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan jika = 100 ft-k., apakah


2.25 Pilih kolom komposit (Pu = 1500 k dan terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan (Salah satu jawaban: Kolom dengan dimensi 22 in x 22 in,tulangan memanjang No. 10 dan sengkang No. 3 jarak 14 in.)

2.26 Pilih kolom komposit (Pu = 1800 k dan terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan



Pilih kolom komposit (fc’ = 3,5 ksi) dengan profil baja W (A36) untuk menahan

= 1500 k dan Mux = 150 ft-k. Kolom mempunyai KL = 15 ft dan ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan (Salah satu jawaban: Kolom dengan dimensi 22 in x 22 in,tulangan memanjang No. 10 dan sengkang No. 3 jarak 14 in.)

Pilih kolom komposit (fc’ = 5 ksi) dengan profil baja W14 (A36) untuk menahan

= 1800 k dan Mux = 200 ft-k. Kolom mempunyai KL = 12 ft dan ditahan terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan

2-38

= 3,5 ksi) dengan profil baja W (A36) untuk menahan = 15 ft dan ditahan

terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan Cm = 0,85 (Salah satu jawaban: Kolom dengan dimensi 22 in x 22 in, W14 x 109, 4 tulangan memanjang No. 10 dan sengkang No. 3 jarak 14 in.)

= 5 ksi) dengan profil baja W14 (A36) untuk menahan = 12 ft dan ditahan

terhadap goyangan atau translasi lateral pada kedua ujungnya dan Cm = 0,85.

bab ii kolom komposit

Documents