struktur baja 4 tekan
TRANSCRIPT
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
1/45
4- STRUKTUR TEKAN
Pengertian Batang Tekan
Batang tekan merupakan batang dari suatau rangka batang atau elemenkolom pada bangunan gedung yang menerima tekan searah panjangbatang
Beban yang cenderung membuat batang bertambah pendek akanmenghasilkan tegangan tekan pada batang tersebut
Pada rangka batang, umumnya batang tepi atas adalah batang tekan Struktur tekan terdapat pada bangunan-bangunan :
o Jembatan rangkao Rangka kuda-kuda atapo Rangka menara / towero Kolom pada portal bangunan gedungo Sayap tertekan pada balok I (portal, jembatan)
1STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
2/45
2STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Batang tekan
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
3/45
3
Perbedaan terpenting antara struktur tarik dan tekan adalah : Pada struktur tarik, beban tarik membuat batang tetap lurus pada sumbunya,
sedangkan pada struktur tekan, beban tekan cenderung membuat batang
tertekuk sehingga bahaya tekuk harus diperhatikan Pada struktur tarik, adanya lubang-lubang baut pada sambungan akan
mengurangi luas penampang yang memikul beban tarik tersebut, sedangkanpada struktur tekan baut dianggap dapat mengisi lubang sehingga penampangpenuh (brutto) yang memikul beban tekan
Kuat tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan : Bahan :
Tegangan leleh (fy) Tegangan sisa (fr) Modulus elastisitas (E)
Geometri (bentuk) : penampang Panjang komponen Kondisi ujung dan tumpuan
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
4/45
4
Kondisi batas (ultimate) : Tercapainya batas kekuatan Tercapainya batas kestabilan (kondisi tekuk)
Kondisi batas kestabilan / tekuk yang harus diperhitungkan adalah : Tekuk lokal elemen plat (flens local buckling and web local buckling) Tekuk lentur (flexural buckling) Tekuk torsi (torsional bucling) Tekuk torsi lentur (flexural torsional buckling)
Tercapainya batas kekuatan & tekuk struktur analisis Euler/elastic, inelastic, &leleh
Tercapainya batas kekuatan & tekuk lokal batas kelangsingan elemen profil(b/t f dan h/t w)
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
5/45
5STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Tekuk lokal di flens Tekuk lokal di web
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
6/45
6
Hubungan antara Batas Kekuatan dan Batas Kestabilan Pada percobaan tekan menunjukkan bahwa kehancuran batang tekan
akan terjadi pada tegangan (P/A) dibawah tegangan leleh (fy)
Dengan profil yang sama, semakin panjang batang akan semakin cepatmencapai kehancuran atau semakin kecil beban yang dapat diterima. Halini disebabkan semakin langsing batang semakin besar kecenderungannyauntuk menekuk
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
7/45
7STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
8/45
8
Angka kelangsingan (slenderness ratio) : l Angka kelangsingan adalah perbandingan antara panjang batang dengan
jari-jari kelembaman
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
L = panjang batang
r = jari-jari girasi / kelembaman
I = momen inersiaA = luas penampang
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
9/45
9STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Analisis Tekuk Elastis (Perumusan Euler)Perumusan Euler diturunkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut :
o Batang betul-betul lurus
o Beban bekerja simetriso Bahan homogeno Tahanan ujung-ujung batang sendi
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
10/45
10STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
11/45
11STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Revisi dari Perumusan Euler Kalau dibandingkan dengan grafik yang dihasilkan dari percobaan tekan di
laboratorium, maka perumusan Euler yang diturunkan secara analitis
terdapat penyimpangan Perumusan Euler masih dianggap berlaku/sama dengan kenyataan hasil
test di laboratorium sampai batas proporsional dimana hukum Hookeberlaku atau harga E tetap (daerah elastis) > 110. Setelah melampauititik proporsional, harga E tidak tetap lagi sehingga perumusan Euler tidaksesuai lagi (daerah inelastic) > 110
Untuk daerah inelastic ( < 110 ) atau leleh ( < 20 ) ini diadakanrevisi rumus menggunakan rumus-rumus pendekatan
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
12/45
12STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Pengaruh Tegangan Sisa (Residual Stress) Tegangan sisa ialah tegangan yang ada pada profil baja akibat proses
pembuatan dipabrik atau dilapangan
Tegangan sisa terjadi karena pendinginan yang tidak bersamaan padapenampang profil sehingga mengakibatkan timbulnya tegangan-teganganpada profil. Bagian yang cepat mendingin akan timbul tegangan tekan,sedangkan bagian yang terhambat pendinginannya akan timbul tegangantarik
Besarnya tegangan sisa berkisar 1/3 fy, dan diperaturan diambil fr = 70MPa untuk profil buatan pabrik (roll) Tegangan sisa pada flens profil gilas panas dapat mencapai 140 MPa Tegangan sisa pada penampang gilas panas sangat berpengaruh dalam
menentukan tahanan tekuk kolom
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
13/45
13STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
f p =
l e =
3 kategori kolom : Kolom pendek
Tegangan runtuh = tegangan leleh, karena sangat pendek, tidak terjadi tekuk saatkolom runtuh
Kolom menengah (intermediate)Pada saat runtuh, sebagian penampang telah mencapai tegangan leleh. Kegagalankarena leleh dan tekuk. Kolom menekuk inelastic
Kolom panjang (kolom menekuk elastis)
Tegangan tekuk tekan < tegangan proporsional ( fp ) = fy - fr
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
14/45
14STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Diturunkan dari perumusan Euler
Tekuk Lentur
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
15/45
15STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Kolom pendek
Kolom menengah(inelastic)
Kolom panjang(elastic)
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
16/45
16STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
17/45
17STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
18/45
18STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
19/45
19STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
20/45
20STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
GA = nilai G untuk bawah kolom yang ditinjauGB = nilai G untuk atas kolom yang ditinjau
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
21/45
21
Tekuk Lokal (Local Buckling) Tekuk lokal terjadi bila tegangan pada elemen-elemen penampang mencapai
tegangan kritis pelat
Tegangan kritis pelat tergantung dari perbandingan tebal dengan lebar,perbandingan panjang dan tebal, kondisi tumpuan dan sifat material Perencanaan dapat disederhanakan dengan memilih perbandingan tebal dan
lebar elemen penampang yang menjamin tekuk lokal tidak akan terjadi sebelumtekuk lentur. Hal ini diatur dalam peraturan dengan membatasi kelangsingan
elemen penampang komponen struktur tekan :l = b/t l r
Besarnya l r ditentukan dalam tabel 7.5-1 SNI 03-1729-2002 Pada umumnya kekuatan komponen struktur dengan beban aksial murni
ditentukan oleh tekuk lentur. Efisiensi sedikit berkurang apabila tekuk lokal terjadi
sebelum tekuk lentur Bebarapa jenis penampang berdinding tipis seperti L, T, Z dan C yang umumnya
mempunyai kekakuan torsi kecil mungkin mengalami tekuk torsi atau kombinasitekuk lentur-torsi
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
22/45
22
Untuk kepraktisan perencanaan, peraturan tidak menyatakan perlu memeriksakondisi tekuk torsi/ lentur-torsi apabila tekuk lokal tidak terjadi kecuali untukpenampang L-ganda atau T
Untuk komponen struktur dengan penampang L-ganda atau T harus dibandingkankemungkinan terjadinya tekuk lentur pada kedua sumbu utama dengan tekuktorsi/lentur-torsi
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
23/45
23
Berdasarkan kelangsingan elemen penampang, dibagi 3 kategori penampang kolom : Penampang kompak (Compact Section) : b/t l p
Penampang dapat mencapai tegangan plastik sebelum menekuk Penampang tidak kompak (Non Compact Section) : l p b/t l r
Penampang dapat mencapai tegangan leleh disebagian tempat sebelum menekuk Penampang langsing (Slender Compression Element) : b/t l r
Sangat tidak ekonomis untuk kolom sehingga tidak boleh dipakai sebagai kolom
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
24/45
24STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
25/45
25STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
l l
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
26/45
26
b/t 250/
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
h/t w 665/
b/t 250/ d/t 335/ b/t 250/
h/t w 665/
b/t 250/ b/t 200/ b/t 625/
h/t w 665/
b/t 625/
D/t 22000/fy
Nilai l r
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
27/45
27STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Merencanakan Batang Tekan Pada perencanaan batang tekan tidak bisa langsung mendapatkan
kebutuhan Ag dan rmin seperti pada perencanaan batang tarik, karenakelangsingan batang pada batang tekan mempengaruhi kekuatan bahan
Untuk itu perlu pendekatan awal dengan memisalkan besarnya l .Pemisalan besarnya angka kelangsingan l diambil pada daerah inelasticyaitu antara 80-100
Dengan mengambil pemisalan nilai l , kita dapat menghitung l c
(parameter kelangsingan) dan hargaw
Dari kontrol kekuatan bisa didapatkan nilai Ag
Dengan harga Ag dan r tersebut pemilihan profil bisa dilakukan sampaididapat profil yang tepat/ekonomis
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
28/45
28
Komponen Struktur Tekan Tersusun
STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
29/45
29STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
30/45
30STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
31/45
31STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
32/45
32STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
33/45
33STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
34/45
34STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
35/45
35STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Contoh Soal 1 :
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
36/45
36STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
665 665
665
42,93250 250
250
16,14
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
37/45
37STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
38/45
38STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
39/45
39STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
Contoh Soal 2 :
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
40/45
40STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
41/45
41STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
42/45
42STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
43/45
43STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
44/45
44STRUKTUR BAJA MK-143009-Unnar-Dody Brahmantyo
-
7/28/2019 Struktur Baja 4 Tekan
45/45