Pemahaman Dasar Local Buckling Tekuk Lokal

tetap memperhatikan perhitungan plastisnya untuk mencapai profil yang ekonomis dan kuat.

2.5. Pemahaman Dasar Local Buckling Tekuk Lokal

Pada sayap, web, dan elemen pelat lain dari anggota struktur dapat memungkinkan terjadinya formasi gelombang ketika mereka terkompresi. Ini disebut tekuk lokal. Menunjukkan Gambar 2.6.a Baja profil I dan Gambar 2.6.b dengan masing masing tekuk lokal pada penampang flens dan badan, masing-masing diuji dalam gaya tekan aksial seragam, yang mengakibatkan dampak melengkung pada web dan flens. a b Gambar 2.6. Tekuk Lokal pada Flens dan Web Profil I akibat beban aksial Tegangan kritis untuk pelat persegi panjang dengan berbagai jenis dukungan tepi, dan dengan beban pada bidang pelat didistribusikan sepanjang tepi dalam berbagai cara diberikan oleh Universitas Sumatera Utara = 2.1 Rumus diambil dari Buku Design of Steel structures-Edwin H.Gaylord Hal 215 Dimana: k = konstanta yang tergantung pada bagaimana ujung-ujungnya didukung, pada rasio panjang pelat dengan lebar pelat, dan pada keadaan loading. = poissons rasio b = panjang sisi pelat dimuat kecuali bahwa itu adalah dimensi lateral lebih kecil ketika pelat adalah dikenakan hanya untuk pencukuran angkatan t = tebal plat Persamaan ini untuk mencari tegangan kritis pelat seperti sistim pelat web dan flens yang ditampilkan dalam Gambar 2.7.a. a b Gambar 2.7. Sistim ukuran pelat dan Grafik nilai k-nya Gambar dari Buku Design of Steel structures-Edwin H.Gaylord Hal 216 Universitas Sumatera Utara Dalam hal ini, piring hanya didukung pada keempat sisi dan seragam dikompresi pada dua sisi berlawanan pada daerah lebar b. Seperti tekuk pelat dalam satu gelombang melintang dan satu atau lebih gelombang longitudinal. Nilai koefisien k dari persamaan diatas untuk kasus ini diberikan dalam Gambar 2.7.b, dimana m menunjukkan jumlah gelombang longitudinal. Rasio panjang pelat terhadap lebar pelat a b, disebut aspek rasio. Perlu diketahui untuk satu gelombang longitudinal maka a b ≤ √ 2, dua gelombang longitudinal maka a b ≤ √ 6, dan seterusnya. Koefisien k memiliki nilai minimal 4, untuk a b = 1, 2, 3, dan seterusnya. Namun, kecuali untuk kasus pelat yang sangat pendek, kesalahan menggunakan k = 4 untuk semua kasus paling banyak sekitar 10 persen. Kesalahan berkurang dengan bertambahnya ab. Dan perlu diperhatikan bahwa dalam kasus biasa, yang a b ≤ 10 Nilai k untuk lima kasus diberikan dalam Gambar.2.8. Kasus a dalam gambar ini adalah sama seperti pelat Gambar.2.7. Perilaku pelat di b, c, dan d adalah serupa dengan pelat a; yaitu, mereka tertekuk dalam satu gelombang transversal dan sejumlah gelombang longitudinal. Dalam setiap kasus, nilai k pada gambar tersebut bernilai minimum. Di sisi lain, pelat dengan satu sisi ujung bebas dan yang lainnya diberi dukungan seperti kasus e, maka tekuk dalam satu gelombang longitudinal terlepas dari aspek rasio. Nilai dari k pada kasus seperti e mendekati nilai batas 0.456 dengan aspek rasio meningkat. Akan tetapi, untuk pelat dengan perbandingan ukuran a = 5b nilai k 0,496 hanya beberapa persen lebih besar dari nilai minimum. Oleh karena itu, kecuali untuk piring yang sangat pendek, nilai minimum adalah pendekatan yang baik. Gambar 2.6.b dimana lokal buckling terjadi di web oleh tegangan aksialnya, dimana dalam kasus ini, sisi yang diberi beban aksial tersebut Universitas Sumatera Utara mengalami tegangan yang menyebabkan puntir. Meskipun bagian tersebut memiliki empat bagian pelat, dengan masing-masing ujung yang sama, tidak ada pemuntiran di tepi ini umumnya bengkok karena, semua empat sisi tertekuk secara bersamaan disebabkan mereka adalah identik. Gambar 2.8. Kasus tertentu pada pelat dengan tahanan di tepi Gambar dari Buku Design of Steel structures-Edwin H.Gaylord Hal 217 Tekuknya ditunjukkan pada Gambar 2.6.a adalah sebuah contoh kasus antara kasus pada pelat d dan e dari Gambar 2.8. Masing-masing dari empat sisi sayap yang lurus dan ternyata mengalami puntir tetapi tidak tetap pada persimpangan terhadap web. Perbandingan Persamaan 2.1 dengan persamaan Tegangan kritis Euler, dimana rumus tegangan kritis Euler ialah Universitas Sumatera Utara = 2.2 Rumus diambil dari Buku Design of Steel structures-Edwin H.Gaylord Hal 148 Perbandingannya menunjukkan bahwa rasio b t piring memainkan peran yang sama dalam perilaku buckling sebagai rasio kelangsingan pada kolom. Juga, sebagai analogi formula Euler, Persamaan 2.2 adalah benar hanya jika tegangan kritis tidak melebihi batas proporsional, tetapi dapat mencapai daerah inelastis dengan terjadinya pengurangan modulus elastisitas. Namun pengurangan modulus tidak sebesar modulus tangen, seperti dalam kasus kolom. Hal ini karena pelat adalah anisotropis dan memiliki ketahanan terhadap buckling pada tegangan melebihi batas proporsionalnya. Dapat ditunjukkan dengan mencatat bahwa pelat diasumsikan rata sempurna pada awal tekuk. Jadi, untuk plat dimuat seperti pada Gambar 2.7a, menekankan pada awal tekuk adalah tekan dalam arah χ , dan = 0 dalam arah y. Ini ditunjukkan pada Gambar 2.9, dimana Fp. Sekarang, jika pelat mulai terlipat dengan cara yang ditunjukkan dalam Gambar 2.7a, maka tekanan lipatan bengkokan berkembang sesuai arah di χ dan arah y. Gaya pembengkokan pada arah y diatur oleh E, sejak mereka mulai dengan = 0 seperti Gambar 2.9. Dengan demikian, sifat kekakuan plat untuk arah ini, yang dilihat berdasarkan setiap bagian lebarnya, adalah 121- . Di sisi lain, tekanan pada arah x ditambahkan pada sistim kompresi seragam pada . Menurut teori double-modulus, tegangan lentur tekan akan memulai pada tingkat , sedangkan tegangan tarik tekuk akan dimulai pada tingkat E Gambar 2.9. Dalam hal ini, kekakuan pelat pada setiap bagian lebar , dimana adalah modulus ganda pengurangan modulus . Menurut teori tangen-modulus, bagaimanapun, tidak ada perubahan atau perlawanan Universitas Sumatera Utara tekanan pada saat dimulai tekuk, dalam hal ini sifat kekakuan sesuai . Gambar 2.9. grafik tegangan-regangan pelat untuk Double Modulus Gambar dari Buku Design of Steel structures-Edwin H.Gaylord Hal 148 Perlu diketahui juga, pelat bersifat anisotropi, karena kekakuan dalam arah y 121- . Hal ini menunjukkan bahwa, dengan menggunakan modulus tangen, anisotropi untuk kasus-kasus yang ditunjukkan pada Gbr.4-51, dimana pendekatan konservatif dengan mengganti E dengan = E , dimana = . Tegangan Kritis pada tekuk pelat dapat dievaluasi dengan menentukan rasio kelangsingan setara untuk kolom yang akan tertekuk pada tegangan yang sama. Rasio kelangsingan setara ditemukan dengan mengganti E dalam persamaan 2.2, dengan E dan menganalogikan dari lokal buckling seperti rumus diatas ke nilai pada tekuk inelastik pada kolom, dimana = Universitas Sumatera Utara Hasilnya adalah = 2.3 Rumus diambil dari Buku Design of Steel structures-Edwin H.Gaylord Hal 218 Nilai untuk digunakan dalam persamaan ini tergantung pada tegangan kritis pelat, yang pada gilirannya tergantung pada nilai . Oleh karena itu, tegangan tekuk elastis harus ditentukan oleh trial and error. Namun, di sisi yang aman untuk mengabaikan , karena ini menghasilkan nilai yang lebih besar dari . Kesalahan tidak signifikan, karena kesalahan besar hanya untuk nilai yang lebih kecil, yang sesuai dengan tegangan luluh. Tegangan kritis benar- benar tidak berpengaruh terhadap L r dalam kasus tersebut. Rasio kelangsingan yang dihasilkan setara diberikan dalam Gambar 2.8. Gambar 2.10 menunjukkan variasi tegangan kritis dengan kelangsingan bt. Untuk pelat datar sempurna terbuat dari baja dengan yang rata sisinya dan tanpa tegangan sisa dan tidak ada eksentrisitas dari tepi tegangan, tegangan kritis diberikan oleh ABC jika pengerasan regangan diabaikan dan ABFG jika pengerasan regangan tidak diabaikan. Tentu saja, seperti dengan kolom, ketidaksempurnaan dimana adanya kemungkinan tegangan sisa dan eksentrisitas yang akan mengurangi nilai tegangan kritis yang diberikan oleh kurva ini, dan kurva tekuk lokal asli adalah seperti ADEFG. Di sisi lain, DH adalah ciri bagian untuk tekuk inelastik sebuah pelat yang terbuat dari logam, di mana ordinat untuk D adalah tegangan batas proporsional. Kurva ini ditentukan oleh Persamaan 2.1, dengan menggunakan modulus elastis E , atau dengan menggunakan tegangan kritis euler dengan rasio kelangsingan setara dari Persamaan 2.3. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.10. grafik hubungan tegangan pelat dengan rasio ukuran pelat Gambar dari Buku Design of Steel structures-Edwin H.Gaylord Hal 219

2.6. Local Buckling Pada Balok Profil Bersayap