II.4.2 Komponen Struktur yang Dibebani Secara Aksial
Dalam perencanaan struktur kolom yang mengalami gaya tekan aksial akibat beban terfaktor, Nu, harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
Nu ≤
n Nn 2.1 Keterangan:
n adalah faktor reduksi kekuatan,
n : 0.85 Nn
adalah kuat tekan nominal komponen struktur. Ditentukan berdasarkan penampang yang mempunyai perbandingan lebar terhadap
tebalnya lebih kecil dari nilai λ
r
,
Keterangan: f
r
adalah tegangan residual pada pelat sayap = 70 MPa untuk penampang dirol
= 115 MPa untuk penampang dilas f
y
adalah tegangan leleh material λ
r
adalah batas perbandingan lebar terhadap tebal untuk penampang tidak kompak
Gaya tekuk elastis komponen struktur N
cr
ditentukan sebagai berikut:
dengan parameter kelangsingan kolom λ
c
ditetapkan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Keterangan, λ
c
adalah parameter kelangsingan kolom r
adalah jari-jari inersia f
y
adalah tegangan leleh material E
adalah modulus elastisitas material L
k
adalah k
c
L Dalam hal ini, k
c
adalah faktor panjang tekuk. Nilai faktor panjang tekuk k
c
besarnya bergantung kepada kekangan rotasi dan translasi pada ujung-ujung komponen
struktur. Pada gambar 2.8 untuk komponen struktur tak bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap tak hingga. Pada gambar 2.9 untuk komponen struktur
bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap nol.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 Nomogram untuk komponen struktur tak bergoyangSumber: Alexander Chajes, Principle of Structural Stabity
Theory Gambar 2.9 Nomogram untuk komponen struktur bergoyang
Sumber: Alexander Chajes, Principle of Structural Stabity Theory
Secara matematis, faktor panjang efektif atau faktor K elastis dapat didefinisikan sebagai :
Universitas Sumatera Utara
2.5
dimana, Pe adalah beban Euller; Pcr adalah beban tekuk elastis dari kolom rangka ujung terkekang; E adalah modulus elastisitas; I adalah momen inersia penampang;
dan L adalah panjang kolom.
Untuk komponen struktur yang kondisi ujung-ujungnya ideal, nilai k
c
ditentukan berdasarkan tabel 2.1 di bawah ini:
Tabel 2.1 Nilai k untuk berbagai kondisi perletakan ideal
Universitas Sumatera Utara
Sumber: Alexander Chajes, Principle of Structural Stabity Theory
Untuk komponen struktur tekan yang merupakan bagian dari suatu rangka bersambungan kaku, nilai faktor panjang tekuk k
c
ditetapkan berdasarkan tabel 2.1. Pada gambar tersebut, Ga dan Gb adalah perbandingan antara kekakuan komponen
struktur dengan tekan dominan terhadap kekakuan komponen struktur relatif bebas tekan, masing-masing pada ujung A dan B. Nilai G ditentukan sebagai berikut:
Kecuali bahwa:
Bentuk kolom
yang tertekuk
ditunjukkan oleh
garis terputus
Harga K teoritis 0,5
0,7 1,0
1,0 2,0
2,0 Harga perencanaan yang disarankan bila kondisi ideal
hanya merupakan pendekatan 0,65
0,80 1,0
1,2 2,10
2,0
Tanda kondisi ujung a
b c
d e
f
Rotasi tak mungkin, Translasi tak mungkin Rotasi bebas, Translasi tak mungkin
Rotasi tek munfkin, Translasi bebas Rotasi bebas, Translasi bebas
Universitas Sumatera Utara
a. Untuk komponen struktur tekan yang dasarnya tidak terhubungkan secara
kaku pada fondasi, nilai G tidak boleh diambil kurang dari 10, kecuali dilakukan analisis khusus untuk menetapkan nilai G tersebut.
b. Untuk komponen struktur tekan yang dasarnya terhubungkan secara kaku
pada fondasi, nilai G tidak boleh diambil kurang dari 1, kecuali bila dilakukan analisis khusus untuk menetapkan nilai G tersebut.
Menurut teori, nilai G sama dengan nol bila kolom dihubungkan ke pondasi oleh perletakan jepit. Namun untuk perencanaan praktis, nilai G diambil sama dengan
satu. Bila kolom dihubungkan ke pondasi oleh perletakan sendi, nilai G teoritis adalah tak terhingga, tetapi untuk perencanaan praktis, nilai G diambil sama dengan
10. Penggunaan nilai G = 1. Untuk perletakan jepit dan G=10 untuk perletakan sendi menunjukkan bahwa kondisi jepit sempurna atau sendi ideal hampir tidak pernah
dijumpai pada struktur sebenarnya.
Besarnya dihitung dengan menjumlahkan kekakuan semua komponen struktur
tekan, dengan bidang lentur sama, yang terhubung secara kaku pada ujung komponen struktur yang sedang ditinjau, termasuk komponen struktur itu sendiri.
Besarnya dihitung dengan menjumlahkan kekakuan semua komponen struktur
lentur, dengan bidang lentur sama, yang terhubungkan secara kaku pada ujung komponen struktur yang sedang ditinjau.
Universitas Sumatera Utara
Dengan menggunakan metode slope-deflection dan fungsi stabilitas, penentuan faktor panjang efektif dapat ditentukan dengan rumus di bawah.
Untuk portal tidak bergoyang:
2.7 Dan untuk portal bergoyang:
2.8 Batas kelangsingan untuk batang-batang yang direncanakan terhadap tekan,
angka perbandingan kelangsingan dibatasi sebesar 200. Untuk batang-batang
yang direncanakan terhadap tarik, angka perbandingan kelangsingan dibatasi
sebesar 300 untuk batang sekunder dan 240 untuk batang primer. Daya dukung nominal komponen struktur tekan dihitung sebagai berikut:
Untuk λ
c
≤ 0.25 maka
ω = 1 Untuk 0.25
λ
c
1.2 maka
ω =
Untuk λ
c
≥ 1.2 maka
ω = 1.25 Keterangan,
A
g
adalah luas penampang bruto, mm
2
f
cr
adalah tegangan kritis penampang, MPa
Universitas Sumatera Utara
f
y
tegangan leleh material, MPa ω
koefisien tekuk
II.4.3 Mode Tekuk
Kategori