Batang Tekan ELEMEN STRUKTUR COLD FORMED STEEL .1 Batang Tarik

Tabel 2.3 Nilai faktor koreksi kt ASNZS 4600:1996

2.3.2 Batang Tekan

Sama halnya seperti batang tarik, batang tekan juga hanya memikul mentransfer gaya aksial antara dua titik pada struktur. Akan tetapi sifat gaya aksial yang diterima adalah gaya aksial tekan. Sehingga pengaruh tekuk buckling atau lenturan tiba-tiba akibat ketidakstabilan merupakan persoalan yang mendapat perhatian lebih pada batang tekan. Dengan ungkapan lain, kekuatan batang tekan Universitas Sumatera Utara tidak hanya dipengaruhi kekuatan bahannya akan tetapi turut dipengaruhi bentuk geometris penampang jari-jari girasi penampang. Model keruntuhan yang mungkin terjadi pada elemen batang tekan diantaranya; leleh tekuk plastik , tekuk inelastik dan tekuk elastik. Tekuk yang terjadi pada penampang batang tergantung dari rasio kelangsingan penampang λ batangnya. Penampang dengan rasio kelangsingan rendah cenderung mengalami keruntuhan leleh tekuk plastik sedangkan elemen batang dengan rasio kelangsingan yang tinggi cenderung mengalami keruntuhan tekuk elastik. Sebagian besar elemen batang tekan didesain agar mengalami keruntuhan tekuk inelastik yaitu elemen batang dengan rasio kelangsingan menengah, hal ini agar desain yang dilakukan optimal karena memiliki kuat tekan efektif dan dimensi yang efisien bila dibanding skenario tekuk elastik dan tekuk plastik. Seluruh tekuk yang terjadi pada batang akan mengikuti salah satu dari 3 macam tekuk yang ada, yaitu; lentur, lokal, torsi. Penjelasan ketiga macam tekuk ini adalah sebagai berikut; Tekuk lentur flexural buckling adalah tekuk menyebabkan elemen batang mengalami lentur terhadap sumbu lemah batang, tekuk lokal local buckling adalah tekuk yang terjadi pada elemen pelat penampang sayap badan yang menekuk karena terlalu tipis. Ini dapat terjadi sebelum batang menekuk lentur secara keseluruhan. Tekuk torsi torsional buckling adalah tekuk yang terjadi pada elemen pelat yang menyebabkan penampang berputar memuntir terhadap sumbu batang Universitas Sumatera Utara Elemen tekan terhadap beban aksial konsentris yang akan dianalisis didesain kuat tekannya dengan persamaan berikut: 1. N ∗ ≤ Φ c N s 2.10 2. N ∗ ≤ Φ c N c 2.11 dimana : Ns = Kapasitas nominal penampang compression = A e x f y , A e = luas efektif dalam keadaan leleh 2.12 Nc = Kapasitas nominal elemen compression = A e x f n 2.13 A e = luas efektif saat f critical f n f n = f kritis , fungsi dari λ c untuk � � ≤ 1.5 ∶ � � = �0.658 � � 2 ��� � 2.14 untuk � � 1.5 ∶ � � = � 0.877 � � 2 ��� � 2.15 dimana : � � = � � � � �� 2.16 � �� = elastic flexural buckling stress Nilai elastic flexural buckling stress dihitung dengan persamaan: a. Flexural Buckling Stress Elemen yang tergolong langsing dan dibebani secara aksial memiliki kemungkinan kegagalan overall flexural buckling bila bentuk penampang Universitas Sumatera Utara lintangnya doubly-symmetric shape, closed shape, silindris atau point- symmetric shape. Untuk bentuk penampang single-symmetric, flexural buckling merupakan salah satu mode kegagalan. Persamaan yang digunakan: � �� = � 2 � �� � � � � 2 2.17 dengan �� � � � � = rasio kelangsingan efektif Single-symetric monosymetric sections Doubly-symetric sections Gambar 2.7 Single-symetric monosymmetric sections dan Doubly- symetric sections ASNZS 4600:1996 Universitas Sumatera Utara b. Flexural-Torsional Buckling Stress � �� = 1 2� �� �� + � �� − �� �� + � �� − 4��� �� �� �� � 2.18 Dengan � �� = � 2 � �� �� � � � � 2 2.19 � �� = �×� �×� 012 �1 + � 2 �×� � �×�×� �� 2 � 2.20 I w = nilai kelengkungan untuk luas penampang l ex , l ez = panjang efektif G = modulus geser 80000 MPa J = Kontanta torsi St.Venant untuk penampang A = Luas total penampang R 01 = radius girasi polar terhadap pusat geser, dihitung dengan � 01 = �� � 2 + � � 2 + � 2 + � 2 2.22 r x , r y = radius girasi x , y = pusat geser β = 1 – x o r 01 2 2.22 c. Point-symetric section Elastic buckling stress untuk penampang ini dihitung baik dengan penghitungan khusus flexural atau torsional. Nilai yang dipakai adalah nilai yang lebih kecil dari kedua persamaan tersebut. Perhitungan elastic Universitas Sumatera Utara buckling stress yang mengalami torsi dihitung dengan persamaan berikut: � �� = �×� �×� 012 �1 + � 2 �×� � �×�×� �� 2 � 2.23 Gambar 2.8 Point-symetric sections ASNZS 4600:1996 d. Non-symetric section lihat gambar 2.9 Untuk kondisi ini, nilai foc dihitung dengan mengambil nilai minimum dari persamaan eksponensial di bawah ini : f oc r 01 2 - x o 2 - x o 2 – f oc 2 [ r 01 2 f ox + f oy +f oz – f oy x o 2 + f ox y o 2 ] + f oc r 01 2 f ox f oy + f oy f oz + f ox f oz – f ox f oy f oz r 01 2 = 0 2.24 Gambar 2.9 Non-symetric asymmetric sections ASNZS 4600:1996 Universitas Sumatera Utara e. Singly-symmetric sections Untuk penampang dengan singly-symmetric sections yang menerima gaya tekuk distorsi, nilai Nc dihitung dengan mengambil nilai minimum dari kedua persamaan di bawah ini : i. � � = � � × � � ii. � �� = � 2� �� 1 + � 2 − �� 1 + � 2 2 − 4� 3 � Dimana : � 1 = � � 1 �� � � � 2 0.039 �� 2 � + � � � 1 �� � 3 = � �� 1 � � − � � 1 �� 2 × � �� 2 � � 2 = � �� � + 2 � 1 �� × �� 2 × � �� � � 1 = �̅ 2 + � � +� � � 2.27 � = 4.80 � � � × �� 2 × � � � 3 � 0.25 2.28 � = � � � � 2 � � = �×� 3 5.46��+0.06� �1 − 1.11�′ �� �×� 2 � � � 2 × � � � 2 × � 2 � 2 � 2.29 nilai f’ od diambil dari persamaan f od awal dengan nilai α 1 : � 1 = � � 1 �� � � � 2 + 0.039 �� 2 � 2.30 Untuk nilai � �� �� 2 : � × � � = � × �� �1 − �� 4� �� � 2.31 Sedangkan untuk nilai f od : �� 13 ≤ � �� ≤ �� 2 : � × � � = � × �� �0.055 �� �� � �� − 3.6� 2 + 0.237 � 2.32 Universitas Sumatera Utara Rasio kelangsingan l e r untuk semua batang tidak melebihi 200, kecuali hanya selama masa konstruksi l e r tidak melebihi 300.

2.3.3 Luas Efektif Ae Elemen Tekan