66 0,2070
1,375 AMAN OK L.
Kontrol Interaksi Tekan dan Lentur Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi tekan dan lentur :
Bila ≥ 0,2
≤ 1,0
= 0,438 0,438
1 AMAN OK
4.2.4.2 Baja Tampang Hollow Tube
A. Design kolom
Data Bahan: Tegangan tarik putus fu
= 490 MPa Tegangan leleh baja fy
= 325 MPa Modulus elastik baja E
= 200000 MPa B.
Data Profil Baja Profil
: TUBE 300X300X10 t
= 20 mm B
= 300 mm H
= 300 mm Berat = 89,0 kgm
Luas = 113,4 cm
2
Universitas Sumatera Utara
67 Ix
= 15700 cm
4
Iy = 15700 cm
4
rx = 11,8 cm
ry = 11,8 cm
Sx = 1050 cm
3
Sy = 1050 cm
3
Faktor reduksi kekuatan untuk lentur = 0,9 Faktor reduksi kekuatan untuk geser = 0,75
Faktor reduksi kekuatan untuk tekan = 0,85
C. Section Property
Modulus Geser G =
= 76923,077 MPa H
t
= H-t
f
= 568 mm J
= Ix + Iy = 314.000.000 mm
4
Konstanta puntir torsi I
w
=
= 3077000000000 mm
6
Koefisien momen tekuk torsi lateral
X
1
=
√
Universitas Sumatera Utara
68 = 49517,68 MPa
Koefisien momen tekuk torsi lateral
X
2
= 4 . = 0,00000 mm
2
N
2
Modulus penampang plastis thd. sb. x
Z
x
= [ 2B . tf ½Ht ] + [ 2H2-tf . tw . ½ H2-tf ] = 2018000 mm
3
Modulus penampang plastis thd. sb. y
Z
y
= 4 B2 . tf ½ . B2 + 2 tw2 . H-2 . tf . ½ . tw2 = 926000 mm
3
N
y
= A . fy = 3685500 N
D. Momen, Gaya Geser, dan Gaya Aksial akibat Beban Terfaktor
Panjang bentang kolom terhadap sumbu x L
x
= L
1
= 5000 mm Panjang bentang balok runway terhadap sumbu y L
y
= L
2
= 0 mm Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu x = 1700265400 Nmm
Momen pada 14 bentang M
A
= 84811100 Nmm Momen di tengah bentang M
B
= 643300 Nmm Momen pada 34 bentang M
C
= 86097700 Nmm
Universitas Sumatera Utara
69 Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu y M
UY
= 0 Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu x V
UX
= 68363,5 N Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu y V
UY
= 0 Gaya aksial akibat beban terfaktor terhadap sumbu x N
UX
= 1053820
E. Momen Nominal Pengaruh Local Bucling
1. Pengaruh tekuk lokal local buckling pada sayap :
Kelangsingan penampang sayap
λ =
= 7500 Batas kelangsingan maksimum untuk penampang
λp =
√
= 9,430 Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact
λr =
√
= 23,170 2.
Pengaruh tekuk lokal local buckling pada badan Kelangsingan penampang badan
λ =
Universitas Sumatera Utara
70 = 13,00
Syarat: = 0,318
0,125 Batas kelangsingan maksimum untuk penampang
λp =
√
= 55,81
√
= 36,89 Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non compact
λr =
√
= 108,19 Momen plastis terhadap sumbu x
Mpx = f
y
. Z
x
= 655850000 Nmm
Momen plastis terhadap sumbu y
Mpy = f
y
. Zy = 300950000 Nmm
Momen batas tekuk terhadap sumbu x
Mrx = S
x
. f
y
- f
r
= 267750000 Nmm Momen batas tekuk terhadap sumbu y
Universitas Sumatera Utara
71 Mry
= S
y .
f
y
- f
r
= 267750000 Nmm Momen nominal penampang untuk :
d. Penampang compact,
λ ≤ λp
Mn = Mp e.
Penampang non- compact, λp λp ≤ λp
Mn = Mp - Mp - Mr . l - λp λr - λp
f. Penampang langsing, λ λr
Mn = Mr
Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang
KOMPAK
Berdasarkan nilai kelangsingan badan, maka termasuk penampang
KOMPAK
Momen nominal penampang terhadap sumbu x dihitung sebagai berikut : Mn
= Mp = 655850000 Nmm
Momen nominal penampang terhadap sumbu y dihitung sebagai berikut : Mn
= Mp = 267750000 Nmm
F. Momen Nominal Pengaruh Lateral Buckling
Universitas Sumatera Utara
72 Momen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral,
untuk : Panjang bentang maksimum balok yang mampu,
Lp = 1.76 . r
y
. √
= 5152 mm Tegangan leleh dikurangi tegangan sisa,
fl = fy - fr
= 255 MPa Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh
momen kritis tekuk torsi lateral, Lr
= r
y
. .
√ √
= 32405 mm Cb
= = 2,26
Momen plastis terhadap sumbu x, Mpx
= f
y
. Z
x
= 655850000 Nmm Momen plastis terhadap sumbu y,
Mpy = f
y
. Z
y
= 300950000 Nmm Momen batas tekuk terhadap sumbu x,
Mrx = S
x
. f
y
- f
r
= 267750000 Nmm
Universitas Sumatera Utara
73 Momen batas tekuk terhadap sumbu y,
Mry = S
y
. f
y
- f
r
=267750000 Nmm Panjang bentang terhadap sumbu x,
L = L1 = 5000
L Lp dan
L Lr
Termasuk kategori Bentang Pendek
Momen nominal terhadap sumbu x untuk bentang panjang dihitung sebagai berikut :
Mnx = Mpx = fy . Zx = 655850000 Nmm
Mnx =
= 1488327253 Nmm Mnx Mpx
Momen nominal terhadap sumbu x yang digunakan, Mnx
= 655850000 Nmm Momen nominal terhadap sumbu y untuk bentang panjang dihitung sebagai
berikut: Mny
= Mpy = fy . Zy = 300950000 Nmm Mny
= = 681122352 Nmm
Mny Mpy Momen nominal terhadap sumbu y yang digunakan,
Mny = 300950000 Nmm
G. Tahanan Momen Lentur
Universitas Sumatera Utara
74 1.
Momen nominal terhadap sumbu x : Berdasarkan pengaruh local buckling,
Mnx = 655850000 Nmm
Berdasarkan pengaruh lateral buckling,
Mnx = 655850000 Nmm
Momen nominal terhadap sumbu x terkecil yg menentukan,
Mnx = 655850000 Nmm
Tahanan momen lentur terhadap sumbu x, ϕb Mnx = 590265000 Nmm
2. Momen nominal terhadap sumbu y :
Berdasarkan pengaruh local buckling,
Mny = 267750000 Nmm
Berdasarkan pengaruh lateral buckling,
Mny = 300950000 Nmm
Momen nominal terhadap sumbu y terkecil yg menentukan,
Mny = 267750000 Nmm
Tahanan momen lentur terhadap sumbu y, ϕb Mny = 240975000 Nmm
Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,
Mux = 170265400 Nmm
Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,
Universitas Sumatera Utara
75 Muy
= 0 Syarat :
+ ≤ 1.0
0,2885 ≤ 1.0
AMAN OK H.
Tahanan Geser Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi
≤ 2.46
13,00 61,03 plat badan memenuhi Syarat OK
Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,
V
ux
= 68364 N Luas penampang badan,
A
w
= t
w
H-2t
f
= 5200 mm
2
Tahanan gaya geser nominal thd.sb. x,
V
nx
= 0.60 . f
y
. A
w
= 1014000 N Tahanan gaya geser terhadap sumbu x,
ϕf . V
nx
= 760500 N Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,
V
uy
= 0 Luas penampang sayap,
A
f
= 2 . B . t
f
Universitas Sumatera Utara
76 = 12000
Tahanan gaya geser nominal thd.sb. y,
V
ny
= 0.60 . f
y
. A
f
= 2340000 N Tahanan gaya geser terhadap sumbu y,
ϕf . V
ny
= 1755000 N = 0,0899
=0,000 Syarat yang harus dipenuhi :
+ ≤ 1,0
0,0899 1,0 AMAN OK
I. Pembesaran Momen
Rasio kelangsingan dalam sumbu lentur x,
k
x
. = 42,37
Momen terfaktor ujung kolom terkecil,
M1 = 0
Momen terfaktor ujung kolom terbesar,
M2 = 170265400 Nmm
Faktor perbesaran momen,
Universitas Sumatera Utara
77 Cm
= = 0,6
Gaya tekan menurut Euler dengan kLr thdp sumbu lentur
N
e1
= = 12467139 Nmm
Perbesaran momen,
δb =
= 0,63 Maka, ambil δb = 1
Mux = δb . Mntu
= 170265400 Nmm J.
Tahanan Aksial Tekan
Rasio kelangsingan maksimum = λc =
√ = 0,54
Syarat, λc 0,25
- 0,25 λc 1,2
ω = = 1,16
λc 1,2 -
Maka, ω = 1,16
Universitas Sumatera Utara
78 Tegangan kritis penampang,
fcr =
= 280,84 Nmm
2
Daya dukung nominal aksial tekan, Nn
= A . fcr = 3184778,20 N
Tahanan aksial tekan, Nuφ . Nn
= 0,389 K.
Kontrol Interaksi Geser dan Lentur Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi geser dan lentur :
≤ 1,375
= 0,2885
= 0,0899
= 0,3446 0,3446
1,375 AMAN OK
L. Kontrol Interaksi Tekan dan Lentur
Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi tekan dan lentur : Bila
≥ 0,2 ≤ 1,0
Universitas Sumatera Utara
79 = 0,646
0,646 1
AMAN OK
Dari profil masing-masing kolom terdapat profil yang terbesar dan terkecil dari baja tampang WF dan tampang Hollow Tube. Berikut merupakan tabel
spesifikasi dimensi terkecil dan terbesar dari masing-masing baja:
Tabel 4.6 Dimensi Terbesar dan Terkecil Kolom baja tampang WF dan tampang Hollow Tube
Perbandingan Baja Tampang WF
Baja Tampang Hollow Tube
Dimensi Terbesar WF 400x400x30x50 A = 528,6 cm
2
tf = 5 cm fy = 3 cm
ix = 187000 cm
4
iy = 60500 cm
4
Tub 500x500x16 A = 238 cm
2
t = 1,6 cm ix = 158000 cm
4
iy = 158000 cm
4
Dimensi Terkecil WF 200x200x8x12 A = 63,53 cm
2
tf = 1,2 cm fy = 0,8 cm
ix = 4720 cm
4
iy = 1600 cm
4
Tub 250x250x6 A = 57,63 cm
2
t = 0,6 cm ix = 5670 cm
4
iy = 5670 cm
4
Dari hasil dimensi masing-masing kolom di atas, maka dapat dihitung total berat kolom masing
–masing bangunan dengan tipe baja. Berikut merupakan tabel perbandingan berat kolom:
Tabel 4.7 Perbandingan Berat Kolom Baja tampang WF dan tampang Hollow Tube
Universitas Sumatera Utara
80 LANTAI
Baja Tampang WF Kg
Baja Tampang Hollow Tube
Kg 1
34.900 20.930
2 38.860
20.520 3
34.900 19.700
4 32.260
18.110 5
27.500 17.430
6 25.640
16.270 7
23.890 15.030
8 20.920
13.720 9
17.200 13.270
10 16.150
12.120 11
15.520 11.220
12 15.100
10.294 13
13.390 8.563
14 9.052
7.687 15
6.245 7.115
TOTAL 331.527
211.979
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Berat Kolom baja tampang WF dan tampang Hollow Tube
Dari hasil perhitungan di atas berat kolom Baja tampang WF adalah 331.527 kg, sedangkan berat kolom Baja tampang Hollow Tube 211.979 kg, maka
- 50,000
100,000 150,000
200,000 250,000
300,000
350,000
Universitas Sumatera Utara
81 didapat selisih berat kolom antara kedua bangunan adalah 119.548 kg. Bila
dibandingkan dengan total berat Baja tampang WF, Baja tampang Hollow Tube menghemat penggunaan baja 36,06.
4.3 Sambungan 4.3.1 Sambungan Baja Tampang WF
