ix
3.3.1 Pendefenisian Model 54
3.3.1.1 Geometri Penampang 54
3.3.1.2 Grouping Elemen 54
3.3.1.3 Meshing Elemen 54
3.3.1.4 Properti Geometri 54
3.3.1.5 Properti Material 55
3.3.1.6 Posisi dan Jenis Perletakan 55
3.3.1.7 Posisi dan Jenis Pembebanan 55
3.3.2 Pemasukan Parameter Model 55
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 67
4.1 Hasil Perhitungan dengan Metode Elemen Hingga LUSAS 67
4.2 Hasil Perhitungan dengan Peraturan ASNZS 73
4.2.1 Kolom Baja Ringan dengan Penampang Canal Lip C100.10, L = 700 mm
73 4.2.2 Kolom Baja Ringan dengan Penampang
Canal Lip C100.10, L = 600 mm 79
4.2.3 Kolom Baja Ringan dengan Penampang Canal Lip C100.10, L = 500 mm
86 4.2.4 Kolom Baja Ringan dengan Penampang
Canal Lip C75.12, L = 700 mm 92
4.2.5 Kolom Baja Ringan dengan Penampang Canal Lip C75.12, L = 600 mm
100 4.2.6 Kolom Baja Ringan dengan Penampang
Canal Lip C75.12, L = 500 mm 110
4.3 Hasil Eksperimental 109
4.4 Pembahasan 110
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 113
5.1 Kesimpulan 113
5.2 Saran 114
DAFTAR PUSTAKA 115
LAMPIRAN-LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Harga Koefisien Tekuk Pelat
21 2.2 Faktor Reduksi Kapasitas
23 2.3 Batasan Untuk Komponen Struktur Tekan Yang Telah Diprakualifikasi 30
3.1 Ukuran Penampang Benda Uji 51
4.1 Beban Terhadap Perpindahan Untuk C100.10 L= 700 mm 67
4.2 Beban Terhadap Perpindahan Untuk C100.10 L= 600 mm 68
4.3 Beban Terhadap Perpindahan Untuk C100.10 L= 500 mm 69
4.4 Beban Terhadap Perpindahan Untuk C75.12 L= 700 mm 77
4.5 Beban Terhadap Perpindahan Untuk C75.12 L= 600 mm. 71
4.6 Beban Terhadap Perpindahan Untuk C75.12 L= 500 mm 72
4.7 Beban Kritis Hasil Eksperimental 109
4.8 Perbandingan Hasil Setiap Metode Analisis 110
5.1 Hasil Perbandingan Lusas Terhadap Eksperimental dan StandardCode 113
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Beberapa Bentuk Profil Baja Ringan Tunggal Wei Wen Yu and Roger A. Laboude
10 2.2 Grafik Tegangan Regangan Pada Baja Hot Rolled
13 2.3 Grafik Tegangan Regangan Pada Baja Cold Form
13 2.4 Tiga Keadaan Kesetimbangan Chazes, 1974
19 2.5 Permukaan Stabilitas
21 2.6 Karakter Relatif Dari Kesetimbangan
23 2.7 Bentuk Mode Tekuk Lokal
23 2.8 Elemen Aktual dan Lebar Efektif b dari Elemen dan
Tegangan Rencana 26
2.9 Kanal Yang Mengalami Tekan 32
2.10 Kanal Lip Yang Mengalami Tekan 34
2.11 Konfigurasi Titik Dari Elemen 36
2.12 Bagan Alir Menghitung Tekuk Kolom Baja Ringan 45
2.13 Idealisasi Hubungan Tegangan Regangan Untuk Baja 47
2.14 Penambahan Beban Pada Balok 48
2.15 Iterasi Newton Raphson Untuk Respon Derajat Kebebasan Tunggal 49 2.16 Initial Stiffnes Method
50 2.17 KTI Method
51 2.18 KT2 Method
44 2.19 Prosedur Pelacakan Baris
52
Universitas Sumatera Utara
xii
2.20 Prosedur Inkrementasiiteratif Level Beban Konstan 53
2.21 Ilustrasi Limit Point Untuk Respon Derajat Kebebasan Tunggal 54
2.22 Modifikasi Inkrementasi Beban Panjang Busur untuk Respon Derajat Kebebasan Tunggal
55 2.23 Kurva Hardening Hardening Curve
57 3.1 Bagan Alir Penelitian
52 3.2 Bagan Alir Pemodelan Metode Elemen Hingga
53 4.1 Perpindahan Yang Terjadi Akibat Beban Aksial Tekan Pada Kolom
Baja Ringan Untuk Penampang C100.10 Dengan Panjang 700 mm 67
4.2 Perpindahan Yang Terjadi Akibat Beban Aksial Tekan Pada Kolom Baja Ringan Untuk Penampang C100.10 Dengan Panjang 600 mm
68 4.3 Perpindahan Yang Terjadi Akibat Beban Aksial Tekan Pada Kolom
Baja Ringan Untuk Penampang C100.10 Dengan Panjang 500 mm 69
4.4 Perpindahan Yang Terjadi Akibat Beban Aksial Tekan Pada Kolom Baja Ringan Untuk Penampang C75.12 Dengan Panjang 700 mm
70 4.5 Perpindahan Yang Terjadi Akibat Beban Aksial Tekan Pada Kolom
Baja Ringan Untuk Penampang C75.12 Dengan Panjang 600 mm 58
4.6 Perpindahan Yang Terjadi Akibat Beban Aksial Tekan Pada Kolom Baja Ringan Untuk Penampang C75.12 Dengan Panjang 500 mm
59 4.7 Grafik Beban Terhadap Perpindahan Untuk C100.10 L= 700 mm
60 4.8 Grafik Beban Terhadap Perpindahan Untuk C100.10 L= 600 mm
61 4.9 Grafik Beban Terhadap Perpindahan Untuk C100.10 L = 500 mm
62 4.10 Grafik Beban Terhadap Perpindahan Untuk C75.12 L = 700 mm
63 4.11 Grafik Beban Terhadap Perpindahan Untuk C75.12 L = 600 mm
64 4.12 Grafik Beban Terhadap Perpindahan Untuk C75.12 L = 500 mm
65 4.13 Grafik Perbandingan Perhitungan Kolom C100.10 dan C75.12
111
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR NOTASI
e
A =
Luas Efektif Saat Tegangan Kritis
n
f Untuk Menghitung
c
N .
g
A =
Luas Bruto Elemen Atau Luas Kotor Penampang.
n
A = Luas Netto Penampang.
b = Lebar Rata Elemen Tidak Termasuk Lengkungan.
e
b =
Lebar Efektif Elemen Yang Menerima Beban Tekan Merata, Baik Dengan Maupun Tanpa Pengaku, Untuk Menentukan Kapasitas.
f
b =
Lebar Sayap Dari Penampang Kanal Atau Z. C
= Rasio Luas Penampang Untuk Komponen Struktur Tekan.
d =
Tinggi Penampang. E
= Modulus Elastisitas Young 200 x 103 MPa.
c
f =
Tegangan Beban Layan Pada Pelat Penutup Atau Lembaran.
y
f =
Tegangan Tekuk Elastis Pelat.
c
f =
Tegangan Kritis.
oc
f =
Tegangan Tekuk Lentur, Torsi Dan Lentur Torsi Elastic.
od
f =
Tegangan Tekuk Distorsi Elastis Dari Penampang. G
= Modulus Elastisitas Geser 80 x 103 MPa.
I =
Momen Inersia Penampang Utuh, Tak Tereduksi kepada Sumbu Lentur. J
= Konstanta Torsi Untuk Penampang.
k =
Koefisien Tekuk Pelat. l
= Panjang Aktual Komponen Struktur Tekan.
Universitas Sumatera Utara
xiv
ez ey
ex
l l
l
,
, =
Tekuk Efektif Untuk Lentur Terhadap Sumbu X Dan Y Serta Torsi.
c
N =
Kapasitas Komponen Struktur Nominal Dari Struktur dalam tekan.
cd
N =
Kapasitas Komponen Struktur Nominal Untuk Tekuk Distorsi.
1 c
N =
Kapasitas Komponen Struktur Nominal Untuk Tekuk Lokal.
e
N =
Beban Tekuk Elastic. t
= Tebal Penampang Kanal Atau Z.
f
t =
Tebal Sayap.
w
t =
Tebal Pelat Badan.
3 2
1
, ,
λ λ
λ
= Rasio Kelangsingan.
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Analisis dan perencanaan pada kolom baja ringan penampang C Canal pada tulisan ini dilakukan berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan oleh Sreedhar
Kalavagunta dan kawan-kawan dalam jurnal Experimental Study of Axially Compressed Cold Formed Steel Channel Columns, Indian Journal of Science and Technology, 2013.
Pada percobaan tersebut diambil penampang C Canal sebanyak 2 dua jenis yaitu C100.10 dan C75.12 dengan panjang bervariasi sebesar 700 mm, 600 mm dan 500 mm.
Pada percobaan tersebut penampang C100.10 mengalami tekuk lokal sedangkan pada penampang C75.12 mengalami tekuk flexural torsional. Hasil percobaan ini
kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan dengan peraturan ASNZS dan simulasi numerik dengan metode elemen hingga yang menggunakan program Lusas.
Untuk penampang C100.10 terlihat bahwa beban kritis untuk hasil metode elemen hingga lebih besar dibandingkan hasil perhitungan dengan peraturan ASNZS maupun
hasil percobaan dimana perbandingan terbesar hasil metode elemen hingga terhadap hasil percobaan adalah 1.108 dan hasil metode elemen hingga terhadap hasil peraturan
ASNZS adalah 1.056. Untuk penampang C75.12 terlihat bahwa beban kritis untuk hasil metode elemen hingga lebih besar dibandingkan hasil percobaan maupun hasil
perhitungan dengan peraturan ASNZS dimana perbandingan terbesar hasil metode elemen hingga terhadap hasil percobaan adalah 1.094 dan hasil metode elemen hingga
terhadap hasil peraturan ASNZS adalah 1.043. Kata Kunci :
Peraturan ASNZS, Metode Elemen Hingga, Percobaan
Universitas Sumatera Utara
ii
ABSTRACT
Analysis and design on light steel column of C Canal section in this paper is based on the results of experiments conducted by Sreedhar Kalavagunta and his
colleagues in the journal Experimental Study of Axially Compressed Cold Formed Steel Channel Columns, Indian Journal of Science and Technology, 2013. The experiment
using two kind of C Canal section types, C100.10 and C75.12 types with varying length of 700 mm, 600 mm and 500 mm.
At the experiment on the C100.10 that had local buckling while C75.12 section had flexural torsional buckling. The experimental results are then compared with
calculations based on the rules ASNZS and numerical simulation with finite element method and using Lusas program. From the calculation for the section C100.10 seen
that the critical load for the finite element method calculation is greater than the code AS NZS and the results of experiments in which the largest comparative results of the
finite element method FEM to the experimental results and the 1.108 results is the finite element method to the standard code is 1.056. For the calculation of the section
C75.12 seen that the critical load for the finite element method is greater than the results of experiments and calculations with the code ASNZS where the largest
comparative results of the finite element method FEM to the experimental results is 1.094 and results for the finite element method to the standard code is 1.043.
Keywords :
The Code ASNZS, Finite Element Method FEM, Experiments
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
