Laporan Tugas Besar Struktur Baja Ii
TUGAS BESAR I
PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR TARIK DAN TEKAN
Nama
: SUCI DEFITRA
No. BP
: 1401021048
Kelas
: II C
Dosen
: LUKMAN MURDIANSYAH, ST., MT.
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI PADANG
2016
DAFTAR ISI
Bab I Pendahuluan ........................................................................................................................x
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................................x
1.2 Tujuan dan Manfaat Tugas Besar ............................................................................................x
Bab II Tinjauan Pustaka
2.1 Elemen Struktur Tarik ..............................................................................................................x
2.1.1 Pendahuluan ..........................................................................................................................x
2.1.2 Luas Penampang Efektif .......................................................................................................x
2.1.3 Kasus Gaya Tarik Hanya disalurkan oleh Baut .....................................................................x
2.1.4 Keruntuhan Geser Blok .........................................................................................................x
2.1.5 Perencanaan Elemen Tarik ....................................................................................................x
2.2 Elemen Struktur Tekan ............................................................................................................x
2.2.1 aaaaaaaaaaa............................................................................................................................x
2.2.2 bbbbbbbbbb...........................................................................................................................x
2.2.3 cccccccccccc .........................................................................................................................x
Bab III Analisis Struktur ................................................................................................................x
3.1 Analisis Struktur Manual .........................................................................................................x
3.2 Analisis Struktur dengan SAP2000 ..........................................................................................x
Bab IV Desain Struktur Tarik dan Tekan
4.1 Desain Elemen Struktur Tarik ..................................................................................................x
4.2 Desain Elemen Struktur Tekan ................................................................................................x
Bab V Kesimpulan dan Saran ........................................................................................................x
5.1 Kesimpulan ..............................................................................................................................x
5.2 Saran ........................................................................................................................................x
Daftar Pustaka
Lampiran
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Baja struktur adalah suatu jenis baja yang berdasarkan pertimbangan kekuatan dan
sifatnya, cocok sebagai pemikul beban. Baja struktur banyak yang dipakai untuk kolom dan balok
pada bangunan bertingkat, sistem penyangga atap, hanggar, jembatan, menara, antena, penahan
tanah, pondasi tiang pancang, serta berbagai konstruksi sipil lainnya.
Penggunaan baja dibidang konstruksi sangat diminati karena baja mempunyai beberapa
sifat menguntungkan, seperti:
1. Mempunyai kekuatan yang cukup tinggi;
2. Ukuran batang yang cukup kecil jika dibandingkan dengan konstruksi yang lain;
3. Sangat baik digunakan untuk bentang yang panjang;
4. Dapat dibongkar dengan cepat serta ringan;
5. Pengangkutan elemen struktur mudah dikerjakan.
Selain mempunyai beberapa kelebihan, baja juga memiliki beberapa kekurangan,
seperti:
1. Ukuran penampang yang kecil, sehingga angka kelangsingan besar dan mengakibatkan
bahaya tekuk;
2. Kurang tahan terhadap suhu tinggi;
3. Memerlukan pemeliharaan yang tetap, yang membutuhkan biaya yang tidak sedikit.
Terlepas dari semua kekurangan dan kelebihannya, baja struktur sangat cocok digunakan
pada elemen – elemen truss, seperti kuda – kuda atap, menara antena, maupun struktur jembatan
truss. Dalam tugas akhir ini akan dibahas perbandingan perhitungan struktur truss baja yang
didasarkan pada peraturan baja.
Pada suatu konstruksi bangunan, tidak terlepas dari elemen-elemen seperti plat, kolom,
balok, maupun kolom-balok. Masing-masing bagian elemen-elemen tersebut memikul gaya-gaya
seperti momen, normal, maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan yang
lainnya.
Elemen struktur yang memikul beban tekan kadang-kadang disebut menurut fungsinya.
Elemen tekan yang berfungsi sebagai pengekang (bracing) umum disebut struts. Elemen tekan
lainnya sering disebut posts atau pillars. Rangka batang terdiri atas batang-batang tarik dan tekan.
Batang-batang tersebut dapat berupa batang tepi atau batang pengisi.
Pada struktur yang memikul gaya axial, baik tekan maupun tarik maka akan terjadi
tegangan normal. Juga terdapat deformasi berupa perpendekan akibat gaya axial tekan maupun
perpanjangan akibat gaya axial tarik. Jika semua hal ini masih berada pada batas-batas yang
diijinkan maka konstruksi ini dapat dikatakan stabil.
Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berbeda dalam batas antara stabil dengan
tidak stabil disebut beban kritis yang biasa ditulis dengan Pcr. Dimana besarnya beban kritis ini
dipengaruhi oleh :
1. Elastisitas bahan
2. Dimensi struktur
3. Jenis pembebanan
4. Faktor pengekangan kedua ujung batang
Pada batang yang menerima beban axial tekan, maka deformasi yang terjadi mula-mula
ialah perpendekan. Jika beban ditambah maka akan terjadi bengkokan akibat tertekuknya batang
tersebut. Tekukan masih dapat diijinkan pada batas-batas tertentu. Namun jika gaya axial
diperbesar, maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan dari
struktur tersebut. Jika melebihi beban kritis maka batang akan mengalami patah. Tentu hal ini
harus dihindari dalam suatu perencanaan. Untuk menghindari dari bahaya tekuk perlu kiranya
menambahkan plat kopel baja pada batang tekan tersebut.
1.2 TUJUAN DAN MANFAAT TUGAS BESAR
1. Tujuan
Tujuan dari tugas besar ini adalah dapat memahami struktur rangka batang, serta dapat
memahami dan menghitung desain perencanaan batang tarik dan batang tekan.
2. Manfaat
Manfaat dari tugas besar ini adalah dapat merencanakan elemen struktur tarik dan
tekan, serta memilih struktur penyangga baja yang lebih ekonomis sesuai profil yang dipilih.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 ELEMEN STRUKTUR TARIK
2.1.1 PENDAHULUAN
Struktur tarik adalah bagian dari struktur bangunan yang menerima beban normal
tarik.
Struktur tarik terdapat pada bagian bangunan :
1. Struktur utama :
1) Jembatan rangka
2) Jembatan gantung
3) Rangka kuda-kuda atap
4) Rangka menara
2. Struktur sekunder :
1) Ikatan angin atap/jembatan
2) Ikatan rem pada jembatan
3)
Ikatan penggantung gording
Penggunaan baja struktur yang paling efisien adalah sebagai tarik, dimana seluruh
kekuatan batang dapat dimobilisasi secara optimal hingga mencapai keruntuhan
Batang tarik adalah komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tarik antara
dua titik pada struktur
Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tarik jika :
1) Kekakuan lenturnya dapat diabaikan, seperti pada kabel atau rod
2) Kondisi sambungan dan pembebanan hanya menimbulkan gaya aksial pada elemen,
seperti pada elemen rangka batang.
Penampang Elemen Struktur Tarik Baja
2.1.2 LUAS PENAMPANG EFEKTIF (Ae)
Ae = A n U
Keterangan :
An : Luas penampang netto elemen struktur tarik
U : Faktor reduksi / shear lag
x
U =1−
L
Keterangan :
X
: Jarak tegak lurus arah gaya tarik, antara titik berat penampang komponen yang
disambung dengan bidang sambungan.
L
: Panjang sambungan dalam arah gaya tarik, yaitu jarak antara 2 baut yang terjauh
pada suatu sambungan atau panjang las dalam arah gaya tarik.
Kasus Gaya Tarik disalurkan oleh Las Memanjang
Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan memanjang ke komponen struktur
yang bukan pelat, atau oleh kombinasi pengelasan memanjang dan melintang.
A=A g , adalah luas penampang bruto komponen struktur.
Kasus Gaya Tarik disalurkan oleh Las Melintang
Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan melintang, A adalah jumlah luas
penampang neto yang dihubungkan secara langsung dan U
A=U . A g= A Kontak
= 1.0
Kasus Gaya Tarik disalurkan oleh Las Sepanjang Dua Sisi
Bila gaya tarik disalurkan ke sebuah komponen struktur pelat dengan pengelasan
sepanjang kedua sisi pada ujung pelat, dengan l ≥ w, A adalah luas pelat
Untuk :
l ≥ 2w
U = 1.0
2w > l ≥ 1.5w
U = 0.87
1.5w ≥ l ≥ w
U = 0.75
Keterangan :
l
: Panjang pengelasan
w
: Lebar pelat
FAKTOR SHEAR LAG (U)
1) Eksentrisitas untuk menghitung U
2) Panjang Sambungan (L)
2.1.3 KASUS GAYA TARIK HANYA DISALURKAN OLEH BAUT
1) A = Ant
Adalah luas penampang netto terkecil antara potongan 1-3 dan potongan 1-2-3.
Potongan 1-3
: Ant = ( w g −¿ ∑ d ). t
Potongan 1-2-3
S ).t
: Ant = (w g −∑ d + ∑
2
4u
Keterangan :
wg
= Lebar efektif penampang elemen struktur tarik
t
= Tebal penampang elemen struktur tarik
d
= Diameter lubang
s
= Jarak antara sumbu lubang pada arah sejajar sumbu komponen struktur
u
= Jarak antara sumbu lubang pada arah tegak lurus sumbu komponen struktur
Dalam perhitungan luasan netto, dicari luasan yang terkecil dari kemungkinankemungkinan lintasan putus (lintasan kritis)
Kalau ada lintasa diagonal (letak baut zig zag) dalam perumusan luas netto ada
koreksi akibat adanya lintasan diagonal
2) Pada suatu potongan jumlah lubang tidak boleh melebihi 15% dari luas penampang
utuh.
2.1.4 KERUNTUHAN GESER BLOK
Geser blok adalah kondisi batas dimana tahanan ditentukan oleh jumlah kuat geser
dan kuat tarik pada segmen yang saling tegak lurus.
Keruntuhan jenis ini sering terjadi pada sambungan dengan baut terhadap pelat badan
yang tipis pada komponen struktur tarik.
Keruntuhan tersebut juga umum dijumpai pada sambungan pendek, yaitu sambungan
yang menggunakan 2 baut atau kurang pada garis searah dengan bekerjanya gaya.
Tipe keruntuhan geser blok :
1. Kelelehan geser – Fraktur tarik
Bila : fu . Ant > 0,6 . fu . Anv
maka : Nn = 0,6 . fy . Agv + fu . Ant
2. Fraktur geser – Pelelehan tarik
Bila : fu . Ant < 0,6 . fu . Anv
maka : Nn = 0,6 . fu . Anv + fy . Agt
Dimana :
Ø
= 0,75 (fraktur) 0,9 (leleh)
Agt = Luas bruto yang mengalami tarik
Agv = Luas bruto yang mengalami geser
Ant = Luas netto yang mengalami tarik
Anv = Luas netto yang mengalami geser
2.2.5 PERENCANAAN ELEMEN TARIK
Komponen struktur yang memikul gaya aksial terfaktor N, harus memenuhi :
Nu ≤ Ø Nn
Keterangan :
N u : Gaya aksial tarik terfaktor
Ø : Koefisien reduksi
Dengan Ø N n adalah kuat tarik yang besarnya diambil sebagai nilai terendah diantara
dua perhitungan menggunakan harga-harga Ø dan N n dibawah ini :
1) Kondisi leleh sepanjang batang
Ø : 0.9
N n : A g . Fy
Pn=∅t F y A g
P
P
A g= ∅ Fn = 0.9 nF
t
y
y
2) Kondisi fraktur pada daerah sambungan
Ø : 0.75
N n : Ae . Fu
Pn=∅t F u A e
P
P
Ae = ∅ Fn = 0.75nF
t u
u
Keterangan :
A g : Luas penampang bruto
Ae : Luas penampang efektif
Fy :Tegangan leleh
Fu :Tegangan tarik putus
2.2 ELEMEN STRUKTUR TEKAN
2.2.1 PENDAHULUAN
Batang tekan merupakan batang dari suatau rangka batang atau elemen kolom pada
bangunan gedung yang menerima tekan searah panjang batang
Beban yang cenderung membuat batang bertambah pendek akan menghasilkan
tegangan tekan pada batang tersebut
Pada rangka batang, umumnya batang tepi atas adalah batang tekan
Struktur tekan terdapat pada bangunan-bangunan :
1) Jembatan rangka
2) Rangka kuda-kuda atap
3) Rangka menara / tower
4) Kolom pada portal bangunan gedung
5) Sayap tertekan pada balok I (portal, jembatan)
Gambar Batang Tekan
Perbedaan terpenting antara struktur tarik dan tekan adalah :
•
Pada struktur tarik, beban tarik membuat batang tetap lurus pada sumbunya, sedangkan
pada struktur tekan, beban tekan cenderung membuat batang tertekuk sehingga bahaya
tekuk harus diperhatikan
•
Pada struktur tarik, adanya lubang-lubang baut pada sambungan akan mengurangi luas
penampang yang memikul beban tarik tersebut, sedangkan pada struktur tekan baut
dianggap dapat mengisi lubang sehingga penampang penuh (brutto) yang memikul
beban tekan
Kuat tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan :
•
Bahan :
– Tegangan leleh (fy)
– Tegangan sisa (fr) – Modulus elastisitas (E)
•
Geometri (bentuk) :
– penampang
– Panjang komponen
– Kondisi ujung dan tumpuan
Kondisi batas (ultimate) :
•
Tercapainya batas kekuatan
•
Tercapainya batas kestabilan (kondisi tekuk)
Kondisi batas kestabilan / tekuk yang harus diperhitungkan adalah :
•
Tekuk lokal elemen plat (flens local buckling and web local buckling)
•
Tekuk lentur (flexural buckling)
•
Tekuk torsi (torsional bucling)
•
Tekuk torsi lentur (flexural torsional buckling)
Tekuk lokal di flens
Tekuk lokal di web
Hubungan antara Batas Kekuatan dan Batas Kestabilan
• Pada percobaan tekan menunjukkan bahwa kehancuran batang tekan akan terjadi
pada tegangan (P/A) dibawah tegangan leleh (fy)
Dengan profil yang sama, semakin panjang batang akan semakin cepat mencapai kehancuran
atau semakin kecil beban yang dapat diterima. Hal ini disebabkan semakin langsing batang
semakin besar kecenderungannya untuk menekuk
PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR TARIK DAN TEKAN
Nama
: SUCI DEFITRA
No. BP
: 1401021048
Kelas
: II C
Dosen
: LUKMAN MURDIANSYAH, ST., MT.
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI PADANG
2016
DAFTAR ISI
Bab I Pendahuluan ........................................................................................................................x
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................................x
1.2 Tujuan dan Manfaat Tugas Besar ............................................................................................x
Bab II Tinjauan Pustaka
2.1 Elemen Struktur Tarik ..............................................................................................................x
2.1.1 Pendahuluan ..........................................................................................................................x
2.1.2 Luas Penampang Efektif .......................................................................................................x
2.1.3 Kasus Gaya Tarik Hanya disalurkan oleh Baut .....................................................................x
2.1.4 Keruntuhan Geser Blok .........................................................................................................x
2.1.5 Perencanaan Elemen Tarik ....................................................................................................x
2.2 Elemen Struktur Tekan ............................................................................................................x
2.2.1 aaaaaaaaaaa............................................................................................................................x
2.2.2 bbbbbbbbbb...........................................................................................................................x
2.2.3 cccccccccccc .........................................................................................................................x
Bab III Analisis Struktur ................................................................................................................x
3.1 Analisis Struktur Manual .........................................................................................................x
3.2 Analisis Struktur dengan SAP2000 ..........................................................................................x
Bab IV Desain Struktur Tarik dan Tekan
4.1 Desain Elemen Struktur Tarik ..................................................................................................x
4.2 Desain Elemen Struktur Tekan ................................................................................................x
Bab V Kesimpulan dan Saran ........................................................................................................x
5.1 Kesimpulan ..............................................................................................................................x
5.2 Saran ........................................................................................................................................x
Daftar Pustaka
Lampiran
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Baja struktur adalah suatu jenis baja yang berdasarkan pertimbangan kekuatan dan
sifatnya, cocok sebagai pemikul beban. Baja struktur banyak yang dipakai untuk kolom dan balok
pada bangunan bertingkat, sistem penyangga atap, hanggar, jembatan, menara, antena, penahan
tanah, pondasi tiang pancang, serta berbagai konstruksi sipil lainnya.
Penggunaan baja dibidang konstruksi sangat diminati karena baja mempunyai beberapa
sifat menguntungkan, seperti:
1. Mempunyai kekuatan yang cukup tinggi;
2. Ukuran batang yang cukup kecil jika dibandingkan dengan konstruksi yang lain;
3. Sangat baik digunakan untuk bentang yang panjang;
4. Dapat dibongkar dengan cepat serta ringan;
5. Pengangkutan elemen struktur mudah dikerjakan.
Selain mempunyai beberapa kelebihan, baja juga memiliki beberapa kekurangan,
seperti:
1. Ukuran penampang yang kecil, sehingga angka kelangsingan besar dan mengakibatkan
bahaya tekuk;
2. Kurang tahan terhadap suhu tinggi;
3. Memerlukan pemeliharaan yang tetap, yang membutuhkan biaya yang tidak sedikit.
Terlepas dari semua kekurangan dan kelebihannya, baja struktur sangat cocok digunakan
pada elemen – elemen truss, seperti kuda – kuda atap, menara antena, maupun struktur jembatan
truss. Dalam tugas akhir ini akan dibahas perbandingan perhitungan struktur truss baja yang
didasarkan pada peraturan baja.
Pada suatu konstruksi bangunan, tidak terlepas dari elemen-elemen seperti plat, kolom,
balok, maupun kolom-balok. Masing-masing bagian elemen-elemen tersebut memikul gaya-gaya
seperti momen, normal, maupun lintang walaupun persentasenya berbeda antara satu dengan yang
lainnya.
Elemen struktur yang memikul beban tekan kadang-kadang disebut menurut fungsinya.
Elemen tekan yang berfungsi sebagai pengekang (bracing) umum disebut struts. Elemen tekan
lainnya sering disebut posts atau pillars. Rangka batang terdiri atas batang-batang tarik dan tekan.
Batang-batang tersebut dapat berupa batang tepi atau batang pengisi.
Pada struktur yang memikul gaya axial, baik tekan maupun tarik maka akan terjadi
tegangan normal. Juga terdapat deformasi berupa perpendekan akibat gaya axial tekan maupun
perpanjangan akibat gaya axial tarik. Jika semua hal ini masih berada pada batas-batas yang
diijinkan maka konstruksi ini dapat dikatakan stabil.
Besarnya gaya yang mengakibatkan struktur berbeda dalam batas antara stabil dengan
tidak stabil disebut beban kritis yang biasa ditulis dengan Pcr. Dimana besarnya beban kritis ini
dipengaruhi oleh :
1. Elastisitas bahan
2. Dimensi struktur
3. Jenis pembebanan
4. Faktor pengekangan kedua ujung batang
Pada batang yang menerima beban axial tekan, maka deformasi yang terjadi mula-mula
ialah perpendekan. Jika beban ditambah maka akan terjadi bengkokan akibat tertekuknya batang
tersebut. Tekukan masih dapat diijinkan pada batas-batas tertentu. Namun jika gaya axial
diperbesar, maka tekukan akan semakin besar sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan dari
struktur tersebut. Jika melebihi beban kritis maka batang akan mengalami patah. Tentu hal ini
harus dihindari dalam suatu perencanaan. Untuk menghindari dari bahaya tekuk perlu kiranya
menambahkan plat kopel baja pada batang tekan tersebut.
1.2 TUJUAN DAN MANFAAT TUGAS BESAR
1. Tujuan
Tujuan dari tugas besar ini adalah dapat memahami struktur rangka batang, serta dapat
memahami dan menghitung desain perencanaan batang tarik dan batang tekan.
2. Manfaat
Manfaat dari tugas besar ini adalah dapat merencanakan elemen struktur tarik dan
tekan, serta memilih struktur penyangga baja yang lebih ekonomis sesuai profil yang dipilih.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 ELEMEN STRUKTUR TARIK
2.1.1 PENDAHULUAN
Struktur tarik adalah bagian dari struktur bangunan yang menerima beban normal
tarik.
Struktur tarik terdapat pada bagian bangunan :
1. Struktur utama :
1) Jembatan rangka
2) Jembatan gantung
3) Rangka kuda-kuda atap
4) Rangka menara
2. Struktur sekunder :
1) Ikatan angin atap/jembatan
2) Ikatan rem pada jembatan
3)
Ikatan penggantung gording
Penggunaan baja struktur yang paling efisien adalah sebagai tarik, dimana seluruh
kekuatan batang dapat dimobilisasi secara optimal hingga mencapai keruntuhan
Batang tarik adalah komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tarik antara
dua titik pada struktur
Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tarik jika :
1) Kekakuan lenturnya dapat diabaikan, seperti pada kabel atau rod
2) Kondisi sambungan dan pembebanan hanya menimbulkan gaya aksial pada elemen,
seperti pada elemen rangka batang.
Penampang Elemen Struktur Tarik Baja
2.1.2 LUAS PENAMPANG EFEKTIF (Ae)
Ae = A n U
Keterangan :
An : Luas penampang netto elemen struktur tarik
U : Faktor reduksi / shear lag
x
U =1−
L
Keterangan :
X
: Jarak tegak lurus arah gaya tarik, antara titik berat penampang komponen yang
disambung dengan bidang sambungan.
L
: Panjang sambungan dalam arah gaya tarik, yaitu jarak antara 2 baut yang terjauh
pada suatu sambungan atau panjang las dalam arah gaya tarik.
Kasus Gaya Tarik disalurkan oleh Las Memanjang
Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan memanjang ke komponen struktur
yang bukan pelat, atau oleh kombinasi pengelasan memanjang dan melintang.
A=A g , adalah luas penampang bruto komponen struktur.
Kasus Gaya Tarik disalurkan oleh Las Melintang
Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan melintang, A adalah jumlah luas
penampang neto yang dihubungkan secara langsung dan U
A=U . A g= A Kontak
= 1.0
Kasus Gaya Tarik disalurkan oleh Las Sepanjang Dua Sisi
Bila gaya tarik disalurkan ke sebuah komponen struktur pelat dengan pengelasan
sepanjang kedua sisi pada ujung pelat, dengan l ≥ w, A adalah luas pelat
Untuk :
l ≥ 2w
U = 1.0
2w > l ≥ 1.5w
U = 0.87
1.5w ≥ l ≥ w
U = 0.75
Keterangan :
l
: Panjang pengelasan
w
: Lebar pelat
FAKTOR SHEAR LAG (U)
1) Eksentrisitas untuk menghitung U
2) Panjang Sambungan (L)
2.1.3 KASUS GAYA TARIK HANYA DISALURKAN OLEH BAUT
1) A = Ant
Adalah luas penampang netto terkecil antara potongan 1-3 dan potongan 1-2-3.
Potongan 1-3
: Ant = ( w g −¿ ∑ d ). t
Potongan 1-2-3
S ).t
: Ant = (w g −∑ d + ∑
2
4u
Keterangan :
wg
= Lebar efektif penampang elemen struktur tarik
t
= Tebal penampang elemen struktur tarik
d
= Diameter lubang
s
= Jarak antara sumbu lubang pada arah sejajar sumbu komponen struktur
u
= Jarak antara sumbu lubang pada arah tegak lurus sumbu komponen struktur
Dalam perhitungan luasan netto, dicari luasan yang terkecil dari kemungkinankemungkinan lintasan putus (lintasan kritis)
Kalau ada lintasa diagonal (letak baut zig zag) dalam perumusan luas netto ada
koreksi akibat adanya lintasan diagonal
2) Pada suatu potongan jumlah lubang tidak boleh melebihi 15% dari luas penampang
utuh.
2.1.4 KERUNTUHAN GESER BLOK
Geser blok adalah kondisi batas dimana tahanan ditentukan oleh jumlah kuat geser
dan kuat tarik pada segmen yang saling tegak lurus.
Keruntuhan jenis ini sering terjadi pada sambungan dengan baut terhadap pelat badan
yang tipis pada komponen struktur tarik.
Keruntuhan tersebut juga umum dijumpai pada sambungan pendek, yaitu sambungan
yang menggunakan 2 baut atau kurang pada garis searah dengan bekerjanya gaya.
Tipe keruntuhan geser blok :
1. Kelelehan geser – Fraktur tarik
Bila : fu . Ant > 0,6 . fu . Anv
maka : Nn = 0,6 . fy . Agv + fu . Ant
2. Fraktur geser – Pelelehan tarik
Bila : fu . Ant < 0,6 . fu . Anv
maka : Nn = 0,6 . fu . Anv + fy . Agt
Dimana :
Ø
= 0,75 (fraktur) 0,9 (leleh)
Agt = Luas bruto yang mengalami tarik
Agv = Luas bruto yang mengalami geser
Ant = Luas netto yang mengalami tarik
Anv = Luas netto yang mengalami geser
2.2.5 PERENCANAAN ELEMEN TARIK
Komponen struktur yang memikul gaya aksial terfaktor N, harus memenuhi :
Nu ≤ Ø Nn
Keterangan :
N u : Gaya aksial tarik terfaktor
Ø : Koefisien reduksi
Dengan Ø N n adalah kuat tarik yang besarnya diambil sebagai nilai terendah diantara
dua perhitungan menggunakan harga-harga Ø dan N n dibawah ini :
1) Kondisi leleh sepanjang batang
Ø : 0.9
N n : A g . Fy
Pn=∅t F y A g
P
P
A g= ∅ Fn = 0.9 nF
t
y
y
2) Kondisi fraktur pada daerah sambungan
Ø : 0.75
N n : Ae . Fu
Pn=∅t F u A e
P
P
Ae = ∅ Fn = 0.75nF
t u
u
Keterangan :
A g : Luas penampang bruto
Ae : Luas penampang efektif
Fy :Tegangan leleh
Fu :Tegangan tarik putus
2.2 ELEMEN STRUKTUR TEKAN
2.2.1 PENDAHULUAN
Batang tekan merupakan batang dari suatau rangka batang atau elemen kolom pada
bangunan gedung yang menerima tekan searah panjang batang
Beban yang cenderung membuat batang bertambah pendek akan menghasilkan
tegangan tekan pada batang tersebut
Pada rangka batang, umumnya batang tepi atas adalah batang tekan
Struktur tekan terdapat pada bangunan-bangunan :
1) Jembatan rangka
2) Rangka kuda-kuda atap
3) Rangka menara / tower
4) Kolom pada portal bangunan gedung
5) Sayap tertekan pada balok I (portal, jembatan)
Gambar Batang Tekan
Perbedaan terpenting antara struktur tarik dan tekan adalah :
•
Pada struktur tarik, beban tarik membuat batang tetap lurus pada sumbunya, sedangkan
pada struktur tekan, beban tekan cenderung membuat batang tertekuk sehingga bahaya
tekuk harus diperhatikan
•
Pada struktur tarik, adanya lubang-lubang baut pada sambungan akan mengurangi luas
penampang yang memikul beban tarik tersebut, sedangkan pada struktur tekan baut
dianggap dapat mengisi lubang sehingga penampang penuh (brutto) yang memikul
beban tekan
Kuat tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan :
•
Bahan :
– Tegangan leleh (fy)
– Tegangan sisa (fr) – Modulus elastisitas (E)
•
Geometri (bentuk) :
– penampang
– Panjang komponen
– Kondisi ujung dan tumpuan
Kondisi batas (ultimate) :
•
Tercapainya batas kekuatan
•
Tercapainya batas kestabilan (kondisi tekuk)
Kondisi batas kestabilan / tekuk yang harus diperhitungkan adalah :
•
Tekuk lokal elemen plat (flens local buckling and web local buckling)
•
Tekuk lentur (flexural buckling)
•
Tekuk torsi (torsional bucling)
•
Tekuk torsi lentur (flexural torsional buckling)
Tekuk lokal di flens
Tekuk lokal di web
Hubungan antara Batas Kekuatan dan Batas Kestabilan
• Pada percobaan tekan menunjukkan bahwa kehancuran batang tekan akan terjadi
pada tegangan (P/A) dibawah tegangan leleh (fy)
Dengan profil yang sama, semakin panjang batang akan semakin cepat mencapai kehancuran
atau semakin kecil beban yang dapat diterima. Hal ini disebabkan semakin langsing batang
semakin besar kecenderungannya untuk menekuk