Post on 10-Feb-2015
description
SOAL 1
Apakah yang di maksud dengan batang lentur murni ? Sebutkan fungsi dan contoh serta apa yang harus dilakukan untuk menganalisa baja lentur murni!
1. Batang lentur murni adalah suatu batang dari sebuah konstruksi yang
hanya murni menerima beban lentur saja, dengan ini maka momen-
momen yang lainnya seperti torsi/puntir tidak boleh ada di dalamnya.
2. Fungsi Batang lentur murni diperlukan dalam suatu konstruksi sebagai
kontrol terhadap momen lentur dan juga kemampuan baja dalam menahan
beban sekaligus sebagai kontrol terhadap dimensi baja yang akan dipakai
sebagai konstruksi.
3. Contoh Batang lentur murni :- batang pengaku pada kolom baja (banyak terdapat di stasiun kereta
api), - diafragma, - balok panjang, melintang (semuanya dapat ditemui di dalam jembatan
truss) - dan banyak lagi yang lainnya seperti baja untuk jembatan
penyebrangan, gording pada atap gedung, atau rumah (untuk ini harus
dianalisa secara vertikal dan horizontal karena posisinya yang miring).
4. - test Local Buckling yang meliputi peninjauan terhadap sayap dan juga badan dari suatu profil baja - test Lateral Buckling atau tekuk lateral yang nanti akan dibandingkan dengan nilai Mu dari baja berdasarkan jenis tumpuan dan juga bebanyang akan dipikul oleh baja tersebut.
SOAL 2
Sebuah jembatan dengan bentang 6m dan lebar 8m memiliki mutu baja BJ41, diketahui beban manusia 5 kN/m dan beban kendaraan 9 kN/m . Tentukan dimensi penampang yang aman ?
PENYELESAIAN
1. PEMBEBANAN
BEBAN MATI
QSDL(beban lapisan aspal) = 0,1 m x 4 m x 22 kN/m³ = 8,8 kN/mQDL(beban plat lantai) = 0,35 m x 4 m x 24 kN/m³ = 33,6 kN/mBEBAN HIDUP
QLL(beban manusia) = 5 kN/mQLL(beban kendaraan kecil) = 9 kN/m
= 14 kN/m
Msdl = 1/8 ql²= 1/8 8,8 kN/m x (6 m)²= 39,8 kNm
MDL = 1/8 ql²= 1/8 33,6 kN/m x (6 m)²= 151,2 kNm
MLL = 1/8 ql²= 1/8 14 kN/m x (6 m)²= 63 kNm
Mu₁ = 1,3 Mdl= 1,3 x 151,2 kNm= 196,56 kNm
Mu₂ = 1,3 Mdl + 2 Msdl= (1,3 x 151,2 kNm) + (2 x 39,8 kNm)= 276,16 kNm
Mu₃ = 1,3 Mdl + 2 Msdl + 1,8 Mll= (1,3 x 151,2 kNm) + (2 x 39,8 kNm) + (1,8 x 63 kNm)= 389,56 kNm
Jadi, Mu yang di pakai adalah Mu₃ (389,56 kNm)
2. PRELIMINARY DESAIN
Mu ≤ MnMu ≤ Fy x Zx ( = 0,9)Zx = Mu / Fy = 389,56 / 0,9 x 250 x 10³ = 1,7313 x 10ˉ ³ = 1731,3 cm³Jadi, dipakai profil ukuran IWF 500 x 200
PROPERTI PROFIL
H = 500B = 200tw = 10 mmtf = 16 mmr = 20 mmA = 114,2 cm²Berat = 89,6 kg/mIx = 47800 cm Iy = 2140 cm iх = 20,5 cmiy = 4,33 cmSx = 1910 cm³Zx = 2175,06 cm³
3. MU FINAL
Mu final = 1,1 MuDLST + MuMuDLST = 1/8 x 89,6 kg/m x (6m)²
= 403,2 kgm= 4,032 kNm
Jadi, Mu final = 1,1 (4,032 kNm) + 389,56 kNm = 393,995 kNm
4. CEK LOCAL BUCKLING
Plat Sayap
λ = B/2tf = 200/2 x 16
= 6,25
λp = 170/√250
= 10,75
Jadi, λ ˂ λp (Penampang Kompak)
Plat Badan
λ = Hw/tw → = (H - 2tf - 2r)/tw
= {500 - (2 x 16) - (2 x 20)}/10
= 42,8
λp → = 1680/√250
= 106,25
Jadi, λ ˂ λp (Penampang Kompak)
5. CEK LATERAL BUCKLING
Diketahui :L = 6 mLb = 6 m/6 = 1Lp = 2,16 m (tabel baja)Lr = 6,53 m (tabel baja)Jadi, Lb ˂ Lp (Bentang Pendek)
6. CEK MU FINAL TERHADAP MN
Mp = Fy x Zx= 2500 kg/cm² x 175,06 cm³= 5437650 kgcm= 543,7 kNm
Mu ≤ Mn389,56 ≤ 0,9 x 543,7389,56 ≤ 489,33
Jadi .. BATANG AMAN
SOAL 3
Suatu jembatan dengan nilai PU tarik dan PU tekan adalah 2000 kN, jika digunakan profil 304x301 apakah profil tersebut dapat menahan beban PU ? Buktikan !
PENYELESAIAN
Diketahui :Fy = 240 Mpa = 240000 N/cm2
Fu = 370 Mpa = 370000 N/cm2
PU Tarik = 2000 kN = 2000000 NPU Tekan = 2000 kN = 2000000 N
DESAIN BATANG TARIK
Preliminary Design
Pu ≤Φ Pn
Pu=Φ . Ag . Fy
Ag= PuΦ Fy
Ag=20000000.9 x240
Ag = 9259,25 mm2
= 92,59 cm2
Profil yang digunakan IWF 304x301 dengan property material sebagai berikut:
Profil yang digunakan
Ag 133,5 cm2
H 304
B 301
Tw 11 Mm
Tf 17 Mm
R 13 Mm
Berat 105 kg/m
Ix 23200 cm4
Iy 7730 cm4
Ix 13,18 Cm
Iy 7,61 Cm
Sx 1520 cm3
Zx 1690 cm3
Cek Keruntuhan Leleh
Syarat : = Nu ≤ ø Nn
= Pu ≤ ø Pn
= Pu ≤ ø x Fy x Ag
= 2000 ≤ 0.9 x 240 x 133,5
= 2000 ≤ 2883,6 ( OKE )
Cek Fraktur
Syarat : Nu ≤ ø Nn
Nn = Ae x fu
Ae = An x U
= 133,5 x 0,85
= 113,475 cm²
Nn = 113,475 cm² x 37000 N/cm²
= 4198575 N = 4198,57 Kn
Pu ≤ ø Nn
2000 ≤ 0.75 x 4198,57
2000 ≤ 3148,93 ( OKE )
DESAIN BATANG TEKAN
Preliminary Design
Pu ≤Φ Pn
Pu=Φ . Ag . Fy
Ag= PuΦ Fy
Ag=20000000.9 x240
Ag = 9259,25 mm2
= 92,59 cm2
Profil yang digunakan IWF 304 x 301 dengan property material sebagai berikut:
Profil yang digunakan
Ag 133,5 cm2
H 304
B 301
Tw 11 Mm
Tf 17 Mm
R 13 Mm
Berat 105 kg/m
Ix 23200 cm4
Iy 7730 cm4
Ix 13,18 Cm
Iy 7,61 Cm
Sx 1520 cm3
Zx 1690 cm3
Cek Kelangsingan
Diketahui:Kc: 1ʎ = Lk/r ˂ 140Lk = Kc x L
= 1 x 400 cm
= 400 cm
r = i Terkecil = 7,61
ʎ = 400/10,698
= 37,390 = Langsing
Cek→ λ< λijin → 37,90<140 ( LANGSING )
Cek Local buckling (kekompakan penampang)
Sayap/flens
λ=b
2∙ t f
= 3012∙ 17
=8,85 mm
λ p=170
√ fy= 170
√240=10.97
λr=370
√ fy−fr= 370
√240−70=28.38
Makaλ< λp( Kompak )
Web
λ=htw
=24411
=22,18 mm
λp=1680
√ fy= 1680
√240=108.44
λr=2550
√ fy= 2550
√240=164.6
Makaλ< λp( Kompak )
Cek Flexural Buckli
λc= Lkr x π
x √ FyE
= 4007,61 x3.14
x√ 240200000
λc=0,4125
λc<1.5 → maka Pn: 0.66λc2
x Ag x Fy
Pn=0.660,41252
x Ag x F
= 0.660,4125² x13350 x 240
¿2985297,17N=2985,29 kN
ΦPn=0.85 x 2985,29
= 2537,502594 kN
Cek → Pu tekan<ΦPn → ( KUAT )