BAB V PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR - · PDF file-1- BAB V PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR 5.1...
Transcript of BAB V PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR - · PDF file-1- BAB V PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR 5.1...
-1-
BAB V
PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR
5.1 Pendahuluan
Seperti yang sudah dijelaskan dalam bab metodologi, pada bab ini akan diuraikan
mengenai perencanaan elemen struktur yang terdiri atas pengecekan desain eksisting
hasil perencanaan sebelumnya, perencanaan elemen struktur untuk permodelan baru yang
telah menyertakan beban gempa, dan perencanaan elemen sambungan. Pada bab ini,
parameter yang ditinjau dalam perencanaan adalah kemampuan rencana elemen struktur
memikul gaya dalam yang meliputi gaya aksial berupa tarik atau tekan, momen terhadap
sumbu kuat, momen terhadap sumbu lemah. Selain itu ditinjau pula displacement yang
terjadi pada struktur, yang kemudian dibandingkan dengan batasan displacement yang
diijinkan berdasarkan code SNI untuk kemudian dilakukan desain lawan lendut (camber).
5.2 Perencanaan Elemen Struktur
Pada Tugas akhir ini struktur merupakan struktur atap, yang terdiri dari elemen- elemen
batang baik batang yang dominan memikul momen, aksial maupun kombinasi keduanya,
Pada perencanaan elemen struktur ini akan ditampilkan beberapa contoh perhitungan
yang dilakukan ke beberapa batang utama penyusun struktur ini. Beban yang diambil
pada setiap keadaannya adalah beban maksimum yang bekerja pada batang tersebut, hal
ini diambil agar profil batang didesain agar mampu menahan beban kerja dengan
kombinasi beban maksimum, selain dilihat dari total rasio (aksial, momen arah kuat,
momen arah lemah) berdasarkan kombinasi aksial lentur yang harus kurang dari atau
sama dengan satu.
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-2 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.2.1 Pengecekan Desain Model Eksisting Tabel 5. 1 Checking Model Eksisting
NO Profil Kombinasi Nu Mux Muy φNnc φNnt φMnx φMny TotalBatang Penampang Pembebanan N N‐mm N‐mm N N N‐mm N‐mm Ratio
1381 KOLOM‐TR4 1,2D+1,6H+0,8Wy 924181.1 843177276 38497134 5878155.83 6403536 724642375 490011365 1.3028498 P1‐D8‐6 1,2D+1,6H+0,8Wy 38026.97 92749984 7878429.5 727856.26 802900.6 50414192.64 50414193 1.8029948 P2‐D6‐6 1,2D+1,6H+0,8Wy 262507.2 6240327.78 2537238.5 520298.56 596068.2 27792668.16 27792668 0.7031299 siku60x60x6 1,2D+1,6H+0,8Wy 101496.3 0 0 204004.79 295488 2355238.49 3938897.5 0.7027842 unp125x65x6x8 1,2D+1,6H+0,8Wy 24552.2 190235.95 659961.62 19190.4 731808 29114734.46 11941713 2.0029883 W1‐WF‐200X100X5.5X8 1,2D+1,6H+0,8Wy 84566.55 10700257 14970055 496336.41 564192 43232832 8656531 2.001063 W2‐WF‐150X75X5X7 1,2D+1,6H+0,8Wy 37857.54 7297355.21 3482655.5 312601.21 373680 21210120 4264740 1.2030618 W3‐H‐400X400X13X21 1,2D+1,6H+0,8Wy 459310.2 52151182.11 151823051 4262100.59 4634064 777628728 362986181 0.5029656 W4‐WF‐300X150X6.5X9 1,2D+1,6H+0,8Wy 4278.92 1876534.35 68957538 888310.65 979128 112768524 21897880 3.1028689 W5‐WF‐250X125X6X9 1,2D+1,6H+0,8Wy 4961.99 6119059.56 6667257.3 697732.19 786672 76001976 15209148 0.50
Keterangan:
Batang menahan aksial Tarik
Batang Menahan Aksial Tekan
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-3 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.2.2 Perencanaan Model Redesign Tabel 5. 2 Checking Model Redesign
NO Profil Kombinasi Nu Mux Muy VuMajor VuMinor φNnc φNnt φMnx φMny TotalBatang Penampang Pembebanan N N‐mm N‐mm N N N N N‐mm N‐mm Ratio
1381 KOLOM‐TR4 1,2D+1,6H+0,8Wy 1010991 672527743 30824691 244188 18483 6030000 6204666 835000000 644000000 0.90030704 P1‐D8‐6 1,2D+1,6H+0,8Wx 23765 49024829 12350648 33934 8002 728000 803000 50400000 50400000 1.01930678 P1TR4‐D8‐10 1,2D+1,6H+0,8Wy 17782 84282134 16826789 ‐48019 8118 1208814 1335860 82143404 82143404 1.05427422 P1TR4‐D8‐12 1,2D+1,6H+0,8Wy 1162 103607148 4540563 58188 2058 1428719 1556943 94881301 94881301 1.09329948 P2‐D6‐6 1,2D+1,6H+0,8Wy 252361 5826944 1401260 3229 923 502000 596000 27800000 27800000 0.70029913 P‐7‐10 1,2D+1,6H+0,8Wy 466667 34051936 9253985 21632 6867 1029424 1138664 60890774 60890774 1.00029602 P‐TR1‐2‐D8‐12 1,2D+1,6H+0,8Wy 6485 102871063 4839882 58434 2936 1428719 1556943 94881301 94881301 1.08730471 siku60x60x6 1,2D+1,6H+0,5L 117688 0 0 0 19 166900 118000 4243363 6858432 0.70014546 unp125x65x6x8 0.9D‐1.3Wx 13283 234134 19552 343 18 12669 731808 32000000 11900000 1.00028790 W1‐WF200X150X8X10 1,2D+1,6H+0,8Wy 33858 1481960 23173035 1179 35846 914000 976000 73100000 21900000 1.00029657 W1‐WF250X250X9X14 1,2D+1,6H+0,8Wy 2071 606090 92600865 7118 117330 1900000 1900000 210000000 95600000 0.9001063 W2‐WF‐150X75X5X7 1,2D+1,6H+0,8Wy 36889 6294287 3058403 8642 4818 306000 374000 21200000 4440000 1.00030628 W3‐H‐400X400X13X21 1,2D+1,6H+0,8Wy 895196 238056857 10425751 96600 672 4630000 4380000 778000000 363000000 0.400689 W4‐WF‐300X150X6.5X9 1,2D+1,6H+0,8Wy 5540 8775355 22236834 6864 31487 900000 979000 113000000 21900000 1.00028689 W5‐WF‐250X125X6X9 1,2D+1,6H+0,8Wy 3556 4682100 5308652 6319 6641 696000 778000 76000000 15600000 0.400
Keterangan:
Batang menahan aksial Tarik
Batang Menahan Aksial Tekan
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-4 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.2.3 Pengecekan Masa Konstruksi
Tabel 5. 3 Checking Masa Konstruksi 1
Frame Pn Mn Major Mn Minor Vn Major Vn Minor Ratio Penampang
N Nmm Nmm N N P
ratio Mmaj ratio
Mmin Ratio
Vmaj Ratio
Vmin Ratio
PMM Ratio
1242 5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.008 0.237 0.073 0.027 0.004 0.318 1231 5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.008 0.249 0.032 0.035 0.000 0.290 1381 5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.015 0.348 0.037 0.024 0.004 0.400
Tabel 5. 4 Checking Masa Konstruksi 2
Pn Mn Major Mn Minor Vn Major Vn Minor Ratio Penampang
N Nmm Nmm N N P ratio Mmaj ratio
Mmin Ratio
Vmaj Ratio
Vmin Ratio
PMM Ratio
5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.021 0.134 0.009 0.019 0.000 0.166
5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.013 0.122 0.06 0.017 0.006 0.203
5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.011 0.145 0.067 0.022 0.006 0.224
5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.013 0.140 0.083 0.022 0.006 0.237
5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.021 0.136 0.005 0.019 0.000 0.163
5878156 724642,38 490011,37 1145718,8 2519746 0.011 0.126 0.084 0.017 0.006 0.222
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-5 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.2.4 Analisis Perencanaan Elemen Struktur
A. Analisis Checking Model Eksisting
Dari hasil pengecekan yang terlihat pada Tabel 5.1, Checking Model Eksisting
terdapat beberapa penampang yang kapasitas penampangnya tidak mampu memikul
kombinasi pembebanan yang diterimanya. Salah satu penyebab kegagalan tersebut
adalah orientasi penampang yang tidak tepat. Sumbu lemah pada penampang justru
sering diposisikan untuk menerima beban yang lebih besar. Hal itu terjadi pada
penampang Wide Flange yaitu : W1, W2, W3, W4, dan W5. Namun untuk W3 dan
W5, stress ratio yang diterima masih kurang dari satu. Pada TR1, TR2, dan TR3,
penampang pipa di bagian bawah yang menerima tarik jumlahnya tidak seimbang
dengan penampang bagian atas yang menerima tekan. Jumlah penampang pipa yang
menerima tarik hanya satu buah. Sedangkan penampang pipa yang menerima tekan
berjumlah empat buah. Sedangkan pada W4, kegagalan terjadi pada batang-batang
yang terletak dekat kolom. Pada bagian tersebut momen negatif yang terjadi dekat
tumpuan/kolom sangat besar.
B. Analisis Checking Model Redesign
Pada perencanaan redesign ini, selain tujuannya adalah menentukan dimensi
penampang yang memenuhi syarat, juga ditambahkan beban gempa untuk melihat
pengaruh beban yang dominan pada struktur rangka atap baja yang dimodelkan. Dari
hasil redesign, diperoleh penampang yang berdimensi lebih besar. Penampang-
penampang yang diganti secara garis besar adalah sebagai berikut:
1. Pada kuda-kuda terutama TR1 dan TR2 ada beberapa penggantian penampang,
yaitu;
a. Pipa P1-D8-6 yang memikul tarik (bagian bawah ada 1 jalur pipa) banyak
yang mengalami overstressed sehingga diganti penampang yang lebih besar
yaitu P-TR1-2-D8-12 (pipa diameter 8 inc, tebal 12mm)
b. Pipa P1-D8-6 yang memikul tekan (bagian atas ada 4 jalur pipa) pada bagian
ujung dekat sambungan ke TR4 mengalami overstressed sehingga diganti
dengan P-7-10 (pipa diameter 7 inc, tebal 10mm)
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-6 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
c. W1-WF-200x100x5.5x8 pada TR1 dan TR2, pada batang yang memilki
panjang 1250mm, banyak yang mengalami overstressed akibat momen arah
sumbu Y, sehingga perlu adanya peningkatan nilai modulus plastisitas
penampang arah-Y (Zy) agar kuat lenturnya meningkat, maka penampang
diganti dengan W1-WF200x150x8x10 yang memiliki kuat lentur arah-Y yang
lebih besar sehingga stress ratio memenuhi syarat yang ada yaitu kurang dari
atau sama dengan 1
2. Pada Balok TR4 ada beberapa penggantian penampang, yaitu;
a. Pipa P1-D8-6 yang berada didaerah dekat kolom (tumpuan) banyak
mengalami overstressed, penyebabnya akibat adanya transfer beban dari
TR1,TR2 dan TR3 dan momen positif yang bekerja pada balok (TR4)
sehingga diputuskan untuk mengganti 3 batang pertama dekat masing-masing
kolom dengan pipa P1TR4-D8-10 (pipa diameter 8 inc, tebal 10mm) agar
stress ratio memenuhi syarat yang ada yaitu kurang dari atau sama dengan 1
b. W4-WF-300x150x6.5x9 yang berada didaerah dekat kolom (tumpuan) banyak
mengalami overstressed, kemungkinan penyebab overstressed sama seperti
pada Pipa P1-D8-6, sehingga diputuskan untuk mengganti 3 batang pertama
dekat masing-masing kolom dengan W4-WF-250x250x9x14 agar stress ratio
memenuhi syarat yang ada yaitu kurang dari atau sama dengan 1
Pada proses perencanaan struktur redesign ini, terlihat bahwa beban gempa tidak
menentukan pada penampang dengan stress ratio terbesar. Hal ini dapat terjadi karena
beban gempa sangat bergantung dengan berat struktur. Sedangkan material baja
memiliki berat yang relatif lebih ringan apabila dibandingkan material beton. Dari
table 5.3 terlihat kombinasi pembebanan yang menyebabkan gaya dalam maksimal
adalah 1.2D+1.6H+0.8Wy, 1.2D+1.6H+0.8Wx, 0.9D-1.3Wx, 1.2D+1.6H+0.5L dari
hasil ini dapat disimpulkan bahwa yang paling berpengaruh adalah kombinasi
pembebanan yang terkandung beban Angin, baik arah-X maupun arah-Y. Hal ini
dapat terjadi karena struktur atap memiliki luas area tangkapan yang luas. Sehingga
beban-beban tersebut menjadi besar nilainya.
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-7 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
C. Analisis Checking Model Masa Konstruksi
Pengecekan model masa konstruksi dilakukan untuk mengecek apakah pada saat
struktur dipasang di lapangan sanggup memikul beban yang mungkin timbul sehingga
menyebabkan kegagalan pada proses pelaksanaan di lapangan. Saat tersebut struktur
masih dalam kondisi plane frame yang rawan terhadap beban lateral pada arah tegak
lurus bidang. Beban yang direncanakan dalam permodelan ini adalah beban gravity
sebesar 0,02 Dead Load yang mengarah pada arah tegak lurus bidang.
Dari hasil pengecekan yang terlihat pada tabel 5.3 dan tabel 5.4, terlihat bahwa
struktur masih mampu memikul kombinasi gaya pada masa konstruksi, yaitu antara
beban gravity pada arah tegak lurus bidang dan beban sendiri struktur. Pengecekan
dilakukan pada kolom-kolom pada TR4. Terlihat bahwa stress ratio cukup kecil, yang
berarti kestabilan struktur pada masa konstruksi dapat terjamin.
Apabila dari pemberian beban pada masa konstruksi struktur mengalami kegagalan,
maka perlu didesain struktur tambahan yang menopang struktur utama pada masa
konstruksi. Pada umumny, struktur tambahan ini didesain sebagai batang pendel yang
diasumsikan hanya mengalami gaya aksial berupa tarik dan tekan. Setelah masa
pelaksanaan selesai, struktur tambahan tersebut dapat dibongkar. Oleh karena itu,
perlu didesain sambungan yang mudah untuk dibongkar agar pelaksanaan menjadi
lebih cepat dan mudah.
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-8 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.2.5 CONTOH PERHITUNGAN
1. PERHITUNGAN BATANG KOLOM TR-4
Kekuatan Penampang Lentur arah sumbu kuat
Mux 843399406= Muy 28709863.8= Nu 523683.04=
fy 240= ϕ 0.9= ϕc 0.85=
fu 370= E 2 105⋅= L 4500=
Properti penampang
Ix 670965162= tf 13= h 200= Ag 29646=
Iy 453714227= tw 6= rx 150.441= fr 0.3 fy⋅=
Sx 3354825.81= b 200= ry 123.711= Zx 3866117=
Sy 2268571.13= Zy 2981077.5=
Cek kelangsingan penampang dan zonasi balok
pelat sayap:
λfb
2 tf⋅7.692== λp_f
170
fy10.973== λr_f
370
fy fr−28.546==
λwhtw
33.333== λp_w1680
fy108.444== λr_w
2550
fy164.602==
λ min λf λw, ( )= λr min λr_f λr_w, ( )= λp min λp_f λp_w, ( )=
cek "kompak" λ λp_f<( )if
"tak kompak" λp_f λ< λr_f<( )if
"langsing" λ λr_f≥( )if
=
cek "kompak"=
Lb L 4.5 103×==
Batas zona plastik Lp
Lp 1.76 ry⋅Efy
⎛⎜⎝
⎞⎟⎠
⋅ 6.285 103×==
Batas zona inelastik
fL fy fr− 168== ν 0.3= hf_f h tf− 187==
GE
2 1 ν+( )⋅7.692 104
×== J2 b⋅ tf3
⋅
3h 2 tf⋅−( ) tw3
⋅
3+
⎡⎢⎣
⎤⎥⎦
3.055 105×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-9 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
X1π
Sx⎛⎜⎝
⎞⎟⎠
E G⋅ J⋅ Ag⋅
2⋅ 7.816 103
×== Iw Iyhf_f2
4⋅ 3.966 1012
×==
nilai hf-f adalah jarak antartitk berat pelat sayapX2 4
SxG J⋅
⎛⎜⎝
⎞⎟⎠
2⋅
IwIy
⋅ 0.0007128==
Lr ryX1fL
⎛⎜⎝
⎞⎟⎠
⋅ 1 1 X2 fL2⋅++⋅ 1.361 104
×==
cek_tekuk "plastik sempurna" Lb Lp≤( )if
"torsi-lateral inelastik" Lp Lb< Lr<( )if
"torsi-lateral elastik" Lb Lr≥( )if
=
cek_tekuk "plastik sempurna"=
Cbo12.5 Mmax⋅
2.5 Mmax⋅ 3 Ma⋅+ 4 Mb⋅+ 3 Mc⋅+=
Mmax
Cbo 2.170753= dari data software analisis struktur
Cb Cbo Cbo 2.3≤if
2.3 otherwise
=
Mp Zx fy⋅ 9.279 108×== Mr Sx fy fr−( )⋅ 5.636 108×==
My Sx fy⋅ 8.052 108×==
Mcr Cbπ E Iy⋅ G⋅ J⋅
π E⋅Lb
⎛⎝
⎞⎠
2Iy⋅ Iw⋅+⋅
Lb⋅ 9.245 109
×==
Mncb Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅⎡⎣
⎤⎦
2.207 109×==
Mnx 1.5 My⋅ cek "kompak"= cek_tekuk "plastik sempurna"=∧ 1.5 My⋅( ) Mp≤∧if
Mncb cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral inelastik"=∧ Mncb Mp≤∧if
Mcr cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral elastik"=∧ Mcr Mp≤∧if
Mp Mp Mr−( )λ λp−
λr λp−⎛⎝
⎞⎠
⋅− cek "tak kompak"= Lb LP≤∧if
Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅ cek "tak kompak"= Lb LP>∧if
Mrλrλf
⎛⎝
⎞⎠
2⋅ cek "langsing"=if
Mp otherwise
=
ϕMnx ϕ Mnx⋅ 8.351 108×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-10 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Kekuatan Penampang Lentur arah sumbu Lemah
Cek kelangsingan penampang dan zonasi balok
pelat sayap:
λfb
2 tf⋅7.692== λp_f
170
fy10.973== λr_f
370
fy fr−28.546==
pelat badan
λwhtw
33.333== λp_w1680
fy108.444== λr_w
2550
fy164.602==
λ min λf λw, ( )= λr min λr_f λr_w, ( )= λp min λp_f λp_w, ( )=
cek "kompak" λ λp_f<( )if
"tak kompak" λp_f λ< λr_f<( )if
"langsing" λ λr_f≥( )if
=
cek "kompak"=
Lb 4.5 103×=
Batas zona plastik Lp
Lp 1.76 ry⋅Efy
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 6.285 103×==
Batas zona inelastik
fL fy fr− 168== ν 0.3=
GE
2 1 ν+( )⋅7.692 104
×== hf_f h tf− 187==
J2 b⋅ tf3
⋅
3h 2 tf⋅−( ) tw3
⋅
3+
⎡
⎣
⎤
⎦3.055 105
×== Iw Iyhf_f2
4⋅ 3.966 1012
×==
X1π
Sy⎛⎝
⎞⎠
E G⋅ J⋅ Ag⋅
2⋅ 1.156 104
×==
X2 4SyG J⋅
⎛⎝
⎞⎠
2⋅
IwIy
⋅ 0.0003260==
Lr ryX1fL
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 1 1 X2 fL2⋅++⋅ 1.743 104
×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-11 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
cek_tekuk "plastik sempurna" Lb Lp≤( )if
"torsi-lateral inelastik" Lp Lb< Lr<( )if
"torsi-lateral elastik" Lb Lr≥( )if
=
cek_tekuk "plastik sempurna"=
Cbo12.5 Mmax⋅
2.5 Mmax⋅ 3 Ma⋅+ 4 Mb⋅+ 3 Mc⋅+= *
Cbo 2.170753= dari data software analisis struktur
Cb Cbo Cbo 2.3≤if
2.3 otherwise
=
Mp Zy fy⋅ 7.155 108×== Mr Sy fy fr−( )⋅ 3.811 108
×==
My Sy fy⋅ 5.445 108×==
Mcr Cbπ E Iy⋅ G⋅ J⋅
π E⋅Lb
⎛⎝
⎞⎠
2Iy⋅ Iw⋅+⋅
Lb⋅ 9.245 109
×==
Mncb Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅⎡⎣
⎤⎦
1.669 109×==
Mny 1.5 My⋅ cek "kompak"= cek_tekuk "plastik sempurna"=∧ 1.5 My⋅( ) Mp≤∧if
Mncb cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral inelastik"=∧ Mncb Mp≤∧if
Mcr cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral elastik"=∧ Mcr Mp≤∧if
Mp Mp Mr−( )λ λp−
λr λp−⎛⎝
⎞⎠
⋅− cek "tak kompak"= Lb LP≤∧if
Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅ cek "tak kompak"= Lb LP>∧if
Mrλrλf
⎛⎝
⎞⎠
2⋅ cek "langsing"=if
Mp otherwise
=
ϕMny ϕ Mny⋅ 6.439 108×==
Kekuatan Penampang Aksial Tekan
Kc 0.65=
Lk Kc L⋅=
cek kelangsingan penampang
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-12 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Pelat sayap: λfb
2tf7.692== λf_r
250
fy16.137==
Pelat badan λwh 2 tf⋅−
tw29== λw_r
665
fy42.926==
kelangsingan "ok!" λf λf_r< λw λw_r<∧if
"Not Ok!" otherwise
=
kelangsingan "ok!"=
Menentukan rasioa kelangsingan
Kcx Kc= Kcy Kcx= rmin min rx ry, ( ) 123.711==
Lkx Kcx L⋅= Lky Kcy L⋅=
rasio kelangsingan λLkxrmin
23.644==
menentukan nilai λc dan ω
λcλ
π
⎛⎝
⎞⎠
fyE
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 0.261==
f λc( )
s "leleh umum"←
ω 1←
ω s( )return
λc 0.25≤if
s "tekuk inelastik"←
ω1.43
1.6 0.67 λc⋅−⎛⎝
⎞⎠
←
ω s( )return
0.25 λc< 1.2<if
s "tekuk elastik"←
ω 1.25λc2←
ω s( )return
λc 1.2≥if
=
f λc( ) 1.003 "tekuk inelastik"( )= maka ω f λc( ) 0 0, ( ) 1.003==
Kuat tekan rencana
ϕcNn ϕc Ag⋅fyω
⋅ 6.028 106×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-13 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Maka Ratio Total adalah:
RtotalNu
ϕcNnMux
ϕMnx+
MuyϕMny
+⎛⎝
⎞⎠
1.141==
2. PERHITUNGAN BATANG PIPA (P-D8-6) diameter 8 inc, tebal 6 mm
Kekuatan Penampang Lentur arah sumbu kuat
Mux 91752731= Muy 7906889.5= Nu 40523.43=
fy 240= ϕ 0.9= Φt 0.9=
fu 370= E 2 105⋅= L 3044.82=
Properti penampang
Ix 18085633.484= Ag 3717.132= D 203= t 6=
Iy Ix= fr 0.3 fy⋅= Z 233399.040=
S 178008.204= rx 69.753= ry rx=
Cek kelangsingan penampang
λDt
33.833== λp0.0714 E⋅
fy59.5== λr
0.309 E⋅fy
257.5==
Mnx fy Z⋅ λ λp≤if
0.0207 E⋅
fyDt
⋅
⎛
⎝
⎞
⎠
1+⎡
⎣
⎤
⎦
fy⋅ S⋅⎡
⎣
⎤
⎦
λp λ< λr≤if
0.330 E⋅D
t
⎛
⎝
⎞
⎠
S⋅⎡
⎣
⎤
⎦
λr λ<0.448 E⋅
fy≤if
=
ϕMnx ϕ Mnx⋅ 5.041 107×==
Kekuatan Penampang Lentur arah sumbu Lemah Cek kelangsingan penampang
λDt
33.833== λp0.0714 E⋅
fy59.5== λr
0.309 E⋅fy
257.5==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-14 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Mny fy Z⋅ λ λp≤if
0.0207 E⋅
fyDt
⋅
⎛
⎝
⎞
⎠
1+⎡
⎣
⎤
⎦
fy⋅ S⋅⎡
⎣
⎤
⎦
λp λ< λr≤if
0.330 E⋅D
t
⎛
⎝
⎞
⎠
S⋅⎡
⎣
⎤
⎦
λr λ<0.448 E⋅
fy≤if
=
ϕMny ϕ Mny⋅ 5.041 107×== Cek kekuatan rencana
Kekuatan Penampang Aksial Tarik
las di sekeliling batang, maka U=1(point a, AISC-2.1.a)
U 1=
An Ag 3.717 103×==
Ae An U⋅ 3.717 103×==
cek kelangsingan penampang
Imin min Ix Iy, ( ) 1.809 107×==
untuk komponen utama λ 240≤i
IminAg
⎛⎝
⎞⎠
69.753== untuk komponen sekunder λ 300≤
λLi
43.651==
kelangsingan "ok!" λ 240≤if
"Not Ok!" otherwise
=
kelangsingan "ok!"=
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-15 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Gambar 5.3 WF 200x100x5.5x8
Cek penampang
Kondisi leleh Kondisi Fraktur
ΦNn1 0.9 Ag⋅ fy⋅= ΦNn2 0.75 Ae⋅ fu⋅=
ΦNn1 8.029 105×= ΦNn2 1.032 106
×=
Kekuatan penampang
ΦNn min ΦNn1 ΦNn2, ( )=
ΦNn 8.029 105×=
Maka Ratio Total adalah:
RtotalNu
ϕcNnMux
ϕMnx+
MuyϕMny
+⎛⎝
⎞⎠
1.984==
3. PERHITUNGAN BATANG IWF 200x100x5.5x8
Kekuatan Penampang Lentur arah sumbu kuat
Mux 9636510.12= Muy 15188209= Nu 83455.35=
fy 240= ϕ 0.9= ϕc 0.85=
fu 370= E 2 105⋅= L 1299.41=
Properti penampang
Ix 17609322.67= tf 8= h 200= Ag 2612=
Iy 1335884.42= tw 5.5= rx 82.108= fr 0.3 fy⋅=
Sx 176093.23= b 100= ry 22.615= Zx 200152=
Sy 176093.23= Zy 41391.5=
Cek kelangsingan penampang dan zonasi balok
pelat sayap:
λfb
2 tf⋅6.25== λp_f
170
fy10.973== λr_f
370
fy fr−28.546==
λwhtw
36.364== λp_w1680
fy108.444== λr_w
2550
fy164.602==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-16 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
λ min λf λw, ( )= λr min λr_f λr_w, ( )= λp min λp_f λp_w, ( )=
cek "kompak" λ λp_f<( )if
"tak kompak" λp_f λ< λr_f<( )if
"langsing" λ λr_f≥( )if
=
cek "kompak"=
Lb L 1.299 103×==
Batas zona plastik Lp
Lp 1.76 ry⋅Efy
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 1.149 103×==
Batas zona inelastik
fL fy fr− 168== ν 0.3= hf_f h tf− 192==
GE
2 1 ν+( )⋅7.692 104
×== J2 b⋅ tf3
⋅
3h 2 tf⋅−( ) tw3
⋅
3+
⎡
⎣
⎤
⎦4.434 104
×==
X1π
Sx⎛⎝
⎞⎠
E G⋅ J⋅ Ag⋅
2⋅ 1.684 104
×== Iw Iyhf_f2
4⋅ 1.231 1010
×==
nilai hf-f adalah jarak antartitk berat pelat sayapX2 4
SxG J⋅
⎛⎝
⎞⎠
2⋅
IwIy
⋅ 0.0000983==
Lr ryX1fL
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 1 1 X2 fL2⋅++⋅ 3.888 103
×==
cek_tekuk "plastik sempurna" Lb Lp≤( )if
"torsi-lateral inelastik" Lp Lb< Lr<( )if
"torsi-lateral elastik" Lb Lr≥( )if
=
cek_tekuk "torsi-lateral inelastik"=
Cbo12.5 Mmax⋅
2.5 Mmax⋅ 3 Ma⋅+ 4 Mb⋅+ 3 Mc⋅+=
Mmax
Cbo 2.170753= dari data software analisis struktur
Cb Cbo Cbo 2.3≤if
2.3 otherwise
=
Mp Zx fy⋅ 4.804 107×== Mr Sx fy fr−( )⋅ 2.958 107
×==
My Sx fy⋅ 4.226 107×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-17 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Mcr Cbπ E Iy⋅ G⋅ J⋅
π E⋅Lb
⎛⎝
⎞⎠
2Iy⋅ Iw⋅+⋅
Lb⋅ 3.62 108
×==
Mncb Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅⎡⎣
⎤⎦
1.021 108×==
Mnx 1.5 My⋅ cek "kompak"= cek_tekuk "plastik sempurna"=∧ 1.5 My⋅( ) Mp≤∧if
Mncb cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral inelastik"=∧ Mncb Mp≤∧if
Mcr cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral elastik"=∧ Mcr Mp≤∧if
Mp Mp Mr−( )λ λp−
λr λp−⎛⎝
⎞⎠
⋅− cek "tak kompak"= Lb LP≤∧if
Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅ cek "tak kompak"= Lb LP>∧if
Mrλrλf
⎛⎝
⎞⎠
2⋅ cek "langsing"=if
Mp otherwise
=
ϕMnx ϕ Mnx⋅ 4.323 107×==
Kekuatan Penampang Lentur arah Sumbu Lemah
Cek kelangsingan penampang dan zonasi balok
pelat sayap:
λfb
2 tf⋅6.25== λp_f
170
fy10.973== λr_f
370
fy fr−28.546==
pelat badan
λwhtw
36.364== λp_w1680
fy108.444== λr_w
2550
fy164.602==
λ min λf λw, ( )= λr min λr_f λr_w, ( )= λp min λp_f λp_w, ( )=
cek "kompak" λ λp_f<( )if
"tak kompak" λp_f λ< λr_f<( )if
"langsing" λ λr_f≥( )if
=
cek "kompak"=
Lb 1.299 103×=
Batas zona plastik Lp
Lp 1.76 ry⋅Efy
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 1.149 103×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-18 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Batas zona inelastik
fL fy fr− 168== ν 0.3=
GE
2 1 ν+( )⋅7.692 104
×== hf_f h tf− 192==
J2 b⋅ tf3
⋅
3h 2 tf⋅−( ) tw3
⋅
3+
⎡
⎣
⎤
⎦4.434 104
×== Iw Iyhf_f2
4⋅ 1.231 1010
×==
X1π
Sy⎛⎝
⎞⎠
E G⋅ J⋅ Ag⋅
2⋅ 1.684 104
×==
X2 4SyG J⋅
⎛⎝
⎞⎠
2⋅
IwIy
⋅ 0.0000983==
Lr ryX1fL
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 1 1 X2 fL2⋅++⋅ 3.888 103
×==
cek_tekuk "plastik sempurna" Lb Lp≤( )if
"torsi-lateral inelastik" Lp Lb< Lr<( )if
"torsi-lateral elastik" Lb Lr≥( )if
=
cek_tekuk "torsi-lateral inelastik"=
Cbo12.5 Mmax⋅
2.5 Mmax⋅ 3 Ma⋅+ 4 Mb⋅+ 3 Mc⋅+= *
Cbo 2.215635= dari data software analisis struktur
Cb Cbo Cbo 2.3≤if
2.3 otherwise
=
Mp Zy fy⋅ 9.934 106×== Mr Sy fy fr−( )⋅ 2.958 107
×==
My Sy fy⋅ 4.226 107×==
Mcr Cbπ E Iy⋅ G⋅ J⋅
π E⋅Lb
⎛⎝
⎞⎠
2Iy⋅ Iw⋅+⋅
Lb⋅ 3.694 108
×==
Mncb Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅⎡⎣
⎤⎦
2.44 107×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-19 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Mny 1.5 My⋅ cek "kompak"= cek_tekuk "plastik sempurna"=∧ 1.5 My⋅( ) Mp≤∧if
Mncb cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral inelastik"=∧ Mncb Mp≤∧if
Mcr cek "kompak"= cek_tekuk "torsi-lateral elastik"=∧ Mcr Mp≤∧if
Mp Mp Mr−( )λ λp−
λr λp−⎛⎝
⎞⎠
⋅− cek "tak kompak"= Lb LP≤∧if
Cb Mr Mp Mr−( )Lr Lb−
Lr Lp−⎛⎝
⎞⎠
⋅+⎡⎣
⎤⎦
⋅ cek "tak kompak"= Lb LP>∧if
Mrλrλf
⎛⎝
⎞⎠
2⋅ cek "langsing"=if
Mp otherwise
=
ϕMny ϕ Mny⋅ 8.941 106×==
Desain penampag tekan profilKekuatan Penampang Aksial Tekan
Lk Kc L⋅= Imin min Ix Iy, ( ) 1.336 106×== xo 0=
Kc 0.65= rmin min rx ry, ( ) 22.615== yo 0=
cek kelangsingan penampang
Pelat sayap: λfb
2tf6.25== λf_r
250
fy16.137==
Pelat badan λwh 2 tf⋅−
tw33.455== λw_r
665
fy42.926==
kelangsingan "ok!" λf λf_r< λw λw_r<∧if
"Not Ok!" otherwise
=
kelangsingan "ok!"=
Menentukan rasio kelangsingan
Kcx Kc 0.65== Kcy Kcx=
Lkx Kcx L⋅ 844.617== Lky Lkx=
rasio kelangsingan
λLkxrmin
37.348==
menentukan nilai λc dan ω
λcλ
π
⎛⎝
⎞⎠
fyE
⎛⎝
⎞⎠
⋅ 0.412==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-20 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
f λc( )
s "leleh umum"←
ω 1←
ω s( )return
λc 0.25≤if
s "tekuk inelastik"←
ω1.43
1.6 0.67 λc⋅−⎛⎝
⎞⎠
←
ω s( )return
0.25 λc< 1.2<if
s "tekuk elastik"←
ω 1.25λc2←
ω s( )return
λc 1.2≥if
=
f λc( ) 1.08 "tekuk inelastik"( )=
ω f λc( ) 0 0, ( ) 1.08==
Kuat tekan rencana
ϕcNn ϕc Ag⋅fyω
⋅ 4.934 105×==
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-21 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.3 Perencanaan Sambungan
Di dalam perencanaan elemen sambungan, digunakan prinsip design capacity.
Artinya komponen yang termasuk dalam sistem sambungan harus lebih kuat dari
profil atau penampang yang disambung. Hal ini direncanakan agar kegagalan yang
terjadi pada struktur, tidak berada dalam sistem sambungan. Karena kegagalan dalam
system sambungan umumnya bersifat seketika. Sebagaimana yang dijelaskan dalam
SNI Baja 1729 – 2002.
Dalam penulisan tugas akhir ini, hanya direncanakan untuk beberapa tipe sambungan.
Untuk tiap tipe sambungan, dipilih pada lokasi yang mengalami gaya dalam terbesar
yang berasal dari kombinasi pembebanan yang diterima oleh struktur. Jadi dalam
tugas akhir ini, perencanaan sistem sambungan menggunakan kapasitas penampang
yang disambung sebagai gaya yang akan diterima oleh sistem sambungan.
5.3.1 Sambungan pada TR5 dan TR6 : 2UNP 125.65.6
Batang Menerima Momen dan Geser
Perencanaan Sambungan Pada Flens
Gambar 5. 1 Sambungan pada TR5 dan TR6 : 2UNP 125.65.6
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-22 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Gambar 5. 2 baut pada penampang tersusun 2UNP 125.65.6.8
Dimensi plate : 2UNP 125.65.6.8
Mu = 17,469 kNm = 17,469 x 106 Nmm
Ru = 17,469 x 106 Nmm / 125 mm = 139,752 k N
Gambar 5. 3 konfigurasi baut pada flens 2UNP 125.65.6.8
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 16 mm
jumlah baut = 8
Data pelat penyambung:
y = 240 MPa
fu = 370 Mpa
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-23 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
tpelat = 8 mm
lebar pelat = 150 mm
Ag = tpelat *lebar pelat = 1200 mm2
An1 = (150-2*(16+3))*8 = 896 mm2
An2 = (150-2*(16+3)+702/(4*77))*8 =1023 mm2
a. Cek leleh pada pelat
* *y gTn f AΦ = Φ =0,9*240*1200= 259,200 Kn
b. Fraktur pada pelat
- Untuk kombinasi 1 (lurus):
* * 0,75*370*896 248,64u nTn f A kNΦ = Φ = =
- Untuk kombinasi 2 (zig-zag):
* * 0,75*370*1023 283,88u nTn f A kNΦ = Φ = =
c. Geser pada baut:
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*1*825*200,96*8 497,376bn u bR m f A n kNΦ = = =
d. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*(16 1,5)*8*8809,856
pn u lR f d t n
kN
Φ =
= +=
Maka besar tahanan yang menentukan = 248,64 kN
Tu = 139,752 k N
Maka TnΦ > Tn maka sambungan baut pada bagian flens kuat menahan gaya
yang terjadi. Untuk sambungan diapasang pada bagian flens bawah dan flens atas dari
profil.
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-24 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Perencanaan Sambungan Pada Web
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 16 mm
jumlah baut = 8
Gambar 5. 4 konfigurasi baut pada web 2UNP 125.65.6.8 Data pelat penyambung:
fy = 240 MPa
fu = 370 MPa
tpelat = 12 mm
lebar pelat = 125 mm
356030
37,55037,5
Pu
Gambar 5. 5 Permodelan gaya Pu yang bekerja pada web 2UNP 125.65.6.8
Vu = 194,400 kN
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-25 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
2 2 230 4 3600e xj x mm= =∑
2 2 225 4 2500e yj x mm= =∑
Mu = Vu * e = 194,400 x 65 = 12636 kNmm
Baut 4:
2 2
* 12636*25 44,493600 2500
xiyi
xj yj
M eR kNe e
= = =++∑ ∑
2 2
* 12636*30 53,393600 2500
yixi
xj yj
M eR kN
e e= = =
++∑ ∑
Rv = Vu / n = 194,4 / 4 =48,6 kN
( )2 2yi v xiRi R R R= + + = 111,27 kN
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*1*825*200,96 124,407bn u bR m f A n kNΦ = = =
9 9n uR RΦ > OK!
Batang Menerima Gaya Aksial
P = 465,696 kN
Kontribusi sambungan pada flens : 248,64 kN
Kontribusi sambungan pada web :
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 16 mm
Data pelat penyambung:
fy = 240 MPa
fu = 370 MPa
tpelat = 12 mm
lebar pelat = 125 mm
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-26 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Ag = tpelat *lebar pelat = 1500 mm2
An1 = (125-2*(16+3))*12 = 1044 mm2
An2 = (125-2*(16+3)+602/(4*50))*12 =1260 mm2
a. Cek leleh pada pelat
* *y gTn f AΦ = Φ =0,9*240*1500= 324,00 kN
b. Fraktur pada pelat
- Untuk kombinasi 1 (lurus):
* * 0,75*370*1044 289,71u nTn f A kNΦ = Φ = =
- Untuk kombinasi 2 (zig-zag):
* * 0,75*370*1260 349,65u nTn f A kNΦ = Φ = =
c. Geser pada baut:
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*2*825*200,96*8 994,752bn u bR m f A n kNΦ = = =
d. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*(16 1,5)*12*81214,78
pn u lR f d t n
kN
Φ =
= +=
Maka besar tahanan yang menentukan = 289,71 kN
Kuat total system sambungan adalah : 248,64 + 289,71 = 538,35 kN
P = 465,696 kN
Maka RnΦ > Ru OK
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-27 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.3.2 Sambungan pada TR5 dan TR6 : 2UNP 125.65.6 ke TR1
Gambar 5. 6 Sambungan 2UNP 125.62.6 pada Pelat buhul
di TR-1(W1-WF 200.150.8.10)
Batang Menerima Gaya Aksial
P = 465,696 kN
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 16 mm
jumlah baut = 4
Data pelat penyambung:
fy = 240 MPa
fu = 370 MPa
tpelat = 12 mm
lebar pelat = 125 mm
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-28 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
a. Geser pada baut:
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*2*825*200,96*4 497,376bn u bR m f A n kNΦ = = =
b. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*(16 1,5)*12*4607,39
pn u lR f d t n
kN
Φ =
= +=
Maka tahanan sistem sambungan yang menentukan adalah = 497,376 kN
Maka RnΦ > Ru OK
5.3.3 Sambungan pada TR5 dan TR6 : 2L 60.60.6 ke TR1
Gambar 5. 7 Sambungan 2L 60.60.6 pada Pelat buhul di TR-1(W1-WF
200.150.8.10)
Batang Menerima Gaya Aksial
P = 202,176 kN
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 16 mm
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-29 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
jumlah baut = 2
Data pelat penyambung:
fy = 240 MPa
fu = 370 MPa
tpelat = 12 mm
lebar pelat = 125 mm
a. Geser pada baut:
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*2*825*200,96*2 248,688bn u bR m f A n kNΦ = = =
b. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*(16 1,5)*12*2303,695
pn u lR f d t n
kN
Φ =
= +=
Maka tahanan sistem sambungan yang menentukan adalah = 248,688 kN
Maka RnΦ > Ru OK
5.3.4 Sambungan pada TR5 dan TR6 : 2L 60.60.6 ke 2UNP 125.65.6
Gambar 5. 8 Sambungan 2L 60.60.6 dan 2UNP 125.65.6
Batang Menerima Gaya Aksial
P = 202,176 kN
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 16 mm
jumlah baut = 2
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-30 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Data pelat penyambung:
fy = 240 MPa
fu = 370 Mpa
tpelat = 12 mm
lebar pelat = 125 mm
a. Geser pada baut:
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*2*825*200,96*2 248,688bn u bR m f A n kNΦ = = =
b. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*(16 1,5)*12*2303,695
pn u lR f d t n
kN
Φ =
= +=
Maka tahanan sistem sambungan yang menentukan adalah = 248,688 kN
Maka RnΦ > Ru OK
5.3.5 Sambungan pada TR4 : H 400.400.13.21 ke H 400.400.13.21
Gambar 5. 9 H 400.400.13.21 ke H 400.400.13.21
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-31 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Batang Menerima Gaya Aksial
P = 4634,064 kN Sudut x = 30o
Berdasarkan SNI, maka gaya rencana sambungan adalah :
0,3 x 4634,064 = 1390,22 kN. (0,3 adalah faktor fraksi baut)
Setelah gaya diuraikan, maka baut memikul :
• gaya geser sebesar 1195,589 kN, dan
• gaya tarik sebesar 695,109 kN.
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 22 mm
jumlah baut = 12
Data pelat penyambung:
fy = 240 MPa
fu = 370 MPa
tpelat = 12 mm
lebar pelat = 400 mm
a. Geser pada baut :
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*1*825*379,94*12 1410,527bn u bR m f A n kNΦ = = =
b. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*22*25)*103663
pn u lR f d t n
kN
Φ =
==
Maka tahanan sistem sambungan yang menentukan adalah = 1410,527 kN
Maka RnΦ > Ru OK
c. Tarik pada baut :
304,92*uvVuf MPa
n Ab= =
807 1,5* 807 1,5*304,92 309,375t uvf f MPa= − = − =
0,75* * * 0,75*379,94*349,618*12 1195,508n b tT A f n kNΦ = = =
Maka TnΦ > Tu OK
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-32 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Batang Menerima Momen dan Geser
Mu = 777,629 kNm = 777,629 x 106 Nmm
Berdasarkan SNI, maka gaya rencana sambungan adalah :
0,5 x 777,629 = 388,815 kN. (0,5 adalah faktor fraksi kuat rencana sambungan)
Maka Ru = 388,815 x 106 Nmm / 400 mm = 972,036 kN
a. Geser pada baut :
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*1*825*379,94*12 1410,527bn u bR m f A n kNΦ = = =
b. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*22*25)*103663
pn u lR f d t n
kN
Φ =
==
Maka tahanan sistem sambungan yang menentukan adalah = 1410,527 kN
Maka RnΦ > Ru OK
5.3.6 Sambungan pada TR4 : H 400.400.13.21 ke King Cross
Gambar 5. 10 H H 400.400.13.21 ke King Cross
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-33 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
Batang Menerima Gaya Aksial
P = 4634,064 kN Sudut x = 60o
Berdasarkan SNI, maka gaya rencana sambungan adalah :
0,3 x 4634,064 = 1390,22 kN. (0,3 adalah faktor fraksi kuat rencana sambungan)
Setelah gaya diuraikan, maka baut memikul :
• gaya geser sebesar 1195,589 kN, dan
• gaya tarik sebesar 695,109 kN.
Data baut :
fub = 825 MPa
db = 22 mm
jumlah baut = 12
Data pelat penyambung:
fy = 240 MPa
fu = 370 MPa
tpelat = 12 mm
lebar pelat = 400 mm
a. Geser pada baut :
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*1*825*379,94*12 1410,527bn u bR m f A n kNΦ = = =
b. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*22*25)*103663
pn u lR f d t n
kN
Φ =
==
Maka tahanan sistem sambungan yang menentukan adalah = 1410,527 kN
Maka RnΦ > Ru OK
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-34 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
c. Tarik pada baut :
304,92*uvVuf MPa
n Ab= =
807 1,5* 807 1,5*304,92 309,375t uvf f MPa= − = − =
0,75* * * 0,75*379,94*349,618*12 1195,508n b tT A f n kNΦ = = =
Maka TnΦ > Tu OK
Batang Menerima Momen dan Geser
Mu = 777,629 kNm = 777,629 x 106 Nmm
Berdasarkan SNI, maka gaya rencana sambungan adalah :
0,5 x 777,629 = 388,815 kN. (0,5 adalah faktor fraksi kuat rencana sambungan)
Maka Ru = 388,815 x 106 Nmm / 400 mm = 972,036 kN
a. Geser pada baut :
- Untuk kondisi tanpa ulir:
0.75*0.5* * * * 0,75*0,5*1*825*379,94*12 1410,527bn u bR m f A n kNΦ = = =
b. Tumpu pada pelat:
0.75*(2.4* * * )*0,75*(2,4*370*22*25)*103663
pn u lR f d t n
kN
Φ =
==
Maka tahanan sistem sambungan yang menentukan adalah = 1410,527 kN
Maka RnΦ > Ru OK
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-35 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.4 Pengecekan Deformasi Struktur
5.4.1 Lendutan Model Eksisting
Tabel 5. 5 Checking Lendutan Model Eksisting
BENTANG JOINT LABEL L U1 U2 U3 R1 R2 R3 L / 360 CEK mm mm mm mm Radians Radians Radians TR1 204 39514 -18,027 -25,915 -66,351 -0,00399 -0,00275 0,00104 109,76 OK TR2 499 28772 -34,879 -2,958 -66,850 -0,00192 -0,00366 -0,00019 79,92 OK TR3 735 21500 -16,748 25,257 -22,510 0,00383 -0,00207 -0,00047 59,72 OK
TR4
917 30478 -48,391 6,201 -83.925 0,00276 0,01620 -0,00044 84,66 OK 925 30478 -49,357 3,715 -78,263 0,00316 0,01620 0,00053 84,66 OK 347 30478 -6,882 1,012 -80.236 0,00116 -0,00492 0,00019 84,66 OK 356 30478 -10,637 3,697 -76.361 0,00028 -0,00334 -0,00037 84,66 OK
TR5
1103 27921 -23,792 -3,553 -56,824 0,00096 0,01047 -0,00007 77,56 OK 1216 27921 -16,976 0,011 -24,176 0,00006 -0,00141 -0,00048 77,56 OK 1173 27921 -59,507 0,191 -57,196 0,00225 -0,03674 0,00100 77,56 OK 1146 27921 -11,903 3,703 -76.361 0,00097 -0,00627 -0,00005 77,56 OK 1132 27921 41,298 -3,757 -56,824 0,00160 0,03198 -0,00283 77,56 OK
TR6
999 27921 -67,940 3,524 -49,034 0,00350 0,01946 0,00063 77,56 OK 1201 27921 -19,253 0,094 -23,826 -0,00039 -0,00162 -0,00048 77,56 OK 1050 27921 1,396 5,029 -76,251 0,00115 -0,00800 0,00056 77,56 OK 968 27921 2,495 4,575 -53,344 0,00120 -0,02037 -0,00015 77,56 OK
1062 27921 10,632 5,016 -0,156 0,00094 -0,00982 0,00052 77,56 OK
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-36 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.4.2 Lendutan Model Redesign
Tabel 5. 6 Checking Lendutan Model Redesign
BENTANG JOINT LABEL L U1 U2 U3 R1 R2 R3 L / 360 CEK mm mm mm mm Radians Radians Radians TR1 204 39514 -20,529 2,471 -70,363 0,00056 0,00790 -0,00032 109,76 OK TR2 499 28772 -21,425 0,534 -70,380 0,00186 0,00799 0,00077 79,92 OK TR3 735 21500 -6,092 0,231 -58,369 0,00128 -0,00222 -0,00039 59,72 OK
TR4
917 30478 -6,031 1,267 -44,160 0,00391 -0,00195 0,00046 84,66 OK 925 30478 -12,546 -14,299 -36,121 -0,00281 0,00033 -0,00046 84,66 OK 347 30478 -20,623 -1,687 -36,017 -0,00196 0,00103 0,00007 84,66 OK 356 30478 -12,917 21,330 -19,206 0,00277 0,00140 0,00062 84,66 OK
TR5
1103 27921 -17,757 -0,411 -36,061 0,00031 0,00604 0,00013 77,56 OK 1216 27921 -17,921 0,374 -45,075 0,00109 -0,00592 -0,00060 77,56 OK 1173 27921 -71,469 0,022 -62,774 0,00162 -0,03085 0,00080 77,56 OK 1146 27921 -19,909 6,248 -66,732 0,00000 0,00405 -0,00040 77,56 OK 1132 27921 25,081 1,394 -48,592 0,00089 0,02941 -0,00228 77,56 OK
TR6
999 27921 -38,824 3,957 -25,456 0,00188 0,00694 0,00037 77,56 OK 1201 27921 -32,335 5,412 -43,394 0,00128 0,00613 0,00071 77,56 OK 1050 27921 -21,445 7,697 -59,797 0,00108 0,00270 0,00033 77,56 OK 968 27921 -11,640 4,224 -56,779 0,00040 -0,00551 -0,00085 77,56 OK
1062 27921 -5,054 2,886 -32,277 0,00075 -0,00701 0,00026 77,56 OK
SI40Z1-Tugas Akhir
ARIEF BUDIMAN 15004081 V-37 TEGUH PRIBADI D.N. 15004116
5.5 Resume dan Perbandingan Desain
Tabel 5. 7 Resume dan Perbandingan Desain
PERBANDINGAN Eksisting RedesignKOLOM‐TR4 KOLOM‐TR4P1‐D8‐6 P1‐D8‐6
P1TR4‐D8‐10P‐7‐10P‐TR1‐2‐D8‐12P‐TR4‐D8‐10
P2‐D6‐6 P2‐D6‐6siku60x60x6 siku60x60x6unp125x65x6x8 unp125x65x6x8W1‐WF‐200X100X5.5X8 W1‐WF200X150X8X10W2‐WF‐150X75X5X7 W2‐WF‐150X75X5X7W3‐H‐400X400X13X21 W3‐H‐400X400X13X21W4‐WF‐300X150X6.5X9 W4‐WF‐300X150X6.5X9
W4‐WF250X250X9X14W5‐WF‐250X125X6X9 W5‐WF‐250X125X6X9
OK! Lendutan < L/360OK! Lendutan < L/360DEFORMASI
OK! Beberapa FailedSAMBUNGAN
PENAMPANG
BERAT STRUKTUR 578272.38 kg 733210.29 kg
PERIODE 1.36325 second 1.11236 second