KONSOL akhir
57
FAKULTAS TEKNIK USU JURUSAN SIPIL Page 1 PERENCANAAN CRANE YOGI PERHITUNGAN CRANE DESIGN BY : YOGI RIKARDO PAKPAHAN DESIGN BALOK MELINTANG CRANE DATA CRANE Kapasitas crane 200 Kn (20 Ton) Berat sendiri troly, elcktric motor, hook,roda,etc 0.4 Kn Berat Rel 0.3 Kn/m Bentang portal 25000 mm Panjang EL 600 mm Panjang ER 600 mm Panjang Balok Crane 23800 mm Gaya rem =1/15 kapasitas crane 13.33 Kn A. DATA BAHAN fu = 370 fy = 240 70 E = 200000 0.3 B. DATA PROFIL BAJA IWF 400.400.45.70 tf 70 mm tw 45 mm B 432 mm H 498 mm Berat 605 kg/m luas A 770.1 Ix 298000 Iy 94400 rx 19.7 cm ry 11.1 cm Sx 12000 Sy 4370 Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, 0.90 Faktor reduksi kekuatan untuk geser, 0.75 C. SECTION PROPERTY 76923.076923077 Ht = H-tf 428.00 109658250.00 4.323E+13 6672.54 0.00000 14384565 6713078 G = modulus geser, modulus penampang plastis thd. sb. x, J = Konstanta puntir torsi, modulus penampang plastis thd. sb. y, konstanta putir lengkung, koefisien momen tekuk torsi lateral, h = tinggi bersih badan, koefisien momen tekuk torsi lateral, Tegangan tarik putus (ultimate stress), Tegangan leleh baja (yield stress), Tegangan sisa (residual stress), fr = Modulus elastik baja (modulus of elasticity), Angka Poisson (Poisson's ratio), u = cm 2 cm 4 cm 4 cm 3 cm 3 fb = ff = G = E / [ 2 * (1 + u) ] = J = 2 * 1/3 *B * tf 3 + 1/3 * (H - 2 * tf) * tw 3 = Iw = Iy * Ht 2 / 4 = X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ] 2 * Iw / Iy = Zx = [ 2(B*tf) * (1/2Ht) ] + [ 2*(H/2-tf) * tw * ( (1/2 (H/2-tf) ) ) ] Zy = 4 * (B/2*tf) * (1/2*B/2) ) + ( 2 * (tw/2 * (H-2 * tf) * (1/2 * tw/2))) Zx = Zy = Iw = X1 = X2 =
description
tugas baja
Transcript of KONSOL akhir
MELINTANG PERHITUNGAN CRANEDESIGN BY : YOGI RIKARDO PAKPAHAN [email protected]
DESIGN BALOK MELINTANG CRANE
DATA CRANEKapasitas crane200Kn(20 Ton)Berat sendiri troly, elcktric motor, hook,roda,etc0.4KnBerat Rel 0.3Kn/mBentang portal25000mmPanjang EL600mmPanjang ER600mmPanjang Balok Crane23800mmGaya rem =1/15 kapasitas crane13.33Kn
A. DATA BAHAN
Tegangan tarik putus (ultimate stress),fu =370MPaTegangan leleh baja (yield stress),fy =240MPaTegangan sisa (residual stress),fr =70MPaModulus elastik baja (modulus of elasticity),E =200000MPaAngka Poisson (Poisson's ratio),u =0.3
B. DATA PROFIL BAJAIWF 400.400.45.70tf70mmtw45mmB432mmH498mmBerat605kg/m=6.05n/mmluas A770.1cm2=77010mm2Ix298000cm4=2980000000mm4Iy94400cm4=944000000mm4rx19.7cm=197mmry11.1cm=111mmSx12000cm3=12000000mm3Sy4370cm3=4370000mm3
Faktor reduksi kekuatan untuk lentur,fb =0.90Faktor reduksi kekuatan untuk geser,ff =0.75
C. SECTION PROPERTYG = E / [ 2 * (1 + u) ] =76923.0769230769MPaHt = H-tf428.00mm J = 2 * 1/3 *B * tf3 + 1/3 * (H - 2 * tf) * tw3 =109658250.00mm4Iw = Iy * Ht2 / 4 =4.323E+13mm6X1 = p / Sx * [ E * G * J * A / 2 ] =6672.54MPaX2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy =0.00000mm2/N2Zx = [ 2(B*tf) * (1/2Ht) ] + [ 2*(H/2-tf) * tw * ( (1/2 (H/2-tf) ) ) ]14384565mm3Zy = 4 * (B/2*tf) * (1/2*B/2) ) + ( 2 * (tw/2 * (H-2 * tf) * (1/2 * tw/2)))6713078mm3
G =modulus geser,Zx =modulus penampang plastis thd. sb. x,J =Konstanta puntir torsi,Zy =modulus penampang plastis thd. sb. y,Iw =konstanta putir lengkung,X1 =koefisien momen tekuk torsi lateral,h =tinggi bersih badan,X2 =koefisien momen tekuk torsi lateral,
D. BEBAN TERFAKTORBeban merata (Dead Load; b.sendiri dan rel)Qu = 1.4 * QDL =8.89Kn/m =8.89N/mmBeban terpusat (Life Load ; troly,elktrik motor, hook ,roda, gaya rem , kapasitas crane)Pu = 1.6 * PLL =341.9733333333Kn =341973.333333333N
E. MOMEN DAN GAYA GESER AKIBAT BEBAN TERFAKTOR UNTUK SATU PROFIL
Panjang bentang gording terhadap sumbu x,Lx = L1 =23800mmPanjang bentang gording terhadap sumbu y,Ly = L2 =23800mmMomen akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,Mux = (1/8 * Qux * Lx2 + 1/4 * Pux * Lx)) =2664197783NmmMomen pada 1/4 bentang,MA =1998148338NmmMomen di tengah bentang,MB =2664197783NmmMomen pada 3/4 bentang,MC =1998148338NmmMomen akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,Muy = 1/8 * Quy * Ly2 + 1/4 * Puy * Ly =0NmmGaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,Vux = Qux * Lx + Pux =553555NGaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,Vuy = Quy * Ly + Puy =0N
F MOMEN NOMINAL PENGARUH LOCAL BUCKLING
Pengaruh tekuk lokal (local buckling) pada sayap :Kelangsingan penampang sayap,l = B / tf =6.171Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,lp = 170 / fy =10.973Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,lr = 370 / ( fy - fr ) =28.378Momen plastis terhadap sumbu x,Mpx = fy * Zx =3452295600NmmMomen plastis terhadap sumbu y,Mpy = fy * Zy =1611138600NmmMomen batas tekuk terhadap sumbu x,Mrx = Sx * ( fy - fr ) =2040000000NmmMomen batas tekuk terhadap sumbu y,Mry = Sy * ( fy - fr ) =742900000NmmMomen nominal penampang untuk :a. Penampang compact,l lpMn =Mpb. Penampang non-compact,lp < l lrMn =Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp)c. Penampang langsing,l > lrMn =Mr * ( lr / l )2
l Lp danL>Lr Termasuk kategori : bentang panjangbentang panjangMomen nominal terhadap sumbu x dihitung sebagai berikut :Mnx = Mpx = fy * Zx =-NmmMnx = Cb * [ Mrx + ( Mpx - Mrx ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] =-NmmMnx = Cb * p / L* [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] =6039266661NmmMomen nominal thd. sb. x untuk :bentang panjangMnx = 6039266661NmmMnx>Mpx Momen nominal terhadap sumbu x yang digunakan,Mnx =3452295600NmmMomen nominal terhadap sumbu y dihitung sebagai berikut :Mny = Mpy = fy * Zy =-NmmMny = Cb * [ Mry + ( Mpy - Mry ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] =-NmmMny = Cb * p / L* [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] =6039266661NmmMomen nominal thd. sb. y untuk :bentang panjangMny = 6039266661NmmMny>Mpy Momen nominal terhadap sumbu y yang digunakan,Mny =1611138600Nmm
H TAHANAN MOMEN LENTUR
Momen nominal terhadap sumbu x :Berdasarkan pengaruh local buckling,Mnx =3452295600NmmBerdasarkan pengaruh lateral buckling,Mnx =3452295600NmmMomen nominal terhadap sumbu x (terkecil) yg menentukan,Mnx =3452295600NmmTahanan momen lentur terhadap sumbu x,fb * Mnx =3107066040NmmMomen nominal terhadap sumbu y :Berdasarkan pengaruh local buckling,Mny =742900000NmmBerdasarkan pengaruh lateral buckling,Mny =1611138600NmmMomen nominal terhadap sumbu y (terkecil) yg menentukan,Mny =742900000NmmTahanan momen lentur terhadap sumbu y,fb * Mny =668610000NmmMomen akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,Mux =2664197783NmmMomen akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,Muy =0NmmMux / ( fb * Mnx ) =0.8575Muy / ( fb * Mny ) =0.0000Syarat yg harus dipenuhi :Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) 1.0Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) =0.8575 < 1.0 AMAN (OK)
I. TAHANAN GESER
Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,H / tw6.36 * ( E / fy )11.07 lrMn =Mr * ( lr / l )2
l >lpdanl Lr Mn = Cb * p / L* [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] MpPanjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,Lp = 1.76 * ry * ( E / fy ) =5131mmTegangan leleh dikurangi tegangan sisa,fL = fy - fr =170MPaPanjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen kritis tekuktorsi lateral,Lr = ry * X1 / fL * [ 1 + ( 1 + X2 * fL2 ) ] =1873mmKoefisien momen tekuk torsi lateral,Cb = 12.5 * Mux / ( 2.5*Mux + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) =1.67Momen plastis terhadap sumbu x,Mpx = fy * Zx =864031920NmmMomen plastis terhadap sumbu y,Mpy = fy * Zy =406830120NmmMomen batas tekuk terhadap sumbu x,Mrx = Sx * ( fy - fr ) =566100000NmmMomen batas tekuk terhadap sumbu y,Mry = Sy * ( fy - fr ) =190400000NmmPanjang bentang terhadap sumbu y (jarak dukungan lateral),L = L2 =23800mmL>Lp danL>Lr Termasuk kategori : bentang panjangbentang panjangMomen nominal terhadap sumbu x dihitung sebagai berikut :Mnx = Mpx = fy * Zx =-NmmMnx = Cb * [ Mrx + ( Mpx - Mrx ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] =-NmmMnx = Cb * p / L* [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] =718624793NmmMomen nominal thd. sb. x untuk :bentang panjangMnx = 718624793NmmMnxMpy Momen nominal terhadap sumbu y yang digunakan,Mny =406830120Nmm
H TAHANAN MOMEN LENTUR
Momen nominal terhadap sumbu x :Berdasarkan pengaruh local buckling,Mnx =725815588NmmBerdasarkan pengaruh lateral buckling,Mnx =718624793NmmMomen nominal terhadap sumbu x (terkecil) yg menentukan,Mnx =718624793NmmTahanan momen lentur terhadap sumbu x,fb * Mnx =646762313NmmMomen nominal terhadap sumbu y :Berdasarkan pengaruh local buckling,Mny =306424036NmmBerdasarkan pengaruh lateral buckling,Mny =406830120NmmMomen nominal terhadap sumbu y (terkecil) yg menentukan,Mny =306424036NmmTahanan momen lentur terhadap sumbu y,fb * Mny =275781632NmmMomen akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,Mux =212796374NmmMomen akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,Muy =0NmmMux / ( fb * Mnx ) =0.3290Muy / ( fb * Mny ) =0.0000Syarat yg harus dipenuhi :Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) 1.0Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) =0.3290 < 1.0 AMAN (OK)
I. TAHANAN GESER
Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,H / tw6.36 * ( E / fy )30.77
