Kolom

Matakuliah : S0094/Teori dan Pelaksanaan Struktur BajaTahun : 2007Versi : 0

Learning Outcomes

Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu :• Mahasiswa dapat menghitung desain kolom

struktur baja.

Outline Materi

• Kolom memikul lentur

KOLOM / BEAM COLUMN

12.01. Uraian dan PembebananKonstruksi Batang yang ditempatkan secara tegak, digunkanan untuk me-nunjang sebuah balok, gelagar atau rasuk, disebut "KOLOM"Sesuai dengan cara pembebanan, kolom dapat dibedakan dalam :Kolom yang semata mata atau terutama dibebani tekanan.Kolom yang kecuali gaya tekan, dibebani pula oleh Momen Lengkung. (Beam Colom)

Kolom yang Dibebani Tekanan Secara Sentris :Pada umumnya terdapat dua buah bentuk konstruksi, yaitu :• Bangunan, dimana kolom itu diteruskan dan balok-balok menyandar pada kolom itu, sambungan tidak kaku (Gbr. 12.01).• Bangunan, dimana rencana tingkatan berganti dengan tidak teratur dan kolom itu pada setiap lantai diputuskan, sedangkan balok lantai menerus (Gbr. 12.02)Perincian kolom yang dibebani sentris :• Konstruksi Kap• Konstruksi Kaki

DIN 24

45

22

6 0

a

a

R

M 1

2/3 M 2

1/2 M 3

1/4M 4

1/2 M 2

1/2 M 3

1/2 M 4

Kolom yang kecuali Gaya Tekan Sentris, dibebani pula oleh Momen Lengkung (Beam Column) :• Sebuah kolom yang dibebani oleh gelegar yang

disambungkan dengan kolom itu dengan gaya tegak dan gaya mendatar, sedangkan pada kolom itu masih bekerja gaya mendatar lain (seperti beban angin), maka kecuali gaya tekan, mendapat suatu gaya melintang dan suatu momen lengkung.

• Hendaknya diusahakan supaya momen kelembaman (I) sekeliling sumbu yang paling tegak lurus pada bidang momen lengkung itu, ialah momen yang paling besar.

Contoh :Kolom dan Balok dari Suatu PortalBalok CD memikul gaya tekan P dan momen M, dan gaya lintang q. Kolom AC dan BD memikul gaya tekan RA atau RB dan momen lentur M1 dan M2.

• Peninjauan Beam Column dapat dalam keadaan bermacam-macam, antara lain :

• Kekakuan kolom dalam bidang zx, melekuk dalam bidang yz saja, karena ada lateral restraints bidang yz

M 1M 1 q

M 1M 1

PP

PP

C D

BA

M 2 M 2

R A R B

R BR A

L

P

Z

P

Y

X

M

mβ

Lateralrestrains

• Flexural-torsional buckling dari kolom melentur dalam bidang yz, dan melekuk dalam bidang xz dan twisting .

• Biaxial bending column, melentur dalam bidang yz dan xz dan twisting .

P

P M

Z

X

Y

L

βM

Z

X

Y

L

xx M β

yy M β

M y

M x

12.02. Pilihan ProfilDasar Pertimbangan :Bahaya Tekuk dan Momen Kelembaman Minimal (I min)I min dan I maks tidak banyak berbeda, apabila panjang tekuk arah X dan arah Y adalah sama atau tidak banyak berbeda satu sama lain.Kolom dengan Profil Penampang Tunggal :Profil NP kurang baik, seperti 20 ( maks ~ 19 min)Profil yang berflens lebar lebih baik, seperti DIN 20 ( maks ~ 3 min )Untuk penampang kolom tung-gal, profil yang berflens lebih lebar lebih baik untuk dipakai,

apabila beban kolom tidak terlampau besar dan nomor yang rendah telah mencukupi.Untuk beban yang sangat be-sar, batang profil tunggal (profil canaian) tidak memadai, perlu profil yang disusun dengan penampang menjadi satu.Kolom dengan Profil Gabungan (Profil Susun) :Contoh : Gbr. 12.03 s/d Gbr. 12.12

Kolom

Matakuliah : S0094/Teori dan Pelaksanaan Struktur BajaTahun : 2007Versi : 0

Learning Outcomes

Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu :• Mahasiswa dapat menghitung desain kolom

struktur baja.

Outline Materi

• Kolom memikul Normal tekan

12.03. Rumus-Rumus Untuk Per-hitungan KolomKolom-kolom yang ujung-ujungnya tidak bergoyang. Rumus-rumus untuk kolom yang ujung-ujungnya tidak bergoyang adalah sebagai berikut :Kolom-kolom yang tidak dibebani gaya-gaya lintang dan momen lentur hanya terhadap sumbu x, harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

σ ANω

σ WM

1nnβ

ANω

y

x

x

x

xxx

N disini = F uraian atas di atas = gaya normalKolom-kolom yang dibebani gaya-gaya lintang dan momen lentur hanya terhadap sumbu x, harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

σWM

AN

x

x

σ W

MMAN

σ W

MMβ1n

nβANω

x

DXx2

x

DXx2x

x

xxx

• Kolom-kolom yang tidak dibebani gaya lintang dan lentur hanya terhadap sumbu y, harus memenuhi syarat-syarat sebagi berikut :

σ WM

AN

σ ANω

σ WM

1nn

βANω

y

y

x

y

y

y

yyy

• Kolom-kolom yang dibebani gaya lintang dan lentur hanya terhadap sumbu y, harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

σ W

MM

AN

σ W

MMβ

1nn

ANω

y

Dyy2

y

Dyy2y

y

yy

1) dimana :F = gaya normal pada kolomA = luas tampang kolomEX = tegangan elastis dengan

sumbu x sebagai garis netral.

Kelangsingan terhadap sumbu x.

Dengan diketahuinya besarnya x yang dapat dicari pada tabel 2, 3, 4, 5 PPBBI besarnya faktor tekuk x. Harga dapat dicari di tabel 10 PPBBI sesuai dengannya.

FAσn EX

x

x

kxx i

Lλ

EXσ

2. Menurut Massomet besarnya

dimanaMx1Mx2x = faktor magnifikasi, yaitu parameter medan ekivalen untuk menyamakan kedua momen ujung (lokasi lain : Cm) x 0.4 jika L = panjang terbesar bagian kolom yang tidak disokong.x 0.6 jika L = panjang tekuk sebenarnya dari kolom.

x2

x1

MM0.40.6β

Kolom yang mengalami Flexural-Torsional BucklingKolom semacam ini melentur terhadap sumbu kuatnya dan melekuk arah lateral (terhadap sumbu lemahnya) lalu terjadi puntir.Menurut PPBI, pengaruh lateral torsional buckling ini diperhitungakan dengan mengalikan faktor pada terms kedua rumus :

sehingga menjadi

σ WM

1nnβ

ANω

x

x

x

xxx

σ WM

1nnβ θ

ANω

x

x

x

xxx

Apabila beam column juga menerima beban lintang. Berlaku rumus :

dimana :

untuk konstruksi statis tertentu dihitung dengan persamaan (35a), (35b) dan (35c) PPBBI. untuk konstruksi statis tidak tertentu dihitung dengan persamaan (37a), (37b) dan (37c)

σ W

MMβ1n

n θANω

x

DXx2x

x

xx

1.0

MM38σ

σ5θ

x2

x1kip

kipσ

kipσ

Kolom yang mengalami Biaxial BandingKolom semacam ini melentur baik terhadap sumbu kuatnya maupun ter-hadap sumbu lemahnya dan disertai adanya puntir.Bentuk geometris dari portal bangu-nan dan pembebanannya, umumnya bersifat tiga dimensi, sehingga kolom yang merupakan elemen struktur tersebut akan memikul beban-beban aksial, lentur dan puntir akibat ele-men-elemen lainnya yang dihubung-kan dengan kolom tersebut.Menurut PPBBI kolom yang menga-lami biaxial bending tanpa adanya beban lintang adalah sebagai berikut :

Pada ujung batang harus dikontrol dengan persamaan sebagai berikut :

Untuk Beam Column yang menerima beban lintang :

σ WM

1nn

β θ

WM

1nnβ θ

ANω

y

y

y

yy

x

x

x

xxmax

σ WM

WM θ

AN

y

y

x

x

σ W

MMβ

1nn

W

MMβ1n

n θANω

y

Dyy2y

y

y

x

DXx2x

x

xx

dan

Catatan :max diambil yang terbesar dari x dan y.

Contoh :Portal yang tidak bergoyang seperti tergambar . Kolom AB memikul gaya aksial P = 70 ton dan MBA = +8,8 ton meter. MAB = - 8 tm.Tegak lurus sumbu lemah (sumbu y) dari kolom DIN 24 diberi lateral restraints yang membagi panjang kolom AB = 4,5 m menjadi 5 bagian yang sama panjang

σ W

MM

WMM

θAN

y

Dyy2

x

DXx2

2cmkg1600σ

Ditanyakan apakah kolom AB cukup kuat !

DIN 36

DIN 24DIN 26

DIN 36

DIN 24DIN 24

A

B

4.5 m

4.5 m

7.5 m

B

A

M AB = -8tm

M BA = 8.8tmP = 70 ton

P = 70 ton