Struktur Baja 1 - Batang Tarik 1

MODUL PERKULIAHAN

Struktur Baja 1

Batang Tarik #1

Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh

Teknik Perencanaan dan Desain

Teknik Sipil

03MK11052 Ivan Jansen S., ST, MT

Abstract KompetensiModul ini bertujuan untuk memberikan pemahaman dasar mengenai perencanaan batang tarik pada struktur baja

Mahasiswa/i mampu menentukan dan menghitung kapasitas rencana dari batang tarik

Batang Tarik ( Tension Member)

1. Pendahuluan Batang tarik merupakan elemen struktur yang dihubungkan dengan gaya gaya tarik aksial.

Elemen struktur ini dapat kita jumpai seperti pada struktur rangka jembatan, rangka atap,

menara/tower transmisi dan lainnya. Batang ini dapat terdiri dari profil tunggal ataupun profil-

profil tersusun, dimana hal yang paling menentukan adalah kondisi dari penampang atau

cross-section dari batang tersebut. Contoh dari penampang (section) batang tarik adalah profil

bulat, pelat, siku, siku ganda, siku bintang, kanal, WF, dan lain-lain. Gambar profil berikut

menunjukkan beberapa penampang dari batang tarik yang umum digunakan.

‘14 2

Struktur Baja 1Pusat Bahan Ajar dan eLearning

Ivan Jansen S., ST, MT http://www.mercubuana.ac.id

Gbr1. Elemen dari jembatan baja (Truss Bridge)

Gbr2. Gusset plate (plat sambung) pada batang tarik dengan sambungan baut

Desain dan analisis dari elemen struktur umumnya adalah pemilihan dari ukuran penampang

yang mampu menahan beban.

2. Tahanan Nominal (Kapasitas Tarik)

Dalam menentukan kapasitas tarik dari suatu elemen struktur, terdaapt tiga kondisi yang

harus diperiksa, dimana hal ini dipegaruhi oleh kondisi batas atau kegagalan dari material

elemen tersebut.

Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 10.1 dinyatakan bahwa semua komponen struktur yang

memikul gaya tarik aksial terfaktor sebesar Tu, maka harus memenuhi:

‘14 3



Tn adalah tahanan nominal dari penampang yang ditentukan berdasarkan tiga macam kondisi

keruntuhan batang tarik :

a. Kondisi leleh dari luas penampang kotor, didaerah yang jauh dari sambungan.

Bila kondisi leleh yang menentukan, maka tahanan nominal, Tn dari batang tarik :

b. Kondisi fraktur dari luas penampang bersih (netto) pada daerah sambungan.

Pada batang tarik yang mempunyai lubang, misalnya untuk penempatan baut,

maka luas penampangnya tereduksi, yang dinamakan luas netto (An). Lubang pada

batang menimbulkan konsentrasi tegangan akibat beban kerja. Pada teori

elastisitas menunjukkan bahwa

tegangan tarik di sekitar lubang baut tersebut adalah sekitar 3 kali tegangan rerata

pada penampang netto. Ketika serat bagian dalam material mencapai regangan

leleh Ey = fy/Es , tegangan menjadi konstan sebesar fy, dengan deformasi yang

masih berlanjut sehingga semua serat dalam material mencapai Ey atau lebih.

Tegangan yang terkonsentrasi di sekitar lubang akan menimbulkan fraktur pada

sambungan.

Jika kondisi ini yang menentukan pada sambungan, maka tahanan nominal Tn

tersebut :

‘14 4



Kondisi LRFD : pada Load and Resistance Factor Design, beban terfaktor akan

dibandingkan dengan kekuatan elemen struktur. Kekuatan tahanan nominal batang

tarik:

Pu = kombinasi dari beban terfaktor

= faktor reduksi kekuatan nominal elemen

Nilai faktor reduksi kekuatan nominal :

For yielding, t = 0.90

For fracture, t = 0.75

Dengan demikian, ada dua (2) kondisi batas yang harus terpenuhi :

Pu ≤ 0.90 Fy.Ag

Pu ≤ 0.75 Fu.Ae

“The smaller of these is the design strength of the member.”

Kondisi ASD : Pada Allowable Strength Design, total dari beban service/layan (tidak

terfaktor) akan dibandingkan dengan kekuatan ijin bahan elemen struktur

Pa = beban service/ijin yang diaplikasi

= kekuatan/tahanan ijin elemen struktur

Untuk leleh/yielding dari gross section, the safety factor Ωt is 1.67, maka :

‘14 5



Untuk kondisi fraktur , SF (Safety Factor) = 2 , maka :

Contoh 1a.:

Note: Jenis baja A37 identik dengan BJ371 inch = 25.4 mm ; 1 inch2 = 645.16 mm2

1 kip = 4.448 kN1kN = 100 kg

‘14 6



3. Luas NettoLubang yang dibuat pada sambungan untuk menempatkan alat pengencang seperti baut

ataupun paku keling dapat mengurangi luas penampang, sehingga akan mengurangi tahanan

penampang tersebut. Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 17.3.5 mengenai pelubangan untuk

baut, dinyatakan bahwa suatu lubang bulat untuk baut harus dipotong dengan mesin

pemotong dengan api, atau dibor ukuran penuh, atau dipons 3 mm lebih kecil dan kemudian

diperbesar, atau dipons penuh.

Selain itu, dinyatakan pula bahwa suatu lubang yang dipons hanya diijinkan pada

material dengan tegangan leleh (fy) tidak lebih dari 360 MPa dan ketebalannya tidak melebihi

5600/fy mm.

Selanjutnya pada pasal 17.3.6 diatur mengenai ukuran lubang suatu baut, yang

dinyatakan bahwa diameter nominal dari suatu lubang yang sudah jadi, harus 2 mm lebih

besar dari diameter nominal baut untuk suatu baut yang diameternya tidak lebih dari 24 mm.

Untuk baut yang diameternya lebih dari 24 mm, maka ukuran lubang harus diambil 3 mm lebih

‘14 7



besar. Luas netto penampang batang tarik tidak boleh diambil lebih besar daripada 85% luas

bruttonva, An ≤ 0,85 Ag .

Contoh 2a :

Hitunglah luas netto dari suatu batang tarik yang menggunakan baut dengan

diameter 19 mm. Lubang dibuat dengan metoda punching.

Contoh 2b.: pelat dengan ukuran 210 x 8 mm

4. Kondisi/efek dari staggered holes (lubang berselang-seling)

Lubang baut dapat diletakkan berselang-seling seperti dalam Gambar berikut. Dalam SNI

03-1729-2002 pasal 10.2.1 diatur mengenai cara perhirungan luas netto penampang dengan

‘14 8



lubang yang diletakkan berselang-seling, dinyatakan bahwa luas netto harus dihitung

berdasarkan luas minimum antara potongan 1 dan potongan 2.

Contoh 3 :

‘14 9



Penyelesaian :

Sambungan diletakkan berselang-seling (staggered) pada sebuah profil siku,

kanal atau WF, maka penentuan nilai U sebagai berikut :

‘14 10



Contoh 4:Hitung An minimum dari batang tarik berikut, yang terbuat dari profil siku L 100.150.10. Dengan

diameter lubang = 25 mm.

‘14 11



Luas kotor Ag = 2420 mm2 ( tabel profil baja )

Lebar Lubang = 25 mm

Potongan AC = An = 2420 – 2(25)(10) = 1880 mm2

Potongan ABC = An = 2420 – 3(25)(10) + 752x10/4x60 + 752x10/4x105 = 2038.304 mm2

Periksa terhadap syarat An = 0,85. Ag.

0,85 Ag = 0,85 (2420) = 2057 mm2

Jadi An minimum adalah 1880 mm2

Daftar Pustaka1. Salmon, C.G. & Jojnson, J.E, “ Steel Structure, Design and Behavior” 4 th Edition.

2. SNI 03-1729-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung

3. SNI 03–1726–2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan

Gedung

4. Joseph E Bowles, Structural Steel Design, The Harper and Row Publisher, New York,

USA

5. Segui, W.T., “Steel Design” Cengage Learning

6. Setiawan A.,”Perencanaan Struktur Baja Metode LRFD” Erlangga 2008

7. Aghayere A., Vigil J., “ Structural Steel Design “ Pearson Prentice-Hall 2009

‘14 12



Struktur Baja 1 - Batang Tarik 1

Documents

Transcript of Struktur Baja 1 - Batang Tarik 1