KONSTRUKSI BAJA IPERENCANAAN BATANG TARIK

Pertemuan 4

Batang tarik

Komponen struktur baja yang hanya

memikul gaya aksial tarik

Kekuatan batang tarik harus direduksi

dengan adanya lobang pada sambungan

Artinya batang tarik ditentukan oleh

seberapa luas suatu penampang secara

efektif ikut memikul gaya aksial tarik

KOMPONEN TARIKPADA STRUKTUR

Sumber : Structural Steelwork : Design to Limit State Theory 3rd

Edition

PROFIL BAJAYANG SERINGDIGUNAKAN UNTUK BATANGTARIK

Sumber : Structural Steelwork : Design to Limit

State Theory 3rd Edition

JENIS SAMBUNGAN PADA KOMPONEN TARIK

Sumber : Structural Steelwork : Design to Limit

State Theory 3rd Edition

Kuat tarik rencana, NnDitentukan berdasarkan kondisi batas yang

mungkin terjadi pada elemen tarik :

1. Kondisi leleh

Ditinjau pada bagian elemen yang jauh dari sambungan

Dimana :

Ag = luas penampang penuh, tidak ada pengurangan

luas akibat lubang

fy = tegangan leleh baja

Nn = kuat rencana elemen tarik

ex

ey

ex

Pelat penyambung

Profil siku

yg fA0,90Nn

2. Kondisi fracture / putus

Ditinjau pada bagian elemen disekitarsambungan.

Dimana :

Ae = luas penampang efektif menurut butir 10.2

SNI 03-1729-2002 hal 70.

fu = tegangan ultimate baja

Nn = kuat rencana elemen tarik

ex

ey

ex

Pelat penyambung

Profil siku

Bidang sambung

Titik kerja

gaya

Elemen di sekitar

sambungan

ue fA0,75Nn

Kuat tarik rencana , Nn ditentukan oleh keduakondisi batas yang mungkin dialami oleh batangtarik seperti yang diuraikan sebelumnya, denganmengambil nilai terkecil diantara nilai kuat tarikrencana pada kondisi leleh dan kondisi fracture.

Nilai 0.9 dan 0.75 merupakan angka koefisienreduksi sesuai dengan peraturan baja. Koefisienreduksi untuk kondisi fracture diambil lebih kecildaripada kondisi leleh karena kondisi fracture lebih berbahaya dan harus dihindari.

Komponen struktur baja yang memikul gaya aksialtarik terfaktor , Nu harus memenuhi :

NnNu

Luas Efektif, Ae

A : adalah luas penampang menurut Butir

10.2.1 sampai dengan10.2.4, mm2

U : Faktor reduksi

atau menurut Butir 10.2.3 dan 10.2.4

Keterangan :

x adalah eksentrisitas sambungan, jarak tegak lurus arah gayatarik, antara titik berat penampang komponen yang disambungdengan bidang sambungan, mm

L adalah panjang sambungan dalam arah gaya tarik, yaitu jarakantara dua baut yang terjauh pada suatu sambungan atau panjang lasdalam arah gaya tarik, mm

UAAe .

0,9L

x1U

10.2.1 Untuk penampang berlubang, minimum dari

luas irisan 1-3 atau 1-2-3

Irisan 1-3

Irisan 1-2-3

.tdnAA g

u4

s.tdnAA

2

g

Keterangan:

Ag adalah luas penampang bruto, mm2

t adalah tebal penampang, mm

d adalah diameter lubang, mm

n adalah banyaknya lubang dalam garis potongan

s adalah jarak antara sumbu lubang pada arahsejajar sumbu komponen struktur, mm

u adalah jarak antara sumbu lubang pada arah tegaklurus sumbu komponen struktur

Syarat : Dalam suatu potongan jumlah luas lubang

tidak boleh melebihi 15% luas penampang

utuh.

10.2.2 Penyaluran dengan las memanjang

Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan

memanjang ke komponen struktur yang

bukan pelat, atau oleh kombinasi pengelasan

memanjang dan melintang:

ex

ey

Las memanjang

Las memanjang

gAA

10.2.3 Kasus gaya tarik disalurkan oleh las

melintang

Bila gaya tarik hanya disalurkan oleh pengelasan

melintang:

A adalah jumlah luas penampang neto yang

dihubungkan secara langsung dan U = 1,0.

ex

ey

Las melintang

10.2.4 Kasus gaya tarik disalurkan oleh las

sepanjang dua sisi

Bila gaya tarik disalurkan ke sebuah komponenstruktur pelat dengan pengelasan sepanjang keduasisi pada ujung pelat, dengan l > w:

A adalah luas pelat,

untuk l > 2w U = 1,0

untuk 2w > l > 1,5w U = 0,87

untuk 1,5w > l > w U = 0,75

Keterangan:

l adalah panjang pengelasan, mm

w adalah lebar pelat (jarak antar sumbu pengelasan), mm

A = Luas pelat

Las memanjang

Las memanjang

w

l

3. Keruntuhan geser pada blok ujung Ditinjau pada bagian elemen dengan konfigurasi

lubang disekitar sambungan.

Keruntuhan blok ujung terjadi pada bagian elemen

tarik yang menggunakan sambungan baut.

Pada setiap bidang geser dan tarik, kondisi batas

yang dapat terjadi adalah leleh dan fraktur.

Profil siku

Daerah potensi terjadinya kegagalan blok ujung

Pelat penyambung

Bidang

tarik (t)

Bidang geser (v)

Nilai kuat tarik rencana (Nn) :

1. Kondisi geser murni (pada bidang geser

Dimana :

Ans = luas bersih yang mengalami

fraktur geser

fu = tegangan fraktur baja

Nn = kuat rencana elemen tarik

nsu Af0,60,75Nn

Bidang yang mengalami geser adalah bidang

yang sejajar dengan arah gaya.

Contoh :

Bidang geser (v)

Bidang geser (v)

Agv

Anv

s s s

d

s1

t

d).t33s(s1AA

s).tss(s1A

21

nvns

gv

2. Kombinasi geser – tarik

Bidang yang mengalami tarik adalah bidang

yang tegak lurus dengan arah gaya.

gtynvun

nvuntu

ntugvyn

nvuntu

AfAf0,60,75N

Af0,6AfJikab.

AfAf0,60,75N

Af0,6AfJikaa.

Contoh :

Bidang

tarik (t)du

Ant Agt

.tuA

u.tA

2d

nt

gt

1. Susunan baut lurus

An = Ag - n . d . t

t : tebal pelat

D : diameter lubang

= diameter baut + (1-1,6 mm)

n : jumlah lubang pada garis potongan 1

1

d

t

2. Susunan baut berselang seling

Diambil nilai An terkecil dari potongan 1dan 2

Pot 1

Pot 2

1

d

t

2

u

s s s

t

Pot 1-1 Pot 1-2

1ntd.n.AA gn

2n4u

.tstd.n.AA

2

gn

4. Latihan

Ag pelat 45,60 cm2 , Diameter baut 20 mm

(ulir)

Satuan untuk s dan u pada gambar dalam cm

Tentukan nilai An!

1

12

2

15

Pot 1

3

4

Pot 2

Pot 3

Pot 4

7,5

7,5

7,5 10 7,51015

12 12 12

38

5. Menetukan nilai Agt, Ant, Agv, Anv

Bidang tarik

Agt = (s x t) + (s x t) = 2. (s x t)

Ant = (s – ½ d)t + (s – ½ d)t

Bidang geser

Agv = (s1 + s2)t +(s1 + s2)t

Anv = (s1 + s2 – 1 ½ d)t + (s1 + s2 – 1 ½ d)t

s2 s1

s

s

6. Menentukan besarnya nilai Nu yang dapat

dipikul penampang pada sambungan baut

Profil siku L 100.100.10 mm disambungkan

pada satu sisinya ke sebuah pelat. Profil

tersebut direncanakan untuk memikul gaya

tarik akibat Pu. Tentukan nila Pu!

Diketahui properties penampang:

Ag = 19,2 cm2

ex=ey = 2,82 cm

fy = 240 Mpa

fu = 370 Mpa

diameter lubang : 7,85 mmey

L=4@50 mm

ex

Cek kondisi batas terhadap :

1. Leleh

kN414,720N41472024019200,9fyAg0,9Nn

2. Fraktur

kN414,945N414945,195370495,2980,75fuAe0,75Nn

mm495,2980,8121841,5UA.Ae

Ok...0,90,812150

28,21U0,9

L

x1U

mm1841,5107,851-1920 n.d.t-AgA

A.UAe

fuAe0,75Nn

2

2

3. Keruntuhan blok ujung

a. Kondisi geser murni

22

1ns

nsu

mm1725,25.1027,475200t.d3200A

kN287,2541725,250,60,75Af0,60,75Nn

370

b. Kombinasi geser - tarik

kN811,756

1725,2537020003700,60,75

AfAf0,60,75Nn

mm200010200A

mm1725,25A

mm7181028,2100te100A

mm678,751028,2100tde100A

ntugvu

2

gv

2

nv

2

xgt

22

7,852

1xnt

:

005,383137,2516,0?.

maka

kNkNAfAf nvuntu

ambil Nn terkecil

Nilai Pu yang dapat dipikul adalah 287,254 kN

7. Menentukan besarnya nilai Nu yang dapat

dipikul penampang pada sambungan las

Sebuah batang tarik berupa plat (2 x 15) cm disambungkan

ke plat berukuran (2 x 30) cm dengan las memanjang

sepanjang 20 cm pada kedua sisinya seperti terlihat pada

gambar. Kedua pelat yang disambung terbuat dari bahan

yang sama : fy = 240 Mpa, fu = 370 Mpa.

Berapa beban rencana Nu yang dapat dipikul batang tarik ?

P P

2 cm

30 cm15 cm

2 cm

Solusi :

Karena kedua plat yang disambung terbuat dari bahan yang sama, maka

beban rencana akan ditentukan oleh kuat tarik plat yang lebih kecil luas

penampangnya yaitu plat (2 x 15) cm.

Kekuatan pelat, Nn ditentukan dari kondisi batas leleh dan fraktur :

a. Kondisi leleh

kN6843002400,9Af0,9Nn gy

b. Kondisi fraktur

2

e

2

eu

mm2250U.AA

0,75U1,331520wl

mm3000 15020AgA

:dimana

kN624,422503700,75Af0,75Nn

Dari kedua nilai kuat rencana, Nu yang menentukan adalah nilai yang

lebih kecil Nu < 624,4 kN