FAKULTAS DESAIN dan TEKNIK PERENCANAAN

Transkripsi

1 Wiryanto Dewobroto Jrsan Teknik Sipil - Universitas elita Harapan, Karawaci FAKULTAS DESAIN dan TEKNIK ERENCANAAN UJIAN TENGAH SEMESTER ( U T S ) GENA TAHUN AKADEMIK 010 / 011 Jrsan : TEKNIK SIIL Hari / Tanggal : Jmat / 4 Maret 011 Kd. Kelas : AIJ Wakt : 07:15 09:00 Mata Ujian : Strktr Baja 1 SKS : Dosen : Dr. Ir. Wiryanto Dewobroto, MT. Sifat Ujian : note tlisan tangan 1 lbr Teori : (Bobot 5%) 1. Berdasarkan orientasi bat terhadap bekerjanya gaya yang dialihkan pada sambngan, berikan contoh bentk-bentk sambngannya (gambar / sketch). Dari segi efisiensi penggnaan bat mana yang lebih baik, mengapa?. Apa yang dimaksd shear lag, pada kondisi apa terjadi. Apakah bisa hilang. Berikan contoh sketch sambngan dengan shear lag dan yang tidak. 3. Jelaskan apa yang dimaksd dengan mekanisme slip kritis dan mekanisme tmp. Kenapa bisa terjadi mekanisme bat slip kritis, dan faktor-faktor yang mempengarhi. Bilamana sat sambngan hars memakai mekanisme-mekanisme tersebt. 4. Tentang sambngan sistem geser bat mt tinggi dan sistem las, dapatkah kedanya disatkan dengan cara kmlatif, argmentasi apa yang mendasari jawabanm. 5. Apa yang dimaksd dengan prying force, jelaskan. Hitngan (Bobot 75%) Diketahi tnggal L0x0x dan gsset plate tebal mm, mt ASTM A36 ata setara, disambng dengan bat mt tinggi ASTM A35, M0 (diameter 0 mm). Tampak elemen dan potongan sambngan sebagai berikt (gambar batnya belm ada) : 0 0 L0x0x gsset plate t = mm Rencanakan jmlah dan penempatan bat mt tinggi pada sistem sambngan di atas agar hasilnya optimm dari sisi penggnaan bahan material, ntk it kerjakan hal-hal berikt : 1. Gambar sistem sambngan yang anda hitng, skala proporsional,. Agar hasilnya optimm tetapi memenhi kriteria LRFD AISC 005 maka hal-hal apa yang perl diperiksa pada perencanaan sistem sambngan anda. Apa yang kritis dan menentkan, tnjkkan dalam hitngan sadara. 3. Berapa maksimm ijin (beban kerja maksimm) yang dapat bekerja secara aman pada sistem sambngan tersebt Strktr Baja I (UTS 011) 1 /

2 Wiryanto Dewobroto Jrsan Teknik Sipil - Universitas elita Harapan, Karawaci Lampiran : Strktr Baja I (UTS 011) /

3 Wiryanto Dewobroto Jrsan Teknik Sipil - Universitas elita Harapan, Karawaci Jawaban tentang soal HITUNGAN: Hanya diketahi bat M0 (diameter 0mm) ASTM A335 dan gambar berikt: 0 0 L0x0x gsset plate t = mm Diminta ntk merencanakan sambngan secara optimal, yait aman tetapi menggnakan bahan yang sekecil mngkin. Gaya dari gambar di atas alihkan dari [1] pelat (gsset plate mm) ke [] L0 melali [3] bat dengan orientasi geser. Jadi ada tiga material yang hars diperiksa. *********************************** ** rofil Sik L0 sebagai batang tarik ** *********************************** Kekatan batang tarik ditentkan oleh variabel Kat Bahan F y (yield point) = 50 Ma F (tensile strength) = 400 Ma (nilai konservative) L0x0x Las penampang gross (tanpa lobang) A g = * * = 736 mm Kernthan leleh sik = φ n = 0.9 * A g * F y = 0.9*736*50/1000 = kn Untk mencari las penampang netto (A n ) dan las penampang efektif (A e ) maka lokasi penempatan bat perl dibat. Jarak antar bat = 3D = mm, jarak ke tepi pelat 1.5D = 30 mm. osisi penempatan bat yang optimm telah dicobakan seperti konfigrasi gambar di atas. Adapn lbang bat dibat pakai bor maka : Jawaban Soal UTS Strktr Baja I (Maret 011) 1 / 4

4 Wiryanto Dewobroto Jrsan Teknik Sipil - Universitas elita Harapan, Karawaci Las penampang netto (dengan lobang) Tinja potongan vertikal : A n = A g (0 + )* = 47 mm Tinja potongan zigzag : A n = A g (0 + )** + (s /4g) A n = 08 +(36^/(4*48) = 15 mm ** govern ** Untk memperhitngkan shear-lag perl tah jmlah bat dan panjang penyambngan (L), ntk it anggap bahwa yang menentkan adalah kernthan leleh. Bat geser F nv = 330 Ma (lihat Tabel J3.) Las bat M0 adalah A bolt = ¼ π D = 0.5π*0 = 314 mm bat = φ n bat = 0.75 *314* 330/1000 = 77.7 kn / bat (geser tnggal). n bat = sik / bat = / 77.7 = 7.9 dignakan 8 M0 A35. Jadi detail penempatan bat menjadi. Titik berat sik x = (108**6 + 0**) / A g = 34.4 mm L0x0x sambngan x 34.4 Faktor ntk memperhitngkan shear lag adalah U = 1 = 1 = L 5 Las potongan efektif A e = U * A n = * 15 = 1914 mm. Kernthan fractre sik = φ n = 0.75 * A e * F = 0.75*1914*400/1000 = kn ** govern ** enempatan lbang mengrangi kekatan sambngan oleh karena it agar optimm maka perl dilakkan perbahan konfigrasinya. L0x0x sambngan Jawaban Soal UTS Strktr Baja I (Maret 011) / 4

5 Wiryanto Dewobroto Jrsan Teknik Sipil - Universitas elita Harapan, Karawaci Hitng lang A n dan A e sebagai berikt: Las penampang netto (dengan lobang) Tinja potongan vertikal : A n = A g (0 + )* = 47 mm Tinja potongan zigzag : A n = A g (0 + )** + (s /4g) A n = 08 +(^/(4*48) = 7 mm ** govern ** Ternyata adanya penempatan bat arah zigzag sangat mempengarhi A netto. Oleh karena it konfigrasi perl dibah lagi menjadi sat garis saja sbb: Ø L0x0x sambngan Las penampang netto (dengan lobang) Tinja potongan vertikal : A n = A g (0 + )* = 47 mm x 34.4 Faktor ntk memperhitngkan shear lag adalah U = 1 = 1 = 0. 9 L 40 Las potongan efektif A e = U * A n = 0.9 * 47 = 74 mm. Kernthan fractre sik = φ n = 0.75 * A e * F = 0.75*74*400/1000 = 68 kn >>>>> kernthan leleh (616 kn) jadi pengarh lbang tidak signifikan. ** Kernthan dengan mekanisme tmp bat. ** enempatan lobang segaris jga menghindari terjadinya geser blok, yang ada adalah mekanisme tmp pada profil mapn pada pelat. Karena tebalnya pelat dan profil adalah sama yait mm, maka perhitngan mekanisme tmp menjadi sama. *** Kernthan tmp (gsset plate dan profil karena ketebalannya sama) Tinja bagian pelat tepi (perhatikan jarak-jarak pada gambar di atas) : R = 1.L tf. 4dtF deformasi layan dipertimbangkan (AISC-LRFD J3-10) n c R n = 1.*19** 400.4*** 400 R = 109,440 53,440.0 R = kn n Tinja bagian pelat bagian dalam: R = 1.L tf. 4dtF n c ntepi R n = 1.*38** 400.4* ** 400 R n = 18,880 53,440 R nb = R nc = kn Jadi kekatan ijin pelat terhadap bahaya tmp φ R + R = *18.88 = 31. ** not govern) ( ) ( ) kn = ntepi ndalam Jawaban Soal UTS Strktr Baja I (Maret 011) 3 / 4

6 Wiryanto Dewobroto Jrsan Teknik Sipil - Universitas elita Harapan, Karawaci ** Kernthan dengan mekanisme tmp bat. ** Karena gsset plate krannya tidak terbatas (karena tidak ada penjelasan pada soal) maka kernthan geser kemngkinan akan terjadi. Ø L0x0x 450 sambngan R Diameter lobang bat M0 standar adalah mm Las Geser A gv A nv = 450 * = 5400 mm = ( * ) * = 340 mm Las Tarik A gt = * = 70 mm A nt = ( 0.5* ) * = 588 mm Kat ts Geser (AISC-LRFD J4-1) : 0.6F A = 0.6*370*1400/1E3 = 311kN nv Kat ts Tarik (AISC-LRFD J4-) F A = 370 *380/1E3 = 141kN Kat Geser-Blok dimana nt nt nv [ 0.6F Anv + UbsF Ant ] φ[ 0. Fy Agv UbsF Ant ] F A < 0. 6F A maka (AISC-LRFD J4-3) φ R n = φ 6 + Anggap tegangan tarik niform sehingga U bs = 1.0 φr [ 0.6F A + U F A ] φ[ 0.6F A + U F A ] n = φ nv bs nt y gv bs nt = 79*10 [ + 1* 400*588] 0.75[ 0.6* 50* * 400*588] = * 400* *10 Jadi kekatan profil terhadap bahaya geser blok = φ R = 783.9*10 3 N = 783. kn > sik = kn n 9 3 Jadi konfigrasi sambngan mamp mengalihkan gaya sekat profil L0x0x sebesar sik = 615 kn (kernthan leleh paling efisien) Jawaban Soal UTS Strktr Baja I (Maret 011) 4 / 4