PENGGAMBARAN DIAGRAM INTERAKSI KOLOM BAJA BERDASARKAN TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG (SNI ) MENGGUNAKAN MATLAB

Transkripsi

1 PENGGAMBARAN DIAGRAM INTERAKSI KOLOM BAJA BERDASARKAN TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG (SNI ) MENGGUNAKAN MATLAB R. Dhinny Nuraeni NRP : Pembimbing : Ir. Ginardy Husada, MT. FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG ABSTRAK Kolom adalah suatu komponen struktur yang dapat menerima beban aksial tekan dan momen. Persamaan beban aksial tekan dan momen tersebut dapat digambarkan dalam bentuk diagram interaksi kolom baja. Dengan diagram interaksi kolom baja dapat memudahkan dalam menganalisis kapasitas kolom baja yang digunakan, yaitu beban aksial tekan, momen terhadap sumbu utama kuat dan momen terhadap sumbu utama lemah. Kolom yang digunakan dalam studi kasus adalah kolom baja dengan profil heavy column. Perencanaan mengacu berdasarkan Standar Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI ). Perhitungan dan penggambaran diagram interaksi kolom baja dilakukan secara komputerisasi yaitu menggunakan program Matlab. Output pada Matlab menghasilkan nilai beban aksil tekan, momen terhadap sumbu utama kuat dan momen terhadap sumbu utama lemah serta gambar diagram interaksi kolom baja. Diagram interaksi kolom baja hubungan aksial tekan dan momen dapat digunakan untuk memplotkan nilai aksial tekan dan momen dari beban terfaktor, sehingga dapat mengetahui kapasitas dari penampang profil baja yang digunakan.

2 DAFTAR ISI Halaman SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR.. SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ABSTRAK... PRAKATA.. DAFTAR ISI... DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... DAFTAR GAMBAR.. DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv vi viii x xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Maksud dan Tujuan Penulisan Ruang Lingkup Pembahasan Sistematika Pembahasan BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan. 2.2 Desain untuk Elemen Tekan Kuat Tekan Nominal Batas Kelangsingan Faktor Panjang Tekuk Kombinasi Pembebanan

3 2.3 Desain untuk Momen Momen terhadap Sumbu Utama Kuat Momen terhadap Sumbu Utama Lemah Kondisi Batas Tekuk Lokal Kondisi Batas Tekuk Torsi Lateral Momen untuk Komponen Struktur Tidak Bergoyang Momen untuk Komponen Struktur Bergoyang Kombinasi Aksial Tekan dan Momen BAB 3 STUDI KASUS 3.1 Input-Output SAP Langkah Perhitungan Input-Output Matlab Perhitungan Aksial Tekan dan Momen Penggambaran Diagram Interaksi Kolom Baja BAB 4 KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan Saran. DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN

4 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A g = Luas penampang kotor, mm 2 b d E f r f y G K c L L k L p = Lebar profil, mm = Tinggi profil, mm = Elastisitas baja, MPa = Tegangan sisa, MPa = Tegangan leleh baja, MPa = Modulus geser, MPa = Faktor panjang tekuk = Panjang kolom, mm = Panjang efektif kolom, mm = Panjang bentang minimum untuk balok yang kekuatannya mulai ditentukan oleh momen kritis tekuk torsi lateral, mm L r = Panjang bentang maksimum untuk balok yang mampu menerima momen plastis, mm M cr M ltu M ntu M nx, M ny M p M r M u M ux, M uy = Momen kritis terhadap tekuk torsi lateral, Nmm = Momen terfaktor akibat beban yang bergoyangan, Nmm = Momen terfaktor akibat beban yang tidak bergoyangan, Nmm = Momen lentur nominal terhadap sumbu-x dan sumbu-y, Nmm = Momen plastis, Nmm = Momen batas tekuk, Nmm = Momen lentur terfaktor, Nmm = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x dan sumbu-y, Nmm

5 M y = Momen lentur yang menyebabkan penampang mulai mengalami tegangan leleh, Nmm N cr N n N u r = Gaya tekuk elastis komponen struktur, N = Beban aksial tekan nominal penampang, N = Beban aksial terfaktor, N = Radius girasi, mm S = Modulus penampang elastis, mm 3 t b t s X 1 = Tebal badan profil, mm = Tebal sayap profil, mm = Koefisien perhitungan momen tekuk torsi lateral, MPa X 2 = Koefisien perhitungan momen tekuk torsi lateral, mm 4 /N 2 Z x = Momen perlawanan plastis terhadap sumbu utama kuat, mm 3 Z y = Momen perlawanan plastis terhadap sumbu utama lemah, mm 3 λ λ b λ c λ s c b ω b s LRFD = Kelangsingan kolom = Kelangsingan elemen profil untuk badan = Faktor kelangsingan = Kelangsingan elemen profil untuk sayap = Faktor reduksi kekuatan untuk komponen struktur tekan = Faktor reduksi kekuatan untuk komponen struktur lentur = Faktor tekuk = Faktor amplifikasi momen untuk elemen struktur tak bergoyang = Faktor amplifikasi momen untuk elemen struktur bergoyang = Load and Resistance Factor Design TCPSBUBG = Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung.

6 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Halaman Kurva tegangan-regangan baja. 5 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Penampang profil I... Nilai Kc dengan ujung-ujung yang ideal.. Nilai K c untuk komponen struktur tidak bergoyang. Nilai K c untuk komponen struktur bergoyang.. Input dimensi struktur baja... Struktur rangka baja tampak 3D... Struktur rangka baja tampak atas. Struktur rangka baja tampak depan. Struktur rangka baja tampak samping.. Input material property data Input define loads. Input response combination data.. Input dimensi profil Gambar 3.10 Input tebal pelat Gambar 3.11 Input beban... Gambar 3.12 Output SAP.. Gambar 3.13 Tampilan input-output pada Matlab... Gambar 3.14 Diagram interaksi kolom baja hubungan N u dan M ux..... Gambar 3.15 Diagram interaksi kolom baja hubungan N u dan M uy Gambar 3.16 Diagram interaksi kolom baja hubungan dan.. 42

7 Gambar 3.17 Diagram interaksi kolom baja hubungan dan. 42

8 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Halaman Tabel profil heavy column konstruksi baja.. 49 Lampiran 2 Lampiran 4 Perbandingan maksimum lebar terhadap tebal..... Program Matlab 50 52