Mata Kuliah : Peancangan Stuktu Baja Kode : CIV 303 SKS : 3 SKS Komponen Stuktu Tekan Petemuan 4, 5
Sub Pokok Bahasan : Panjang Tekuk Tekuk Lokal Tekuk Batang Desain Batang Tekan
Batang batang tekan yang banyak dijumpai yaitu kolom dan batang batang tekan dalam stuktu angka batang. Komponen stuktu tekan dapat tedii dai pofil tunggal atau pofil tesusun yang digabung dengan menggunakan pelat kopel. Syaat kestabilan dalam mendisain komponen stuktu tekan sangat pelu dipehatikan, mengingat adanya bahaya tekuk (buckling) pada komponen komponen tekan yang langsing.
Teoi tekuk kolom petama kali dipekenalkan oleh Leonhad Eule di tahun 1744. Komponen stuktu yang dibebani secaa konsentis, di mana seluuh seat bahan masih dalam kondisi elastik hingga tejadinya tekuk, pelahan lahan melengkung. P P y(x) x L Beban tekuk Eule P c L EI c f c Ag ( L / ) P E
Pendekatan Eule pada umumnya diabaikan dalam disain kaena hasil dai pecobaan pecobaan yang dilakukan tak sesuai dengannya. Pendekatan Eule hanya mungkin tejadi bila nilai (= L/) yang cukup besa ( > 110 ). Untuk nilai yang lebih kecil, akan tejadi tekuk inelastis. Dan bila nilai < 0 akan tejadi leleh pada seluuh penampang. Pada kenyataannya keuntuhan kolom lebih banyak tejadi akibat tekuk inelastis. Kolom ideal yang memenuhi pesamaan Eule haus memenuhi anggapan-anggapan sebagai beikut : kuva hubungan tegangan egangan tekan yang sama di seluuh penampang tak ada tegangan sisa kolom bena bena luus dan pismatis beban bekeja pada titik beat penampang, hingga batang melentu kondisi tumpuan haus ditentukan secaa pasti belakunya teoi lendutan kecil (small deflection theoy ) tak ada punti pada penampang, selama tejadi lentu
Bila asumsi-asumsi di atas dipenuhi, maka kekuatan kolom dapat ditentukan bedasakan : dengan : E P c t Ag f c. ( kl/ ) A g E t A g kl/ k L = tangen Modulus Elatisitas pada tegangan P c /A g = luas goss penampang batang = asio kelangsingan efektif = fakto panjang efektif = panjang batang = jai jai giasi
Klasifikasi Penampang Pasal B.4 SNI 179:015 membeikan klasifikasi bagi penampang stuktu bedasakan asio tebal tehadap leba dai masing-masing elemennya. Untuk suatu komponen stuktu tekan, maka penampang diklasifikasikan sebagai penampang langsing dan penampang non langsing. Apabila asio tebal tehadap leba dai elemen tekan tidak melebihi nilai, maka penampang dikategoikan sebagai penampang non langsing. Sedangkan apabila asio tebal tehadap leba melebihi, maka penampang dikategoikan sebagai penampang langsing.
Dalam peencanaan asio leba tehadap tebal dai suatu elemen penampang sebaiknya dibatasi sehingga tidak masuk ke dalam kategoi penampang langsing. Hal ini betujuan untuk mencegah tejadinya tekuk lokal pada penampang, seta aga kekuatan penampang tidak pelu dieduksi
Panjang Tekuk Panjang efektif suatu kolom secaa sedehana dapat didefinisikan sebagai jaak di antaa dua titik pada kolom tesebut yang mempunyai momen sama dengan nol, atau didefinisikan pula sebagai jaak di antaa dua titik belok dai kelengkungan kolom. Dalam pehitungan kelangsingan komponen stuktu tekan ( = L/ ), panjang komponen stuktu yang digunakan haus dikalikan suatu fakto panjang tekuk k untuk mempeoleh panjang efektif dai kolom tesebut.
akto Panjang Tekuk SNI 03-179-00 pasal 7.6.3.1 membeikan dafta nilai fakto panjang tekuk untuk bebagai kondisi tumpuan ujung dai suatu kolom. Nilai k ini dipeoleh dengan mengasumsikan bahwa kolom tidak mengalami goyangan atau tanslasi pada ujung ujung tumpuannya.
akto Panjang Tekuk Integity, Pofessionalism, & Entepeneuship
Tekuk Lentu Dai Komponen Stuktu Tanpa Elemen Langsing Jika sebuah komponen stuktu tekan dibebani beban aksial tekan sehingga tejadi tekuk tehadap keseluuhan elemen tesebut (bukan tekuk lokal), maka ada tiga macam potensi tekuk yang mungkin tejadi : Tekuk lentu. Dapat tejadi pada semua penampang Tekuk tosi. Tekuk tosi hanya tejadi pada elemen-elemen yang langsing dengan sumbu simeti ganda. Contoh : penampang cucifom Tekuk lentu tosi. Tekuk lentu tosi dapat tejadi pada penampang penampang dengan satu sumbu simeti saja sepeti pofil kanal, T, siku ganda dan siku tunggal sama kaki. Di samping itu juga dapat tejadi pada penampang penampang tanpa sumbu simeti sepeti pofil siku tunggal tak sama kaki dan pofil Z
Kekuatan tekan nominal, P n, dai suatu komponen stuktu tekan akibat tekuk lentu haus ditentukan bedasakan keadaan batas dai tekuk lentu. Nilai P n, menuut SNI 179-015, pasal E.3 adalah : dengan : A g P n = c.a g adalah luas buto penampang c adalah tegangan kitis yang ditentukan sebagai beikut : a. Jika b. Jika KL E 4, 71 atau y, 5 c y 658 y e 0, y 1.a KL E 4, 71 atau y, 5 y e c = 0,877 e 1.b e e E KL
Besanya fakto ketahanan f c, dan fakto keamanan tekan, W c, ditentukan dalam pasal E.1 SNI 179:015 sebagai beikut : Metode DBK f c = 0,90 Metode DKI (Desain Kekuatan Ijin) : W c = 1,67
Contoh 1 : Tentukan kekuatan tekan desain f c P n, dan kekuatan tekan tesedia, P n /W c,dai suatu komponen stuktu tekan dalam gamba beikut ini. Mutu baja dai ASTM A99 ( y = 345 MPa) Data penampang : t f d = 98 mm 4,5 m W300 00 9 14 d t w h b = 01 mm t w = 9 mm t f = 14 mm b 0 = 18 mm
1. Peiksa tehadap batasan lens b / 01 718, t f 14 E 00. 000 0, 56 0, 56 13, 48 345 t f y b / o.k. h t w 34 9 6 Web E 00. 000 1, 49 1, 49 35, 87 345 h t w y o.k.. Menentukan asio kelangsingan (KL/), kaena y < x, maka asio kelangsingan ditentukan oleh y. KL 0, 84. 500 75, 47 47, 7 y 3. Menghitung tegangan tekuk Eule, e. e E KL 00. 000 346, 56 75, 47 MPa
4. Menghitung tegangan kitis, c E 00. 000 4, 71 4, 71 113, 4 345 y KL > 75,47 Sehingga c dihitung dai pesamaan 4..a y 345 e 34656 0, 658 y 0, 658 345 7, 44, c y MPa 5. Menghitung kekuatan tekan desain f c P n (DBK) dan kekuatan tekan tesedia, P n /W c (DKI) DBK DKI f c P n = 0,90 c A g = 0,90(7,44)(8.336) = 1.706.345,86 N = 1.706,35 kn P n /W c = c A g /1,67 = (7,44)(8.336)/1,67 = 1.135.93,3 N = 1.135,9 kn
Tekuk Tosi dan Tekuk Lentu Tosi Dai Komponen Tanpa Elemen Langsing SNI 179:015 pasal E.4 mencantumkan pesyaatan pemeiksaan tehadap tekuk lentu tosi untuk pofil-pofil simetis tunggal, asimetis dan penampang simetis ganda tetentu, misalnya kolom cucifom, siku tunggal dengan b/t > 0, dan pofil T.
Dinyatakan bahwa tegangan kitis, c, pada keadaan batas dai tekuk tosi dan tekuk lentu tosi, sebagai beikut : 1. Untuk komponen stuktu tekan siku ganda dan pofil T c cy cz 4.cy.cz.H 1 1 H ( ) cy cz Dengan cy dihitung dai nilai c sepeti dalam pesamaan 1a dan b untuk tekuk lentu pada sumbu y simetis, G.J cz A. 0 I x I A y 0 x0 y0 g H x 1 0 0 y 0 a. x o, y o meupakan koodinat pusat gese tehadap titik beat, x 0 = 0 untuk siku ganda dan pofil T. b. G adalah modulus gese baja, diambil sebesa 77.00 MPa 3 c. J adalah konstanta punti, 1 J b. t 3
. Untuk semua kasus lainnya, nilai c haus ditentukan sesuai dengan pesamaan 1.a dan b, hanya saja nilai e ditentukan sebagai beikut : a. Untuk komponen stuktu simetis ganda : y x z w e I I GJ L K EC 1 b. Untuk komponen stuktu simetis tunggal dengan y adalah sumbu simetis : 4 1 1 ez ey ez ey ez ey e H H c. Untuk komponen stuktu tak simetis, e adalah aka teendah dai pesamaan pangkat tiga beikut : 0 0 0 0 0 y x ex e e ey e e ez e ey e ex e
Dengan : y y ey x x ex L K E L K E 0 1 A GJ L K EC g z w ez K z adalah fakto panjang efektif untuk tekuk tosi