STRUKTUR BAJA 1 KONSTRUKSI BAJA 1 GATI ANNISA HAYU, ST, MT, MSc. PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS JEMBER 2015
MODUL 3 STRUKTUR BATANG TARIK
PROFIL PENAMPANG BATANG TARIK
BATANG TARIK PADA KONSTRUKSI BAJA
TAHANAN NOMINAL BATANG TARIK (Tn)
TAHANAN NOMINAL komponen struktur tarik dapat ditentukan oleh beberapa faktor : 1. Leleh penampang pada daerah yang jauh dari hubungan 2. Fraktur dari penampang efektif netto pada lubang-lubang baut di hubungan 3. Keruntuhan blok geser (shear block) pada lubang-lubang baut di hubungan
Menurut SNI dan AISC-LRFD Tu < ϕ. Tn ϕ ϕ dimana : = 0,9 untuk leleh pada penampang bruto = 0,75 untuk fraktur pada penampang efektif. Tu = adalah gaya tarik aksial terfaktor Tn = adalah tahanan nominal dari penampang yang ditentukan berdasarkan tiga macam kondisi keruntuhan batang tarik
TAHANAN NOMINAL (Tn) 1. Kondisi leleh dari luas penampang kotor : Tn = Fy Ag Dimana : Fy = kuat leleh (Mpa atau Kg/Cm 2 ) Ag = luas penampang bruto (Cm 2 )
TAHANAN NOMINAL (Tn) 2. Kondisi Fraktur dari luas penampang efektif sambungan Tn = Fu Ae Dimana : Fu = kuat tarik (Mpa atau Kg/Cm 2 ) Ae = luas penampang efektif (Cm 2 )
LUAS NETTO (A N )
Luas penampang netto : perkalian antara tebal batang dan lebar nettonya. A n < 0,85 A g Syarat lubang : D < 24 à 2 mm D > 24 à 3 mm
Luas Netto (An) = Luas penampang AB luas lubang pada 1 irisan penampang
Contoh 1 : Lubang baut φ 19 mm T T Pelat 6 x 100 mm
Penyelesaian :
LUAS NETTO UNTUK LUBANG BERSELANG-SELING (A N )
Potongan 1-1 (a,b,c,d) : An = A g n.d.t Potongan 1 2 (a, b, e) : An =A g - ndt + Ʃ s2 t 4u Dimana : A g = luas penampang kotor A n = luas penampang netto t = tebal penampang d = diameter lubang n = banyak lubang dalam satu potongan s = jarak antar sumbu lubang pada arah sejajar sumbu komponen struktur u = jarak antar sumbu lubang pada arah tegak lurus sumbu komponen struktur
LUAS NETTO EFEKTIF (A E )
Ae = U An
1. Koefisien U untuk baut atau paku keling The image part with relationship ID rid2 was not found in the file.
las Ae = Ag Ae = An U = 1 L 2w à U =1 2w > L 1,5 w à U = 0.87 1.5 w > L w à U = 0.75
LATIHAN SOAL
TAHANAN NOMINAL (Tn) 3. Kondisi geser blok (block shear) dari luas penampang kotor : Sebuah elemen pelat tipis menerima beban tarik, dan disambungkan dengan alat pengencang, tahanan dari komponen tarik tersebut kadang ditentukan oleh kondisi batas sobek, atau sering disebut geser blok.
Pengujian menunjukkan bahwa keruntuhan geser blok merupakan penjumlahan tarik leleh (tarik fraktur) pada suatu irisan dengan geser fraktur (atau geser leleh) pada irisan lainnya yang saling tegak lurus.
Tarik Fraktur T n = 0,6 f y A gv + f u A nt Geser Fraktur T n = 0,6 f u A nv + f y A gt
CONTOH SOAL 1: Hitunglah tahanan rencana komponen struktur tarik berikut, yang terbuat dari profil L 80.80.8. mutu baja BJ 37. Diameter baut 19mm
SOLUSI CONTOH SOAL 1: 1. Kondisi leleh Φ T n = Φ A g f y = 0,9 ( 1230) (240) = 26,568 ton Karena merupakan profil, Ag dari tabel profil Mutu baja BJ37
SOLUSI CONTOH SOAL 1: 2. Kondisi fraktur A n = Ag n.d.t A n = 1230 1. (19 + 2). 8 = 1062 mm 2 Syarat Ag: 0,85 A g = 0,85 (1230) = 1045,5 mm 2 U = 1 - ẋ/l = 1 22,6/90 = 0,75 A e = U. A n = 0,75 (1045,5) = 784,125 mm 2 Φ T n = Φ A e. f u = 0,75(784,125)(370) = 21,76 ton
SOLUSI CONTOH SOAL 1: 3. Kondisi Block Shear 0.6. f u. A nv = 0,6(370)(120 3,5(19 + 2))(8) = 8,26 ton f u. A nt = 370(30 0,5(19 + 2))(8) = 5,77 ton Karena 0.6. f u. A nv > f u. A nt à Geser Fraktur dan Leleh Tarik
T n = 0,6 f u A nv + f y A gt = 8,26 + (240)(30)(8) = 14,02 Ton Ø. Tn = 0,75. 14,02 = 10,515 ton Dari tiga kondisi, kondisi Geser Blok menunjukkan kondisi yang paling kritis. Sehingga keruntuhan pada elemen tarik disebabkan oleh Geser Blok. Keruntuhan geser blok terjadi karena jarak antar baut yang kecil, peraturan Baja Indonesia SNI mensyaratkan jarak minimal antar alat pengencang adalah 3 kali diameter nominalnya.
CONTOH SOAL 2: Bila rasio beban hidup dengan beban mati adalah sama dengan 3 (L/D = 3). Hitunglang beban kerja yang dapat dipikul oleh profil siku 100.100.10 dengan baut berdiameter 16 mm. Mutu baja yangdigunakan adalah BJ 37.
SOLUSI CONTOH SOAL 1: 1. Kondisi leleh Φ T n = Φ A g f y = 0,9 ( 1920) (240) = 41,472 ton Karena merupakan profil, Ag dari tabel profil Mutu baja BJ37
SOLUSI CONTOH SOAL 1: 2. Kondisi fraktur A n1 = 1920 1. (16+2). 10 = 1740 mm 2 A n2 Syarat Ag: = 1920 2. (16 + 2). 10 + 502. 10 4. 40 = 1716,25 mm 2 0,85 A g = 0,85 (1920) = 1632 mm 2
SOLUSI CONTOH SOAL 1: Center of gravity (Tabel Profil) U = 1 - ẋ/l = 1 28,2 /(4. 50) = 0,86 A e = U. A n = 0,86 (1632) = 1403,52 mm 2 Φ T n = Φ A e. f u = 0,75. 1403,52. (370) = 38,95 ton Tahanan rencana yang menentukan adalah Tahan Rencana Kondisi Fraktur = 38,95 Ton
SOLUSI CONTOH SOAL 1: Φ T n > Tu 38,95 ton > 1,2 D + 1,6 L 38,95 ton > 1,2 D + 1,6 (3D) 38,95 ton > 6D BebanKerja yang dapat dipikul : D = 6,49 ton L = 19,475 ton
LATIHAN SOAL
LATIHAN SOAL 1 (P.3.2) : Sebuah batang tarik dari pelat berukuran 10 mm x 190 mm harus memikul beban mati sebesar 110 kn dan beban hidup 20 kn. Mutu baja BJ 41 dan diameter baut 25 mm. Dengan asumsi Ae = An, periksalah kecukupan batang tersebut!
LATIHAN SOAL 2 (P.3.7): Sebuah plat berukuran 10 mm x 250 mm dari baja bermutu BJ 37 disambungkan dengan baut berdiameter 22 mm. Hitunglah tahanan tarik rencana dari batang tersebut!
3. Hitunglah tahanan geser blok dari suatu komponen struktur tarik berikut jika mutu baja BJ 41 dan diameter baut yang dipakai adalah 22 mm The image part with relationship ID rid2 was not found in the file.
SEKIAN