Struktur Baja 2 Pt 6-8.pptx

Struktur Baja 2 Pelat Girder Oleh Indriyani Puluhulawa

Pendahuluan Balok pelat berdinding penuh atau lebih sering disebut pelat girder merupakan komponen struktur lentur yang tersusun dari beberapa elemen pelat. Umumnya ukuran penampang melintang dan bentangnya besar. Semakin besar panjang bentang maka akan semakin besar pula penampang melintang yang dibutuhkan.

Bentuk Bentuk penampang yang sering digunakan terdiri dari sebuah pelat badan (web) dengan dua buah pelat sayap (flens) yang dihubungkan satu sama lain dengan las (a). Jenis penampang kotak (b) yang mempunyai dua buah pelat badan adalah bentuk penampang yang mempunyai tahanan torsi cukup baik dan dapat digunakan untuk panjang bentang tak terkekang yang besar.

Syarat-syarat Komponen struktur dapat dikategorikan sebagai balok biasa atau balok pelat girder, tergantung dari rasio kelangsingan web (badan).

Proses desain 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

8.

Tentukan tinggi dari balok berdinding penuh. Biasanya diambil 1/10-1/12 bentang. Tentukan ukuran web. Tentukan ukuran dari flens. Periksa kuat momen nominal dari penampang yang sudah ada. Periksa kuat gesernya, juga tentukan jarak antar pengaku vertikal. Periksa interaksi geser lentur Periksa kekuatan web terhadap gaya tumpu yang bekerja. Rencanakan pula pengaku penahan gaya tumpu jika diperlukan. Rencanakan sambungan-sambungan yang diperlukan.

Momen nominal Kuat momen nominal dari komponen struktur balok pelat berdinding penuh, ditentukan dalam SNI 03-1729-2002 pasal 8.4.1 :

Momen nominal

Momen nominal a.

Tipe keruntuhan tekuk torsi lateral

Momen nominal a. Tipe keruntuhan tekuk torsi lateral

Momen nominal b. Tipe keruntuhan tekuk lokal flens tekan

Momen nominal b. Tipe keruntuhan tekuk lokal flens tekan

Contoh soal 1

Desainlah suatu balok pelat berdinding penuh yang tertumpu sederhana dengan bentangan 18 m. Tinggi balok maksimum yang diizinkan adalah 165 cm. Asumsikan balok terkekang lateral menerus dan mutu baja BJ 37

Penyelesaian

SYARAT

Penyelesaian

Penyelesaian

penyelesaian

Penyelesaian

Penyelesaian

Soal Latihan 1 Hitunglah kuat lentur rencana dari suatu balok pelat berdinding penuh yang terdiri dari pelat badan 8 x 1750 mm dan pelat sayap 19 x 450 mm. Mutu baja BJ 37 dan bagian sayap tekan diberi kekangan lateral secara menerus.

Soal latihan 2 Sebuah balok pelat berdinding penuh dari baja BJ 37, memiliki pelat badan 12 mm x 1750 mm serta pelat sayap 75 mm x 550 mm. Hitunglah kuat lentur rencananya, jika panjang bentang tak terkekang sebesar 12 m. Gunakan nilai Cb = 1,3.

Kuat geser nominal

Kuat geser nominal

Tekuk elastis akibat geser murni

Tekuk elastis akibat geser murni

Tekuk inelastis akibat geser murni

Kuat geser nominal

Kuat geser nominal

Kuat geser nominal

Kuat geser nominal dengan pengaruh aksi medan tarik Gaya geser yang bekerja pada balok pelat berdinding penuh dapat menimbulkan tekuk (elastis dan inelastis). Tahanan pasca tekuk yang timbul dari mekanisme rangka batang yang bekerja pada panel balok berdinding penuh yang dibatasi oleh pengaku-pengaku vertikal. Mekanisme rangka batang ini dinamakan sebagai aksi medan tarik, gaya-gaya tekan dipikul oleh pengaku vertikal sedangkan gaya-gaya tarik diterima oleh pelat web

Kuat geser nominal dengan pengaruh aksi medan tarik

Kuat geser nominal dengan pengaruh aksi medan tarik

Contoh soal 2 Hitunglah kemampuan geser balok pelat berdinding penuh yang direncanakan pada contoh soal 1, jika diketahui jarak pengaku vertikal (a) pada panel ujung = 95 cm

Penyelesaian

Penyelesaian

Agar diperoleh jarak pengaku vertikal yang seragam, maka panjang yang tersisa antara pengaku vertikal ujung hingga tengah bentang balok pelat berdinding penuh dibagi secara seragam. Dalam contoh ini direncanakan 4 buah panel seperti pada gambar :

Penyelesaian

Penyelesaian

Latihan soal 3 Hitunglah kuat geser rencana balok girder dari soal latihan 2, pada panel ujung jika pengaku vertikal diletakkan 165 cm dari tumpuan dan dari panel interior jika jarak pengaku vertikalnya 435 cm.

Pengaku vertikal Ciri-ciri suatu balok pelat berdinding penuh adalah adanya pengaku-pengaku vertikal yang dipasang. Dua macam parameter stabilitas balok girder adalah rasio h/tw serta a/h. Jika kedua parameter ini diambil serendah mungkin maka tekuk yang diakibatkan oleh geser dapat dihindari. Untuk profil-profil gilas panas yang pada umumnya memiliki rasio h/tw yang lebih kecil sehingga tekuk akibat geser tidak akan terjadi. Jika pengaku vertikal dipasang setiap jarak a sedemikian rupa sehingga nilai a/h cukup kecil maka akan timbul aksi medan tarik yang dapat meningkatkan kuat geser nominal dari balok girder. Dimensi pengaku vertikal harus direncanakan sedemikian hingga mampu menahan gaya tekan yang timbul akibat aksi medan tarik, sehingga mekanisme rangka batang dapat timbul dari panel-panel balok pelat girder.

Pengaku vertikal Pengaku vertikal tidak boleh digunakan jika kuat lentur penampang dapat tercapai tanpa terjadinya tekuk akibat geser. Pengaku vertikal tak perlu digunakan jika :

Pengaku vertikal

Pengaku vertikal

Pengaku vertikal

Contoh soal 3 Rencanakan dimensi pengaku vertikal pada contoh soal 1

Penyelesaian

Penyelesaian

Interaksi geser dan lentur

Interaksi geser dan lentur

Interaksi geser dan lentur

Contoh soal

Pengaku penahan gaya tumpu Balok girder yang menerima beban terpusat, maka bagian web harus diperiksa terhadap : 1. Kuat leleh web 2. Kuat tekuk dukung web 3. Kuat tekuk lateral web 4. Kuat tekuk lentur web

Pengaku penahan gaya tumpu 1. Kuat leleh web

Pengaku penahan gaya tumpu 2. Kuat tekuk dukung web

Pengaku penahan gaya tumpu 3. Kuat tekuk lateral web

Pengaku penahan gaya tumpu 4. Kuat tekuk lentur web

Contoh soal Dari contoh soal 1 rencanakan pengaku penahan gaya tumpu Penyelesaian :