Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II

MODUL STRUKTUR BAJA II 4

BATANG TEKAN METODE ASD

4.1 MATERI KULIAH

Panjang tekuk batang tekan

Angka kelangsingan batang tekan

Faktor Tekuk dan Tegangan tekuk batang tekan

Desain luas penampang batang tekan

Syarat kekakuan batang tekan

4.2 POKOK BAHASAN

4.2.1 Panjang Tekuk Batang Tekan

Besar panjang tekuk batang tekan sangat bergantung kepada kondisi tumpuan dikedua

ujung batang tekan tersebut.

Faktor panjang tekuk effektif c

Panjang Tekuk Lk Kolom Struktur Portal tak dapat bergoyang dan dapat bergoyang

(PPBBI hal 18)

Panjang Tekuk LK :

LK = c Lbatang

c = faktor panjang tekuk efektif

(lihat gambar disamping)

Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II

4.2.2 Angka Kelangsingan

Angka kelangsingan batang tekan λ (PPBBI):

min

K

i

L

Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II

dimana LK = panjang tekuk batang tekan

imin = jari-jari girasi minimum , yaitu A

Ii min

min

imin = momen inersia minimum penampang profil baja

A = luas penampang profil

4.3.3 Faktor Tekuk

Dalam desain kekuatan batang tekan dalam digunakan tegangan tekuk (buckling stress),

yang dipengaruhi oleh kelangsingan batang tekan λ tersebut, yaitu melalui faktor tekuk ω.

Besarnya faktor tekuk ω bergantung kepada angka kelangsingan batang tekan dan mutu

baja.

Hubungan Faktor Tekuk ω dengan Angka Kelangsingan Batang λ untuk Baja Bj./St. 37 (Fe

360) dapat dihitung menurut PPBBI – 1984, halaman 9, sebagai berikut:

yield

g

E

7,0 dan

g

s

untuk λs ≤ 0,183, maka ω = 1,0

untuk 0,183 < λs < 1, maka s

593,1

41,1

untuk λs ≥ 1,0, maka ω = 2,381 s2

Nilai faktor ω untuk berbagai mutu baja juga dapat dilihat pada Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4

dan Tabel 5 pada PPBBI – 1984

Tabel Faktor Tekuk ω untuk mutu Baja Bj 37 (Fe 360) – PPBBI – 1984 – halaman 12:

Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II

4.2.4 Desain kekuatan batang tekan

Desain kekuatan batang tekan dilakukan melakukan perhitungan tegangan tekuk yang

terjadi, sebagai berikut :

bruto

tekan

A

S

dimana Stekan = gaya batang tarik

Abruto = penampang kotor profil baja yang digunaksn

tegangan izin (dasar) material baja

ω = faktor tekuk

4.2.5 Syarat kekakuan batang tekan

Persyaratan angka kelangsingan batang tarik menurut PPBBI - 1984

Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II

Syarat angka kelangsingan batang tekan λmax = 200.

4.3. Perbandingan dengan LRFD

Komponen yang memikul gaya tarik (elemen struktur batang tarik) harus

direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi :

dimana Nu adalah kuat tarik perlu, yaitu nilai gaya tarik akibat beban terfaktor, diambil

nilai terbesar diantara berbagai kombinasi pembebanan yang diperhitungkan. Nn

adalah kuat tarik nominal, yaitu gaya tarik pada kondisi batas yang diperhitungkan.

Untuk komponen yang memikul gaya tarik, kondisi batas yang diperhitungkan adalah:

• Kelelehan penampang (yielding), yaitu leleh pada seluruh penampang (bruto /

kotor)

(lihat Gambar a.)

Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II

• Putus / fraktur (fracture), yaitu retakan atau robekan pada penampang efektif :

(lihat Gambar b.)

4.3.2 Elemen Batang Tekan

Komponen struktur baja yang memikul gaya tekan (batang tekan), harus

direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi :

dimana Nu adalah kuat tekan perlu, yaitu nilai gaya tekan akibat beban terfaktor,

diambil nilai terbesar diantara berbagai kombinasi pembebanan yang diperhitungkan.

Nn adalah kuat tekan nominal, yaitu nilal gaya tekan terkecil dengan

memperhitungkan berbagal kondisi batas batang tekan sebagai fungsi kondisi tekuk.

Nilai faktor reduksi kekuatan Φc diberikan seragam untuk semua jenis batang tekan

sebesar 0.85.

Kondisi batas yang harus diperhitungkan:

1. Kelelehan penampang (yielding)

2. Tekuk lentur (flexural buckling)

3. Tekuk lokal (local buckling),

4. Tekuk torsi (torsional buckling).

Tekuk Lokal (Local Buckling)

Tekuk lokal adalah peristiwa menekuknya elemen pelat penampang (sayap atau

badan) akibat rasio lebar terhadap tebal yang terlalu besar. Tekuk lokal mungkin

Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II

terjadi sebelum batang / kolom menekuk lentur. Oleh karena itu disyaratkan pula nilai

maksimum bagi rasio lebar terhadap tebal pelat penampang batang tekan.

Tekuk Lentur (Flexural Buckling)

Tekuk lentur adalah peristiwa menekuknya batang tekan (pada arah sumbu

Iemahnya) secara tiba-tiba ketika terjadi ketidakstabilan. Kuat tekan nominal Nn pada

kondisi batas ini dirumuskan dengan formula yang telah dikenal :

Tekuk Lokal pada Pelat Badan

Tekuk Torsi

Tekuk torsi terjadi terhadap sumbu batang sehingga menyebabkan penampang

batang tekan terputar/terpuntir. Tekuk torsi umumnya terjadi pada konfigurasi elemen

batang tertentu, seperti pada profil siku-ganda dan profil T. Kuat tekan nominal pada

kondisi batas mi dirumuskan sebagai berikut :

Tekuk Lentur Sepanjang Batang Tak Terkekang, Lk

Pusat Pengembangan Bahan Ajar – UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA II