Luas Penampang Efektif -...
Transcript of Luas Penampang Efektif -...
1
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN SIPIL
UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
Luas Penampang EfektifLuas Penampang Efektif
Pada batang tarik sering kali dijumpai luas penampang netto tidakbisa bekerja secara efektif, hal ini terjadi karena efek “ShearLeg” (Daerah yang mengalami tegangan tarik relatif kecil) sepertiterlihat pada gambar berikut.
Main Menu
2
Faktor Reduksi Faktor Reduksi UU
Untuk mereduksi efek shear leg tersebut maka luas penampang nettoharus dikalikan dengan faktor reduksi U dengan :
....................9
Untuk sambungan baut :
..................10
Sebagai ilustrasi faktor reduksi U lihat gambar berikut:
9.01 ≤
−=L
xU
ne UAA =
Main Menu
Ringkasan Faktor Reduksi U
Atau dengan sederhanadapat ditulis :
U = 0.90 → profil W, M, S
Dengan > ⅔.
U = 0.85 → profil W, M, S
Dengan < ⅔.
U = 0.75 → profil dengan 2 sambungan.
d
bf
d
bf
Main Menu
3
Contoh 3
Tentukan luas total bersih efektif untuk batang tarik ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Main Menu
Penyelesaian Contoh 3Penyelesaian Contoh 3
An = Ag – Alubang = 5.75 – ½(⅝ + ⅛) x 2 lubang = 5.00 in2
Karena hanya satu elemen (satu kaki) dari sambungan yangdihubungkan, luas bersih total harus direduksi.Dari tabel pada manual bagian 1, jarak dari pusat ke permukaanbagian paling luar dari kaki penampang 6 x 6 x ½ adalah`x` = 1.68 in
Panjang dari sambungan adalah :L = 3 + 3 = 6 inch
∴U = 1 - = 1 – ( ) = 0.720 < 0.9…………………..(OK)
Ae = UAn = 0.720(5.00) = 3.60 in2
6
68.1
Main Menu Gambar Soal
4
Ringkasan Contoh 3
Nilai rata-rata U dari catatan kaki manual bisa juga digunakan.Karena bagian ini tidak termasuk profil W, M, S atau T danmempunyai lebih dari 2 baut pada arah pembebanan, faktorreduksi U bisa diambil sebesar 0.85 danAe = UAn = 0.85(5.00) = 4.25 in2
Kedua nilai U tersebut bisa dipergunakan, tetapi nilai yangdidapat dari rumus AISC B3-2 lebih akurat. Bagaimanapun, nilairata-rata U lebih berguna selama design awal, ketika luas aktualtidak diketahui.
Main Menu
Pengaruh Lubang Baut Tak Segaris
Main Menu
5
Luas NettoLuas Netto
Untuk menghitung luas netto :
.........................11
atau jika yang dihitung adalah lebar plat :
.........................12
g
tstdAA hgn 4
2
Σ+Σ−=
g
sdWW hgn 4
2
Σ+Σ−=
Main Menu Gambar
Contoh 4
Hitung luas bersih area dari plat pada gambar di bawah ini. Lubang untuk baut berdiameter 1 inci.
Diameter lubang efektif = 1 + ⅛ = 1⅛ inGaris abde :Wn = 16 – 2(1.125) = 13.75 inGaris abcde :Wn = 16 – 3(1.125) + = 13.52 inUntuk kondisi kedua :An = tWn = 0.75(13.52) = 10.14 in2
)5(4
)3(2 2
Main Menu
6
Contoh 5
Cari kuat tarik rencana dari siku pada gambar di bawah. Digunakan baja A36 dengan diameter baut ⅞ in.
Main Menu
Penyelesaian Contoh 5Penyelesaian Contoh 5Perhitungan lebar bersih :Wg = 8 + 6 - ½ = 13.5 in2
Diameter efektif lubang = ⅞ + ⅛ = 1 inGaris abdf :Wn = 13.5 – 2(1) = 11.5 inGaris abceg :Wn = 13.5 – 3(1) + = 10.73 in
)5.2(4
)5.1( 2
Karena dari beban telah diteruskan dari plat oleh yangtercepat pada d, maka garis keruntuhan potensial harusbisa menahan hanya dari beban.Selain itu, lebar bersih dari 10.73 in seharusnya dikalikandengan untuk mendapatkan lebar bersih yang bisadibandingkan dengan garis tersebut yang bisa menahanbeban penuh.Gunakan Wn = 10.73( ) = 11.92 in.
101
109
910
910
Main Menu Gambar Soal
7
P e n y e l e s a i a n C o n t o h 5
Garis abcdeg :gcd = 3 + 2.25 – 0.5 = 4.75 in
Wn = 13.5 – 4(1) + + + = 10.03 in
Kontrol pada kasus terakhir :An = t(Wn) = 0.5(10.03) = 5.015 in2
Karena kedua kaki dari siku terhubung maka :Ae = An = 5.015 in2
Kekuatan design yang berdasarkan pada keretakan :∅tPn = 0.75FuAe = 0.75(58)(5.015) = 218 kipsKekuatan design yang berdasarkan pada leleh :∅tPn = 0.90FyAg = 0.90(36)(6.75) = 219 kips
jawaban : kontrol retak ; kekuatan design = 218 kips
)5.2(4
)5.1( 2
)75.4(4
)5.1( 2
)3(4
)5.1( 2
Main Menu
Ilustrasi Batang TarikPada Rangka Atap
Main Menu
8
Contoh 6Contoh 6
Batang tarik dengan panjang 5 ft 9 inch harus menahan beban matiaktual 18 kips dan beban hidup aktual 52 kips. Pilihlah batangdengan profil rectangular cross. Gunakan baja A36 dan asumsikansambungan segaris dengan diameter baut 7/8 inch.
Pu= 1,2 D + 1,6 L = 1,2 (18) + 1,6 (52) = 104,8 kips
Diperlukan Ag = = = 3,235 inch2
Diperlukan Ae = = = 2,409 inch2
Jika Ae = An untuk batang ini, hubungan luas kotor untuk luas bersihyang dibutuhkan adalah :Ag = An + Alubang
= 2,409 + t = 2,409 + t
y
u
F
P
9,0 )36(9,0
8,104
)8
1
8
7( +
Main Menu
Penyelesaian Contoh 6coba t = 1 inch
Ag = 2,409 + 1 (1) = 3,409 inch2
Jika 3,409 > 3,235, luas kotor yang dibutuhkan sebesar 3,409inch2,dan
Wg = =3,409 inch
Bulatkan sampai mendekati 1/8 inch, coba profil a1x3 ½ . Kontrol rasiokelangsingan :
Imin = = 0,2917 inch4
A = 1 (3,5) = 3,5 inch2
Jika I = Ar2,
rmin = = 0,2887 inch
Maksimum = 239 < 300 (OK)
Gunakan batang 3 ½ x 1 inch
12
)1(5,3 3
5,3
2917,0min =A
I
2887,0
)12(75,5=r
L
1
409,3=t
Ag
Main Menu
9
Contoh 7
Rencanakan batang tarik dengan sudut kaki yang tidak sama dengan panjang 15 ftyang digunakan untuk menahan beban mati layanan sebesar 35 kips dan beban hiduplayanan sebesar 70 kips. Gunakan baja A36. Sambungan seperti pada gambar 3.20.
Beban terfaktor : Pu = 1,2 D +1,6 L = 1,2 (35)+1,6 (70) = 154 kips
Ag perlu = = = 4,753 inc2
Ae perlu = = = 3,540 inc2
yt
u
F
P
Φ
ut
u
F
P
Φ )58(75,0
154
)36(90,0
154
Main Menu
Penyelesaian Contoh 7
Kalau nilai rata-rata U dari rumus yang digunakan
An perlu = = = 4,165 inch2
Radius girasi seharusnya tidak melampaui :
= = 0,600 inch.
Luas bersih yang diperlukan dapat direduksi sampai luas kotoryang diperlukan asalkan :
An = Ag – a ( )t = Ag – 1,75 t
Hubungan antara luas kotor yang diperlukanAg perlu = An perlu +1,75 t = 4,165 +1,75 tLuas kotor minimum yang bisa diterima selain 4,165 + 1,75 t atau4,753 , yang mana luasnya lebih besar
U
perluAe
85,0
540,3
300
L300
)12(15
7
2
Main Menu Gambar Soal
10
S T O PS T O P
C U Next WeekC U Next Week