TUGAS “STRUKTUR BAJA II”
Disusun Oleh
CHAIRUNNISA CHAIRUNN ISA RUDYATI RUDYATI ODE D1 11 15 708
Teknik Te knik Sipil Unie!"i#$" H$"$n%&&in '$k$""$! (015
RANGKU'AN
KO')ONEN STRUKTUR KO')OSIT
1. Gambar penampang komposit
a) Lantai jembatan komposit dengan penghubung geser
b) Balok baja yang diselubungi beton
c) Lantai komposit gedung dengan penhubung geser
2. Gambar plat lantai komposit dengan plat baja gelombang
Plat ini mempunyai dua fungsi yaitu sebagai bekisting tetap dan sebagai penulangan positif satu arah pada lantai beton bangunan gedung bertingkat. Te*$n*$n El$"#i" D$l$+ B$l,k K,+p,"i# 1. Tegangan lentur dan geser dalam balok homogeny dapat dihitung dengan
rumus fb
¿
Mc VQ fv = l dan l. t
2. Gambar sebuah segmen balok komposit dengan diagram tegangan dan regangan
3. a) !iagram regangan balok komposit b) !iagram tegangan pada balok komposit dengan penampang transformasi umus hubungan antara tegangan dan regangan baja dan beton fc fs = ε ε atau atau f s = c= s Ec Es
Es fc= nf Ec
c
!engan "
E c # $odulus elastisitas beton n # Es / Ec # asio $odulus %. $odulus elastisitas beton yang di berikan dalam &'( pasal 12. . 2 Ec # *+*%1 w 1+,
√ f '
c
# Berat jenis beton 2%** kg/m) 0c # uat tekan beton berumur 23 hari $Pa) !imana berat jenis beton normal dapat diambil sebesar 2%** kg/m ,. Perhitungan besarnya tegangan lentur pada bagian atas dan ba-ah profil baja dengan menggunakan persamaan sebagai berikut M . Yt M . Yb Fst = Fsb= Itr Itr !engan"
!engan "
$ (tr 4t 4 b
# $oment lentur yang harus dipikul # $oment inersia terhadap sumbu netral # 5arak dari sumbu netral ke serat atas profil baja # 5arak dari sumbu netral ke serat ba-ah profil baja
6. Tegangan yang terjadi pada serat atas beton dihitung bersadarkan persamaan M . y fc = n.Itr Prosedur ini hanya tepat untuk moment lentur positif+ dengan serat atas penampang komposit berada dalam tekan+ sedangkan untuk moment lentur positif akan mengakibatkan beton berada dalam kondisi Tarik+ padahal tegangan Tarik beton sangat kecil sehingga tidak dapat menahan tegangan Tarik yang terjadi. -e.$! E/ek#i/ B$l,k K,+p,"i# 1. umus 7 rumus besar lebar efektif dari suatu komponen struktur komposit dapat ditentukan sebagai berikut " a. 8ntuk balok 7 balok interior " L ≤ ≤ b b E b E o 4 b. 8ntuk balok 9 balok eksterior " L ≤ b: 8 ; jarak pusat balok ke tepi pelat ) b:
≤
1 2
bo ; jarak pusat balok ke tepi pelat )
Gambar lebar efektif balok komposit
K%$# -en#%! N,+in$l
1. uat lentur nominal dari suatu komponen struktur komposit untuk momen positif menurut &'( *91<2=92**2 pasal 12.%.2.1 ditentukan sebagai berikut" 1680 h ≤ a. 8ntuk tw √ f yf $n kuat momen nominal yang dihitung berdasarkan distribusi tegangan plastis pada penampang komposit ∅
b # *>3, Ai . fy
b. 8ntuk
'
0,85 . f c.bE
berdasarkan
$n kuat momen nominal yang dihitung
superposisi
tegangan
9
tegangan
elastis
yang
memperhitungkan pengaruh tumpuan sementara perancah)
∅
b #
*>=* 2. uat lentur nominal yang dihitung berdasarkan distribusi tegangan plastis+ dapat dikategorikan menjadi dua kasus sebagai berikut" a. &umbu netral plastis jatuh pada pelat beton Besar gaya tekan ? adalah C = 0,85 . f’ c . a . b E Gaya tari T pada profil baja adalah sebesar T = A s . f y Ai . fy !ari keseimbangan gaya ? # T+ maka diperoleh a # 0,85 . f ' c.bE uat lentur nominal dapat dihitung M n = C . d 1 atau M n = T . d 1 = As. Fy .
(
d 2
+
ts −
a 2
)
Gambar kuat lentur nominal berdasarkan distribusi tegangan plastis
5ika dari hesil perhitungan ternyata a @ ts+ maka asumsi harus diubah. Aasil ini menyatakan beh-a pelat beton tidak cukup kuat untuk mengimbangi gaya tarik yang timbul pada profil baja. pabila kedalam balok tegangan beton+ a ternyata melebihi tebal plat beton maka distribusi tegangan seperti gambar. b. 1) Gaya tekan ?c yang bekerja pada beton yaitu"C c = 0,85 . f’ c . b E . t s 2) !ari keseimbangan gaya+ di peroleh hubungan : T’ = C c + C s ) Besarnya T sekarang lebih kecil dari s . f y yaitu C T # s . f y 9 ?s %) !engan menyamakan persamaan 2) dan ) di peroleh " As . fy −Cc ?s # 2
,) !istrubusi
persamaan
1)
di
peroleh
bentuk
"
?s
#
'
As . fy −0,85 . f c.bE.ts 2
6) uat kentur nominal diperoleh $n # ?c . d2 ; ?s . dD2 )en*%.%n* Ge"e!
1. Besarnya gaya geser horiEontal yang harus dipikul oleh penghubung geser diatur dalam &'( *91<2=92**2.pasal 12.6.2. Pasal ini menyatakan bah-a untuk aksi komposit di mana beton mengalami gaya tekan akibat lentur+ gaya geser horiEontal total yang bekerja pada daerah yang dibatasi oleh titik9titik momen positif maksimum dan moment nol yang berdekatan+ harus diambil sebagai nilai terkecil dari + sf y *+3, . fc . c atau ƩQ. 2. 5ika besarnya Fh ditentukan oleh s+.f y atau *+3,.f > c+.c. maka yang terjadi adalah perilaku aksi komposit penuh+ dan jumlah penghubung geser yang diperlukan anrara titik momen nol dan momen maksimum adalah" 1 =
Vb Qn !engan n adalah kuat geser nominal satu buah
penghubung geser. 5enis penghubur.geser yang disyaratkan dalam &'( *91<2=92**2 pasal 12.6.1 adalah berupa jenis paku berkepala stud) dengan panjang dalam kondisi terpasang tidak kurang dari % kali diameternya+ atau berupa profil baja kanal hasil gilas panas. uat nominal penghubung geser jenis paku yang ditanam di dalam pelat beton ditentukan sesuai pasal 12.6.+ yaitu" n # *+, . sc !engan "
√ f ' c. Ec≤ Asc . fu
sc
# Luas penampang penghubung geser jenis paku+ mm2 0u # Tegangan purus penghubung geser jenis paku+ $Pa n # uat geser nominal untuk penghubung geser+ ' . uat nominal penghubung geser jenis kanal yang ditanam dalam pelat beton masif.diatur sesuai pasal 12.6.%+ yaitu" !n = 0,"#t f + 0,5.t w ).$c. !engan"
√ f ' c . E c
L # Panjang penghubung geser jenis kanal+ mm tf # Tebal pelat sayap+ mm t# Tebal pelat badan+ mm %. Persyaratan mengenai jarak antar penghubung geser diatur dalam &'( *91<2=92**2 pasal 12.6.6 yang antara lain mensyaratkan"
a. b. c. d. e.
&elimut lateral minimum # 2, mm+ kecuali ada dek baja !iameter maksimum # 2+, H tebal fens profil baja 5arak longitudinal minimum # 6 H diameter penghubung geser 5arak longitudinal maksimum # B H tebal pelat beton 5arak minimum dalam arah tegak lurus sumbu longitudinal # % H diameter f. 5ika digunakan dek baja gelombang+ jarak minimum penghubung geser dapat diperkecil menjadi % H diameter ,. 8ntuk komponen struktur komposit yang dianggap berperilaku sebagai komposit parsial+ maka moment inersia efektif leff balok komposit harus dihitung sebagai berikut "
% &ff = % s + #% t' ( % s )
√ Ʃ Qn / Cf
!engan " ? f
# Gaya tekan pada pelat beton untuk kondisi komposit penuh+ ' (s # $oment inersia penampang baja+ mm % (tr # $oment inersia penampang balok komposit penuh yang belum retak+ mm% # 5umlah kuatan penghubung geser di sepanjang Ʃn
daerah yang dibatasi oleh moment positif dan moment nol+ ' B$l,k K,+p,"i# )$&$ D$e!$ ',+en# Ne*$#i/
1. Pada pasal 12.%.2 dinyatakan bah-a penampang komposit dapat di desain untuk memikul moment negatiIe sejauh hal 7 hal berikut " a) Balok baja mempunyai penampang kompak yang diberi pengaku memadai b) Pelat beton dan balok baja di daerah moment negatiIe harus disatukan dengan penghbung geser c) Tulangan plat yang sejajar dengan balok baja di sepanjang daerah lebar efektif pelat beton harus diangker dengan baik. 2. uat nominal yang timbul pada tulangan dapat dihitung sebesar " Tn untuk daerah moment negatife) # st . f yr ?n untuk daerah moment positif) # s . f yr !engan " sr # luas total tulangan longitudinal pada tumpuan interior yang terletak di dalam lebar efektif flens b: s # luas total tulangan tekan+ pada lokasi moment positif maksimum dan terletak di dalam lebar efektif b: f yr # tegangan leleh minimum dari tulangan longitudinal
-en&%#$n
1.
Pada konstruksi tanpa perancah unshored)+ diperlukan sebanyak tiga buah moment inersia yang berbeda untuk menentukan lendutan jangka panjang+ yaitu" a. % s momen inersia dari profil baja+ yang digunakan untuk menghitung lendutan yang ditimbulkan oleh beban9beban yang bekerja sebelum beton mengeras b. 1t' momen inersia dari penampang komposit yang dihitung berdasarkan lebarefektif b/n, drgunakan untuk menghitung lendutan yang ditimbulkan oleh beban hidup dan beban mati yang bekerja setelah beton mengeras c. 1tr yang dihitung berdasarkan lebar efektif b/2n+ untuk menentukan besar lendutan jangka panjang yang disebabkan oleh beban mati yang bekerja setelah beton mengeras Dek B$$ Gel,+.$n*
1. Persyaratan dek baja gelombang dan penghubung gesernya untuk digunakan dalam komponen struktur komposit diatur dalam &'( *9 1<2=92**2 pasal 12.%.,.1 yaitu " a. Tinggi maksimum dek baja+ b'
≤ 5 mm
b. Lebar rata 7 rata minimum dari gelombang dek+ w' @ ,* mm lebar ini tidak boleh lebih besar dari lebar bersih minimum pada tepi atas dek baja c. Tebal plat minimum diukur dari tepi atas dek baja # ,* mm d. !iameter maksimum stud yang dipakai # 2* mm+ dan dilas langsung pada flens balok baja. e. Tinggi minimum stud diukur dari sisi dek baja paling atas # %* mm Gambar penampang melintang dek baja gelombang
2. 5ika gelombang pada dek baja dipasang tegak lurus terhadap balok penopangnya+ maka kuat nominal penghubung geser jenis paku harus direduksi dengan suatu factor+ r s yang besarnya ditetapkan sebagaiberikut "
' s = !engan "
( )( )
!r √ r br 0,85
"s br
−1,0
≤ 1,0
r s # 0actor reduksi 'r #5umlah penghubung geser jenis paku pada setiap gelombang pada potongan melintang balok baja As # Tinggi penghubung geser jenis paku
≤ b ; <, mm) '
br # Tinggi nominal gelombang dek baja -r # lebar efektif gelombang dek baja K,l,+ K,+p,"i# 1. Persyaratan bagi suatu kolom komposit ditentukan dalam &'( *91<2=9 2**2 pasal 12..1. Batasan 7 batasan berikut harus dipenuhi oleh suatu kolom komposit " a. Luas penampang profil baja minimal sebesar %J dari luas total penampang melintang kolom komposit+ jika kurang maka komponen struktur tekan ini akan beraksi sebagai kolom beton biasa. b. 8ntuk profil baja yang diselubungi beton+ persyaratan berikut harus dipenuhi " a) Tulangan longitudinal dan lateral harus digunakan+ jarak antar pengikat lateral tidak boleh lebih besar dari 2/ dimensi terkecil penampang kolom komposit. Luas penampang melintang dari tulangan longitudinal dan transIersal minimum *+13 mm2 per mm jarak antar tulang longitudinal/transIersal. b) &elimut beton harus diberikan minimal setebal %* mm dari tepi terluar tulangan longitudinal dan transIersal. c) Tulangan longitudinal harus dibuat menerus pada lantai tingkat kecuali tulangan longitudinal yang hanya berfungsi sebagai kekangan beton 2. uat tekan beton fc berkisar antara 21 hingga ,, $Pa untuk beton normal+ dan minimal 23 $Pa untuk beton ringan . Tegangan leleh profil baja dan tulangan longitudinal tidak boleh melebihi 3* $Pa %. 8ntuk mencegah tekuk local pada pipa baja atau penampang baja berongga+ maka ketebaan dinding minimal disyaratkan " # a. 8ntuk penampang persegi dengan sisi b+ maka t b
√ f y I E
b. 8ntuk penampang lingkaran dengan diameter !+ maka t
#
!
√ fy I 8 E ,.
?ara menghitung kuat rencana kolori komposit diatur dalam &'( *9 1<2=92**2 pasal 12..2. dinytakan sebagai berikut " ∅
* =
c.n
∅
!engan
c =0,85 dan 'n # s. 0cr #
fby $ 'ilai
$ ditentukan sebagai berikut "
8ntuk %c < 0,25 1,43
8ntuk *+2, K c K 1+2
8ntuk
!engan "
maka Ѡ #
# 1,2
1,6 −0,67 . %c
maka Ѡ # 1+2, . %c 2
c
f my
#
√
& c . L f'y r'.( E'
# f y ; c1 . f yr .
( )
:m
# : ; c . :c.
:c
# *+*%1 . -1+,.
Ar As
+
'
c 2. f c .
( ) Ac As
√ f ' c
( ) Ac As
