FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
Luas Penampang Efektif Pada batang tarik sering kali dijumpai luas penampang netto tidak bisa bekerja secara efektif, hal ini terjadi karena efek “Shear Leg”(Daerah yang mengalami tegangan tarik relatif kecil) seperti terlihat pada gambar berikut.
Main Menu
1
Faktor Reduksi U Untuk mereduksi efek shear leg tersebut maka luas penampang netto harus dikalikan dengan faktor reduksi U dengan : x U = 1 − ....................9 ≤ 0.9 L
Untuk sambungan baut : ..................10 Ae = UA n
Sebagai ilustrasi faktor reduksi U lihat gambar berikut:
Main Menu
Ringkasan Faktor Reduksi U Atau dengan dapat ditulis :
sederhana
U = 0.90 → profil W, M, S Dengan
bf d
> ⅔.
U = 0.85 → profil W, M, S Dengan
bf < ⅔. d
U = 0.75 → profil dengan 2 sambungan.
Main Menu
2
Contoh 3 Tentukan luas total bersih efektif untuk batang tarik ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Main Menu
Penyelesaian Contoh 3 An = Ag – Alubang = 5.75 – ½(⅝ + ⅛) x 2 lubang = 5.00 in2 Karena hanya satu elemen (satu kaki) dari sambungan yang dihubungkan, luas bersih total harus direduksi. Dari tabel pada manual bagian 1, jarak dari pusat ke permukaan bagian 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 – (
1.68 ) = 0.720 < 0.9…………………..(OK) 6
Ae = UAn = 0.720(5.00) = 3.60 in2
Gambar Soal Main Menu
3
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 dan mempunyai lebih dari 2 baut pada arah pembebanan, faktor reduksi U bisa diambil sebesar 0.85 dan Ae = UAn = 0.85(5.00) = 4.25 in2 Kedua nilai U tersebut bisa dipergunakan, tetapi nilai yang didapat dari rumus AISC B3-2 lebih akurat. Bagaimanapun, nilai rata-rata U lebih berguna selama design awal, ketika luas aktual tidak diketahui.
Main Menu
Pengaruh Lubang Baut Tak Segaris
Main Menu
4
Luas Netto Untuk menghitung luas netto :
s 2t An = Ag − Σd h t +.........................11 Σ 4g atau jika yang dihitung adalah lebar plat :
s2 Wn = Wg − Σd h +.........................12 Σ 4g
Gambar
Main Menu
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 in Garis abde : W n = 16 – 2(1.125) = 13.75 in Garis abcde : 2(3) 2 W n = 16 – 3(1.125) + = 13.52 in Untuk kondisi kedua : 4(5) An = tW n = 0.75(13.52) = 10.14 in2
Main Menu
5
Contoh 5 Cari kuat tarik rencana dari siku pada gambar di bawah. Digunakan baja A36 dengan diameter baut ⅞ in.
Main Menu
Penyelesaian Contoh 5 Perhitungan lebar bersih : W g = 8 + 6 - ½ = 13.5 in 2 Diameter efektif lubang = ⅞ + ⅛ = 1 in Garis abdf : W n = 13.5 – 2(1) = 11.5 in Garis abceg : (1.5) 2 W n = 13.5 – 3(1) + = 10.73 in 4( 2.5)
1
Karena 10 dari beban telah diteruskan dari plat oleh yang tercepat pada d, maka garis keruntuhan potensial harus 9 bisa menahan hanya 10 dari beban. Selain itu, lebar bersih dari 10.73 in seharusnya dikalikan dengan 10 untuk mendapatkan lebar bersih yang bisa 9 dibandingkan dengan garis tersebut yang bisa menahan beban penuh. Gunakan W n = 10.73( 10 9 ) = 11.92 in. Gambar Soal Main Menu
6
Penyelesaian Contoh 5 Garis abcdeg : gcd = 3 + 2.25 – 0.5 = 4.75 in (1.5) 2
W n = 13.5 – 4(1) + 4(2.5) +
(1.5) 2 (1.5) 2 4(4.75)+ 4(3) =
10.03 in
Kontrol pada kasus terakhir : An = t(W n) = 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 kips Kekuatan design yang berdasarkan pada leleh : ∅tPn = 0.90FyAg = 0.90(36)(6.75) = 219 kips jawaban : kontrol retak ; kekuatan design = 218 kips Main Menu
Ilustrasi Batang Tarik Pada Rangka Atap
Main Menu
7
Contoh 6 Batang tarik dengan panjang 5 ft 9 inch harus menahan beban mati aktual 18 kips dan beban hidup aktual 52 kips. Pilihlah batang dengan profil rectangular cross. Gunakan baja A36 dan asumsikan sambungan segaris dengan diameter baut 7/8 inch.
Pu= 1,2 D + 1,6 L = 1,2 (18) + 1,6 (52) = 104,8 kips Pu
104,8
Diperlukan Ag = 0,9 F = = 3,235 inch2 y 0,9(36) Diperlukan Ae =
=
= 2,409 inch2
Jika Ae = An untuk batang ini, hubungan luas kotor untuk luas bersih yang dibutuhkan adalah : Ag = An + Alubang
7 8
1 8
= 2,409 + ( + ) t = 2,409 + t
Main Menu
Penyelesaian Contoh 6 coba t = 1 inch Ag = 2,409 + 1 (1) = 3,409 inch2 Jika 3,409 > 3,235, luas kotor yang dibutuhkan sebesar 3,409 inch2,dan Wg =
Ag t
=
3,409 =3,409 inch 1
Bulatkan sampai mendekati 1/8 inch, coba profil a1x3 ½ . Kontrol rasio kelangsingan : 3 Imin = 3,5(1) = 0,2917 inch4
12
A = 1 (3,5) = 3,5 inch2 Jika I = Ar2, rmin =
I min 0,2917 = = 0,2887 inch A 3,5
Maksimum
L 5,75(12) = = 239 < 300 r 0,2887
(OK)
Gunakan batang 3 ½ x 1 inch Main Menu
8
Contoh 7 Rencanakan batang tarik dengan sudut kaki yang tidak sama dengan panjang 15 ft yang digunakan untuk menahan beban mati layanan sebesar 35 kips dan beban hidup layanan 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 =
Pu 154 = = 4,753 inc2 Φ t Fy 0,90(36)
Ae perlu =
154 Pu = 0,75(58) = 3,540 inc2 Φ t Fu
Main Menu
Penyelesaian Contoh 7 Kalau nilai rata-rata U dari rumus yang digunakan An perlu =
Ae perlu U
=
3,540 0,85
= 4,165 inch2
Radius girasi seharusnya tidak melampaui : L = 300
15(12) 300
= 0,600 inch.
Luas bersih yang diperlukan dapat direduksi sampai luas kotor yang diperlukan asalkan : An = Ag – a ( 2 )t = Ag – 1,75 t 7
Hubungan antara luas kotor yang diperlukan Ag perlu = An perlu +1,75 t = 4,165 +1,75 t Luas kotor minimum yang bisa diterima selain 4,165 + 1,75 t atau 4,753 , yang mana luasnya lebih besar Gambar Soal Main Menu
9
STOP C U Next Week
10
