STRUKTUR BAJA
I
NAMA :IZHARUL ABDULLA
STANBUK : 2014 100 57
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS SULAWESI TENGGARA
TAHUN 2014/2015
BATANG TARIK
A. PENGANTAR
Batang
tarik adalah batang yang mendukung tegangan tarik aksial yang diakibatkan oleh
bekerjanya gaya tarik aksial pada ujung – ujunga batang.
Kestabilan
batang ini sangat baik sehingga tidak perlu ditinjau lagi dalam perencanaan
Bahkan tegangan tarik batas dapat dicapai dengan mudah bila sambungan ujung
direncanakan lebih kuat dari pada kekuatan batangnya.
Ditinjau
dari segi besar dan distribusi tegangannya, batang tarik merupakan batang yang
paling evisien dalam hal penggunaan material baja struktur. Sebagai
perbandingan balok dan kolom tidak memanfaatkan secara efisien karena
kegagalan local dilokalisir di tempat – tempat yang bertegangan tinggi , dan
tipe kegagalan tekuk selalu terjadi pada atau dibawah tegangan leleh, sedangkan
kuat tarik batas material tidak pernah tercapai.Karena perencanaan yang
sederhanaserta efisien dalam pemanfatan material, maka perlu diupayakan
penggunaannyadalam struktur seoptimal mungkin.
Untuk
batang tarik yang disambung dengan alat
sambung baut dan paku keeling,profil baja perlu dilubangi .Lubang – lubang bagi
profil baja merupakan perlemahan dan harus diperhitungkan dalam perencanaan.
Konsentrasi
tegangan pada tampang batang tarik dapat disebabkan oleh perubahan luas tampang
batang missal dengan adanya lubang – lubang untuk sambungan ,bentuk tampang
yang berubah atau karena bekerjanya beban terpusatdisuatu titik.
Karena
tidak ada batang yang lurus secara sempurna batang tarik dibebani secaratidak
sentris.Bahkan pada keadaan tertentu menerima beban transversal sehingga profil
menderita kombinasi tegangan lentur dan tarik.
Akibat
proses pedinginan yang tidak bersamaan, pada profil gilas yang dihasilkan
selalu didapati tegangan sisa . Untuk batang tarik yang mempunyai daktilitas atau keliatan yang cukup, tegangan
sisa tersebut dapat diabaikan mengingat
terjadinya redistribusi tegangan pada tampang batang.
Untuk
mencegah terjadinya defleksi yang
terlalu besar serta untuk mencegah bergetarnya oleh angina tau beban getar ,maka
baik untuk batang utama maupun batang sekunder kelangsinganya perlu dibatasi.
Beban
berulang dapat mengakibatkan kegagalan karena batang mengalami kelelahan. Hal
ini harus diperhatikan dalam perencanaan.
B. PENGGUNAAN BATANG
TARIK
Batang
tarik biasa digunakan pada struktur rangka atap, struktur jembatan rangka ,struktur
jembatan gantung .Pengikat gordinga tau gantunga balkon>pemanfaatan batang tarik telah
dikembangkan untuk
system dinding , struktur atap gantung dan batang prategang an struktur rangka
batang bentang panjang.
Bagi
ahli struktur pemanfaatan battang tarik secara optimal ini sebenarnya masih
merupakan tantangan untukdikembangkan lanjut. Keberhasilan seorang ajhli
struktur dalam membuatperencanaan juga dinilai dari bagai mana ia memilih konfigurasi
batang rangka sedemikian rupa sehingga dapat dihasilakn perencanaan yang benar
– benar hemat bahan.
C.
TIPE BATANG TARIK
Ada
beberapa tipe batang tarik yang biasa digunakan ,sebagai contohtali kawat ,
batang bundar dengan ujun – ujung berulir, batang mata dan plat sambungan pasak
yang selanjudnya dapat dilihat pada. Batang – batang tersebut merupakan
batang tarik efisien tinggi namun tidak dapat mendukung batang tekan.
Ada
juga profil – profil struktuaral dan profil tersusun seperti. Batang tipe ini
terutama dipakai dalam struktur rangka batang. Batang tarik tersusun digunakan
bila:
1. Kapasitas
tarik profil gilas tunggal tidak memadai
2. Kekuatan
profile tunggal tidak memadai
3. Detail
sambugan memerlukan bentuk tampang lingkar tertentu.
D.
LUAS TAMPANG NETTO
Untuk
keperluan pemasangan baut atau batu keeling batang baja harus dilubangi dahulu.
Lubang- lubang trsebut bagi batang tarik merupakan suatu perlemahan yang harus
di perhitungkan dalam perencanaan. Adapun besarnya luas tampang netto
suatuprofil yang berlubang , secara umum dapat dihitung dengan rumus- rumus
berikut:
Pada
potongan A-B : An= (b-d).t
Pada
potongan C-D-E-F = (b-2d).t
Pada
potongan C-D-G-H =Wn.t
Wn
Dengan : d = diameter perlemahan
b= lebar plat
t= tebal plat
Wn= lebar netto
Wg= lebar brutto
s= jarak antara pusat lubang ( searah
gaya tarik)
gn = Jarak antar pusat lubang
(tegak lurus gaya tarik)
Menurut spesifikasi AISC diameter
pelemahan d adalah diameter baut ditambah (1/16” + 1/16”) seperenambelas
yang pertama dimaksudkan agar baut mudah
diamsukan kedalam lubang , seperenambelas kedua untuk memperhitungkan kerusakan
pada waktu pembuatan lubang .
Sedangkan menurut PPBBG:
Pelemahan = d baut + 1mm(untuk baut hitam )
Pelemahan= d baut + 2 mm ( untuk baut mutu
tinggi )
Untuk memperhitungkan pelemahan akibat
lubang ,AISCS mengambil istilah luas nettoefektif Ae, yakni luas netto satuan
tampang yang dianggap masih efektif memikul beban tarik. Adapun besaranya dapat
dihitung dengan rumus berikut:
Ae= Ct . An ≤ 85 % . A brutto
Keterangan : Ae = luas netto efektif
An = luas netto
Ct =faktor reduksi yang besaranya
tergantung pada tipe profil, susunan paku keling atau pola pemasangan baut.
Mengenai
jarak antara lubang untuk profil siku dapat dihitung dengan rumus berikut
g=ga + gb-t
Rumus An
pada PPBBG sebenarnya sama dengan rumus An pada AISCS ditulis dengan cara lain
Pada potongan 1-2-4-5 : An =A –n
. dl .t
Pada potongan 1-2-3-4-5 : An = A – n. Dl.t+∑
Dengan : A= luas penampang bbatang utuh
t= tebal penampang
dl = diameter lubang
n = banyaknya lubang dalm garis potongan
s2= jarak antar sumbu lubang
pada rah sejajar sumbu batang
u = jarak anata sumbu lubang pada arah
tegak lurus sumbu batang
Dari beberapa An,digunakan An
yagn terkecil . dalam suatu potongan pelemahan yang diperhitungakan tidak boleh
kurang daripada 15% luas penampang utuh.
E. TEGANGAN SISA
Seperti telah dijelaskan sebelumnya ,tegangan
sisa pada profil gilas disebabkan oleh proses pendinginan yang tidak bersamaan.
Tegangan sisa pada suatu penampang dapat berupa tegangan tarik atau tegangan
desak. Sudah barang tentu tegangan sisa yang berupa tegang tarik akan
memperbesar tegangan tarik yang terjadi .
Pada baja yang mempunyai sifat
keliatan baik , bila besarnya beban tarik ditingkatkan , redistribusi tegangan
akan terjadi sedemikian rupa sehingga terjadi kelelehan penuh pada tampang
.Bila besarnya tegangan sisa dapat diketahui denga pasti maka pengaruh tegangan
sisapada batang tarik akan mudah diperhitungakan.
F.KONSENTRASI TEGANGAN
Konsentrasi tegangan pada
tampang tarik dapat disebabkan oleh perubahan luas penampang batan g misal
dengan adanya lubang – lubang untuk pemasangan baut dan paku keling . Bentuk
tampang yang berubah dan gaya terpusat pada suatu titik dapat juga
mnegakibatkan konsentrasi tegangan .
Dalam keadaan elastis,tegangan
maksimun disekitar lubang dapat mencapai tegangan tiga kali tegangan rata-rata.
Bila tegangan setempat
mencapai σl, walaupun beban tarik ditingkatkan , tegangan tersebut untuk sementara
tiadak dapat mungkin lagi .Namun demikian serat yang lebih luar mulai mencapai
tegangan leleh. Peristiwa semacam ini dianamakan redistribusi tegangan.
Bila tegangan tarik
ditingkatkan lagi maka redistribusi tegangan akan berlanjut sampai seluruh
serat akan mencapai tegangan leleh.
Redistribusi tegangan seperti
telah dijelaskan di atas hany a dapat terjadi bila material baja memiliki
daktillitas atau sifat keliatan yang baik.Pada perencanaan plastis , tegangan
konsentrasi tidak mempengaruhi kekuatan batnag tarik .
G. PEMBATASAN KELANGSINGAN
Yang disebut sebagai kelangsingan
batang adalah rasiao antara panjang batang dan jari- jari inersia tampang.
Semakin kecil angka kelangsingan suatu batang, akan semakin tegar atau kaku
batang tesebut. Sebaliknya semakin besar angka kelangsinga batang tersebut akan
mudah melentur. Biak angin maupun beban getar yang berasal dari kendaraan berat
dapat menyebabkan batang yang terlalu langsing tersebut akan bergetar . Batang
yang terlalu langsing akan menyebabkan defleksiterlalu besar dan akan
menyulitkan dalam perakitan karena batang mudah melentur. Pada kasus tertentu
beban tarik dapat berubah menjadi beban tekan. Batang yan g seperti ini sangat
memerlukan kekuatan yang cukup.
Menurut PPBBG dan AISCS :
untuk batang utama
untuk batang sekunder
Dengan : L= panjang batang
i= jari- jari inersia minimum
Menurut AREA , baik batan g
utama maupun batang sekunder kelangsingan
dibatasi dengan 200. Sedangkan menurut AASHTO batang utama 200, baang sekunder
240 dan batang yang mengalami pembalikan tegangan 140.
H. TEGANGAN TARIK IJIN
Menurut cara elastis, tegangan
yang terjadi harus lebih kecil ataqu sama dengan tegangan tarik yang diijinkan
.Besarnya tegangan tarik yang diijinkan biasanya masih pada daerah elastis
diagram tegangan regangan uji tari baja. Hal tersebut disebabkan oleh timbulnya
tegangan leleh dianggap membahayakan struktur. Besarnya teganagan ijinn
dipengaruhi oleh jenis struktur gedung , struktur jembatan jalan raya dan
struktur jambatan kereta api. Setiap negara juga berbeda dalam memberikan harga
tegangan ijin tersebut:
1. tegangan tarik ijin σt pada luas brutto
atau luas netto efektif batang tarik, kecuali untuk lubafng pasak :
Pada luas brutto : σ t
= 0,6 σt
Pada luas netto efektif :
σ t = 0,5 σu
Dengan : σ t =
tegangan leleh minimun
σu = tegangan ultimit
2. tegangan tarik ijin σt untuk tampang netto pada lubang pasak dalam
batang mata, plat sambuangan pasak atau batang tersusun adalah : σ t
= 0,45 σt. .Tegangan tarik ijin batang berulir : σ
t = 0,30 σu.
Menurut PPBBG SKBI –
1.3.33-1987 :
1.untuk penampang utuh: σt = σ
2. untuk penampang berlubang : σt
= 0,75 σ dengan σ = tegangan dasar
Menurut AASHTO – 1.7.1-1997
Pada penammpang berlubang diambil harga terkecil σt =
0,55 σ dan σt = 0,46 σu.untuk sementara tegangan ijin dapat
ditingkatkan 30%
I. PERENCANAAN
BATANG TARIK
Berdasarkan
beba tarik yang bekerja, mutu baja dan jenis profil, dapat ditentukanprofil
yang kuat namun cukup hemat. Proses pemilihan ukuran profil seperti dimaksudkan
diatas dinamakan perencanaan batang tarik .
Perencanaan
batang tarik yang baik harus ditinjau dari beberapa segi yakni :
1. teganagan (tress)
Ukuran profil harus dipilih sedemikian rupa sehingga
tegangan yang terjjadi kurang atau sama dengan tegangan tarik ijin .Dari
perbandinga tegangan tarik ijin dapat diketahuui hemat tidaknya sebuah
perencanaan. Semakin dekat dengan tegangan yang terjadi dengan tegangan ijinya
,maka perencanaan semakin ekonomis .
2. Pelayanan (servicebility)
Struktur
tidak diperkenankan menunjukan prilaku yang menghawatirkan pemakai. Misalnya
defleksi yang berlebihan , bergetarnya elemen struktur oleh kendaraan yang
bergetar dan sebagainya . Dalam hal ini kelangsinganya harus dibatasi.
3. Sifat Keliatan (Ductility)
Hal ini
merupakan persyaratan yang sangat penting . Tampa daktilitas yang baik tidak
akan terjadi distribusi yang menyebabkan hitungan menjadi sederhana khususnya
pada perencanaan plastis .Sifat ini diketahui dari percobaan tarik.
4. Ketahanan (Durability)
Ketahanan
dari cuaca panas dan dingin ,korosi atau suhu yang meningkat perlu
diperhatiakan.
Khusus untuk
batang tarik ,stabilitas ( stability) tidak perlu ditinjau karena baik local
buckling maupun torsional buckling ,tidak mungkin terjadi pada batang ini.
Secara umum
proses perancanaan batang tarik diilustrasiakn dalam diagram alir sebagai
berikut:
Keterangan : σtn = Tegangan ijin pada tampang
netto
σtg= Tegangan ijin pada tampang brutto
λ =kelangsingan
Secara
pendekatan seperti tercantum dalam AS 1250-1975 dan BS 449-1969 pengaruh eksentritas
tersebut dapat diperhitungakan dengan menentukan besarnya Ao dengan rumus – rumus sebagai berikut :
Kasus a :
Kasus b:
Kasus c :
Keterangan : A1= luas netto tampang kaki yang
disambung
A2 = luas tampang kaki bebas
An =luas netto profil
Tolong lebih diperjelas lagi 😊
BalasHapus