Analisis KOmponen Struktur Baja dengan AISC-LRFD

52 Pages·2006·0.6 MB·Indonesian

Analisis Komponen
Struktur Baja dengan
AISC-LRFD 2005: Teori
Bambang Suryoatmono
Unpar
Metode Desain
1
Metode Desain AISC ‘05
Desain dengan Kekuatan Izin (ASD)
(cid:132)
LRFD dengan Analisis Elastis
(cid:132)
Desain dengan Kekuatan Izin
(Allowable Strength Design)
(cid:132) Kuat izin setiap komponen struktur tidak boleh
kurang dari kekuatan yang dibutuhkan
R
R ≤ n
u Ω
R = kekuatan yang dibutuhkan (ASD)
u
R = kekuatan nominal
n
Ω = faktor keamanan
R /Ω = kuat izin
n
2
Desain dengan Kekuatan Izin (Allowable
Strength Design) (lanjutan)
(cid:132) Gaya dalam pada komponen struktur dilakukan
dengan analisis elastis orde pertama pada
kondisi beban kerja
(cid:132) Efek orde kedua dan inelastisitias ditinjau
secara tidak langsung
(cid:132) Faktor keamanan diterapkan hanya pada sisi
tahanan, dan keamanan dihitung pada kondisi
beban kerja (tak terfaktor)
(cid:132) Jadi pada ASD reliabilitas yang seragam tidak
mungkin dicapai
Metode desain
LRFD dengan Analisis Elastis
(cid:132) Kuat rencana setiap komponen struktur tidak boleh
kurang dari kekuatan yang dibutuhkan yang ditentukan
berdasarkan kombinasi pembebanan LRFD
R ≤φR
u n
R = kekuatan yang dibutuhkan (LRFD)
u
R = kekuatan nominal
n
Φ = faktor tahanan (< 1.0) (SNI: faktor reduksi)
3
LRFD dengan Analisis Elastis
(lanjutan)
(cid:132) LRFD memperhitungkan keamanan pada kedua sisi
(efek beban dan tahanan)
(cid:132) Setiap kondisi beban mempunyai faktor beban yang
berbeda yang memperhitungkan derajat uncertainty,
sehingga dimungkinkan untuk mendapatkan reliabilitas
seragam
(cid:132) Analisis yang dapat dipilih untuk mendapatkan efek
beban:
(cid:133) Analisis Elastis Orde Kedua, atau
(cid:133) Analisis Elastis Orde Pertama dan efek orde kedua
diperhitungkan dengan menggunakan faktor amplifikasi momen
B dan B .
1 2
(cid:132) Efek inelastis ditinjau secara tidak langsung.
LRFD dengan Analisis Elastis
(lanjutan)
(cid:132) Indeks Reliabilitas = indeks keamanan =
ln(R /Q )
n
β= n
V 2 +V 2
R Q
R = tahanan rata −rata
Q = efek beban rata −rata
V = koefisien variasi tahanan
R
V = koefisien variasiefek beban
Q
4
LRFD dengan Analisis Elastis
(lanjutan)
Probability Density
β V2+V2
R Q
P = P[ln(R/Q<0]
f
ln(R/Q)
ln(R/Q)
Jika P ↓maka β↑. AISC: β= 3.0 (komponen struktur), β= 4.5 (sambungan)
f
Kombinasi Pembebanan pada
LRFD dengan Analisis Elastis
1.4D
(cid:132)
1.2D + 1.6L + 0.5(L atau H)
(cid:132)
a
1.2D + 1.6(L atau H) + (γ L atau 0.8W)
(cid:132)
a L
1.2D + 1.3W + γ L + 0.5(L atau H)
(cid:132)
L a
1.2D + 1.0E + γ L
(cid:132)
L
0.9D + (1.3W atau 1.0E)
(cid:132)
5
Kombinasi Pembebanan pada LRFD
dengan Analisis Elastis (lanjutan)
(cid:132) D = beban mati
(cid:132) L = beban hidup
(cid:132) L = beban hidup di atap
a
(cid:132) H = beban hujan
(cid:132) W = beban angin
(cid:132) E = beban gempa
⎧0.5 jika L < 5 kPa
(cid:132) γ = ⎨
L
1 jika L ≥ 5 kPa
⎩
Material Baja
6
Hubungan Tegangan – Regangan
(Hasil uji tarik)
f
F
u
F
y
E
1
ε
Material Properties
(cid:132) Modulus Elastisitas E = 200000 MPa
(cid:132) Rasio Poisson µ = 0.3
(cid:132) Modulus Geser,
E
G =
2(1+µ)
diambil 77200 MPa (AISC ‘05), 80000 (SNI)
7
Material Properties
Jenis Baja Tegangan putus Tegangan leleh
tarik F (MPa) tarik F (MPa)
u y
BJ 34 340 210
BJ 37 370 240
BJ 41 410 250
BJ 50 500 290
BJ 52 520 360
BJ 55 550 410
Komponen Struktur
Tarik
8
Kuat Tarik Rencana
P P
u u
P ≤ min(0.9A F dan 0.75A F )
u g y e u
Leleh pada Fraktur pada
penampang penampang
bruto efektif
(cid:132)Batas kelangsingan maksimum = 300 (AISC ‘05)
Luas Neto Efektif, A
e
A =UA
e n
x
U = min(1− dan 0.9) (SNI)
l
x
U =1− (AISC'05)
l
(cid:132) A = luas neto
n
(cid:132) U = shear lag factor
(cid:132) Jika seluruh elemen penampang disambung,
maka luas neto efektif = luas neto (artinya U =
1). Jika tidak, gunakan rumus U di atas.
9
Faktor Shear Lag U
Eksentrisitas untuk menghitung U
10