ANALISIS KOLOM
III.5.2. Kolom Baja 1.Lantai 1-4
Diperoleh output dari SAP2000 untuk gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur untuk masing-masing kombinasi. Gaya-gaya dalam paling maksimum untuk lantai 1 sampai 4 adalah
Pu = 3054,87 KN Muy = 50,218 KNm Mux = 167,555 KNm
Kolom direncanakan menggunakan profil baja K700x300x13x24 dengan spesifikasi sebagai berikut: A = 471 cm2 H = 700 mm B = 300 mm Sx = 6051,4 cm3 Sy = 6193,3cm3 Ix = 211800 cm4 Iy = 220791 cm4 r = 28 mm ix = 21,21 cm iy = 21,65 cm Zx = 7356,335 cm3 Zy = 7505,58 cm3 Kontrol kekuatan penampang terhadap local buckling menggunakan persamaan 2.23 terhadap sayap dan persamaan 2.24 terhadap badan
, , ... OK
ℎ
√
√
, , ....OK
Dari persamaan di atas, disimpulkan bahwa profil termasuk penampang kompak, maka Mnx = Mpx.
Selanjutnya diperhatikan pula kemampuan profil menahan lateral buckling. perhitungannya menggunakan persamaan 2.32, Di mana jarak Penahan Lateral LB sebesar 375 cm. Maka = , , √ = , . Karena LP < LB, maka Mn = Mp.
Momen Nominal penampang kolom pada sumbu x dan y sesuai persamaan 2.27 dan 2.28. didapat nilainya untuk sumbu x
1,5Mx = 1,5 Sx. fy =1,5x 6,0514x10-3 x 250x103 = 2269,275 KNm atau
Mnx = Zx . fy = 7,356x10-3 x 250 Mpa =1839 KNm
Karena nilai Mnx di atas lebih kecil dari 1,5 Mx, maka tekuk lokal yang menentukan, sehingga dipakai nilai Mnx = 1839 KNm. Sedangkan untuk sumbu Y
1,5My= 1,5 Sy. Fy = 86,193x10-4 m3 x 250 = Mpa 2322,375 KNm Atau
Mny = Zy . fy = 7,506x10-3 x 250 Mpa = 1876,5 KNm
Nilai terkecil di antara keduanya adalah Mny sehingga momen nominal untuk sumbu y adalah sebesar Mny= 1876,5 KNm
Kuat nominal aksi kolom baja dihitung dengan memperhatikan perletakan kolom sesuai skema kolom baja pada gambar 4.10. bagian dasar kolom diasumsikan jepit sehingga GB=1, dan GA dihitung dengan persamaan
= Σ Σ = x x = , =Σ ( ) Σ ( ) = x x = ,
Gambar 4.10 Skema Kolom B2 struktur baja lantai 1
Dengan menarik garis dari GA ke GB pada nomogram didapatkan nilai Kcx=1,8 dan nilai Kcy=1,83. Nilai Kcx menentukan, sehingga Kc=Kcx=1,8. Selanjutnya dihitung angka kelangsingan profil Baja menggunakan persamaan 2.48 dengan nilai panjang tekuk = = , = . Maka kelangsingan kolom pada sumbu x dan y adalah
� = � = , = , � = � = , = ,
Maka parameter kelangsingan yang digunakan adalah 31,82 cm. Dengan persamaan 3.50 dihitung parameter kelangsingan kolom
� =� √ = , √ = ,
Karena nilai λc berada di antara: 0,25<λc<1,2 , termasuk dalam kategori kolom menengah,sesuai persamaan 2.52c
= , − , � =, , − ,, , = ,
Selanjutnya dihitung tegangan kritis penampang tertekan for sesuai persamaan 2.52
= = , = , /
Menggunakan persamaan 2.51 kuat nominal kolom adalah
= � = − , / = ,
Dengan � = , Kuat rencana kolom menjadi � = , .nilai kuat rencana � lebih besar dari Pu yang terjadi, berarti kolom yang direncanakan mampu memikul gaya aksial.
Dilakukan kontrol tekan lentur profil baja, nilai
� = ,, = , ,
karena
� , sesuai syarat pada bab 2 maka rumus interaksinya menggunakan persamaan menggunakan persamaan 2.53a yaitu
� + � + � ,
, + ( , x, + , , , ) ,
, ,
Nilai kontrol memenuhi ( , , ) berarti kolom baja mampu memikul tekan lentur yang terjadi. Sehingga untuk kolom lantai 1-4 digunakan profil baja King Cross K700x300x13x24
Gambar 4.12 Kolom B2 Struktur Baja lantai 1-4
III.5.2.2. Lantai 5-7
Diperoleh output dari SAP2000 untuk gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur untuk masing-masing kombinasi. Gaya-gaya dalam paling maksimum untuk lantai 5 sampai 7 adalah
Pu = 1772,87 KN Mux = 94,2462KNm Muy = 27,6641 KNm
Kolom direncanakan menggunakan profil baja K588x300x12x20 dengan spesifikasi sebagai berikut: A = 385 cm2 H = 588 mm B = 300 mm Sx = 4320,4 cm3 Sy = 4419,5 cm3 Ix = 127020 cm4 Iy = 132585 cm4 r = 28 mm ix = 18,16 cm iy = 18,16 cm Zx = 5228,49cm3 Zy = 5430,42 cm3 Kontrol kekuatan penampang terhadap local buckling menggunakan persamaan 2.32 dan 2.32 terhadap sayap dan badan
√ √ , , ... OK ℎ √ √ , ....OK
Dari persamaan di atas, disimpulkan bahwa profil termasuk penampang kompak, maka Mnx = Mpx.
Selanjutnya diperhatikan pula kemampuan profil menahan lateral buckling. perhitungannya menggunakan persamaan 2.42, Di mana jarak Penahan Lateral LB sebesar 375 cm. Maka = , , √ = , . Karena LP < LB,
maka Mn = Mp ≤ 1,5Mxy.
Momen Nominal penampang kolom pada sumbu x dan y. didapat nilainya untuk sumbu x
atau
Mnx = Zx . fy = 5,228x10-3 x 250 Mpa = 1307 KNm
Karena nilai Mnx di atas lebih kecil dari 1,5 Mx, maka tekuk lokal yang menentukan, sehingga dipakai nilai Mnx = 1307 KNm. Sedangkan untuk sumbu Y
1,5My= 1,5 Sy. Fy = 86,193x10-4 m3 x 250 = Mpa 2322,375 KNm Atau
Mny = Zy . fy = 5,43 x10-3 x 250 Mpa = 1357,5 KNm
Nilai terkecil di antara keduanya adalah Mny sehingga momen nominal untuk sumbu y adalah sebesar Mny= 1357,5 KNm
Kuat nominal aksi kolom baja
Dengan memperhatikan perletakan kolom sesuai skema kolom baja pada gambar 4.13. kedua ujungnya kolom joint terhadap balok induk, sehingga GA=GB,
= Σ Σ = x x = , =Σ ( ) Σ ( ) = x x = ,
Gambar 4.15 Nomogram Kolom struktur baja lantai 5
Dengan menarik garis dari GA ke GB pada nomogram didapatkan nilai Kcx=2,1 dan nilai Kcy=2,1. Selanjutnya dihitung angka kelangsingan profil Baja menggunakan persamaan 2.48 dengan nilai panjang tekuk = = , = , . Maka kelangsingan kolom pada sumbu x dan y adalah
� = � = , , = , � = � = , , = ,
Maka angka kelangsingan yang digunakan adalah 31,82 cm.
� = � √ = , √ = ,
Karena nilai λc berada di antara: 0,25<λc<1,2 , termasuk dalam kategori kolom menengah, Di mana:
= , − , � =, , − ,, , = ,
= = , = , /
Menggunakan persamaan 2.51 kuat nominal kolom adalah
= � = − , / = ,
Dengan � = , Kuat rencana kolom menjadi � = , . Nilai kuat rencana � lebih besar dari Pu yang terjadi, berarti kolom yang direncanakan mampu memikul gaya aksial.
Dilakukan kontrol tekan lentur profil baja, nilai
� = ,, = , , karena
� , sesuai syarat pada sub bab II.2 maka rumus interaksinya menggunakan persamaan menggunakan persamaan 2.53a yaitu
� + � + � ,
, + ( , x, + , , , ) ,
, ,
Nilai kontrol memenuhi ( , , ) berarti kolom baja mampu memikul tekan lentur yang terjadi. Sehingga untuk kolom lantai 5-7 digunakan profil baja King Cross K588x300x12x20
III.5.2.3. Lantai 8-10
Diperoleh output dari SAP2000 untuk gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur untuk masing-masing kombinasi. Gaya-gaya dalam paling maksimum untuk lantai 1 sampai 4 adalah
Pu = 498,486 KN Mux = 61,453 KNm Muy = 27,217 KNm
Kolom direncanakan menggunakan profil baja K450x200x9x14 dengan spesifikasi sebagai berikut: A = 193,52 cm2 H = 450 mm B = 200 mm Sx = 1572,4 cm3 Sy = 1605,7cm3 Ix = 36851 cm4 Iy = 35370 cm4 r = 28 mm ix = 21,21 cm iy = 21,65 cm Zx =7356,33 cm3 Zy =7505,58 cm3 Kontrol kekuatan penampang terhadap local buckling menggunakan persamaan 2.32 dan 2.33 terhadap sayap dan badan
√ √ , , ... OK ℎ √ √ , ....OK
Dari persamaan di atas, disimpulkan bahwa profil termasuk penampang kompak, maka Mnx = Mpx.
Selanjutnya diperhatikan pula kemampuan profil menahan lateral buckling. perhitungannya menggunakan persamaan 2.42, Di mana jarak Penahan Lateral LB
sebesar 375 cm. Maka = , , √ = , . Karena LP < LB,
maka Mn = Mp ≤ 1,5Mxy.
Momen Nominal penampang kolom pada sumbu x dan y sesuai persamaan 2.37 dan 2.38. didapat nilainya untuk sumbu x
1,5Mx = 1,5 Sx. fy =1,5x 6,0514x10-3 x 250x103 = 2269,275 KNm atau
Mnx = Zx . fy = 7,356x10-3 x 250 Mpa =1839 KNm
Karena nilai Mnx di atas lebih kecil dari 1,5 Mx, maka tekuk lokal yang menentukan, sehingga dipakai nilai Mnx = 1839 KNm. Sedangkan untuk sumbu Y
1,5My= 1,5 Sy. Fy = 86,193x10-4 m3 x 250 = Mpa 2322,375 KNm Atau
Mny = Zy . fy = 7,506x10-3 x 250 Mpa = 1876,5 KNm
Nilai terkecil di antara keduanya adalah Mny sehingga momen nominal untuk sumbu y adalah sebesar Mny= 1876,5 KNm
Kuat nominal aksi kolom baja
Dengan memperhatikan perletakan kolom sesuai skema kolom baja pada gambar 4.17. bagian dasar kolom diasumsikan jepit sehingga GB=1, dan GA dihitung dengan = Σ Σ = x x = , =Σ ( ) Σ ( ) = x x = ,
Gambar 4.17 Skema Kolom Baja
Gambar 4.18 Skema Kolom
Dengan menarik garis dari GA ke GB pada nomogram didapatkan nilai Kcx=1,8 dan nilai Kcy=1,83. Nilai Kcx menentukan, sehingga Kc=Kcx=1,8. Selanjutnya dihitung angka kelangsingan profil Baja menggunakan persamaan 2.48 dengan nilai panjang tekuk = = , = . Maka kelangsingan kolom pada sumbu x dan y adalah
� = � = , = , � = � = , = ,
Maka angka kelangsingan yang digunakan adalah 31,82 cm.
� = � √ = , √ = ,
Karena nilai λc berada di antara: 0,25<λc<1,2 , termasuk dalam kategori kolom menengah, Dimana:
= , − , � =, , − ,, , = ,
= = , = , /
Menggunakan persamaan 2.51 kuat nominal kolom adalah
= � = − , / = ,
Dengan � = , Kuat rencana kolom menjadi � = , .nilai kuat rencana � lebih besar dari Pu yang terjadi, berarti kolom yang direncanakan mampu memikul gaya aksial.
Dilakukan kontrol tekan lentur profil baja, nilai
� = ,, = , , karena
� , sesuai syarat maka rumus interaksinya menggunakan persamaan menggunakan persamaan 2.53 yaitu
� + � + � ,
, + ( , x, + , , , ) ,
Nilai kontrol memenuhi syarat ( , , ) berarti kolom baja mampu memikul tekan lentur yang terjadi. Sehingga untuk kolom lantai 8-10 digunakan profil baja King Cross K450x200x9x24
Gambar 4.16 Kolom baja lantai 8-10
III.5.3. Kolom Komposit