Kepada Yth.: Para Pejabat Eselon I di Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat SURAT EDARAN NOMOR : 50/SE/M/2015 TENTANG

(1)

KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT REPUBLIK INDONESIA

Kepada Yth.:

Para Pejabat Eselon I di Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan

Rakyat

SURAT EDARAN

NOMOR : 50/SE/M/2015

TENTANG

PETUNJUK TEKNIS PENGGUNAAN SNI 1729 TENTANG SPESIFIKASI

UNTUK BANGUNAN GEDUNG BAJA STRUKTURAL

A. Umum

Dalam rangka memudahkan penggunaan SNI 1729 yang digunakan untuk

mendesain sistem baja struktural atau sistem dengan baja struktural yang

bekerja secara komposit dengan beton bertulang, perlu menetapkan

Petunjuk teknis penggunaan SNI 1729 tentang spesifikasi untuk bangunan

gedung baja struktural dengan Surat Edaran Menteri.

B. Dasar Pembentukan

1. Peraturan Pemerintah Nomor 36 Tahun 2005 tentang Peraturan

Pelaksanaan Undang-undang Nomor 28 Tahun 2002 Tentang Bangunan

Gedung (Lembaran Negara Republik Indonesia Tahun 2005 Nomor 83,

Tambahan Lembaran Negara Republik Indonesia Nomor 4532);

2. Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 7 Tahun 2015 tentang

Organisasi Kementerian Negara (Lembaran Negara Republik Indonesia

Tahun 2015 Nomor 8);

3. Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 15 Tahun 2015 tentang

Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat (Lembaran

Negara Republik Indonesia Tahun 2015 Nomor 16);

(2)

C. Maksud dan Tujuan

Surat Edaran ini dimaksudkan sebagai acuan bagi Pejabat Eselon I di

Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, perancang,

perencana dan pelaksana dalam menggunakan SNI 1729 untuk

pembangunan bangunan gedung baja struktural. Tujuannya agar mutu

bangunan gedung baja struktural memenuhi persyaratan desain.

D. Ruang Lingkup

Petunjuk teknis penggunaan SNI 1729 tentang spesifikasi untuk bangunan

gedung baja struktural memuat contoh-contoh desain yang dimaksudkan

untuk menggambarkan aplikasi SNI 1729.

E. Penutup

Ketentuan lebih rinci mengenai pedoman ini tercantum dalam Lampiran

yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari Surat Edaran ini.

Ditetapkan di Jakarta

pada tanggal 01 Juni 2015

Tembusan disampaikan kepada Yth.:

(3)

LAMPIRAN

SURAT EDARAN MENTERI PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT

NOMOR : 50/SE/M/2015

Bahan Konstruksi Bangunan dan Rekayasa Sipil

Petunjuk teknis penggunaan SNI 1729

“Spesifikasi untuk bangunan gedung baja

struktural”

PEDOMAN

KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM

DAN PERUMAHAN RAKYAT

(4)

i

Daftar isi

Daftar isi ... i

Prakata ... iii

Bab A Ketentuan umum ... 1

A1. Ruang lingkup... 1

A2. Spesifikasi, tata cara dan standar yang diacu ... 1

A3. Material... 1

Bab B Persyaratan desain ... 2

B1. Ketentuan umum ... 2

B2. Beban dan kombinasi beban ... 2

B3. Dasar desain ... 2

B4. Properti komponen struktur... 2

Bab C Desain untuk stabilitas ... 3

C1. Persyaratan stabilitas umum ... 3

C2. Perhitungan kekuatan perlu ... 3

Bab D Desain dari komponen struktur untuk tarik ... 22

D1. Pembatasan kelangsingan ... 22

D2. Kekuatan tarik ... 22

D3. Luas neto efektif ... 22

D4. Komponen struktur tersusun ... 22

D5. Komponen struktur tersambung-sendi ... 22

D6. Eyebar ... 22

Bab E Desain komponen struktur untuk tekan ... 49

E1. Ketentuan umum ... 49

E2. Panjang efektif ... 49

E3. Tekuk lentur komponen struktur tanpa elemen penampang langsing ... 49

E4. Tekuk torsi dan tekuk torsi lentur komponen struktur tanpa elemen langsing ... 50

E5. Komponen struktur tekan siku tunggal ... 50

E6. Komponen struktur tersusun ... 50

E7. Komponen struktur dengan elemen langsing ... 50

Bab F Desain komponen-komponen struktur untuk lentur ... 89

Pendahuluan... 89

F1. Ketentuan umum ... 89

F2. Komponen struktur kompak simetris ganda profil I dan kanal melentur di sumbu major. 89 F3. Komponen struktur profil I simetris ganda dengan badan kompak dan nonkompak atau sayap langsing melengkung di sumbu major ... 91

F4. Komponen struktur profil I lain dengan badan kompak atau nonkompak melentur di sumbu major ... 91

(5)

ii

F5. Komponen struktur profil I simetris ganda dan simetris tunggal dengan badan langsing

melentur di sumbu major ... 91

F6. Komponen struktur profil I dan kanal melentur di sumbu minor ... 91

F7. Komponen struktur PSB persegi dan persegi panjang serta komponen struktur berbentuk boks ... 92

F8. PSB bundar ... 92

F9. Profil T dan siku ganda yang dibebani dalam bidang simetri ... 92

F10. Siku tunggal ... 92

F11. Batang tulangan persegi panjang dan bundar ... 92

F12. Profil-profil tidak simetris ... 93

F13. Proporsi balok dan gelagar ... 93

Bab G Desain komponen struktur untuk geser ... 148

Pendahuluan... 148

G1. Ketentuan umum ... 148

G2. Komponen struktur dengan badan tidak diperkaku atau badan diperkaku ... 148

G3. Aksi medan tarik ... 148

G4. Siku tunggal ... 149

G5. PSB Persegi panjang dan komponen struktur berbentuk boks ... 149

G6. PSB bundar ... 149

G7. Geser sumbu lemah pada profil simetris ganda dan tunggal ... 149

G8. Balok dan gelagar dengan bukaan badan ... 149

Bab H Desain komponen struktur untuk kombinasi gaya-gaya dan torsi ... 170

Bab I Desain komponen struktur komposit ... 188

I1. Ketentuan umum ... 188

I2. Gaya aksial ... 188

I3. Lentur ... 188

I4. Geser ... 189

I5. Kombinasi lentur dan gaya aksial ... 189

I6. Transfer beban... 189

I7. Diafragma komposit dan balok kolektor ... 189

I8. Angkur baja ... 190

Bab J Desain sambungan ... 258

(6)

iii

Prakata

Petunjuk teknis ini memberikan ketentuan tentang aplikasi SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Informasi yang disajikan dalam petunjuk teknis ini telah disiapkan sesuai dengan prinsip-prinsip teknik yang diakui dan hanya merupakan informasi umum saja. Meskipun diyakini cukup akurat, informasi ini tidak boleh digunakan atau diandalkan untuk aplikasi tertentu tanpa pemeriksaan secara profesional, kompeten dan verifikasi keakuratan, kesesuaian, dan penerapannya oleh seorang insinyur berlisensi profesional, desainer, atau arsitek. Publikasi material yang terkandung di sini tidak dimaksudkan sebagai representasi atau garansi pada bagian dari SNI 1729 atau dari orang lain yang tercantum disini, bahwa informasi ini cocok sebagai informasi umum atau khusus atau bebas dari pelanggaran paten atau hak paten. Siapapun yang memanfaatkan informasi ini dianggap memenuhi semua kewajiban yang timbul dari penggunaan tersebut. Perhatian harus dilakukan bila mengandalkan spesifikasi lain dan peraturan yang dikembangkan oleh badan-badan lain dan disusun sebagai referensi karena material tersebut dapat dimodifikasi atau diubah dari waktu ke waktu setelah pencetakan edisi ini. Penerbit tidak bertanggung jawab atas material tersebut selain untuk merujuk dan menggabungkan sebagai referensi pada saat publikasi awal edisi ini.

Petunjuk Teknis ini mengikuti prosedur dari Design Examples Version 14.1, American

Institute of Steel Construction dan merupakan adopsi modifikasi sehubungan digunakannya

data profil baja Indonesia.

Petunjuk teknis ini telah dibahas dan disetujui oleh Panitia Teknis Bahan Konstruksi Bangunan dan Rekayasa Sipil, Sub Panitia Teknis Bahan, Sains, Struktur dan Konstruksi Bangunan pada tanggal 10 Desember 2013 di Bandung dan telah disesuaikan dengan format penulisan PSN 08.

(7)

1 dari 283

Bab A Ketentuan umum

A1. Ruang lingkup

Petunjuk teknis ini berisi contoh-contoh desain ini dimaksudkan untuk menggambarkan aplikasi SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural dalam aplikasi seismik rendah. Untuk informasi pada aplikasi desain yang membutuhkan pendetailan seismik, lihat AISC Seismic Design Manual.

A2. Spesifikasi, tata cara dan standar yang diacu

Pasal A2 mencakup daftar spesifikasi, tata cara dan standar terdetail yang diacu di seluruh SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural.

A3. Material

Pasal A3 meliputi daftar material baja yang disetujui untuk digunakan dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Standar ASTM lengkap untuk material baja yang paling umum digunakan dapat ditemukan di Selected ASTM Standards for

Structural Steel Fabrication (ASTM, 2011).

A4. Gambar desain struktural dan spesifikasi

Pasal A4 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural mensyaratkan bahwa gambar desain struktural dan spesifikasi memenuhi persyaratan AISC Code of Standard

Practice for Steel Buildings and Bridges (AISC, 2010b).

Referensi Bab A

SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural.

AISC (2010b), Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges, American Institute for Steel Construction, Chicago, IL.

AISC (2011), Steel Construction Manual, 14th Ed., American Institute for Steel Construction, Chicago, IL.

ASTM (2011), Selected ASTM Standards for Structural Steel Fabrication, ASTM International, West Conshohocken, PA.

(8)

2 dari 283

Bab B Persyaratan desain

B1. Ketentuan umum

B2. Beban dan kombinasi beban

Dengan tidak adanya peraturan bangunan gedung yang berlaku, kombinasi standar beban yang akan digunakan dengan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural ini adalah yang berasal dari SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain.

B3. Dasar desain

Bab B SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural menjelaskan dasar dari desain, baik untuk Desain Faktor Beban dan Ketahanan (DFBK) maupun Desain Kekuatan Izin (DKI).

Pasal ini membahas tiga tipe dasar dari sambungan: sambungan sederhana, sambungan momen Tertahan Penuh (TP), dan sambungan momen Tertahan Sebagian (TS).

Informasi pada aplikasi dari ketentuan kemampuan layan dan genangan air dapat ditemukan masing-masing dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 2, dan penjelasan yang terkait. Contoh-contoh desain dan informasi lain yang berguna mengenai topik ini diberikan dalam AISC Design Guide 3, Serviceability Design

Considerations for Steel Buildings, Edisi ke dua (West et al., 2003).

Informasi pada aplikasi dari ketentuan desain kebakaran dapat ditemukan pada SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 4 dan penjelasan yang terkait. Contoh-contoh desain dan informasi lain yang berguna mengenai topik ini diberikan dalam AISC Design Guide 19, Fire Resistance of Structural Steel Framing (Ruddy et al., 2003). B4. Properti komponen struktur

SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel B4.1a dan B4.1b memberikan daftar lengkap pembatasan rasio lebar-terhadap-tebal untuk semua komponen struktur tekan dan lentur.

Referensi Bab B

SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain.

West, M., Fisher, J. and Griffis, L.G. (2003), Serviceability Design Considerations for Steel

Buildings, Design Guide 3, 2nd Ed., AISC, Chicago, IL.

Ruddy, J.L., Marlo, J.P., Ioannides, S.A. and Alfawakhiri, F. (2003), Fire Resistance of

(9)

3 dari 283

Bab C Desain untuk stabilitas

C1. Persyaratan stabilitas umum

SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural mensyaratkan bahwa perancang untuk menghitung stabilitas dari sistem struktural secara keseluruhan, dan stabilitas elemen-elemen individu. Dengan demikian, analisis lateral yang digunakan untuk menilai stabilitas harus mencakup pertimbangan dari efek kombinasi beban gravitasi dan lateral, serta inelastisitas komponen struktur, ketegak lurusan, keluar-dari-kelurusan dan efek orde kedua yang dihasilkan P  dan

P





. Efek dari "kolom yang tidak menjamin stabilitas struktur" juga harus diperhatikan, seperti digambarkan dalam contoh dalam bab ini.

Efek P  dan

P





dijelaskan dalam penjelasan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Gambar C-C2.1. Metode untuk menangani stabilitas, mencakup efek

 

P dan

P





, tersedia dalam SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2 dan Lampiran 7.

C2. Perhitungan kekuatan perlu

(10)

4 dari 283

CONTOH C.1A Desain rangka penahan momen dengan metode analisis langsung Tentukan kekuatan perlu dan faktor panjang efektif kolom-kolom pada rangka kaku seperti gambar di bawah ini untuk kombinasi pembebanan gravitasi maksimum, menggunakan DFBK. Gunakan metode analisis langsung. Seluruh komponen struktur terbuat dari material baja Fy = 250 MPa.

Kolom-kolom tidak terbreis antara tumpuan dan atap pada sumbu x dan y serta diasumsikan memiliki tumpuan sendi.

Solusi:

wD = 4 kN/m wL = 12 kN/m Lspan = 8 m

Fy = 250 MPa

WF 300x300x10x15 memiliki Ag = 119,8 cm2

Balok-balok pada bentang A-B, C-D, dan D-E memiliki ujung sendi dan tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral portal. Pengaruh P  pada balok-balok tersebut tidak diperhitungkan dan direncanakan memiliki K = 1,0.

Rangka penahan momen antara grid B dan C adalah komponen pendukung stabilitas lateral sehingga harus direncanakan berdasarkan Pasal C SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Walaupun kolom-kolom pada grid A, D, dan E tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral, gaya-gaya stabilitas kolom-kolom tersebut harus diperhitungkan dalam analisis. Untuk analisis, seluruh rangka dapat dimodelkan seperti gambar di bawah ini. Beban-beban stabilitas kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi (leaning

columns) digabung pada satu kolom.

Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan

struktur lain, kombinasi pembebanan gravitasi maksimum:

Metode DFBK: wu = 1,2wD + 1,6wL = 24 kN m Metode DKI: wa = wD + wL = 16 kN m

(11)

5 dari 283

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.1, untuk DFBK analisis orde kedua dan pemeriksaan kekuatan dilakukan dengan kombinasi pembebanan DFBK.

Pembebanan Gravitasi untuk Analisis Struktur Rangka

Beban gravitasi seragam untuk analisis orde kedua pada balok B-C adalah:

Metode DFBK: wu = 24

kN m

Metode DKI: wa’ = 1,6wa = 25,6

kN m

Beban-beban gravitasi terpusat untuk analisis orde kedua kolom di grid B dan C yang diperoleh dari balok-balok di sebelahnya adalah:

Metode DFBK: Pu = span

L

2

wu = 96 kN Metode DKI: Pa = span

L

2

wa’ = 102,4 kN

Beban-beban gravitasi terpusat pada kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi palsu Pembebanan pada kolom tersebut memperhitungkan seluruh beban gravitasi yang juga ditahan oleh Rangka penahan momen namun secara tidak langsung pada rangka adalah: Metode DFBK: PuL = 2 Lspan wu = 384 kN

Metode DKI: PaL = 2 Lspan wa’ = 409,6 kN

Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Portal

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.2, ketidakvertikalan kolom harus diperhitungkan secara eksplisit pada pemodelan atau dengan mengaplikasikan beban notional. Pada contoh ini dipergunakan beban notional.

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Persamaan C2.1, besar beban notional tersebut adalah:

Ni = 0,002



Yi

dengan



= 1,0 (DFBK);



= 1,6 (DKI)

Ni = beban notional yang digunakan pada level i, kN

Yi = beban gravitasi yang digunakan pada level i dari kombinasi beban DFBK atau kombinasi beban DKI, yang sesuai kN

(12)

6 dari 283 Metode DFBK:



_LRFD 1,0

Yi.LRFD = 4Lspan wu = 768 kN

Ni.LRFD = 0,002



LRFDYi.LRFD = 1,536 kN

Ringkasan beban-beban untuk analisis portal

Metode DKI:



_ASD 1,6

Yi.ASD = 4Lspan wa = 512 kN

Ni.ASD = 0,002



ASDYi.ASD = 1,638 kN

Ringkasan beban-beban untuk analisis portal

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.3, analisis dilakukan dengan mereduksi kekakuan nominal menjadi sebesar 80% untuk memperhitungkan pengaruh inelastisitas. Asumsikan (dengan verifikasi)



Pr/Py tidak lebih

(13)

7 dari 283

50% beban gravitasi dipikul oleh kolom-kolom pada rangka penahan momen. Karena beban gravitasi yang ditahan oleh rangka penahan momen melebihi sepertiga beban gravitasi total yang ditahan struktur, berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal C2.1, pengaruh

P





pada P harus diperhitungkan dalam analisis struktur. Jika program yang digunakan tidak menghitung pengaruh

P





, perlu dilakukan penambahan titik pada kolom di antara tumpuan dan balok.

Menggunakan program analisis struktur yang memperhitungkan

P





dan P , diperoleh hasil sebagai berikut:

Metode DFBK:

Hasil analisis orde pertama:

1st= 2,79 mm

Hasil analisis orde kedua:

₂_nd= 3,62 mm



nd st 2 1 = 1,297

Periksa apakah asumsi



Pr/Py ≤ 0,5 terpenuhi,



b= 1,0

dengan

Pr = kekuatan tekan aksial perlu menggunakan kombinasi beban DFBK atau DKI, kN Py = kekuatan leleh aksial (= Fy Ag), kN

(14)

8 dari 283 Py = Fy Ag = 2,995 x 103 kN Pr = 72,6 kN



_LRFD _r y P P = 0,024 < 0,5

Asumsi terpenuhi, sehingga



_b= 1,0 dapat digunakan Metode DKI:

Hasil analisis orde pertama:

 1st 2,975 mm

Hasil analisis orde kedua:

2nd 3,943 mm  _  nd st 2 1 1,325

Periksa apakah asumsi



Pr/Py ≤ 0,5 terpenuhi,



b= 1,0

Py = Fy Ag = 2,995 × 103 kN Pr = 72,6 kN

(15)

9 dari 283



ASDPr _

0,039

y

P < 0,5

Asumsi terpenuhi, sehingga



_b = 1,0 dapat digunakan

Walaupun faktor perbesaran goyangan orde kedua sekitar 1.3, perubahan momen lentur relatif kecil karena momen bergoyang hanya diakibatkan oleh beban notional yang bernilai kecil. Untuk kombinasi-kombinasi beban dengan pembebanan gravitasi dan lateral yang signifikan, peningkatan momen lentur akan lebih besar.

Verifikasi kekuatan kolom menggunakan gaya-gaya dalam orde kedua, dengan panjang efektif sebagai berikut (perhitungan tidak ditampilkan)

Kolom:

(16)

10 dari 283

CONTOH C.1B Desain rangka penahan momen dengan metode panjang efektif Ulangi Contoh C.1A dengan metode panjang efektif.

Tentukan kekuatan perlu dan faktor panjang efektif kolom-kolom pada rangka kaku seperti gambar di bawah ini untuk kombinasi pembebanan gravitasi maksimum, menggunakan DFBK. Gunakan metode panjang efektif. Seluruh komponen struktur terbuat dari baja Fy =

250 MPa .

Solusi: wD = 4 kN m wL = 12 kN m Lspan = 8 m Lcol = 6 m Fy = 250 MPa E = 200 000 MPa WF 300x300x10x15 memiliki Ag = 119,8 cm2 Ix = 20 400 cm4

Rangka penahan momen antara grid B dan C adalah komponen pendukung stabilitas lateral sehingga harus direncanakan berdasarkan Pasal C SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Walaupun kolom-kolom pada grid A, D, dan E tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral, gaya-gaya stabilitas kolom-kolom tersebut harus diperhitungkan dalam analisis. Untuk analisis, seluruh rangka dapat dimodelkan seperti gambar di bawah ini. beban-beban stabilitas kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi (leaning column) digabung pada satu kolom.

(17)

11 dari 283

Periksa batasan-batasan penggunaan metode panjang efektif berdasarkan Lampiran 7, Pasal 7.2.1:

(1) Struktur menahan beban-beban gravitasi melalui kolom-kolom vertikal.

(2) Rasio simpangan maksimum orde kedua terhadap simpangan maksimum orde pertama diasumsikan tidak lebih dari pada 1,5, dan perlu dilakukan verifikasi.

Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kombinasi pembebanan gravitasi maksimum:

Metode DFBK: wu = 1,2 wD + 1,6 wL = 24 kN m Metode DKI: wa = wD + wL = 16 kN m

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 7, Pasal 7.2.1, analisis sesuai dengan SNI 1729 Pasal C2.1, dengan pengecualian faktor reduksi kekuatan yang disyaratkan pada Pasal C2.3.

Pembebanan Gravitasi untuk Analisis Struktur Portal.

Beban gravitasi seragam untuk analisis orde kedua pada balok B-C adalah:

Metode DFBK: wu = 24 kN m Metode DKI: wa' =1,6 wa = 25,6 kN m

L

2

wu = 96 kN Metode DKI: Pa = span

L

2

wa' = 102,4 kN

Beban-beban gravitasi terpusat pada kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi palsu. Pembebanan pada kolom tersebut memperhitungkan seluruh beban gravitasi yang juga ditahan oleh rangka penahan momen namun secara tidak langsung pada rangka adalah: Metode DFBK: PuL = 2 Lspan wu = 384 kN

(18)

12 dari 283 Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Rangka

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Lampiran 7 Pasal 7.2.2, ketidakvertikalan kolom harus diperhitungkan secara eksplisit pada pemodelan atau dengan mengaplikasikan beban notional sesuai Pasal C2.2b.

Berdasarkan SNI 1729 Persamaan C2.1, beban notional tersebut adalah: Metode DFBK:



_LRFD= 1,0

Ni.LRFD = 0,002 αLRFD Yi.LRFD = 1,536 kN

Ringkasan beban-beban untuk analisis rangka

Metode DKI:



ASD = 1,6

(19)

13 dari 283 Ringkasan beban-beban untuk analisis rangka

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Lampiran 7 Pasal 7.2.2, analisis dilakukan dengan kekakuan nominal penuh.

50% beban gravitasi dipikul oleh kolom-kolom pada rangka penahan momen. Karena beban gravitasi yang ditahan oleh rangka penahan momen melebihi sepertiga beban gravitasi total yang ditahan struktur, berdasarkan SNI 1729 Pasal C2.1, pengaruh

P





pada P  harus diperhitungkan dalam analisis struktur. Jika program yang digunakan tidak menghitung pengaruh

P





, perlu dilakukan penambahan titik pada kolom di antara tumpuan dan balok. Menggunakan program analisis struktur yang memperhitungkan

P





dan P , diperoleh hasil sebagai berikut:

Metode DFBK:

Hasil analisis orde pertama: Δ1st.LRFD = 2,24 mm

Hasil analisis orde kedua: Δ2nd.LRFD = 2,76 mm

(20)

14 dari 283



2₁ =1,232

nd.LRFD st.LRFD

Untuk rangka penahan momen: Pr1.LRFD = 190,8 kN Pr2.LRFD = 193,2 kN

Metode DKI:

Hasil analisis orde pertama: Δ1st.ASD = 2,39 mm

Hasil analisis orde kedua: (sebelum dibagi 1,6) Δ2nd.ASD = 2,99 mm



2₁ =1,251

nd.ASD st.ASD

(21)

15 dari 283

Untuk rangka penahan momen: Pr1.ASD =

=127,25

203,6 kN

1,6

= 127,25 kN

Pr2.ASD =

= 128,75

206,0 kN

1,6

= 128.75 kN

Rasio simpangan maksimum orde kedua terhadap simpangan maksimum orde pertama tidak lebih dari pada 1,5; sehingga metode panjang efektif dapat diterapkan.

Walaupun faktor perbesaran goyangan orde kedua sekitar 1,25, perubahan momen lentur relatif kecil karena momen bergoyang hanya diakibatkan oleh beban notional yang bernilai kecil. Untuk kombinasi-kombinasi beban dengan pembebanan gravitasi dan lateral yang signifikan, peningkatan momen lentur akan lebih besar.

Hitunglah faktor panjang efektif pada bidang, Kx, menggunakan “story stiffness method” dan

Persamaan C-A-7-5 yang terdapat pada Penjelasan Lampiran 7, Pasal 7.2. Gunakan Kx = K2





r



 



   _       _ _ _ _  _ 



r H H x L P E I E I K = K = R P L H L H L 2 2 2 2 2 0,85 + 0,15 L 1,7

Hitunglah beban total yang dipikul seluruh kolom,



P

_r

Metode DFBK:



P_r.LRFD w_u



4L_span



768 kN Metode DKI:



P_r.ASDw_a



4L_span



512 kN

Hitunglah rasio beban pada kolom yang tidak menjamin stabilitas konstruksi terhadap beban total, RL

(22)

16 dari 283









r.LRFD r.moment_frame.LRFD L.LRFD r.LRFD

P

R

P

= 0,5

Metode DKI:



P

_{r.moment_frame.ASD}



P

_r_1._ASD

+ P

_r_2._ASD



256 kN









r.ASD r.moment_frame.ASD L.ASD r.ASD

P

R

P

= 0,5

Hitunglah beban tekuk Euler satu kolom:



x

_

col

EI

L

2 2

11185,552

kN

Hitunglah rasio simpangan menggunakan hasil analisis orde pertama dengan beban notional. Metode DFBK: st.LRFD  col L 1 _0,000373mm mm

Metode DKI: st.ASD 

col L

1 _0,000398mm

mm

Untuk kolom pada grid C: Metode DFBK: PrC.LRFD = 193,2 kN HC.LRFD = 14.2 kN















































r.LRFD x st.LRFD x.LRFD

L.LRFD rC.LRFD col i.LRFD col

st.LRFD x col C.LRFD col

P

E I

K

=

R

P

L

N

L

E I

L

H

L

2 1 2 2 1 2

3,418

0,85 + 0,15

>

0,416

1,7

Metode DKI: PrC.ASD = 206,0 kN HC.ASD = 15,2 kN















_































r.ASD x st.ASD x.ASD

L.ASD rC.ASD col i.ASD col

st.ASD x

col C.ASD col

P

E I

K

=

R

P

L

N

L

E I

L

H

L

2 1 2 2 1 2

1,6

3,419

0,85 + 0,15

>

0,415

1,7

Verifikasi kekuatan kolom menggunakan gaya-gaya dalam orde kedua, dengan panjang efektif sebagai berikut (perhitungan tidak ditampilkan).

(23)

17 dari 283 Kolom-kolom:

Metode DFBK: Kx.LRFD = 3,418 Lx = Lcol Kx.LRFD Lx = 20,509 m Ky.LRFD = 1,0 Ly = Lcol Ky.LRFD Ly = 6 m

Metode DKI: Kx.ASD = 3,419 Lx = Lcol Kx.ASD Lx = 20,516 m Ky.ASD = 1,0 Ly = Lcol Ky.ASD Ly = 6 m

(24)

18 dari 283

CONTOH C.1C Desain rangka penahan momen dengan metode orde pertama Ulangi Contoh C.1A menggunakan metode analisis orde pertama.

Tentukan kuat perlu dan faktor panjang efektif kolom-kolom pada rangka kaku seperti gambar di bawah ini untuk kombinasi pembebanan gravitasi maksimum, menggunakan DFBK. Gunakan metode analisis orde pertama. Seluruh komponen struktur terbuat dari baja dengan Fy = 250 MPa.

Solusi: wD = 4

kN

m

wL = 12

kN

m

Lspan = 8 m Lcol = 6 m Fy = 250 MPa E = 200 000 MPa WF300x300x10x15 memiliki Ag = 119,8 cm2 Ix = 20 400 cm4

Rangka penahan momen antara grid B dan C adalah komponen pendukung stabilitas lateral sehingga harus direncanakan berdasarkan Lampiran 7 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Walaupun kolom-kolom pada grid A, D, dan E tidak berkontribusi terhadap stabilitas lateral, gaya-gaya stabilitas kolom-kolom tersebut harus diperhitungkan dalam analisis. Untuk analisis, seluruh rangka dapat dimodelkan seperti gambar di bawah ini. Beban-beban stabilitas 'leaning column' digabung pada satu kolom. Periksa batasan-batasan penggunaan metode panjang efektif berdasarkan Lampiran 7, Pasal 7.3.1 SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural:

(1) Struktur menahan beban-beban gravitasi melalui kolom-kolom vertikal.

(2) Rasio simpangan maksimum orde kedua terhadap simpangan maksimum orde pertama diasumsikan tidak lebih dari pada 1,5, dan perlu dilakukan verifikasi.

(3) Kekuatan aksial perlu komponen-komponen rangka penahan momen diasumsikan tidak melebihi 50% kekuatan leleh aksial, dan perlu dilakukan verifikasi.

(25)

19 dari 283

Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kombinasi pembebanan gravitasi maksimum:

Metode DFBK: wu = 1,2wD + 1,6wL = 24 kN m Metode DKI: wa = wD + wL = 16 kN m

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 7, Pasal 7.3.2, kekuatan perlu ditentukan dari analisis struktur orde pertama dengan beban-beban notional serta memperhitungkan faktor perbesaran B1 sebagaimana dijelaskan dalam Lampiran 8.

Pembebanan Gravitasi untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen. Beban gravitasi seragam untuk analisis orde pertama pada balok B-C adalah:

Metode DFBK: wu = 24 kN m Metode DKI: wa = 16 kN m

L

2

wu = 96 kN Metode DKI: Pa = span

L

2

wa = 64 kN

Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen.

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Lampiran 7 Pasal 7.3.2, ketidakvertikalan kolom harus diperhitungkan secara eksplisit pada pemodelan atau dengan mengaplikasikan beban notional sesuai Pasal C2.2b.

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Persamaan A-7-2, beban notional tersebut adalah:

Metode DFBK:



LRFD = 1,0

Pembebanan Notional untuk Analisis Struktur Rangka Penahan Momen

Δ = 0,0 mm (tidak ada simpangan akibat kombinasi beban gravitasi)

(26)

20 dari 283













i.LRFD LRFD i.LRFD col

Δ

N

=

α

Y

L

0,021

= 0 kN > 0,0042 Y_i.LRFD = 3,226 kN

gunakan Ni.LRFD = 0,0042 Yi.LRFD = 3,226 kN

Ringkasan beban-beban untuk analisis Rangka Penahan Momen Metode DKI:



ASD = 1,6

Δ = 0,0 mm (tidak ada simpangan akibat kombinasi beban gravitasi)

Lcol = 6 m













i.ASD ASD i.ASD

col

Δ

N

=

α

Y

L

0,021

= 0

> 0,042 Y_i.ASD= 2,15kN

gunakan Ni.ASD = 0,0042 Yi.ASD = 2,15 kN

Ringkasan beban-beban untuk analisis rangka penahan momen

Berdasarkan SNI 1729 Lampiran 7, Pasal 7.2.2, analisis dilakukan dengan kekakuan nominal penuh (tidak direduksi).

Menggunakan program analisis struktur orde pertama, diperoleh hasil sebagai berikut: Metode DFBK:

Δ1st.LRFD = 4,71 mm

Metode DKI: Δ1st.ASD = 3,14 mm

Periksa asumsi rasio simpangan orde kedua terhadap simpangan orde pertama tidak melebihi 1,5. Faktor B2 dapat digunakan sebagai kondisi batas. Hitung faktor B2 sesuai Pasal 8.2.2 Lampiran 8 menggunakan hasil analisis orde pertama.

Metode DFBK: Pmf.LRFD = Pleft.LRFD + Pright.LRFD = 384 kN Pstory.LRFD = wu (4 Lspan) = 768 kN         mf.LRFD M.LRFD story.LRFD P R P

=1-0,15 = 0,925 (SNI 1729 Persamaan A-8-8)

(27)

21 dari 283 HLRFD = Ni.LRFD = 3,226 kN L = Lcol = 6 m







_







LRFD e.story.LRFD M.LRFD H.LRFD

H

L

P

=

R

= 3800,866

kN (SNI 1729 Persamaan A-8-7)



LRFD = 1



LRFD LRFD story.LRFD e.story.LRFD B _P P 2. 1 = =1,253

(28)

22 dari 283

Bab D Desain dari komponen struktur untuk tarik

D1. Pembatasan kelangsingan

Pasal D1 tidak menetapkan batas kelangsingan untuk komponen struktur tarik, tetapi menyarankan pembatasan L/r untuk maksimum dari 300. Ini bukan suatu persyaratan mutlak. Batang dan gantungan secara khusus dikecualikan dari rekomendasi ini.

D2. Kekuatan tarik

Kekuatan leleh tarik dan kekuatan runtuh tarik harus dipertimbangkan untuk desain dari komponen struktur tarik. Hal ini tidak biasa untuk kekuatan runtuh tarik untuk menentukan desain dari suatu komponen struktur tarik, terutama untuk komponen struktur kecil dengan lubang-lubang atau profil berat dengan beberapa baris dari lubang.

D3. Luas neto efektif

Luas bruto, Ag, adalah luas penampang melintang komponen struktur.

Pada perhitungan luas neto, An, SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja

struktural Pasal B4.3 mensyaratkan bahwa tambahan 1/16 in. akan ditambahkan pada diameter lubang baut.

Perhitungan luas efektif untuk deretan lubang-lubang disajikan dalam Contoh D.9.

Kecuali semua elemen-elemen penampang melintang disambungkan, Ae = AnU, di mana U

adalah suatu faktor reduksi untuk menghitung shear lag.

Nilai-nilai yang sesuai U dapat diperoleh dari Tabel D3.1 SNI 1729 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural.

D4. Komponen struktur tersusun

Pembatasan untuk sambungan-sambungan komponen struktur tersusun dibahas dalam Pasal D4 SNI 1729 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural.

D5. Komponen struktur tersambung-sendi

Contoh komponen struktur tersambung-sendi diberikan dalam Contoh D.7. D6. Eyebar

Contoh eyebar diberikan dalam Contoh D.8. Kekuatan eyebar memenuhi persyaratan dimensional SNI 1729 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D6 diatur oleh leleh tarik dari body.

(29)

23 dari 283 CONTOH D.1 Batang tarik dengan profil WF

Profil WF 200x100x5,5x8 digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 135 kN akibat beban mati dan 400 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 6,5 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan baut seperti tergambar.

Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi:

PD = 90 kN PL = 270 kN L = 6,5 m

Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, gaya tarik desain minimum:

Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 540 kN

Metode DKI: Pu = PD + PL = 360 kN

Properti material baja:

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Besaran-besaran penampang WF 200x100x5,5x8: Ag = 2716 mm2 bf = 100 mm tf = 8 mm d = 200 mm ry = 22,2 mm T 100x100x5,5x8 ybar = 28,3 mm

(30)

24 dari 283 Leleh tarik Pn.y = Ag Fy = 679 kN Metode DFBK:



ty = 0,9



ty Pn.y = 611,1 kN > Pu = 540 kN



= 0,884

u ty n.y

P

Metode DKI:



ty = 1,67  = 406,587 n.y ty P kN . > . Pa = 360 kN  a = 0,885 n.y P P ty Putus tarik

Hitung faktor shear lag, U, sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2 dan kasus 7.

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, untuk penampang terbuka, U tidak perlu lebih kecil daripada rasio luas utuh elemen-elemen tersambung dengan luas utuh seluruh penampang.

U1 = f f g

b t

A

2

= 0,589

Kasus 2: Periksa sebagai sepasang profil T dengan:

xbar = ybar



= 240 mm U2 = 1 -



bar

x

= 0,882 Kasus 7: bf = 100 mm < 2 3d = 133,333 mm U3 = 0,85 Gunakan U = max(U1 , U2 , U3) = 0,882

Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal

B4.3.

(31)

25 dari 283

An = Ag− 4 (dh + 1,6 mm) tf = 2101,6 mm2

Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal

D3. Ae = An U = 1853,786 mm2 e g

A

= 0,683

Kekuatan putus tarik,

Pn.r = Fu Ae = 760,052 kN

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan putus tarik desain:

Metode DFBK:



tr = 0,75



tr Pn.r = 570,039 kN > Pu = 540 kN



tr n.ru = 0,947 P P Metode DKI:



tr = 2  = 380,026 n.r tr P kN > Pa = 360 kN  a = 0,947 n.r P Ptr

Periksa syarat kelangsingan batang tarik

y

L

r

= 292,793 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung

baja struktural Pasal D1 (o.k.)

Kekuatan tarik profil tersebut ditentukan oleh kekuatan putus tarik di bagian sambungan. Lihat Bab J untuk pemeriksaan kekuatan sambungan.

(32)

26 dari 283 CONTOH D.2 Batang tarik profil siku

Profil siku 100x100x13 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya

tarik sebesar 90 kN akibat beban mati dan 270 kN akibat beban hidup. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan baut berdiameter 20 mm seperti tergambar.

Hitung juga panjang profil maksimum agar memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. kekuatan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi:

PD = 90 kN PL = 270 kN

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa

Properti penampang L100x100x13:

Ag = 2431 mm2 t = 13 mm rz = 19,4 mm

ybar = 29,4 mm xbar = 29,4 mm

Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu:

Metode DKI: Pa = PD + PL = 360 kN

Leleh tarik

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan tarik leleh:

Pn.y = Ag Fy = 607,75 kN

(33)

27 dari 283



ty = 0,9



ty Pn.y = 546,975 kN > Pu = 540 kN



= 0,987

u ty n.y

P

Metode DKI:



ty = 1,67  = 363,922 n.y ty P kN > Pa = 360 kN  a = 0,989 n.y P P ty Putus tarik

Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2 dan kasus 8.

U1 = 0,500 Kasus 2: xbar = 29,4 mm  = 240 mm U2 = 1 -  bar x = 0,877

Kasus 8, dengan 4 atau lebih alat penyambung per garis dalam arah pembebanan:

U3 = 0,800

Gunakan U = max(U1 , U2 , U3) = 0,877

Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal B4.3.

dh =

13 16 mm

An = Ag− (dh + 1,6 mm) t = 2399,638 mm2

Hitung Ae menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal D3. Ae = An U = 2105,682 mm2

Kekuatan putus tarik:

(34)

28 dari 283

Metode DFBK:



tr = 0,75



tr Pn.r = 647,497 kN > Pu = 540 kN



tr n.ru = 0,834 P P Metode DKI:



tr = 2



= 431,665

n.r tr

P

kN > Pa = 360 kN  a = 0,834 n.r P Ptr

Panjang batang maksimum, Lmax

Menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D1:

Lmax = 300 rz = 5820 mm

CATATAN Batas L/r merupakan rekomendasi, bukan persyaratan.

(35)

29 dari 283 CONTOH D.3 Batang tarik profil T

Profil T 200x100x8x12 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya

tarik sebesar 180 kN akibat beban mati dan 540 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 9 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan las sepanjang 300 mm seperti tergambar.

Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi:

PD = 110 kN PL = 330 kN L = 6 m

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Properti penampang T 200x100x8x12: Ag = 3177 mm2 bf = 200 mm tf = 12 mm rx = 24,1 mm ybar = 17,3 mm

Leleh tarik

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik:

(36)



ty = 0,9



ty Pn.y = 714,825 kN > Pu = 660 kN



= 0,923

u ty n.y

P

Metode DKI:



ty = 1,67  = 475,599 n.y ty P kN > Pa = 440 kN  a = 0,925 n.y P P ty Putus tarik

Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2.

U1 = f f g

b t

A

= 0,755 Kasus 2: xbar = ybar



= 300 mm U2 = 1 -  bar x = 0,942 Gunakan U = max(U1 , U2) = 0,942

Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal

B4.3.

An = Ag = 3177 mm2

D3.

Ae = An U = 2993,793 mm2

(37)

31 dari 283

Pn.r = Fu Ae = 1227,455 kN

Metode DFBK:



tr = 0,75



tr Pn.r = 920,591 kN > Pu = 660 kN



u tr n.r P P = 0,717 Metode DKI:



tr = 2   613,728 n.r tr P kN > Pa = 440 kN



_

0,717

a n.r

P

tr

Pemeriksaan batas kelangsingan

x

L

r

= 248,963 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung

baja struktural Pasal D1 (o.k.)

(38)

32 dari 283

CONTOH D.4 Batang tarik profil tabung persegi panjang

Profil tabung persegi panjang 180x100x10 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan

untuk menahan gaya tarik sebesar 150 kN akibat beban mati dan 450 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 7,5 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan las sepanjang 300 mm pada pelat buhul dengan tebal 10 mm.

Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dan pelat buhul dianggap tidak menentukan.

Solusi:

PD = 150 kN PL = 450 kN L = 7,5 m

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa

Properti penampang tabung persegi 150x100x10:

Ag = 4857mm2 B = 100 mm H = 180 mm t = 10 mm rx = 38,9 mm

Leleh tarik

(39)



ty = 0,9



ty Pn.y = 1092,825 kN > Pu = 900 kN



u ty n.y

P

= 0,824 Metode DKI:



ty = 1,67   727,096 n.y ty P kN > Pa = 600 kN  a 0,825 n.y P P ty Putus tarik

Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 6.

xbar =





B + BH B + H 2 2 4 = 41,071 mm



= 300 mm U = 1 -  bar x = 0,863

Dengan adanya celah sebesar 1,6 mm antara profil tabung persegi dan pelat buhul:

tp = 10 mm

An = Ag− 2 (tp + 1,6 mm)t = 4625 mm2

D3.

Ae = An U = 3991,815 mm2

Kekuatan putus tarik:

Pn.r = Fu Ae = 1636,644 kN

Metode DFBK:

(40)

34 dari 283





tr = 2   818,322 n.r tr P kN > Pa = 600 kN



a



0,733

n.r

P

tr

Kekuatan tarik profil tabung persegi ditentukan oleh kekuatan putus tarik. Pemeriksaan batas kelangsingan

x

L

r

= 192,802 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung

baja struktural Pasal D1 (o.k.)

(41)

35 dari 283 CONTOH D.5 Batang tarik pipa

Profil pipa 150x12 dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk menahan gaya tarik

sebesar 160 kN akibat beban mati dan 480 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 9 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan las sepanjang 300 mm pada pelat buhul dengan tebal 12 mm.

Periksa apakah profil tersebut memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan sambungan dan pelat buhul dianggap tidak menentukan.

Solusi:

PD = 160 kN PL = 480 kN L = 9 m

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa

Properti penampang Pipa 150x12:

Ag = 5 202 mm2 D = 150 mm t = 12 mm r = 48,97 mm

Leleh tarik

(42)



ty = 0,9



ty Pn.y = 1170,45 kN > Pu = 960 kN



u ty n.y

P

= 0,820 Metode DKI:



ty = 1,67   778,743 n.y ty P kN > Pa = 640 kN  a 0,822 n.y P P ty Putus tarik

Periksa apakah asumsi Ae/Ag ≥ 0,75 terpenuhi.

Tentukan U berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel D3.1 Kasus 5.

D = 150 mm



= 300 mm



D = 2 > 1,3 oleh karena itu U = 1,00

Dengan adanya celah sebesar 1,6 mm antara profil pipa dan pelat buhul:

tp = 12 mm

An = Ag− 2 (tp + 1,6 mm) t = 4875,6 mm2

D3. Ae = An U = 4875,6 mm2



0,937

e g

A

(o.k., tetapi konservatif)

Kekuatan putus tarik adalah,

Pn.r = Fu Ae = 1998,996 kN

(43)



tr = 0,75



tr Pn.r = 1499,247 kN > Pu = 960 kN



u tr n.r

P

= 0,640 Metode DKI:



tr = 2   999,498 n.r tr P kN > Pa = 640 kN  a 0,640 n.r P Ptr

Kekuatan tarik profil pipa lingkaran ditentukan oleh kekuatan putus tarik. Pemeriksaan batas kelangsingan

L

r = 183,786 < 300 berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung

baja struktural Pasal D1 (o.k.)

(44)

38 dari 283 CONTOH D.6 Batang tarik profil siku ganda

Profil siku ganda 2L100x100x13 (lebar pemisah 10 mm) dengan material baja Fy = 250 MPa

digunakan untuk menahan gaya tarik sebesar 180 kN akibat beban mati dan 540 kN akibat beban hidup. Panjang batang tarik 7,5 m. Periksa kekuatan batang tarik tersebut berdasarkan DFBK, jika pada ujung batang terdapat sambungan baut berdiameter 20 mm seperti tergambar.

Hitung juga panjang profil maksimum agar memenuhi persyaratan kelangsingan batang tarik. Kekuatan pelat buhul dan sambungan dianggap tidak menentukan.

Solusi:

PD = 180 kN PL = 540 kN L = 7,5 m

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Properti penampang L100×100×13: Ag = 2 431 mm2 t = 13 mm xbar = 29,4 mm 2L100×100×13 (s = 10 mm) ry = 30,4 mm rx = 46,2 mm

Metode DFBK: Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 1080 kN

Metode DKI: Pa = PD + PL = 720 kN

Leleh tarik

(45)

39 dari 283 Pn.y = 2 Ag Fy = 1215,5 kN Metode DFBK:



ty = 0,9



ty Pn.y = 1093,95 kN > Pu = 1080 kN



u ty n.y

P

= 0,987 Metode DKI:



ty = 1,67  n.y ty P = 727,844 kN > Pa = 720 kN  a n.y P P ty = 0,989 Putus tarik

Hitung U sebagai nilai terbesar berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D3, Tabel D3.1 kasus 2 dan kasus 8.

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal D3, untuk penampang terbuka, U tidak perlu lebih kecil daripada rasio luas utuh elemen-elemen tersambung dengan luas utuh seluruh penampang.

U1 = 0,500 Kasus 2: xbar = 29,4 mm



= 5 (70 mm) = 350 mm U2 = 1 -  bar x = 0,916

Kasus 8, dengan 4 atau lebih alat penyambung per garis dalam arah pembebanan:

U3 = 0,800

Gunakan U = max(U1 , U2 , U3) = 0,916

Hitung An menggunakan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal B4.3. dh = 20 mm + 1,6 mm = 21,6 mm

An = 2 Ag− 2 (dh + 1,6 mm) t = 4258,8 mm2

D3.

(46)

40 dari 283 Kekuatan putus tarik adalah,

Pn.r = Fu Ae = 1599,435 kN

Metode DFBK:



tr = 0,75



tr Pn.r = 1199,576 kN > Pu = 1080 kN





tr = 2  n.r tr P = 799,717 kN > Pa = 720 kN  a n.r P Ptr = 0,9

Pemeriksaan batas kelangsingan

x L

r = 162,338 < 300 berdasarkan SNI 1729, Pasal D1 (o.k.)

CATATAN Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D4, jarak longitudinal antara alat penyambung pada batang dengan penampang tersusun dipasang sedemikian sehingga rasio kelangsingan setiap komponen penyusunnya tidak melebihi 300.

(47)

41 dari 283 CONTOH D.7 Batang tarik terhubung-sendi

Suatu batang tarik terhubung-sendi dengan material baja Fy = 250 MPa digunakan untuk

menahan gaya tarik sebesar 18 kN akibat beban mati dan 54 kN akibat beban hidup. Diameter pin (sendi) 25 mm dengan diameter lubang lebih besar 1,6 mm. Asumsikan kekuatan pin mencukupi. Periksa kekuatan tarik batang tersebut.

Solusi:

PD = 12 kN PL = 36 kN

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Dimensi-dimensi penampang: w = 140 mm t = 10 mm d = 25 mm a = 56,7 mm c = 61,6 mm dh = d + 1,6 mm = 26,6 mm

Periksa persyaratan dimensi berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D5.2.

1. be = min(2 t + 16 mm, 61,6 mm) = 36 mm

2. a = 56,7 mm > 1,33 be = 47,88 mm o.k.

(48)

42 dari 283 4. c = 61,6 mm > a = 56,7 mm o.k.

Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu:

Putus tarik

Hitung kekuatan putus tarik pada penampang bersih efektif.

Pntr = Fu 2t be = 295,2 kN

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk gedung baja struktural Pasal D5.1, kekuatan putus tarik desain: Metode DFBK:



tr = 0,75



tr Pntr = 221,4 kN > Pu = 72 kN



u tr ntr P P = 0,325 Metode DKI:



tr = 2  ntr tr P = 147,6 kN > Pa = 48 kN tr a ntr P P = 0,325 Putus geser: Asf = 2 t













d

a +

2

= 1384 mm 2 Pnsf = 0,6 Fu Asf = 340,464 kN

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D5.1, kekuatan putus geser desain:

Metode DFBK:



sf = 0,75



sf Pnsf = 255,348 kN > Pu = 72 kN



u sf nsf P P = 0,282

(49)

43 dari 283 Metode DKI:



sf = 2  nsf sf P = 170,232 kN > Pa = 48 kN  a nsf P Psf = 0,282 Kekuatan tumpu Apb = t d = 250 mm2 Rnpb = 1,8 Fy Apb = 112,5 kN

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal J7, kekuatan tumpu desain:

Metode DFBK:



pb = 0,75



pb Rnpb = 84,375 kN > Pu = 72 kN



_pb u_npb

P

R

= 0,853 Metode DKI:



pb = 2  npb pb R = 56,25 kN > Pa = 48 kN  a npb P R pb = 0,853 Leleh tarik Ag = w t = 1,4 × 103 mm2 Pnty = Fy Ag = 350 kN

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik desain:

Metode DFBK:



t = 0,90



t Pnty = 315 kN > Pu = 72 kN



u t nty

P

= 0,229

(50)

44 dari 283 Metode DKI:



t = 1,67



nty t

P

= 209,581 kN > Pa = 48 kN



a nty

P

t = 0,229

Kekuatan tarik ditentukan oleh kekuatan tumpu



Pn = min(



tr Pntr ,



sf Pnsf ,



pb Rnpb ,



t Pnty) = 84,375 kN > Pu = 72 kN



u n P P = 0,853

(51)

45 dari 283 CONTOH D.8 Batang tarik eyebar

Sebuah eyebar dengan tebal 16 mm direncanakan menahan gaya tarik 120 kN akibat beban mati dan 60 kN akibat beban hidup. Material eyebar adalah baja dengan Fy = 250 MPa.

Diameter pin 75 mm. Periksa kekuatan tarik batang tersebut.

Solusi:

PD = 120 kN PL = 60 kN

Fy = 250 MPa Fu = 410 MPa Besaran-besaran penampang: w = 75 mm b = 56 mm t = 16 mm dhead = 200 mm d = 75 mm dh = d + 0,781 mm = 75,781 mm R = 200 mm

Periksa persyaratan dimensi berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D6.1 and D6.2.

1. t = 16 mm > 13 mm

b = 56 mm

dh = 75,781 mm

t = 16 mm R = 200 mm

(52)

46 dari 283 2. w = 75 mm < 8t = 128 mm o.k. 3. d = 75 mm > 7 8w = 65,625 mm o.k. 4. dh = 75,781 mm ≤ d + 0,781 mm = 75,781 mm o.k. 5. R = 200 mm > dhead = 200 mm o.k. 6. 2 3w = 50 mm ≤ b = 56 mm ≤ 3 4w = 56,25 mm o.k .

Berdasarkan Pasal 2 SNI 1727, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, kekuatan tarik perlu:

Leleh tarik

Ag = w t = 1 200 mm2 Pnty = Fy Ag = 300 kN

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal D2, kekuatan leleh tarik desain:

Metode DFBK:



t = 0,90



t Pnty = 270 kN > Pu = 240 kN





u ty nty

P

0,889

Metode DKI:



ty = 1,67  nty ty P = 179,641 kN < Pa = 180 kN  a  nty P P 1,002 ty

(dapat dianggap sama dengan 1,0)

Kekuatan tarik eyebar ditentukan oleh kekuatan leleh tarik.

CATATAN Persyaratan detailing eyebar perlu diperhatikan untuk menjamin kegagalan ditentukan oleh kondisi leleh tarik. Alat penyambung pin juga perlu diperiksa terhadap kondisi leleh geser, dan kondisi tumpu jika mutu material pin lebih rendah daripada material eyebar.

(53)

47 dari 283 CONTOH D.9 Pelat dengan baut berseling

Hitunglah An dan Ae untuk pelat dengan lebar 360 mm dan tebal 12 mm yang mengalam

gaya tarik dengan lubang-lubang baut berseling di bawah ini.

Solusi:

Hitunglah diameter lubang baut berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal B4.3.

dbolt = 20 mm dh = dbolt + 1,6 mm = 21,6 mm dnet = dh + 1,6 mm = 23,2 mm

Hitunglah lebar bersih untuk seluruh pola potongan melintang. Karena konfigurasi simetri, beberapa pola memiliki lebar efektif yang identik dan tidak perlu dihitung.

b = 360 mm s = 65 mm g1 = 75 mm g2 = 100 mm tp = 12 mm

w = b −



d

_net +



S

g

2

4

berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Pasal B4.3.

Pola A-B-E-F: w1 = b − 2 dnet = 313,6 mm

Pola A-B-C-D-E-F: w2 = b − 4 dnet +

S

g

2 1

2

4

= 295,367 mm

Pola A-B-C-D-G : w3 = b − 3 dnet +

S

g

2

1

4

= 304,483 mm

Pola A-B-D-E-F : w4 = b − 3 dnet +

S

g

2 1

4

+





S g + g 2 1 2 4 = 310,519 mm

(54)

48 dari 283

An = wmin tp = 3544,4 mm2

Berdasarkan SNI 1729, Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Tabel D3.1 kasus 1, karena beban tarik disalurkan pada seluruh elemen melalui baut,

U = 1,0