komposit baja ii

Struktur Baja IIJembatan Komposit

Kamis, 23 Desember 2010Dr. Ir. Mochammad Afifuddin, M.EngJurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Bahan Kuliah Struktur Baja II 2

Bertahun-tahun beton bertulang yang terletak di atas gelagar baja dipakai tanpa memperhitungkan pengaruh dari struktur komposit.

Pada tahun-tahun belakangan ini, hasil penelitian menunjukkan bahwa beton bertulang dan gelagar baja yang digabungkan bersama-sama merupakan satu kesatuan dalam menahan geseran horizontal.

Daya tahan gabungan ini dapat diperoleh dengan mengelas shear connector (penyambung geser) pada gelagar atau dengan memberikan lapisan pelindung beton pada gelagar.

Pendahuluan

04/21/23


AISCS juga mengakui adanya penambahan ini dengan memberikan nilai tegangan lentur izin sebesar 0,76 Fy tanpa memperhitungkan pengaruh dari beton (AISCS 1.11.2)

Kedua material tersebut dimanfaatkan sampai mencapai kapasitas penuhnya, dengan beton menahan tekanan dan gelagar baja menahan hampir semua tarikan.

Penampang komposit mempunyai kekakuan yang lebih besar dibandingkan dengan penampang beton dan gelagar baja yang bekerja sendiri-sendiri.

Apabila ada bagian dari beton yang menahan tarik, maka bagian tersebut dianggap tidak ada dan diabaikan dalam perhitungan.

Pendahuluan

04/21/23


Lebar Efektif

AISC menentukan lebar dari lempeng beton yang turut aktif dalam aksi komposit seperti gambar di atas.

Besarnya lebar flens efektif maksimum tidak boleh melampaui:

1. Seperempat dari panjang bentang gelagar2. Setengah dari jarak bersih ke gelagar berikutnya yang

terdapat pada dua sisi ditambah bf3. Enam belas kali tebal lempeng t ditambah bf,

04/21/23


Lebar Efektif

Apabila lempeng beton hanya terdapat pada satu sisi dari gelagar, maka lebar aktif maksimum b tidak boleh melampaui:

1. Seperduabelas dari panjang bentang gelagar L.2. Setengah dari jarak bersih ke gelagar berikutnya

tambah bf.3. Enam belas kali tebal lempeng t ditambah bf,

04/21/23


Contoh Soal 1:Tentukan lebar efektif b untuk gelagar sebelah dalam dan gelagar tepi seperti terlihat pada gambar apabila diketahui panjang bentang L=42 ft, 0 in; tebal lempeng beton t=5.5 in dan jarak dari pusat ke pusat gelagar yang terdiri dari profil W 18 x 35 adalah 8 ft, 0 in.

04/21/23


Penyelesaian:

Untuk profil W 18 x 35, bf= 6 in.Jarak bersih gelagar = (8 ft x 12 in/ft)-6 ft= 90

in.Untuk gelagar sebelah dalam,1. b≤1/4 =(42ftx12in./ft)/4= 126 in.2. b≤(1/2 jarak bersih)x2 + bf=2(90 in/2) + 6

in.=96 in3. b≤(8t) x 2 + bf= 2(8x5,5in.) + 6 in. = 94 in.Harga b minimum yang dipakai adalah b=94 in.

04/21/23


Penyelesaian (lanjutan):

Untuk gelagar tepi,1. b≤1/12 =(42ftx12in./ft)/12= 42 in.2. b≤(1/2 jarak bersih)x2 + bf=(90 in/2) +

6 in.=51 in3. b≤(6t) + bf= (6x5,5in.) + 6 in. = 39 in.Harga b minimum yang dipakai adalah

b=39 in.

04/21/23


Contoh Soal 2:Kerjakan kembali contoh soal no: 1, dengan menggunakan profil W 12 x 65 untuk gelagar.

04/21/23

Bahan Kuliah Struktur Baja II 1004/21/23


Perhitungan Tegangan

Tegangan-tegangan pada penampang komposit biasanya dihitung dengan menggunakan metode tranformasi luas, di sini salah satu dari luas material yang dipakai di transformasikan menjadi luas yang ekivalen terhadap luas material lainnya.

Biasanya luas efektif beton yang ada ditranformasikan menjadi luas baja yang ekivalen. Dengan menganggap bahwa pada jarak yang sama dari sumbu netral besarnya regangan yang terjadi pada kedua material adalah sama, maka besarnya unit tegangan pada salah satu material adalah sama dengan perkalian antara regangan yang terjadi dengan modulus elastisitasnya.

04/21/23


Perhitungan Tegangan (lanjutan): Unit tegangan baja dengan demikian

bisa dinyatakan sebagai Es/Ec dikalikan dengan unit tegangan beton.

04/21/23


Dengan memisahkan perbandingan Es/Ec

sebagai perbandingan modulus n, gaya yang ditahan oleh beton seluas 1 in2 adalah setara dengan gaya yang ditahan oleh baja seluas 1/n in2. Dengan demikian luas efektif beton (Ac=bef x t), bisa digantikan dengan luas transformasi (Atransformasi= Ac/n).

Setelah letak sumbu netral dari penampang transformasi ditentukan, kemudian momen inersianya Itr bisa dihitung. Tegangan lentur maksimum untuk baja bisa dinyatakan dengan persamaan:

04/21/23


Dimana:fbs= tegangan lentur maksimumM= momen lenturytr=jarak dari sumbu netral ke serat baja terjauhItr= momen inersia penampang transformasi.

Tegangan lentur maksimum untuk beton dapat dinyatakan dengan persamaan:

catas adalah jarak dari sumbu netral ke serat beton terjauh, dan n perbandingan modulus.04/21/23


Persamaan di atas kadang-kadang dipakai untuk menunjukkan tahanan momen transformasi dari gelagar. Untuk konstruksi yang tidak disangga, karena penampang baja harus dapat menahan beban mati, tegangan lentur untuk baja dinyatakan oleh:

dimana:MD : momen yang hanya disebabkan oleh beban matic : jarak sumbu netral profil baja sendiri ke serat penampang baja yang terjauh.Is : momen inersia total dari baja04/21/23


Contoh soal 3:Untuk contoh 1, tentukan penampang transformasi dari beton apabila Ebaja = 29 x 106 psi dan

Ebeton = 2,9 x 106 psi.

04/21/23


Contoh Soal 4:Untuk kasus seperti gambar berikut, tentukan ytr, Itr, ftr bawah, ftr atas, dan ftr beton, apabila M= 160 ft.k. Pakai profil W 18 x 35 dengan b= 70 in., t=4 in, dan n=10

04/21/23


Penyelesaian:

04/21/23



04/21/23


Contoh Soal 5:Untuk kasus seperti gambar berikut, tentukan ytr, Itr, ftr bawah, ftr atas, dan ftr beton, apabila M= 560 ft.k, Atr= 44 in2, t= 5 in, btr= 8,8 in. dan n=10

04/21/23


Penyelesaian:

04/21/23



04/21/23


Contoh Soal 6:Tentukan kapasitas momen tahan dari penampang komposit seperti yang terlihat pada gambar berikut ini. Anggap baja yang dipakai adalah dari jenis A.36, f’c= 3000 psi, n= 9, Itr= 8636 in4, ytr=17,99 in.

04/21/23


Penyelesaian:

04/21/23



04/21/23


Contoh Soal 7:Dengan menganggap tidak ada penyangga yang akan dipakai, tentukan kapasitas momen beban mati dari penampang komposit pada contoh soal 5.

04/21/23


Penyelesaian:

04/21/23



04/21/23


SHEAR CONNECTOR

04/21/23


Contoh Soal 8:

Tentukan jumlah kancing berdiameter 7/8 in yang dibutuhkan apabila f’c = 3000 psi dan Fy= 36 ksi adalah harga-harga yang dipakai untuk gelagar sebelah dalam pada contoh (1) dan (2).

04/21/23


Penyelesaian:

04/21/23


Penyelesaian (lanjutan) :

04/21/23


Contoh Soal 9:Tentukan jumlah kanal berukuran 4 in yang diperlukan untuk menyalurkan gaya geser apabila untuk penampang komposit seperti pada gambar f’c=3,0 ksi dan Fy = 36 ksi. Anggap panjang tiap kanal adalah 3 in.

04/21/23


Penyelesaian:

04/21/23


Contoh Soal 10:

04/21/23

komposit baja ii

Documents