Upload
rafijrin-way-sulam
View
698
Download
14
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II
Disusun untuk memenuhi persyaratan pada Mata Kuliah Struktur Baja II Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Sriwijaya Konsentrasi Transpotasi
Oleh:
NAMA : RAFIJRIN
NIM : 0609 3010 0017
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA JURUSAN TEKNIK SIPIL PALEMBANG 2012
Permasalahan : Bahan Fc Fy Ec Es = 250 kg/cm2 = 2400 kg/cm2 = 200000 kg/cm2 = 2000000 kg/cm3 = 2500 kg/cm3 = 18 m =9m =1m = 20 cm = 20 cm = 19 mm
Berat beton
Panjang Bentang Lebar Jembatan Lebar 1 trotoar Tebal pelat jembatan Tebal trotoar Diameter konektor stud
Percepatan gravitasi : g = 10 m/s2 Beban hidup : T = 5 kN/m D = 9 Kpa = 900 kg/m2
Tugas : Analisa pembebanan Perencanaan balok komposit Perencanaan konektor Perencanaan sambungan balok baja Gambar
1. Analisa Pembebanan Balok Tepi
Beban mati 1 : qD1= Berat jembatan Berat baja DIN40 qD1
= 2,1 m . 0,2 m . 2500 kg/m3 = 1050 kg/m = 164 kg/m = 1214 kg/m = 1 m . 0,2 m . 2500 kg/m3 = 500 kg/m +
Beban mati 2 : qD2 = berat trotoar
Beban hidup : D
= beban merata = 9 kPa . 2,1 m = 900 kg/m2 . 2,1 m = 1890 kg/m
Beban hidup : T
= beban terpusat = 5 kN/m . 2,1 m = 10,5 kN = 1050 kg
Beban mati sandaran : P Berat beton = 0,2 m . 0,9 m . 0,2 m . 2500 kg/m3 = 90 kg
Berat pipa P Balok Tengah
= 2 . 3 . 7,5
= 45 kg
= 90 kg + 45 kg = 135 kg
Berat beton Profil ditaksir DIN40 Beban mati
= 2500 kg/m3 = 164 kg/m = 1,6 m . 0,2 m . 2500 kg/m3 = 800 kg/m Berat baja DIN40 qD3 = 164 kg/m = 964 kg/m +
: Berat jembatan
Beban hidup : T P
= beban terpusat (P) = 5 kN/m . 1,6 m = 8 kN = 800 kg 160
qL
= beban merata = D. 1,6 m = 9 kPa . 1,6 m = 900 kg/m2 . 1,6 m = 1440 kg/m
2. Garis Pengaruh x
Garis Pengaruh Momen Pu = 800 kg/m Momen lentur lintang
L
0 28.512.000 kg.cm (Tidak OK!!) Gunakan Baja DIN70 A hf bE = 324 cm2 = 20 cm = 160 cm
a pada beton
Mn
= As . fy . Z = 324 cm2 x 2400 kg / cm2 x 46,287 cm = 35.993.078,32 kg.cm
Mn = 0,85 x 35.993.078,32kg.cm = 30.594.116,57 > 286.335 kg.cm (OK!!) Balok Tengah MU2 MU < = 189.540 kg.m Mn = 0,85 Dicoba DIN40 A fc fy = 209 cm2 = 250 kg/cm2 = 2400 kg/cm2 bE hf = 160cm = 20cm
a pada beton
kurang dai Mu
*Profil diperbesar* Gunakan Baja DIN70 (samakan dengan balok tepi) A hf bE = 324 cm2 = 20 cm = 160 cm
(PNA berada pada baja) Cc = 0,85 fc bE hf = 0,85 250 MPa 160 cm 20cm = 680.000
= = 48.800 Luas Baja Tertekan = Luas Baja Tertarik = = = 303,667 cm2
= 680.000 (314,665) + 48.800 (316)
= 219.393.000 kg.cm = 2.293.930 kg.m > Mu = 189.540 kg.m (OK!!) 4. Perencanaan konektor stud (diameter 19mm) Balok tepi DIN 70 a = 17,425 hf (PNA pada beton)
Tmaks = As.Fy = 324 . 2400 = 777600 kg = 7776 kN Kekuatan 1 stud = Qn Qn = 0,0004 (dst)2 = 0,0004 (19) 2 = 102,106 kn n = jumlah stud ( ) = = = 76,156 77
Jumlah stud untuk satu balok = 2n =2.77 = 154 buah Jarak stud (as-as) = = 11,688 12 = 180 bh stud / balok
Pasang stud dengan jarak 10 cm :. Jmlh stud = Balok tengah a = 22,871 cm
C maks= 0,85 . Fc . bE . hf = 0,85 . 250.160.20 = 680.000 kg = 6800 kN
Qn
= 0,0004 (dst)2. = 0,0004 (19) 2. = 102,106 kn
Jumlah stud untuk setengah bentang = n n = = = 66,597 68 buah
untuk satu balok = 2n = 2. 68= 136 buah jumlah stud (as-as) = Pasang stud dengan jarak 10 cm .: jumlah stud = = 180 stud
5. Perencanaan Sambungan Balok Memanjang Balok Tepi
x L L QU = 1,2 qb + 1,6 qL = 1,2 (1714) + 1,6 (1890) = 5080,8 Kn/m Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 1,6 (1050) + 1,2 (135) = 1842 kN
DIN70 H Tw X W D Va = 70 = 1,6 =3 = 5,5 cm = 2,59 B Tf L Df A = 30 = 1,8 = 18 = 2,6 cm = 500 cm
= qu L {Pu L)/L} = (5080,8) (18) - (1842) = 44806,2
Vs
= Va qu . x = 44806,2 5080,8 (3) = 29563,8
Ms
= VA . 3 - qu . x2 = 44806,2 . 3 - 5080,8 (3)2 = 111555 kg m = 11155500 kg cm
Kuat Geser Baut Rn Rn Rn = 0,5 fu . Ab = 0,75 . 0,5 . 3700 = 7030,566 kg
Rencana Sambungan pelat sayap m1 = 11155500 kgcm S = 11155500 : 70 = 159364,28 kg s
s Jumlah baut untuk sayap n = S/ Rn = 159364,286 / 7030,566 = 22,668 24 buah
Jarak sumbu ke sumbu baut = s S > 25,4 s = 76,2 mm 8 cm S < 200 S < 15 . 3,4 = 4,41 cm Profil W W1 = 5,5 cm = 5,5 cm 8 cm
Cek dari Tumpu Tumpu Pelat Rn Rn = 2 . d . fu . tp
= 0,75 . 2 . 2,54 . 3200 . tp
Gaya yang bekerja pada satu baut Pu = 5 : n Pu = 159364,286 : 24 = 6640,178 Ru Rn 6690,178 kg 0,75 . 2 . 2,54 . 3700 . tp1
Tp1 6690,178 / (0,75. 2 . 2,54 . 3700) Tp1 0,971 < tf = 3,4 cm (ok)
Pelat Penyambung Putus melalui jalur 1-1 1-1 s normal Luas Penampang efektif2.6 2.6
Ae Ae Rn
= (30 2. 2,6) = 24,8 tp = 0,75 = 0,75 . Ae . fu = 0,75 . 24,8 . tp1 . 340D
159364,286 Tp1 Tp1
0,75 . 24,8 . tp1 . 340 D 159364,286 : 68820 2,316 < tf = 3,4 cm (ok)
Rencana Sambungan pelat badan Balok tepi
W = 5.5
Vs M
= 29563,8 kg = Vs . es = 162600,9 = 29563,8 . 5,5
a.
Vs dipikul bejana oleh baut
Vi
= V1 = 7390,95
V2 = 7390,95
V3 = 7390,95
V4 = 7390,95 b. Momen didistribusikan sesuai posisi baut Pasang sumbu x , y melalui TB X1 = 0 ; X2 = 0 ; X3 = 0 ; X4 = 0 ; Y1 = 12,5 cm Y2 = 12,5 cm Y3 = -12,5 cm Y4 = -12,5 cm ri2 = xi2 + yi2 ri2 = 0 + 12,52 + 12,52 + (-12,5)2 + (-12,5)2 = 625 cm2
Gaya sejajar sumbu X akibat M Fmix Fm1x Fm3x = = Fm2x = Fm4x = = = 3252,018 = - 3252,018
Super Posisi 1 dan 2 Fm1x Fm3x
V1 Fm2x Fm4x
V3
V2
V4
R1
= = 8074,761 Kuat Geser Baut
Rn
=
0,5 . fu . Ab 0,75 x 0,5 x 3700 x x (2,54)2 7030,566 kg
Rn = Rn =
Karena bidang geser baut m = 4, maka kuat geser baut kumulatif = Rn * Ru * Ru = = = Ru Ru < 8074,761 = * Rn < 28122,264 ( ok! ) m. Rn 4 x 7030,566 kg 28122,264 Ri
Kuat Tanpa Pelat Penyambung tp Rn Rn = = = 2 tp2 2 . d . fu . tp 2 x 2,54 x 3700 x tp 0,75 x 2 x 2,54 x 3700 x tp Rn < Rn 0,75 x 2 x 2,54 x 3700 x tp tw = 3,0 cm
Rn = Ru
8074,761 8074,761 tp = 0,572 tp = 2 tp2 tp2 =
= 0,286
Gunakan tp2 = 0,5 cm
6. Perencanaan sambungan balok memanjang untuk balok tengah qu = = = Pu = DIN70 h b = 70 = 30 x L w =3m = 18 m = 5,5 cm df = 2,6 cm d a = 2,54 cm = 500 mm = 50 = 1,2 . qD + 1,641 1,2 . ( 964 kg/m ) + 1,6 . ( 1440 kg/m ) 3460,8 kg/m 1,6 . ( 800 )
1280 kg
tw = 1,8 cm cm tf VA = = = = VS = = = MS = = = =
3,4 cm . qu . L +
w1
= 5,5 cm
. 3460,8 . 18 m + ( 1280 . 0,5 ) 31787,2 kg VA . q . x 31787,2 . ( 3460,8 x 3 ) 21404,8 VA . 3 - . qu . x2 31787,2 . (3) - . 3460,8 . 32 79788 kg.m 7978000 kg.cm
Kuat geser baut Rn Rn = = = 0,5 . fu . Ab 0,75 x 0,5 x 3700 kg/cm2 x (2,54)2 7030,566 kg
s
Ms = 7978000 kg.cm
s s s
= = 145054,546
Jumlah baut untuk sayap = n n TB V1 m = = titik berat sistem baut = 21404.8 = vs x es = 21404.8 x 5.5 = 117726.4 kg cm a. V1 = Vs di pikul bejana oleh baut =V1 = 5352.4
= 5351.2
V2 = 5352.4
Diagram gaya akibat Vs (1) V3 = 5352.4 V4 = 5352.4
b.
Momen didistribusikan sesuai posisi baut Pasang sumbu x,y melalui TB X1 = 0 Y1 = 12.5 cm X2 = 0 Y2 = 12.5 cm
X3= 0 Y3 = -12.5 cm X4= 0 Y4 = -12.5 cm ri2 = xi2 + yi2 ri2 = 0 + 12.52 +12.5 2+(-12.5 2)+ (-12.5 2) ri2 = 625 Gaya sejajar sumbu x akibat m Fm1x = Fm2x = = = = 2354.528 = 2354.528
diagram gaya akibat m (2) Super posisi 1 dan 2 1 2354.528 2354.528
5352.4
5352.4
2
2354.528
2354.528
5352.4
5352.4
Ri
= = = 5847.392 kg
Kuat geser baut Rn = 0.5 x fu x Ab x x (2.50)2
Rn = 0.75 x 0.5 x 3700 x Rn = 7030.566 kg
Karna bidang geser baut ganda m = 2, maka kuat geser baut kumulatif = Rn * Rn * Rn =mx Rn
=4 x 7030.566 kg = 28122.264 kg
Ru = Ri Ru = * Rn 5847.392 < 28122.264 kg (ok) Kuat tanpa pelat penyambung tp Rn Rn = 2tp2 = 2d x fu x tp = 2 x 2.54 x 3700 x tp
Rn = 0.75 x 2 x 2.54 x 3700 x tp Ru Rn
5847.392 0.75 x 2 x 2.54 x 3700 x tp tp 0.417 cm < tw = 1.8cm
tp = 2tp2 tp2 = = 0.2085 pakai tp2 = 0.5 cm