PERENCANAAN ELEMEN LENTUR Oleh SABRIL HARIS HG MT

PERENCANAAN ELEMEN LENTUR Oleh : SABRIL HARIS HG, MT

Elemen Lentur Definisi Elemen struktur yang (dominan) memikul gaya dalam momen lentur. Penggunaan Balok pada Struktur Bangunan dan Struktur Jembatan

KONSEP PERENCANAAN Mu < f Mn gaya dalam ultimate (momen) kuat lentur rencana ANALISA STRUKTUR PERHITUNGAN KAPASITAS BEBAN (LOAD) < KAPASITAS (RESISTANCE)

Kuat Rencana Elemen Lentur (f Mn) Ditentukan berdasarkan kondisi batas (ultimate) yang mungkin terjadi pada elemen lentur, yaitu: 1. LELEH 2. TEKUK a. tekuk lokal b. tekuk lateral

Kondisi Leleh Seluruh bagian penampang mengalami leleh. Distribusi Tegangan (1)

Kondisi Leleh Kapasitas Penampang didefinisikan sebagai : dengan : Z fy = modulus plastis penampang = tegangan leleh Kondisi leleh hanya dapat tercapai jika TIDAK TERJADI TEKUK (2)

Kondisi Tekuk Kondisi tekuk terdiri dari : 1. Tekuk Lokal meninjau kelangsingan bagian penampang 2. Tekuk Lateral meninjau kelangsingan elemen struktur

Tekuk Lokal (1) Akibat bekerjanya momen lentur, sebagian penampang akan mengalami tarik dan sebagian tekan. Misal akibat momen positif pelat sayap atas mengalami tekan sebagian pelat badan mengalami tekan Tekuk lokal meninjau kelangsingan bagian penampang ( ) yang mengalami tekan. kelangsingan bagian penampang ( ) didefinisikan sebagai perbandingan lebar-tebal pelat bagian penampang

Tekuk Lokal (2) untuk bagian sayap : untuk bagian badan : = b/2 tf = h/tw BATASAN KELANGSINGAN BAGIAN PENAMPANG < p p < < r > r : Penampang Kompak : Penampang Tidak Kompak : Penampang Langsing p : Batasan nilai kelangsingan penampang kompak r : Batasan nilai kelangsingan penampang tidak kompak (lihat Tabel 7. 5 -1 halaman 30 dan 31)

Tekuk Lokal Batasan penampang kompak (3) p r penampang tidak kompak penampang langsing (8. 2. 4 – hal. 36) (8. 2. 5 – hal. 36) TIDAK TERJADI TEKUK Mn = Mp (8. 2. 3 – hal. 36)

Tekuk Lokal Bagian-bagian penampang sangat dianjurkan mempunyai nilai kelangsingan yang lebih kecil dari p agar tidak mengalami tekuk lokal. Sebagian besar profil yang ada di pasaran, bagian penampangnya tidak mengalami tekuk lokal Penampang Kompak (4)

Tekuk Lateral adalah deformasi yang terjadi pada arah lateral/samping (keluar bidang pembebanan) yang terjadi pada elemen yang dibebani momen lentur. (1)

Tekuk Lateral (2) elemen struktur yang dibebani momen lentur deformasi ke bawah akibat momen lentur (lendutan) dy deformasi ke samping (lateral) dx

Tekuk Lateral (3) dy = deformasi ke bawah [tegak lurus sumbu kuat] dx = deformasi ke samping (lateral) [tegak lurus sumbu lemah] dy dx

Tekuk Lateral (4) Tekuk Lateral HANYA TERJADI jika bekerja momen lentur pada arah SUMBU KUAT penampang. deformasi utama terjadi pada arah y (dy) tegak lurus sumbu kuat x-x deformasi lateral terjadi pada arah x (dx) tegak lurus sumbu lemat y-y SUMBU KUAT menyerang SUMBU LEMAH

Tekuk Lateral (5) Tekuk Lateral TIDAK AKAN terjadi jika bekerja momen lentur pada arah SUMBU LEMAH penampang. Deformasi hanya pada arah x (dx) tegak lurus sumbu kuat y-y SUMBU LEMAH tidak mampu menyerang SUMBU KUAT

Tekuk Lateral (6) Terjadi tidaknya tekuk lateral ditentukan dari panjang bentang elemen struktur. Lb < Lp : Bentang Pendek Lp < Lb < Lr : Bentang Menengah Lb > Lr : Bentang Panjang Lb Lp : panjang bentang antara dua pengekang lateral : batas panjang bentang pendek Lr : batas panjang bentang menengah (Lp dan Lr lihat ketentuan pada Tabel 8. 3 -2 Halaman 38)

Tekuk Lateral (7) 1. Bentang Pendek (Lb < Lp) Tidak terjadi tekuk lateral, elemen struktur dapat mencapai kondisi leleh.

Tekuk Lateral 2. Bentang Menengah (Lp < Lb < Lr) Perilaku inelastis penampang Interferensi leleh dengan tekuk. (8)

Tekuk Lateral 3. Bentang Panjang (Lb > Lr) Terjadi tekuk lateral yang membatasi pencapaian leleh pada penampang. Sangat disarankan untuk TIDAK merencanakan penampang dengan pada bentang ini. Tidak ekonomis. (9)

Tekuk Lateral - Lb (10) Lb : panjang bentang antara dua pengekang lateral 1. Balok di atas dua tumpuan sederhana a. b. c. pengekang lateral : tumpuan deformasi lateral meliputi keseluruhan bentang struktur Lb = L

Tekuk Lateral - Lb (11) 2. Balok dengan tumpuan sendi-jepit a. b. c. pengekang lateral : tumpuan deformasi lateral meliputi sebagian bentang struktur Lb = 0. 8 L

Tekuk Lateral - Lb (12) 3. Balok di atas dua tumpuan sederhana dengan pengekang lateral di tengah bentang a. b. c. pengekang lateral : tumpuan, pengekang lateral di tengah bentang deformasi lateral meliputi setengah bentang struktur Lb = 0. 5 L

Tekuk Lateral - Cb (13) Cb : faktor pengali momen Mmax : Momen maksimum yang terjadi pada bentang yang ditinjau MA : Nilai momen pada ¼ bentang MB : Nilai momen pada ½ bentang MC : Nilai momen pada ¾ bentang

Tekuk Lateral - Cb (14) Jika bekerja momen seragam Cb = 1 keseluruhan bentang struktur akan menerima momen lentur yang besarnya seragam yang memberikan kontribusi potensi untuk terjadinya tekuk lateral bentang menengah bentang panjang

Tekuk Lateral - Cb (15) Pada struktur simple beam dengan beban terpusat P Cb = 1. 316 Bentang struktur tidak menerima momen lentur yang seragam. Sebagian bentang mempunyai nilai momen lentur yang kecil sehingga potensi untuk terjadinya tekuk lateral lebih kecil dibandingkan dengan struktur yang menerima momen seragam. bentang menengah bentang panjang

Contoh Soal (1) Penampang IWF 250. 125. 6. 9 mm digunakan pada struktur balok sederhana di atas dua tumpuan, memikul beban merata ultimate sebesar 1500 kg/m. Jarak antar tumpuan adalah 6. 00 m dengan kondisi tumpuan kedua ujung adalah sendi-sendi pada semua arah sumbu penampang. Periksa, apakah penampang bisa memikul gaya yang bekerja.

Contoh Soal Penampang Kompak ! Tidak Terjadi Tekuk Lokal (2)

Contoh Soal (3)

Contoh Soal (4)

Contoh Soal (5)

Contoh Soal (6)

Contoh Kasus (7)

Contoh Kasus (8)

Kuat Lentur Rencana Sumbu Lemah (1) Tekuk Lateral TIDAK AKAN terjadi jika bekerja momen lentur pada arah SUMBU LEMAH penampang. Jika tidak terjadi tekuk lokal bagian penampang, kapasitas sumbu lemah didefinisikan sebagai : dengan : Zy fy = modulus plastis sumbu lemah penampang = tegangan leleh Nilai ini berlaku untuk seluruh panjang bentang setruktur