SAMBUNGAN BALOK (BEAM SPLICE)
1. DATA SAMBUNGAN DATA KOORDINAT BAUT No Xi (m m ) 1 -50 2 50 3 -50 4 50
Profil baja :
WF 400.200.8.13
yi (mm) -90 -90 -30 -30
ht = bf = tw = tf = r=
400 200 8 13 16
mm mm mm mm mm
5
-50
30
A=
8410 mm
2
6
50
30
Ix = 2370 237000 0000 000 0 mm
4
7
-50
90
8
50
90
Iy = rx = ry =
17400000 mm 1 6 8 mm 4 5 .4 m m
Sx =
1190000 mm
3
Sy =
174000 mm
3
4
BEBAN PADA SAMBUNGAN Momen akibat beban terfaktor, Gaya gese eser akibat beban terf erfaktor, or, Gaya Gaya aksi aksial al akib akibat at beban eban terf terfak akto tor, r, Eksentrisitas sambungan, PLAT SAMBUNG Tegangan leleh baja, Tegangan tarik putus plat,
NN = Mu = Vu = Puv Puv = Nu = Puh Puh = e=
1 70100000 8300 83000 0 4010 40100 0 110
Nmm N N mm
fy =
240 Mpa
p
370 370 Mpa
fu =
Lebar plat sambung pada badan, Tebal plat sambung pada badan, Lebar plat sambung pada sayap, Tebal plat sambung pada sayap,
hp = tpw = lp = tpf =
BAUT Jenis sambungan baut,
330 8 220 10
mm mm mm mm
825 16 4 8 2 0.9 0.75
MPa mm bh bh bh
Tipe baut : A-325 b
fu = d= n= nw = n' = Ø= Øf =
Tegangan tarik putus baut, Diameter baut, Jumlah baut pada penampang kritis badan, Jumlah baut pada badan, Jumlah baut pada penampang kritis sayap, Faktor reduksi kekuatan tarik atau lentur plat, Faktor reduksi kekuatan geser baut,
2. TAHANAN MOMEN DAN GESER h1 = tf + r = h2 = ht -( 2 * h1) =
29 mm 342 mm
Zx = ((tw * h1 ) / 4) + (( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf )=
967634 mm
Modulus penampang plastis profil baja, 2
2
Aw = ht * tw = 3200 mm Ø* Mn = Ø * fy * Zx = 209008944 Nmm Øf* Vn = Øf * 0.60 * fy * Aw = 345600 N
Luas penampang badan, Tahanan momen penampang, Tahanan geser penampang, 3. KONTROL JUMLAH BAUT PADA BADAN Gaya geser akibat beban terfaktor,
Vu =
Tegangan tarik putus baut,
fu =
825 Mpa
p
370 Mpa 2 0.4 8 mm 16 mm
2
Ab = π / 4 * d =
Luas penampang baut,
132633.6 N 99475.2 N
p
113664 N 85248 N
Rn = 2.4 * d * tw * fu = Tahanan tumpu nominal plat, Øf * Rn = Tahanan tumpu plat, Jumlah baut minimum yg diperlukan pada penampang kritis badan, nmin = Vu / ( Øf * Vn ) = Terhadap geser,
Terhadap tumpu,
≤ 0.834 <
200.96 mm
b
Vn = r1 * m * Ab * fu = Øf * Vn =
Tahanan geser nominal baut, Tahanan geser baut,
83000 N
b
fu = m= r1 = tw = d=
Tegangan tarik putus plat, Jumlah bidang geser (untuk kondisi samb. ganda), Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, Tebal plat badan, Diameter baut,
Syarat yang harus dipenuhi : nmin
3
0.834 bh
n 4 ok nmin = Vu / ( Øf * Rn ) =
0.974 bh
2
Syarat yang harus dipenuhi : nmin
n
≤ 0.974 <
4 ok
4. KONTROL TEBAL PLAT SAMBUNG PADA BADAN p
2
Anv = Vu / ( Øf * 0.60 * fu ) = d= d1 = d + 2 =
498.498 mm 16 mm 18 mm
tpw min = Anv / [ 2 * ( hp - n * d1 ) ] =
0.966 mm
Luas bidang geser, Diameter baut, Diameter lubang baut, Tebal plat sambung minimum pada badan, Syarat yang harus dipenuhi : tpw min ≤ 0.966 <
tpw 8 ok
5. KONTROL JUMLAH BAUT PADA SAYAP Gaya tarik akibat momen, Tu = Mu / ( ht + tpf ) = 170975.61 N Kondisi sambungan baut geser tunggal, m= 1 Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, r1 = 0.4 Øf * Vn = Øf * r1 * m * Ab * fub = Tahanan geser 1 baut, 49737.6 N Øf * Rn = 2.4 * Øf * d * tpf * fup = Tahanan tumpu 1 baut, 106560 N Øf * Tn = Kekuatan 1 baut, 49737.6 N Jumlah baut minimum yang diperlukan pada penampang kritis sayap, n'min = Tu / ( 2 * Øf * Tn ) = 1.719 bh Syarat yang harus dipenuhi : n' min n' ≤ 1.719 < 2 ok 6. KONTROL TEBAL PLAT SAMBUNG PADA SAYAP p
Luas penampang tarik plat, Tebal minimum plat sambung pada sayap,
Anf = Tu / ( Ø* fu ) = 616.12832 mm tpf min = Anf / ( lp - n' * d1 ) =
Syarat yang harus dipenuhi : tpf min
≤ 3.349 <
2
3.349 mm
tpf 10 ok
7. GAYA PADA BAUT BADAN Kapasitas momen pada badan, 2
Muw = 1/6 * Ø * tpw * hp * fy * hp / ( ht + tpf ) =
25243551 Nmm
ΔMu = Vu * e = Momen tambahan akibat eksentrisitas, ∑Mu = Muw + ΔMu = Momen total pada badan, Gaya pada masing-masing baut badan akibat momen dihitung sebagai berikut : Ruxi = ( ∑Mu ) yi / ( ∑x2 + ∑y2 ) Gaya pada arah x, Gaya pada arah y, Ruyi = ( ∑Mu ) xi / ( ∑x2 + ∑y2 )
9130000 Nmm 34373551 Nmm
GAYA-GAYA PADA MASING-MASING BAUT No xi yi xi 2 yi 2 Ruyi Ruxi (mm) (mm) (mm2) (mm2) (N) (N) No
xi (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8
xi
yi
yi 2
(mm) -50 50 -50 50 -50 50 -50 50
2
-90 -90 -30 -30 30 30 90 90
2
Ruyi
Ruxi
2
(mm ) (mm ) (N) (N) 2500 8100 -30690.7 -55243.2 2500 8100 30690.67 -55243.2 2500 900 -30690.7 -18414.4 2500 900 30690.67 -18414.4 2500 900 -30690.7 18414.4 2500 900 30690.67 18414.4 2500 8100 -30690.7 55243.21 2500 8100 30690.67 55243.21 20000 36000
Jumlah baut pada badan, nw = Gaya tambahan pada baut badan akibat gaya geser dan gaya aksial, Gaya tambahan akibat gaya geser arah vertikal (arah y), ΔPuvi = Puv / nw = Gaya tambahan akibat gaya aksial arah horisontal (arah x), ΔPuhi = Puh / nw = Resultan gaya pada baut badan, Rui = √ * ( Ruxi +Δ Puhi )2 + ( Ruyi + ΔPuvi )2 ] No 1 2 3 4 5 6 7 8
Ruyi+ΔPuvi (N) -20315.6707 41065.67073 -20315.6707 41065.67073 -20315.6707 41065.67073 -20315.6707 41065.67073
Ruxi+ΔPuhi (N) -50230.707 -50230.707 -13401.902 -13401.902 23426.9024 23426.9024 60255.7073 60255.7073 Ru max =
10375 N 5012.5 N
Rui 54183.49 64880.76 24337.98 43197.23 31008.81 47278 63588.34 72918.72 72918.72
8. KONTROL KEKUATAN BAUT PADA BADAN 8.1. TERHADAP GESER Gaya geser akibat beban terfaktor, Kondisi sambungan baut geser ganda, maka nilai Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, Luas penampang baut, Faktor reduksi kekuatan geser,
8 bh
Vu = Ru max = m= r1 = 2
Ab = π / 4 * d = Øf =
72918.719 N 2 0.4 200.96 mm 0.75
2
Tahanan geser nominal 1 baut, Tahanan geser 1 baut, Syarat yang harus dipenuhi : Vu ≤ 72918.719 <
b
Vn = r1 * m * Ab * fu = Øf * Vn = Øf*Vn 99475.2 ok
8.2. TERHADAP TUMPU Gaya tumpu akibat beban terfaktor, Diameter baut, Tebal plat badan,
Rd = Ru max = d= tw = p
fu =
Tegangan tarik putus plat, Tahanan tumpu nominal plat, Tahanan tumpu plat, Syarat yang harus dipenuhi : Rd ≤ 72918.719 <
132633.6 N 99475.2 N
p
Rn = 2.4 * d * tw * fu = Øf * Rn = Øf * Rn 85248 ok
72918.719 N 16 mm 8 mm 370 Mpa 113664 N 85248 N
TUMPUAN (BEARING)
1. DATA TUMPUAN BEBAN KOLOM
Gaya aksial akibat beban terfaktor, Momen akibat beban terfaktor, Gaya geser akibat beban terfaktor,
NN = Pu = Mu = Vu =
1 201000 N 0 Nmm 101000 N
PLAT TUMPUAN (BASE PLATE)
Tegangan leleh baja, Tegangan tarik putus plat, Lebar plat tumpuan, Panjang plat tumpuan, Tebal plat tumpuan,
fy =
240 Mpa
p
fu = B= L= t=
370 330 540 20
fc' = I= J=
20 Mpa 400 mm 600 mm
Mpa mm mm mm
KOLOM PEDESTRAL
Kuat tekan beton, Lebar penampang kolom, Panjang penampang kolom, DIMENSI KOLOM BAJA
Profil baja : Tinggi total, Lebar sayap, Tebal badan, Tebal sayap,
WF 400.200.8.13 ht = 400 bf = 200 tw = 8 tf = 13
mm mm mm mm
ANGKUR BAUT
Jenis angkur baut, Tegangan tarik putus angkur baut, Tegangan leleh angkur baut,
Tipe : A-325 b
fu = fy =
825 Mpa 400 Mpa
Diameter angkur baut, Jumlah angkur baut pada sisi tarik, Jumlah angkur baut pada sisi tekan, Jarak baut terhadap pusat penampang kolom, Panjang angkur baut yang tertanam di beton,
d= nt = nc = f= La =
19 2 2 220 500
mm bh bh mm mm
2. EKSENTRISITAS BEBAN
Eksentrisitas beban, e = Mu / Pu = 0 mm L/6= 90 mm e < L/6 h = ht - tf = 387 mm et = f + h / 2 = 413.5 mm ec = f - h / 2 = 26.5 mm Jumlah angkur baut total, n = nt + nc = 4 bh
3. TAHANAN TUMPU BETON
Gaya tarik pada angkur baut, Gaya tekan total pada plat tumpuan, Panjang bidang tegangan tekan beton,
Pt = Pu/2 = Puc = Pu = Y=L=
0N 201000 N 540 mm
Luas plat tumpuan baja,
A1 = B * L =
178200 mm
2
240000 19.729 34 19.729 0.6 11.837
2
Luas penampang kolom pedestral, Tegangan tumpu nominal,
A2 = I * J = fcn = 0.85 fc' √ ( A2 / A1 ) = fcn = 1.70 * fc' = Tegangan tumpu nominal beton yg digunakan, fcn = Faktor reduksi kekuatan tekan beton, Ø= Tegangan tumpu beton yg diijinkan, Ø * fcn = Tegangan tumpu maksimum yang terjadi pada beton, fcu = 2 * Puc / ( Y * B ) = Syarat yang harus dipenuhi : fcu Ø*fcn ≤ 2.255892 < 11.83728 ok
mm Mpa Mpa Mpa Mpa
2.256 Mpa
4. KONTROL DIMENSI PLAT TUMPUAN
Lebar minimum plat tumpuan yang diperlukan, Bp min = Puc / ( 0.5 * Ø * fcn * Y ) Lebar plat yang digunakan, B= Syarat yang harus dipenuhi : Bp B ≤ 62.88982 < 330 ok
62.890 mm 330 mm
Panjang bagian plat tumpuan jepit bebas, a = ( L - 0.95 * ht ) / 2 = fcu1 = ( 1 - a / Y ) * fcu = Modulus penampang plastis plat, Momen yang terjadi pada plat akibat beban terfaktor,
2
33000 mm
2
2264582 Nmm 0.9 7920000 Nmm 7128000 Nmm
Z = 1/4 * B * t =
2
80 mm 1.922 Mpa
Mup = 1/2 * B * fcu1 * a + 1/3 * B * ( fcu - fcu1 ) * a = Øb = Faktor reduksi kekuatan lentur, Tahanan momen nominal plat, Mn = fy * Z = Øb * Mn = Tahanan momen plat, Syarat yang harus dipenuhi : Mup Ø*fcn ≤ 2264582 < 7128000 ok
3
5. GAYA TARIK PADA ANGKUR BAUT
Gaya tarik pada angkur baut,
Tu1 = Pt / nt = b
fu =
Tegangan tarik putus angkur baut,
2
Ab = π / 4 * d = Øt =
Luas penampang angkur baut, Faktor reduksi kekuatan tarik,
Tahanan tarik nominal angkur baut, Tahanan tarik angkur baut, Syarat yang harus dipenuhi : Tu1 0
0N 825 Mpa 283.385 mm 0.9
2
b
Tn = 0.75 * Ab * fu = 175344.5 N Øt * Tn = 157810 N ≤ <
Øt*Tn 157810
ok
6. GAYA GESER PADA ANGKUR BAUT
Gaya geser pada angkur baut, Tegangan tarik putus baut, Jumlah penampang geser, Faktor pengaruh ulir pada bidang geser,
Vu1 = Vu / n = b
fu = m= r1 =
25250 N 825 Mpa 1 0.4
2
Ab = π / 4 * d = Øf =
Luas penampang baut, Faktor reduksi kekuatan geser, Tahanan geser nominal, Tahanan geser angkur baut, Syarat yang harus dipenuhi : Vu1 25250
283.385 mm 0.75
2
b
Vn = r1 * m * Ab * fu = 93517.05 N Øf * Vn = 70173 N 70137.79 N ≤ <
Øf*Vn 70137.79
ok
7. GAYA TUMPU PADA ANGKUR BAUT
Gaya tumpu pada angkur baut, Diameter baut, Tebal plat tumpu,
Ru1 = Vu1 = d= t= p
fu =
Tegangan tarik putus plat, Tahanan tumpu nominal, Tahanan tumpu, Syarat yang harus dipenuhi : Ru1 25250
p
Rn = 2.4 * d * t * fu = Øf * Rn = ≤ <
Øf*Rn 253080
Konstanta tegangan untuk baut mutu tinggi,
370 Mpa 337440 N 253080 N
ok
f1 = f2 = r2 = fuv = Vu / ( n * Ab ) =
Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, Tegangan geser akibat beban terfaktor,
25250 N 19 mm 20 mm
b
Øf * r1 * m * fu =
Kuat geser angkur baut,
807 Mpa 621 Mpa 1.9 89.101 Mpa 247.5 Mpa
Syarat yang harus dipenuhi : fuv 89.1014 Gaya tarik akibat beban terfaktor, Tahanan tarik angkur baut, Syarat yang harus dipenuhi : Tu1 0
≤ <
Øf*r1*m*fu 247.5
b
ok
Tu1 = 0N Øf * Tn = Øf * f1 * Ab = 171518.8 N ≤ <
Ø*Tn 171518.8
ok b
ft = 0.75 * fu = f1 - r2 * fuv = f2 =
Kuat tarik angkur baut, Batas tegangan kombinasi, Syarat yang harus dipenuhi : ft 618.75 Syarat yang harus dipenuhi : ft
≤ <
f1 -(r2*fuv) 637.7073
≤
f2
ok
618.75 Mpa 637.707 Mpa 621 Mpa
618.75
<
621
ok
9. KONTROL PANJANG ANGKUR BAUT
Panjang angkur tanam yang digunakan, Kuat tekan beton, Tegangan leleh baja, Diameter angkur baut, Panjang angkur tanam minimum yang diperlukan,
La = fc' = fy = d=
500 20 400 19
mm Mpa Mpa mm
Lmin = fy / ( 4 * √ fc' ) * d = 424.8529 mm Syarat yang harus dipenuhi : Lmin 424.85
≤ <
La 500
ok
not Ok
