Cek Kolom WF 350.175.7.11 Cold Storage [PDF]

Citation preview

Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel



PERHITUNGAN KOLOM LENTUR DUA ARAH (BIAXIAL ) KOLOM PADA PORTAL BANGUNAN [C]2011 : M. Noer Ilham



A. DATA BAHAN Tegangan leleh baja (yield stress ), Tegangan sisa (residual stress ), Modulus elastik baja (modulus of elasticity ), Angka Poisson (Poisson's ratio ),



fy = fr =



240



MPa



70



MPa



E= u=



200000



MPa



0.3



B. DATA PROFIL BAJA Profil : WF (350X175X7X9) ht = 350



tf tw



h h2 h1



ht



r bf



mm



bf = tw = tf =



175



mm



7



mm



11



mm



r= A= Ix = Iy = rx = ry = Sx = Sy =



14



mm



6146 1312347



mm2 mm4



4 98348.9617 mm



146.126185 mm 40.0026361 mm 3 749912.507 mm 3 112398.813 mm



C. DATA KOLOM Panjang elemen thd.sb. x, Panjang elemen thd.sb. y, Gaya aksial akibat beban terfaktor, Momen akibat beban terfaktor thd.sb. x, Momen akibat beban terfaktor thd.sb. y, Gaya geser akibat beban terfaktor, Faktor reduksi kekuatan untuk aksial tekan, Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, Faktor reduksi kekuatan untuk geser,



[C]:2011 : MNI



Kolom Lentur Dua Arah (Biaxial)



Lx = Ly = Nu = Mux = Muy = Vu = fn = fb = ff =



10280



mm



10280



mm



60840



N



9940000



Nmm



1110000



Nmm



10600



N



0.85 0.90 0.75



1



Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel



D. SECTION PROPERTIES



G= J= Iw = h=



G = E / [2*(1 + u)] = 76923.0769 MPa h1 = t f + r = 25.00 mm h2 = h t - 2 * h 1 = 300.00 mm h = h t - tf = 339.00 mm 4 3 3 3 J = S [ b * t /3 ] = 2 * 1/3 * bf * tf + 1/3 * (ht - 2 * tf) * tw = 192784.7 mm 6 2 Iw = Iy * h / 4 = 2.826E+09 mm X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 12647.4 MPa 2 2 2 X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ] * Iw / Iy = 0.0002939 mm /N 3 2 Zx = tw * ht / 4 + ( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf = 840847.0 mm 3 2 2 Zy = tf * bf / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw / 4 = 172455.5 mm modulus geser, Zx = modulus penampang plastis thd. sb. x, Konstanta puntir torsi, Zy = modulus penampang plastis thd. sb. y, konstanta putir lengkung, X1 = koefisien momen tekuk torsi lateral, tinggi bersih badan, X2 = koefisien momen tekuk torsi lateral,



KOLOM BIAXIAL BENDING FAKTOR PANJANG TEKUK UNTUK PORTAL BERGOYANG (SMITH, 1996)



[C]:2011 : MNI



Kolom Lentur Dua Arah (Biaxial)



2



Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel



thd.sb. X :



Ic3 = Lc3 = Ib3 = Lb3 =



5000



1312347 7000



Ic2 = Lc2 = Ib1 = Lb1 =



1312347



B



10280



1312347



Ic1 = Lc1 =



1312347



Joint B :



7000



S ( Ic / L c ) = S ( Ib / Lb) = GBx = S ( Ic / Lc ) / S ( Ib / Lb ) =



1312347



7000



Ib4 = Lb4 =



A



Ib2 = Lb2 =



5000



375 1.0



1312347



Joint A :



7000



S ( Ic / L c ) = S ( Ib / Lb) = GAx = S ( Ic / Lc ) / S ( Ib / Lb ) =



1312347



390



390 375 1.0



Faktor panjang tekuk efektif thd.sb. x,



kx = [ 3*GAx*GBx + 1.4*(GAx+ GBx) + 0.64 ] / [ 3*GAx*GBx + 2.0*(GAx+ GBx) + 1.28 ]







kx =



0.78266



thd.sb. Y :



Ic3 = Lc3 = Ib3 = Lb3 =



5000



1312347 6000



Ic2 = Lc2 = Ib1 = Lb1 =



17400000



B



10280



1312347



Ic1 = Lc1 =



A



17400000 5000



1312347



Joint B :



6000



S ( Ic / L c ) = S ( Ib / Lb) = GBy = S ( Ic / Lc ) / S ( Ib / Lb ) =



17400000



6000



Ib4 = Lb4 =



Ib2 = Lb2 =



5173 437 11.8



1312347



Joint A :



6000



S ( Ic / L c ) = S ( Ib / Lb) = GAy = S ( Ic / Lc ) / S ( Ib / Lb ) =



5173 437 11.8



Faktor panjang tekuk efektif thd.sb. y,



ky = [ 3*GAy*GBy + 1.4*(GAy+ GBy) + 0.64 ] / [ 3*GAy*GBy + 2.0*(GAy+ GBy) + 1.28 ]







E. PERHITUNGAN KEKUATAN



[C]:2011 : MNI



Kolom Lentur Dua Arah (Biaxial)



kY =



0.96832



3



Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel



1. TAHANAN AKSIAL TEKAN PENGARUH KELANGSINGAN KOLOM Faktor tekuk kolom dihitung dengan rumus sebagai berikut : a. Untuk nilai lc  0.25 maka termasuk kolom pendek :



→



w= 1



b. Untuk nilai 0.25 < lc ≤ 1.20 maka termasuk kolom sedang :



→ c. Untuk nilai



w = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * lc )



lc > 1.20 maka termasuk kolom langsing :



→



w = 1.25 * lc



Menentukan parameter kelangsingan : Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, Panjang kolom terhadap sumbu x : Panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, Panjang kolom terhadap sumbu y : Panjang tekuk efektif terhadap sumbu y,



2



kx = ky = Lx = Lkx = kx * Lx = Ly = Lky = ky * Ly =



0.78 0.97 10280



mm



8046



mm



10280



mm



9954



mm



Parameter kelangsingan terhadap sumbu x,



lcx = 1 / p * Lkx / rx * √ ( fy / E ) =



0.6071



Parameter kelangsingan terhadap sumbu Y,



lcy = 1 / p * Lky / ry * √ ( fy / E ) = Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu x : Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu x, a. Kolom pendek : b. Kolom sedang : c. Kolom langsing : Faktor tekuk terhadap sumbu x,



lcx =



0.6071



w= w = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * lc ) = 2 w = 1.25 * lc =  wx =



1.1984



Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu y : Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu y,



lcy =



w= w = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * lc ) = 2 w = 1.25 * lc =  wy =



a. Kolom pendek : b. Kolom sedang : c. Kolom langsing : Faktor tekuk terhadap sumbu y,



2.7439



1.1984 2.7439 9.4110 9.4110



Tegangan tekuk : Tegangan tekuk terhadap sumbu x, Tegangan tekuk terhadap sumbu y,



[C]:2011 : MNI



fcrx = fy / wx = fcry = fy / wy =



Kolom Lentur Dua Arah (Biaxial)



200.261



MPa



25.502



MPa



4



Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel



Tahanan aksial tekan : Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. x,



Nnx = A * fcrx = Nny = A * fcry = Nn =



Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. y, Tahanan aksial tekan nominal terkecil,



1230806



N



156736



N



156736



N



2. TAHANAN AKSIAL TEKAN PENGARUH TEKUK LENTUR TORSI Tahanan aksial nominal tekan pengaruh tekuk lentur torsi, harus dihitung dengan rumus : Nn = A * fclt dengan, 2



fclt = [ ( fcry + fcrz) / ( 2 * H ) ] * [ 1 -1 - 4* fcry* fcrz* H / ( fcry + fcrz) ] ] xo = yo =



Koordinat pusat geser terhadap titik berat penampang, Jari-jari girasi polar terhadap pusat geser, 2



2



0.00



mm



0.00



mm



2



ro = ( Ix + Iy ) / A + xo + yo = 230 mm 2 2 2 H = 1 - [ ( xo + yo ) / ro ] = 1.00 Tegangan tekuk thd.sb. y (sumbu lemah), fcry = fy / wy = 25.502 MPa 2 fcrz = G * J / ( A * ro ) = 10512.252 MPa Tegangan tekuk lentur torsi, 2



fclt = [ ( fcry + fcrz) / (2*H) ] * [ 1 -1 - 4* fcry* fcrz* H / ( fcry + fcrz) ] ] =



25.502



MPa



Nn = A * fclt =



156736



N



Nn =



156736



N



Nn =  Nn = fn * Nn =



156736



N



156736



N



133226



N



Tahanan aksial tekan nominal,



3. TAHANAN AKSIAL TEKAN Tahanan aksial tekan nominal pengaruh kelangsingan kolom, Tahanan aksial tekan nominal pengaruh tekuk lentur torsi, Tahanan aksial tekan nominal (terkecil), Tahanan aksial tekan,



4. MOMEN NOMINAL PENGARUH LOCAL BUCKLING PADA SAYAP Momen nominal penampang akibat pengaruh local buckling pada sayap untuk : a. Penampang compact : llp



[C]:2011 : MNI



Kolom Lentur Dua Arah (Biaxial)



5



Perhitungan Struktur Baja Dengan Microsoft Excel



→ b. Penampang non-compact :



→ c. Penampang langsing :



→



Mn = Mp lp< llr Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) l>lr 2 Mn = Mr * ( lr / l) Mpx = fy * Zx = Mrx = Sx * ( fy - fr ) = Mpy = fy * Zy = Mry = Sy * ( fy - fr ) = l = b f / tf =



Momen plastis thd.sb. x, Momen batas tekuk thd.sb. x, Momen plastis thd.sb. y, Momen batas tekuk thd.sb. y, Kelangsingan penampang sayap,



201803280 Nmm 127485126 Nmm 41389320



Nmm



19107798



Nmm



15.909



Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact ,



lp = 170 / √ fy =



10.973



Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact ,



l



lp



>



lr = 370 / √ ( fy - fr ) = l dan
0.125 lp = 500 / √ fy * [ ( 2.33 - Nu / ( fb * Ny ) ]  665 / √ fy



b. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact :



→



lr = 2550 / √ fy * [ ( 1 - 0.74 * Nu / ( fb * Ny ) ]



Nu / ( fb * Ny ) < lp = 1680 / √ fy * [ ( 1 - 2.75 * Nu / ( fb * Ny ) ] = lp = 500 / √ fy * [ ( 2.33 - Nu / ( fb * Ny ) ] = lp = 665 / √ fy = Batas kelangsingan maksimum penampang compact , lp = Untuk nilai :



0.125 94.776 94.776



Batas kelangsingan maksimum penampang non-compact ,



l



lr = 2550 / √ fy * [ ( 1 - 0.74 * Nu / ( fb * Ny ) ] = l < lp dan
0.20



* Nn ) + 8 / 9 * [ Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) ] Untuk nilai, Nu / ( f * Nn ) ≤ 0.20 → Nu / ( 2 * fn * Nn ) + [ Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) ] →



1.0



Nu / ( fn



Nu / ( fn * Nn ) = 0.4567 > Nu / ( fn * Nn ) + 8/9*[ Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) ] = Nu / ( 2 * fn * Nn ) + [ Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) ] =



Untuk nilai :



1.0



0.20 0.5422 -



Nilai interaksi aksial tekan dan momen lentur = 0.5422 0.5422 < 1.0  AMAN (OK)



8. TAHANAN GESER Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,



h2 / t w







6.36 * 



42.85714