Perencanaan Balok Komposit Plastis [PDF]

Citation preview

Perencanaan Balok Komposit - PLASTIS Sistem balok dengan profil baja hot rolled UB 1016 x x305 x 493 , berat 492,6 kg/m, mutu baja Fy=245 Mpa. Dipasang dua profil UB berjarak 3 m, diatasnya pelat beton t=250 mm dan lebar 6,0 m. Agar terjadi aksi kompost penuh, diberi shear stud yang lebih. Mutu pelat beton f’c= 30 Mpa.



Hitunglah Pu? Jawab: 1. Lebar effektif pelat, dari syarat bentang dan jarak balok:  0,25 L dihitung dari jarak as ke as tumpuan balok  b dihitung jarak as ke as balok pendukung pelat  0,5 b + jarak as ke as balok ke tepi luar pelat , maka: be= 3 m Adapun gambar penampang komposit



2. Check klasifikasi profil UB 1016 x x305 x 493 h/



≤ 3,76



(1036 − (2 54))



31 ≤ 3,76



Profil badan kompak



.



Penampang Plastis



3. Hitung Resultan gaya kopel maksimum , Beton : C = , ′ = = 19125 Profil Baja : T = =245 x 62920/1000=15415 kN C < T maka garis netral plastis pada pelat beton 15415 10 = = = 202 < = 250 0,85 ′ 0,85 30 3000 4. Hitung momen lentur positif balok komposit Yc=t=250 mm Y2= Yc-1/2a=250 – ½ x 202= 149 mm = =∅



+ = 245 62920 (149 + = 0,9 x 10282 = 9253,8 kNm



)x10



5. Kapasitas netto balok komposit terhadap beban hidup Pelat beton dan berat sendiri baja dihitung sebagai beban mati sehingga = (24 3 0,25 + 4,93) 1,2 = 27,5 / = 0,125x27x122=495 kN.m Kapasitas netto balok tanpa beban mati adalah = ∅ − = 9253,8 kNm − 495 kN. m= 8759 kNm 6. Pu maksimum ditengah bentang Mu Jika P=Pu dan Mmaks=3P maka Mmaks=Mu



Pu= 2920 kN



7. Kuat Geser balok: (dihitung seperti balok biasa) Pelat badan profil gilas panas h/



≈ 30 ≪ 2,24



= 64 maka



∅V = ∅ 0,6 F A C ∅ = 1,0 dan C = 1,0 , ∅V = = 4721 ≫ V = = 1460 kN Beban titik maksimum Pu=2920 kN ditentuka oleh momen plastis balok komposit , yang terjadi di kondisi yang jauh dibawah kapasitas gesernya. Geser tidak menentukan.



8. Perhitungan penapang elastis transformasi Untuk beton berat normal w antara 1440 – 2560 kg.m3maka: 42,6 = = = 7,8 ′ 3000 = = 385 7,8 Perhitungan properti elastis penampang



=



=



.



.



.



= 379,2 mm



Yi= garis netral segmen ditinjau dari sisi atas = + ( − ) = 1,08 10 + 1,5731 10 = 2,6531 = 0,75



2,6531



10 = 1,99



10



10



9. Hitung lendutan dan tahapan konstruksi (jangka pendek) Balok baja sebelum menjadi komposit dapat dipakai terlebih dahulu sebagai bekisting sampai beton mencapai kekuatan tertentu (mengeras) disebut Unshored construction. Pada kondisi ini, balok bekerja sebagai struktur non-komposit. Saat beton mengeras, baru aktif sebagai struktur komposit. Karena itu evaluasi dilakukan dalam dua tahapan berbeda. Masing masing tahapan menghasilkan lendutan tersendiri. Jika ingin lendutan minimum maka dapat dipasang tiang penyangga (shoring) dibawah balok hingga beton mengeras dan kuat yang disebut dengan Shored construction. Pada kondisi ini struktur bekerja menunggu aksi komposit effektif saat pelat beton mengeras. Di evaluasi satu tahapan secara menyeluruh. Sistem un-shored construction tanpa faktor beban berat sendiri profil baja dan pelat beton segar. Berat jenis beton = 24 / . Tinjau per balok = 24



∆ =



3 0,25 + 4,93 = 22,93 =



.



,



,



.



= 22.93



= 3,0 mm



adalah beban merata akibat



aksi non komposit



10. Konsekuensi dipilihnya unshored-construction, maka balok harus di evaluasibjuga sebagai struktur Non-komposit atau balok biasa. Untuk itu maka dianggap beban hidup konstruksi 500kg/m2 atau 5 kN/m2 Jadi untuk lebar bidang tributary 3 m maka = 15 = 1,2 + 1,6 = 51,5 / Mu= 0,125 = 0,125 51,5 12 = 927 Universal Beam BS: metric Unit



Lp= 3,3 m ; Lr= 13,8 m ; BF = 193,7 ∅ = ∅ . Fy = 0,9 23.060,000 245 1 10 = 5085 . Lateral bracing atau pertambatan lateral akan dipasang pada tumpuan dan di posisi beban terpusat, yaitu tengah bentang Itu berarti Lp < Lb (6,0m) < Lr ∅ =C (∅ − (Lb- Lp)) ≤∅ ∅ = 1,0 5085 − 193,7 (6 − 3,3) = 4562 ,



11. Kondisi struktur ketika setelah beroperasi Beban hidup P=Pu=/LF = 2920/1,6 =1825 kN ∆



∆ =



=



.



.



.



.



= 16,5



,



= ∆ + ∆ = 3,0 + 16,5 = 19,5



Jenis Balok Biasa Komposit



PL (kN) 1060



18,5



∆ (



)



aksi non komposit ≫ /615 ( ℎ



K (kN/mm) 57,3



% 52%



)



12. Shear stud dan pemasangannya Tebal pelat dasar t= 54 mm pakai shear stud ∅ 7/8" − 4 3/8 " Syarat: ∅ stud ≤ 2,5 x tebal pelat dasar: = 0,5 . . ′ ≤ . =



22 = 380



= 4700 √30 = 25743



0,5



.



=1,00 = 0,75



Jadi



.



= 0,5



,



380



= 450



√30 25743



1 = 167 1000



= 1,0 x 0,75 x 380 x 450/1000= 128,25 kN



= 128,25 kN (kuat geser nominal stud tunggal)



Gaya Geser Perlu V’ V’=T= = 245 62920/1000= 15.415 kN



Jumlah shear stud perlu =



=



Total Shear stud yang diperlukan Pemasangannya



= 120



= 240 ∅ 7/8" − 4 3/8 "