Vii. Kolom [PDF]

Citation preview

[Kolom]



VII. KOLOM 7.1. Definisi Kolom Kolom adalah suatu batang struktur langsing (slender) yang dikenai oleh beban aksial tekan (compres) pada ujungnya. Kolom yang ideal memiliki sifat elastis, lurus dan sempurna jika diberi pembebanan secara konsentris.



7.2. Rumus Euler untuk Kolom Jika pada suatu kolom dikenai beban maka kolom tersebut akan mengalami tekukan (buckling). Tekukan ini dapat terjadi meskipun besarnya tegangan maksimum pada batang lebih kecil dari yield point bahan. Beban yang sanggup ditahan oleh kolom tanpa menyebabkan tekukan (buckling) disebut Beban Kritis Kolom. Secara umum, beban kritis ke n (Pn) yang membuat tekukan pada kolom adalah:



Pn 



n 2 2 EI L2 93



[Kolom] Pada beban kritis, kolom yang penampangnya berbentuk lingkaran atau tabung dapat menekuk ke samping untuk setiap arah. Dalam keadaan yang lebih lazim, batang tekan tidak mempunyai kekuatan lentur yang sama untuk segala arah. Momen inersia Ixx terhadap salah satu sumbu titik berat luas penampang adalah maksimum.



7.3. Desain Kolom Secara umum luas penampang kolom selain balok pendek haruslah mempunyai jari-jari girasi yang sebesar mungkin. Ini memberikan perbandingan L/r yang lebih kecil, sehingga memungkinkan penggunaan tegangan yang lebih tinggi. Tabung membentuk kolom yang baik sekali. Irisan flens-lebar (yang kadang-kadang disebut irisan H) adalah lebih baik dari irisan I. Dalam kolom yang dibangun dari bentuk rol atau ekstrusi, tiap-tiap potongan direntangkan untuk memperoleh efek yang dikehendaki. Penampang batang tekan dari jembatan tertentu diperlihatkan dalam Gambar 1 (a) dan (b), untuk tiang pada Gambar 1 (c), dan untuk kerangka biasa dalam Gambar 1 (d). Sudut-sudut dalam gambar



7.1. (d) dipisahkan oleh penjarak.



Bentuk utama dari Gambar 7.1. (a), (b), dan (c) adalah diberi pengikat bersama dengan batang-batang ringan, seperti terlihat pada Gambar 7.1. (e) dan (f).



Gambar 7.1. Penampang kolom pembangun tertentu



94



[Kolom] Apabila suatu bahan memiliki r yang besar melampaui titik berat suatu luas maka bahan akan menjadi sangat tipis dan kisut secara setempat. Sifat ini disebut



ketidak-stabilan lokal. Bila kegagalan disebabkan oleh ketidak-stabilan lokal terjadi dalam flens atau pelat komponen sebuah batang, maka batang tersebut akan menjadi tidak berguna. Suatu ilustrasi mengenai penekukan lokal dapat dilihat pada Gambar 7.2.



Gambar 7.2. Contoh ketidak-stabilan lokal dalam kolom



7.4. Jenis Pembebanan 



Pin-end



Pcr  



 2 EI L2



Pin-end dan clamp-end



2 2 EI Pcr  L2 



Clamp-end



95



[Kolom]



Pcr  



 2 EI



L / r 2







4 2 EI L2 00



Clamp-end pada salah satu ujung



Pcr 



 2 EI



2L 2







 2 EI 4 L2



7.5. Rasio Kelangsingan Kolom Rasio kelangsingan kolom (slenderness ratio) adalah rasio dari panjang kolom terhadap jari-jari girasi minimum dari penampang. Rasio kelangsingan ini tidak



L  dimana r



memiliki dimensi dan dihitung menggunakan rumus 



r  I A.



Dimana r = jari-jari girasi, I = momen area minimum, A = luas penampang.



7.6. Tegangan Kritis pada Kolom Tegangan kritis adalah tegangan rata-rata terhadap luas penampang dari kolom pada beban kritis. Tegangan kritis pada balok dapat dihitung dengan:



 cr 



P  2 EI  2E   A AL2 L / r 2



Beban kritis sepenuhnya tergantung pada perbandingn kerampingan kolom dan kekakuan bahan E. Tetapi, karena E konstan hanya sampai kesebandingan maka rumus Euler hanya berlaku untuk harga P/A sampai batas tersebut. Misalnya, untuk baja struktur dengan E sama dengan 200 GN/m2 dan batas kesebandingan 214 MPa, maka harga L/r terkecil dimana rumus Euler berlaku adalah π2E



(𝐿/𝑟 2 ) = 𝑃/𝐴 =



96



π 2 200 214



= 96



[Kolom]



7.7. Tegangan Kerja Ijin Untuk kolom yang mempunyai kelangsingan sedang maka digunakan formula dengan membandingkan rasio kelangsingan dengan tegangan yang bekerja (sudah termasuk safety factor). 1. Formula GarisLurus (CBC = Chicago Building Code)



 w  112  0.49L r MPa 30 < L/r