DISAIN STRUKTUR BAJA RC 14 6337
KONSTRUKSI KOMPOSIT BAJA – BETON BERTULANG
metode Elastis (ASD)
Disiapkan oleh: Munarus Suluch
[email protected]
Version ersion 1 - Okt Okt 2016 2016
Apa konstruksi komposit ? Suatu konstruksi yang terdiri dari dua atau lebih macam matrial yang bekerja sama dalam memikul suatu beban
Apa konstruksi komposit ? Suatu konstruksi yang terdiri dari dua atau lebih macam matrial yang bekerja sama dalam memikul suatu beban
Contoh konstruksi komposit
Contoh konstruksi komposit
Bagaimana bentuk kerjasamanya ?
Lebar efektif bekerjanya plat ?
Berbagai macam konstruksi komposit baja - beton
Macam komposit yang lain Beton pracetak – Beton cor setempat
Macam komposit yang lain Beton pracetak – Beton cor setempat
Bentuk bentuk komposit yang lain Beton pracetak – Beton cor setempat
Menghitung lebar efektif plat beton Eksterior / Tepi
Interior / Tengah
Ditinjau dari : •
posisi dari beamnya Interior atau Eksterior
•
Peraturan yang dipakai.
ACI 1977
Interior :
Eksterior :
Dimana :
a)
be < L/4
b) c)
be < bo (u/ jrk blk sama) be < bf + 16 ts
a) b)
be < L/2 + bf be < ½ (bo + bf)
c)
be < bf + 6 ts
L = Bentang balok bo= Jarak antara balok bf = Lebar flens balok baja ts = Tebal slab belon.
PBI ‘71 Interior :
a) be < bf + 6 ts
Eksterior : a) be < bf + 2.25 ts + bo b) be < bo
Dimana :
L = Bentang balok bo = Jarak antara balok bf = Lebar flens balok baja ts = Tebal slab belon.
AASHTO 1973 Interior :
a) be < L/4 b) be < bo (u/ jrk blk sama) c) be < 12 ts
Eksterior :
a) be < L/12 b) be < 6 ts
Dimana :
L = Bentang balok bo = Jarak antara balok bf = Lebar flens balok baja ts = Tebal slab belon.
Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan (bag 7) BMS
a) b) c) d)
be < L/5 (bentang sederhana) be < L/7 (bentang menerus) be < bo be < 12 ts
TCPSBBG SKSNI
be < L/8 be < bo
Apa penyebab jadi komposit ?
Adanya Shear Connector. Atau Penghubung geser
Type dan bentuk Shear Connector (Penghubung Geser) •
Stood
•
Channel
•
Spiral atau siku
Kemampuan pikul Shear Connector (Pehubung Geser) Penahan Geser Stud
Menurut AASHTO 1973
Qn = 0.0004 (ds)2 (fc’ Ec)½ Dimana :
ds
= diameter stud (mm)
fc’
= kuat tekan beton (N/mm2)
Ec
= modulus Elastis baja (N/mm2)
H
= tinggi stud
(kN) untuk H/ds >4
Qn = kemampuan penahan geser per baris
Kemampuan pikul Shear Connector (Pehubung Geser) Penahan Geser Kanal
Menurut AASHTO 1973
Qn = 0.588 (h + 0,5 t w)Le (fc’)½ dimana :
Le
= lebar penghubung geser kanal (mm)
fc’
= kuat tekan beton (N/mm2)
tw
= tebal badan (mm)
h
= tinggi Kanal (mm)
Qn = kemampuan penahan geser per baris
(kN)
Kemampuan pikul Shear Connector (Pehubung Geser) Penahan Geser Stud
Menurut Peraturan Baja Indonesia
Qn = 0.5 (Asc) (fc’ Ec)½ ≤ Asc f u (N) Dimana :
As
= Luas penampang stud (mm2)
fc’
= kuat tekan beton (N/mm2)
Ec
= modulus Elastis baja (N/mm2)
fu
= tegangan putus Stud (MPa)
Qn = kemapuan penahan geser perbaris
Kemampuan pikul Shear Connector (Pehubung Geser) Penahan Geser Kanal
Menurut Peraturan Baja Indonesia
Qn = 0.3 (tf + 0,5 tw)Lc (fc’ Ec)½ dimana :
Lc
= lebar penghubung geser kanal (mm)
fc’
= kuat tekan beton (N/mm2)
tw
= tebal badan (mm)
tf
= tebal plat sayap (mm)
Qn = kemampuan penahan geser per baris
(kN)
Type dan bentuk lain Shear Connector (Penghubung Geser)
Type dan bentuk lain Shear Connector (Penghubung Geser)
Type dan bentuk lain Shear Connector (Penghubung Geser)
Type dan bentuk lain Shear Connector (Penghubung Geser)
Beban yang bekerja pada konstruksi komposit
Sebelum komposit bekerja :
Beban mati (berat sendiri konstruksi) Beban hidup pelaksanaan
Sesudah komposit bekerja :
Beban mati (berat sendiri konstruksi) Beban hidup rencana.
Modulus Rasio “ n “ Adalah perbandingan antara Es (modulus Elastis baja) dan Ec (modulus Elastis beton) seperti pada rumus
n= dimana
E s E c
Ec = W1.5 33 (fc’)½ Psi Ec = 57 000 (fc’)½ ACI 1977
Nilai modulus elastis dan mutu beton Fc’ (Psi)
Ec (Psi)
Fc’ (MPa) Ec (MPa)
3000
3 150 000
21
21 700
3500
3 400 000
24
23 200
4000
3 640 000
28
25 000
4500
3 860 000
31
26 300
5000
4 070 000
35
28 000
Hubungan Mutu beton dengan Modulus Rasio “n” Fc’ (Psi)
Modulus Rasio “n”
Fc’ (MPa = N/mm2)
3 000
9.0
21
3 500
8.5
24
4 000
8.0
28
4 500
7.5
31
5 000
7.0
35
6 000
6.5
42
Konstruksi Komposit pada jembatan
Konstruksi Komposit pada jembatan
Konstruksi Komposit pada jembatan
Konstruksi Komposit pada gedung
Konstruksi Komposit pada gedung
Konstruksi Komposit pada gedung
Persyaratan pada dek baja
Pemasangan dek baja pada gedung
Pemasangan dek baja pada gedung
Pemasangan dek baja pada gedung
Prosedure design konstruksi komposit
Menentukan properties masing2 material penunjang yang akan menjadi komposit, fc’; Ec; n. Tentukan peraturan yang akan dipakai, hitung : be; IKomposit. Tentukan sistem konstruksi (tanpa / dengan penyangga) dan beban2 yang bekerja untuk mendapatkan Momen sebelum dan sesudah komposit Hitung tegangan pada masing masing material penunjang. Hitung lendutan yang terjadi.
Menentukan garis netral komposit
be/n cg concret yt
cg kom
yc ys
cg steel ý
yb
bf
Menentukan garis netral komposit
Mencari grs netral komposit (Statis momen pada atas) Elemen
pelat WF Jumlah
Luas(cm2)
Y
AxY
AxY2
12x13,8=165,6 6 993,6 5 961,6 1 987,2 134,4 42 5 644,8 237 081,6 77 600 300 6 638,4 243 043,2 79 587,2
Ý = (AxY) / Luas = 6638,4/300 = 22,13 cm dari atas ys = (½H + ts - Ý = 30 + 12 – 22,13 = 18,87 cm Yc = (Ý - ½ ts) = 22,13 - 6 = 17,13 cm Ikom = Σ Io + Σ(An x yn2) = 79 587,2 + (165,6 x 17,13 2) + (134,4 x 18,87 2) = = 176036,88 cm4
Io
Menghitung jarak jarak titik yang ditinjau.
yt = Yc + ½ ts = 17,13 + 6 = 23,13 cm. Yb = Ý = 48,87 cm. ycb= yt - ts = 23,13 – 12 = 11,13 cm.
Menentukan garis netral komposit
Mencari grs netral komposit (Statis momen pada dasar) Elemen Luas(cm2) Y AxY A x Y2 Io
pelat WF Jumlah
12x13,8=165,6 66 10 629,6 721 353,6 1 987,2 134,4 30 4 032 120 960 77 600 300 14 661,6 842 313 79 587
Ý = (AxY) / Luas = 14661,6/300 = 48,87 cm dari dasar ys = Ý - ½ H = 48,87 – 30 = 18,87 cm Yc = (H + ts) – (Ý + ½ ts) = 72 – (48,87 + 6) = 17,13 cm Ikom = Σ Io + Σ(An x yn2) = = 79 587,2 + (165,6 x 17,132) + (134,4 x 18,872) = = 176036,88 cm4
Menghitung jarak jarak titik yang ditinjau.
yt = Yc + ½ ts = 17,13 + 6 = 23,13 cm. Yb = Ý = 48,87 cm. ycb= yt ts = 23,13 12 = 11,13 cm.
Menghitung Momen yang terjadi.
Beban beban yang bekerja.
Berat sendiri : pelat : ts x bo x gbeton = 0.12 x 2,5 x 2400 = 720 Kg/m1 Profil WFS 600x200x11x17 = 106 Kg/m1 = 826 Kg/m1 qd ql = 500 x 2,5 = 1 250 Kg/m1 Beban hidup
Momen yang terjadi (Konstruksi dengan penyangga)
Md = (1/8) qd l2 = (1/8) x 826 x 52 = 2 561,25 Kgm1 = 256 125 kgcm Ml = (1/8) ql l2 = (1/8) x 1250 x 52 = 3906,25 Kgm1 = 390 625 kgcm M total =Md + Ml = 256 125 + 390 625 = 646 750 kgcm.
Menghitung Tegangan yang terjadi (Dengan Penyangga)
Menghitung Tegangan yang terjadi (Dengan Penyangga)
be/n - 7,49
cg concret cg kom
ybc yts cg steel
ý
yc
-5,69 -51,25
ytc
ys ybs 126,59
e
s
Menghitung gaya geser yang terjadi
Gaya geser yang bekerja = Vh
Vh = Cc maks = 0.85 x be x ts x fc’ Vh = Ts maks = As x fy Vh = m x Qn dimana
be ts As m Qn
= = = = =
lebar efektif tebal slab Luas penampang profil baja Jumlah penahan geser. Kekuatan penahan geser per baris
Menghitung penahan geser
Jumlah penahan Geser
m = (Cc maks) / Qn = (Ts maks)/ Qn = (0.85 x be x ts x fc’) / Qn = (As x fy) / Qn
Kekuatan penahan geser per baris.
Penahan geser stud dgn ds=10mm & 1/brs Qn = 0.0004 (ds)2 (fc’ Ec)½ = 0.0004(10)2 (
(kN)
kasus I (latihan dirumah) Konstruksi komposit seperti dibawah ini : fc’ = 21 N/mm2
Ec
= 21 700 N/mm2 ;
n=9
t plat = 12 cm Profil = WF 600 200 11 17, Beban hidup = 500 Kg/m2 Jarak antara balok = bo = 2500 mm Bentang balok = L = 5000 mm Pakai Peraturan ACI 1977 Hitung : be, I komposit, (konstruksi dengan penyangga)
Kasus II (latihan dirumah) Konstruksi komposit seperti dibawah ini : fc’ = 24 N/mm2
Ec
= 23 200 N/mm2
n = 8,5 t plat = 15 cm Profil = WF 600 200 11 17 Jarak antara balok = bo = 3000 mm Bentang balok =L = 6000 mm Pakai Peraturan ACI 1977 Hitung : be, I komposit, (konstruksi dengan penyangga)
Kasus III (latihan dirumah) Konstruksi komposit seperti dibawah ini : fc’ = 24 N/mm2
Ec
= 23 200 N/mm2 ;
n = 8,5
t plat = 15 cm Profil = WF 700 300 13 24, Beban hidup = 750 Kg/m2 Jarak antara balok = bo = 3000 mm Bentang balok = L = 6000 mm Pakai Peraturan TCPSB SKSNI Hitung : be, I komposit, (konstruksi dengan penyangga)
