Perhitungan Luas Kotor Penampang Baja
Pratayama
Mencari nilai luas kotor dari penampang suatu profil baja bukanlah merupakan hal yang sulit jika kita memiliki tabel baja.
Akan tetapi kita juga perlu mengetahui cara perhitungan luas penampang secara manual, sebagai bekal untuk berjaga - jaga.
Karena bisa saja mungkin ada saat dimana kita tidak memiliki akses internet dan tabel baja pun tidak ada.
Pada artikel elemen batang tarik telah dibahas tentang konsep dari luas penampang, sehingga kali ini kita coba untuk melakukan perhitungannya.
Contoh Perhitungan Luas Kotor / Utuh
Setelah memahami tentang profil baja dan penampangnya, saatnya melihat contoh perhitungan luas kotor dari penampang profil baja.
Pelat Baja
Satria ingin menghitung tahanan leleh terhadap gaya tarik dari pelat PL. 10x100mm seperti terlihat pada gambar. Satria sudah mendapatkan nilai tegangan leleh dari lab temannya, dan nilai faktor reduksi dari SNI-1729-2020.
Sehingga untuk menghitung tahanan leleh, selanjutnya satria perlu menghitung luas penampang dari pelat tersebut.
(Sumber: Pratayama)
Solusi
Untuk menghitung tahanan leleh terhadap gaya tarik, maka luas penampang yang digunakan adalah luas kotor dari penampang.
Ag = b . h
= 10 mm x 100 mm
= 1000 mm2
Dengan Begitu maka luas penampang dari pelat PL. 10x100 sebesar 1000 mm2 atau 10 cm2.
Profil Wide Flange (WF)
Berapa luas penampang dari profil baja WF. 150x75x5x7 seperti terlihat pada gambar berikut ini.
(Sumber: Pratayama)
Ekstraksi Data
b = 75 mm
tw = 5 mm
h = 150 mm
tf = 7 mm
Solusi Penyelesaian
Menggunakan Tabel Baja
Cara yang mudah dan akurat untuk mendapatkan luas penampang utuh dari profil baja yaitu dengan menggunakan tabel baja.
Pada tabel baja dari Gunung Garuda di atas dapat dilihat kalau luas penampang dari WF 150x75x5x7 sebesar 17,85 cm2 atau 1785 mm2.
Dari mana angka tersebut diperoleh?
Angka luas penampang tersebut tentunya diperoleh dengan menggunakan perhitungan manual dengan cara di bawah ini.
Cara Manual
Jika data dimensi yang kita miliki lengkap, maka kita bisa melakukan perhitungan luas penampang dengan lebih detail.
Caranya yaitu dengan membagi penampang WF kedalam bentuk - bentuk geometri sederhana.
Untuk WF 150x75x5x7 dapat kita bagi menjadi:
- Area Sayap (Flange) : 2 persegi panjang
- Area Badan (Web) : 1 persegi panjang
- Area Lengkung : Selisih antara luas persegi dengan luas lingkaran
Dengan data sebagai berikut :
Sayap (Flange), bf = 75 mm
tf = 7 mm
Badan (Web), hw = h - 2.tf = 150 - 2.7 = 136 mm
tw = 5 mm
Jari - jari, r = 8 mm
Maka luas penampang dari profil WF 150x75x5x7 adalah seperti tertera pada perhitungan berikut ini.
Luas area sayap (flange),
Af = \(2.b_f.t_f\)
= \(2.75.7\)
= \(1050\ mm\)
Luas area badan (web),
Aw = \(h_w\ .\ t_w\)
= \(136\ .\ 5\)
= \(680\ mm\)
Luas area lengkungan,
Ar = \(4\ .\ (Luas\ Persegi - Luas\ {1 \over 4}\ Lingkaran)\)
= \(4.[(r.r)-({1\over 4}.\pi.r^2 )]\)
= \(4.[(8.8)-({1\over 4}.3,14.8^2)]\)
= \(4.[64-50,24]\)
= \(4\ .\ 13,76\ mm\)
= \(55,04\ mm\)
Sehingga luas penampangnya adalah :
AWF = \(A_f+A_w+A_r\)
= \(1050+680+55,04\)
= \(1785,04\ mm\)
Dari hasil perhitungan di atas terlihat bahwa perhitungan manual lebih akurat, apalagi jika pembulatan koma yang digunakan lebih banyak.
Cara Manual - Pendekatan
Jika kita ingin mengetahui luas penampang WF namun tidak memiliki kelengkapan data seperti ukuran jari - jari misalnya, maka cara pendekatan dapat digunakan, dimana :
Luas Penampang = 2 x Luas Area Flange + Luas Area Web
Maka perhitungan luas penampang dari WF yaitu :
AWF = \(2.(b_f.t_f) + (h_w.t_w)\)
= \(2.(75.7) + (136.5)\)
= \(1050\ mm\ +\ 680\ mm\)
= \(1730\ mm\)
Wrapping Up
Melihat dari hasil perhitungan di atas dimana profil WF-150x75 sebagai contoh, didapat luas penampang baja yang bervariasi yaitu :
- Dari tabel baja, AWF = 1785 mm2
- Dari hitungan manual, AWF = 1785,04 mm2
- Dari hitungan pendekatan, AWF = 1730 mm2
Sehingga bisa disimpulkan kalau tabel baja menggunakan pembulatan ke bawah untuk kemudahan pembacaan.
Apakah hasil dari tabel baja aman?
Jelas aman sob!
Karena berarti profil WF memiliki cadangan kekuatan +- 4% dari kekuatan desain.
Berarti cara pendekatan lebih aman lagi?
Kalau berdasar hasil di atas, jelas lebih aman. Tapi yang menjadi kendala tentunya pada biaya.
Dalam beberapa kondisi seperti konstruksi di pedalaman misalnya, dimana koneksi internet tidak ada dan supplier tidak memiliki data, sedangkan perhitungan secara cepat perlu dilakukan.
Data dimensi lebar, tinggi, dan tebal profil gampang diperoleh dari pengukuran, tapi radius umumnya cukup sulit diukur.
Sehingga perhitungan dengan cara pendekatan seperti di atas terkadang digunakan.
Namun sebisa mungkin selalu gunakan data dari tabel baja atau perhitungan yang detail demi akurasi desain dan efisiensi biaya.
Karena nilai luas kotor penampang juga akan mempengaruhi nilai luas bersih dan luas efektif penampang dari suatu profil baja.
Thanks To
- Gambar dari wir_sind_klein via Pixabay