ade baja dari bab i -penutup

Pendidikan Teknik Sipil

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya, atau bisa dikatakan juga bahwa baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya. Di masa sekarang ini, kita harus bisa lebih lagi menerapkan ilmu pengetahuan dan teknologi dan lebih peka dalam mendengar informasi khususnya dalam hal bangunan, misalnya bangunan gedung perkantoran, pabrik, rumah sakit, sekolah, dll. Secara umum bangunan tersebut terbuat dari material baja dan beton. Untuk menghemat biaya pembangunan biasanya pemerintah atau masyarakat umum menggunakan suatu konstruksi yang kuat misalnya konstruksi baja. Semua pelaksanaan yang menyangkut struktur tidak luput dari material baja. Bentuk-bentuk baja yang berada diperdagangan bebas yaitu dalam bentuk batangbatang yang biasa , bilah-bilah, serta beraneka macam profil.

1.2 Tujuan Penulisan Laporan ini ditulis bertujuan guna lebih memahami mengenai pemanfaatan baja secara umum serta perhitungan baja serta jenis-jenis profil dari baja yang akan digunakan.

1.3 Data Lokasi Proyek Lokasi Proyek Fakultas Teknik Bandung Luas Bangunan : 1,25 Ha : UPI ( Universitas Pendidikan Indonesia ),

Ade Irma (0807792)

1


DESKRIPSI PROYEK a. Deskripsi Proyek c. Jarak Portal d. Panjang Bentang e. Tinggi Kolom g. Berat Crane h. Tekanan Angin i. Alat Sambung j. Pondasi : Portal Rectangular Gabel :4m : 30 m :4m : 25 Ton : 50 kg/m : Baut dan Las : Telapak Beton b. Bahan Penutup Atap : Seng Gelombang

f. Kemiringan Atap ( ) : 300

1.4 Sistematika Penulisan KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan Penulisan 1.3 Data Lokasi Proyek 1.4 Sistematika Penulisan BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Dasar Perencanaan 2.2 Mutu Bahan 2.3 Analisis Pembebanan 2.4 Kekuatan Struktur 2.5 Analisis Perencanaan Struktur BAB III PERHITUNGAN KONSTRUKSI 3.1 Konstruksi Atap 3.2 Perhitungan Balok Gable 3.3 Perhitungan Portal 3.4 Perhitungan Balok

Ade Irma (0807792)

2


3.5 Perhitungan Kolom 3.6 Perhitungan Pondasi BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan 4.2 Saran dan Kritik DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Ade Irma (0807792)

3


BAB II LANDASAN TEORI Baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya. Baja juga diartikan sebagai logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0,21% sampai 2,1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan, krom, vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan ( hardness ) dan kekuatan tariknya ( tensile strength ), namun disisi lain membuatnya menjadi getas serta menurunkan keuletannya (ductility). Di masa sekarang ini, kita harus bisa lebih lagi menerapkan ilmu pengetahuan dan teknologi dan lebih peka dalam mendengar informasi khususnya dalam hal bangunan, misalnya bangunan gedung perkantoran, pabrik, rumah sakit, sekolah, dll.

2.1 Dasar Perencanaan Secara umum bangunan tersebut terbuat dari material baja dan beton. Untuk menghemat biaya pembangunan biasanya pemerintah atau masyarakat umum menggunakan suatu konstruksi yang kuat misalnya konstruksi baja. Semua pelaksanaan yang menyangkut struktur tidak luput dari material baja.

Ade Irma (0807792)

4


Bentuk-bentuk baja yang berada diperdagangan bebas yaitu dalam bentuk batangbatang yang biasa , bilah-bilah, serta beraneka macam profil Bentuk baja profil umumnya terbanyak dipakai dalam konstruksi baja.Profil profil yang biasa digiling disemua negara yang umumnya produsen baja. Ukuran-ukuran penampang profil dari berbagai negara asalnya kadangkadang berselisih sedikit. Ada 4 empat golongan besar dari profil yaitu : 1. profil-profil Eropa-Barat ; 2. profil-profil Eropa-Tengah ; 3. profil-profil Inggris dan 4. profil-profil Amerika 5. Profilprofil Eropa-Barat digiling di Belgia, Luksemburg, Jerman, Perancis dan Belanda. Kebanyakan profil-profil ini adalah profil-profil Jerman Normal. Profil-profil Eropa-Tengah digiling di Austria, Hongaria, dan Cekoslovakia, profil Inggris di Inggris dan profil Amerika di Amerika Serikat dan Kanada. Perlu diketahui juga beberapa pengklasifikasian baja, guna pemakaiannya pada pembangunan suatu bangunan, seperti ; 1. Berdasarkan Komposisi 2. Baja karbon Baja paduan rendah Tanur baja terbuka Dapur listrik Proses oksidasi dasar Plat batangan Tabung Lembaran Pita

Berdasarkan proses pembuatannya

3. Berdasarkan Bentuk produk

Ade Irma (0807792)

5


-

Bentuk struktural Baja struktural Baja non-struktural

4. Berdasarkan Kegunaan dalam Konstruksi

2.2 Mutu Bahan Baja yaitu suatu logam yang dibentuk oleh orang yang terdiri dari beberapa unsur seperti besi, zat arang (C), Silisium (Si), Mangan (Mn), Posfor (P) dan Belerang (S). Banyaknya C, Si, Mn, P dan S yang sedikit ini memberikan sifat-sifat yang tertentu kepada besi. Kebanyakan dari zat-zat tersebut dapat mempertinggi kekerasan, tetapi dapat membuat logam menjadi rapuh. Pengaruh dari Posfor dan belerang biasanya tidak baik, sebaliknya zat arang, Silisium dan Mangan sangat penting untuk menimbulkan sifat-sifat yang diperlukan bagi baja. Dari bentuk, ukuran, jenis serta mutu baja suatu baja dikatakan memiliki karakteristik yang sama maupun beda terutama dilihat dari fungsi profil tersebut apa dan digunakan didaerah yang bagaimana secara umum. Kadar zat arang dari besi kasar adalah 3 4%, kadar pada baja konstruksi hanya 0,12%. Pada pembuatan baja, zat arang ini harus dikeluarkan selanjutnya kelebihan zat Si, Mn, P dan S. Kalau besi kasar terlampau banyak Posfor, dapur tinggi untuk pembuatan baja harus dilapis dengan batu tahan api yang bersifat basa (dolomite). Pada kadar Posfor yang rendah lapisan dapat dibuat dari zat-zat asam tahan api yang murah (Si O2 ). Baja bangunan dikerjakan menurut cara-cara kerja sebagai berikut : 1. proses-konvertor asam (Bessemer); 2. proses-konvertor basa (Thomas); 3. proses-Siemens-Martin asam ; 4. proses-Siemens-Martin basa; Baja tidak sebegitu mudah pengerjaannya dari kayu, dikarenakan baja memiliki sifat keliatan yang besar dan struktur yang serbasama maka pengerjaan baja sangat dengan menggunakan mesin. Karena keadaan seperti itu maka

Ade Irma (0807792)

6


pengerjaan baja sebanyak-banyaknya harus dilakukan dibengkel konstruksi. Pekerjaan-pekerjaan ditempat bangunan harus terdiri pemasangan alat-alat konstruksi yang telah disiapkan dipabrik. Karena disesuaikan dengan kebutuhan dilapangan maka profil batang dan pelat-pelat harus mengalami pengerjaan.

Keuntungan baja bangunan Kebanyakan orang memilih baja sebagai bahan konstruksi bangunan yaitu karena baja memiliki keunggulan dibandingkan material yang lainnya : 1. Konstruksi baja memiliki berat sendiri yang relatif ringan dibandingkan dengan beton. 2. Pekerjaan konstruksi dapat dikerjakan di bengkel dan dilapangan, dapat dipasang, dibongkar dan dipindah-pindahkan. 3. Baja konstruksi memiliki regang dan tegangan yang tinggi 4. Harga pengerjaan konstruksinya lebih murah daripada beton bertulang.

Kerugian baja bangunan Disamping memiliki keuntungan baja bangunan memiliki berbagai keburukan atau kerugiannya sebagai konstruksi yaitu : 1. Baja konstruksi kurang kuat dari pengaruh karat, seperti terhadap udara,uap,air,air embun,air laut serta pengaruh zat kimia lainnya. 2. Baja konstruksi harus senantiasa dipelihara dalam kurun waktu yang ditentukan misalnya setiap lima dan sepuluh tahun sekali untuk menjamin kekuatan yan tetap. 3. Pemeliharaan yang dilakukan harus dicat, tetapi lapisan yang terkena karat harus dihilangkan dahulu dengan cara disikat dengan sikat baja atau dengan menggunakan pasir atau debu baja dengan menggunakan pesawat tiup, atau dengan cara kimiawi sehingga memerlukan biaya yang mahal. 4. Baja konstruksi tidak tahan terhadap kebakaran dan panas, sehingga bagian bajanya harus dibungkus misalnya dengan beton yang tahan panas.

Ade Irma (0807792)

7


2.3 Analisis Pembebanan Sifat umum yang dialami baja sebagai konstruksi : 1. Keteguhan Pada percobaan baja dilakukan tarikan yang dilakukan, akibat tarikan tersebut baja mengalami tegangan dan regangan, karena baja memiliki perlawanan yang baik baja tidak akan putus apabila tidak melampai batas tertentu. Baja tersebut mempunyai batas-bataas ketegangan dalam dan luar dimana dalam saat perpatahan mulai berlangsungnya, apabila batas lawan baja terdapat tarikan, tekanan dan lentur dilampaui, baja akan putus. Pada waktu mengalami pembebanan dalam keadaan tertentu baja masih dapat menahan gaya. 2. Elastisitas Sifat ini adalah merupakan sifat yang dimiliki baja, dimana baja memiliki keelastisan atau perubahan bentuk panjang tetapi baja masih dapat kembali ke bentuk semula. 3. Kekenyalan Sifat ini adalah sifat yang dimiliki baja dimana baja memiliki kemampuan untuk menerima perubahan secara kasar tanpa cacat atu rusak sebelum baja mengalami patahan. 4. Kemungkinan ditempa Sifat dalam keadaan pijar menjadi lembek dan plastik sehingga dalam keadaan ini tanpa menerima kerugian. Sifat keteguhan dapat dirubah dengan bentuk yang baik. Untuk mempersingkat laporan perhitungan tugas ini, maka penulis akan memberikan rincian mengenai tugas ini. Dalam laporan tugas struktur baja ini akan dibicarakan mengenai konstruksi baja untuk bangunan-bangunan pada pabrik yang terdiri dari : 1. Menganalisis bagian-bagian konstruksi dari baja tertentu saja yang terdiri dari balok dan kolom yang mengalami pembebanan pada bangunan pabrik. 2. Menghitung konstruksi balok dan kolom menjadi Portal Gable keseluruhan.

Ade Irma (0807792)

8


3. Penentuan dimensi kolom dan balok serta perhitungan sambungan serta peninjauan kekuatannya.

2.4 kekuatan Struktur Perkembangan teknologi membawa perubahan yang baik dan benar terhadap kemajuan di bidang konstruksi dan pembangunan infrastruktur. Perkembangan ini sangat membantu alam dan ekosistemnya yang terus menerus diperas habis oleh manusia untuk kepentingan individualistis. Berbagai contoh dapat kita temui seperti penggunaan kayu sebagai bahan dasar konstruksi rumah, furniture dan mebel serta assesoris yang berkaitan dengan bahan dasar tersebut ternyata membutuhkan kayu-kayu yang bagus dan baik. Setiap bahan konstruksi yang digunakan pada rumah pasti mempunyai nilai kelebihan dan kekurangannya baik dari estetika dan hal yang lainnya. Seperti halnya dalam penggunaan rangka atap baja pada rumah. Konstruksi baja ringan ini sudah mengalami uji coba dan penelitian yang dilakukan oleh para ahli dan telah lolos uji kekuatan. Jika dibandingkan denagn struktur atap konvensional yaitu rangka atap dengan bahan dasar kayu, maka penggunaan rangka atap baja ringan akan mempunyai perbandingan yang berbeda dari segi pandang setiap penggunaannya. Mungkin bisa dikatakan tergantung akan lokasi dan biaya produksi untuk mendatangkan material tersebut. Kelemahan atap baja ringan dibanding dengan kayu tergantung pada lokasi rumah, yaitu pada daerah iklim tropis atau bukan tropis.

2.5 Analisis Perencanaan Struktur Pada kasus ini, penulis akan langsung memberi contoh pengerjaan konstruksi, yaitu, sbb ; Didalam lingkup pekerjaan konstruksi adalah juga pekerjaan-pekerjaan persiapan guna pelaksanaan rangka tap, penyediaan tenaga, bahan material, dan perlatan. Secara keseluruhan lingkup pekerjaan konstruksi rangka atap meliputi

Ade Irma (0807792)

9


a. Pekerjaan Konstruksi baja Atap, lingkup pekerjaannya : Penyediaan tenaga Bahan material Peralatan untuk pelaksanaan pekerjaan konstruksi baja atap

1. Bahan a. Rangka atap baja ringan Zinc Alume setara Smart Truss, Global Steel, atau Truss Indo b. Usuk plat baja lapis aluminium AZ100 ( Aluminium Zinc Coated Steel Plate ) setara Global; U100 t = 0,85 mm eks Global Steel Light Steel Frames. c. Reng Plat baja lapis aluminium Seluruh bahan yang akan digunakan harus diberikan contohnya terlebih dahulu untuk mendapatkan persetujuan dari pengawas/Direksi sebelum boleh didatangkan dilapangan pekerjaan. 2. Pelaksanaan a. Bnetuk dan dimensi kuda-kuda serta dimensi batang-batang dan plat simpulnya harus dilaksanakan sesuai gambar rancangan pelaksanaan serta sesuai dengan keadaan bentang kedudukannya di lapangan pekerjaan. Oleh karena itu kontraktor Pelaksana harus membuat gambar gambar pelaksanaan terlebih dahulu. Pekerjaan Kuda-kuda baja ini tidak diperkenankan dilaksanakan sebelum gambar pelaksanaan disetujui direksi. b. Pembuatan kuda-kuda baja harus dilaksanakan di tempat yang datar dengan lantai kerja yang keras. Bila dilaksanakan di luar lapangan pekerjaan, kontraktor harus minta ijin secara tertulis kepada direksi dan menunjukkan bengkel tempat dikerjankan

Ade Irma (0807792)

10


konstruksi untuk mendapatkan persetujuan dari direksi sebelum pekerjaan ini dilaksanakan. c. Pemotongan harus dilaksanakan dengana mesin standard. Pelubangan harus menggunakan bor. Tepian yang tajam akibat pemotongan maupun pemboran harus ditumpulkan dengan gerenda. d. Pemasangan kuda-kuda hanya boleh dilaksanakan bila kolomkolom dan balok beton penumpunya telah berumur paling sedikit 14 hari dan baut-baut pengikatnya telah terpasang dengan benar. e. Pengangkatan kuda-kuda harus dilaksanakan secara hati-hati hingga tidak menimbulkan puntiran-puntiran pada bidnag kudakuda. f. Untuk itu, sebelum diangkat batang-batang penjepit sebagai klem pengaku bidnag kuda-kuda harus dipasang lebih dahulu dan tidak boleh dilepas sebelum trekstang dipasnag serta konstruksi kudakuda telah benar-benar dalam keadaan diam. Dengan demikian pengerjaan bangunan bisa dilanjutkan ketahapan yang selanjutnya.

Ade Irma (0807792)

11


BAB III PERHITUNGAN KONSTRUKSI BAJA II (GABLE) Data Perhitungan

D

C

30

E4.0 20.0

A Ketentuan - Ketentuan : 1. Type Konstruksi 2. Bahan Penutup Atap 3. Jarak Antar Portal 4. Bentang kuda kuda (L) 5. Jarak Gording 6. Tinggi Kolom (H) 7. Kemiringan atap (E) 8. Beban Angin 9. Bebab Berguna (P) 10. Alat sambung 11. Pondasi 12. Baja Profil 13. Modulus elastisitas baja 14. Tegangan ijin baja 15. Berat penutup atap : Portal Gable : Seng Gelombang : 4 meter : 30 meter : 2 meter : 4 meter : 300 : 50 kg/m2 : 100 kg : Baut dan Las : Telapak Beton : C- 100 x 50 : 2.105 Mpa = 2. 106 kg/cm2 : 1600 kg/cm2 : 11 kg/m2

B

Ade Irma (0807792)

12


3.1 Konstruksi Atap Perhitungan Gording

sb y r

D

y sb x C x=L F

A. Menghitung Panjang Balok Diketahui (L) = 20 m y Jarak C - D Cos 30 0 r y Jarak D F tan 30 0 y = y/x = tan 30 0. 15 = 8,66 m = x/r = 15 / cos 30 0 = 17,32 m

y Jarak gording yang direncanakan = 2 m y Banyaknya gording yang dibutuhkan 17,32/2 + 1 = 9,66 buah = 10 buah y Jarak gording yang sebenarnya 17,32/9 = 1,924 m

3.1.1

Perhitungan Dimensi Gording Untuk dimensi gording dicoba dengan menggunakan profil baja

C100.50 dengan data-data sebagai berikut : - A = 11,92 Cm2 - lx = 189 Cm - ly4

-q

= 9,36 kg/m

- Wx = 37,8 Cm3 - Wy = 7,82 Cm3

= 26,9 Cm4

Ade Irma (0807792)

13


Pembebanan pada gording : 1. Beban Mati / Dead Load Berat gording Berat penutup atap (1,924m x 11 kg/m2 ) = 9,36 kg/m = 21,164 kg/m q = 30,524 kg/m Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan beban mati Px bekerja vertical, P diuraikan pada sumbu X dan sumbu Y, sehingga diperoleh:Y X

qy

Xq25

qx

Gambar gaya kerja pada gording qx qy = q . sin = q . cos = 30,524 . sin 300 = 15,262 kg/m = 30,524. cos 300 = 26,434 kg/m

Gording diletakkan di atas beberapa tumpuan (kuda-kuda), sehingga merupakan balok menerus di atas beberapa tumpuan dengan reduksi momen lentur maksimum adalah 80 %.

Ade Irma (0807792)

14


Y X

qy

Xq25

qx

Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna Momen maksimum akibat beban mati : Mx 1 = 1/8 . qx . (l/2)2 . 80% = 1/8 .15,262 (4/2)2 . 0,8 = 6,104 kgm My1 = 1/8 . qy . (l)2 . 80% = 1/8 . 26,434 . (4)2 . 0,8 = 42,294 kgm

2. Beban Hidup / Live Load

Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja di tengah-tengah bentang gording, beban ini diperhitungkan kalau ada orang yang bekerja di atas gording. Besarnya beban hidup diambil dari PPURG 1987, P = 100 kg.

Ade Irma (0807792)

15


Px Py

= P . sin E = 100 . sin 300 = 50 kg = P . cos E = 100 . cos 300 = 86,6 kg

Momen yang timbul akibat beban terpusat dianggap Continous Beam.

Gambar momen akibat beban berguna

Momen maksimum akibat beban hidup Mx 2 = ( . Px . l/2) . 80 % = ( . 50 . 4/2) . 0,8 = 20 kgm My 2 = ( . Py . l) . 80 % = ( . 86.6 . 4) . 0,8 = 69,28 kgm

3. Beban Angin Beban angin diperhitungkan dengan menganggap adanya tekanan positif (tiup) dan tekanan negatif (hisap), yang bekerja tegak lurus pada bidang atap. Menurut PPPURG 1987, tekanan tiup harus diambil minimal 25 kg/m2 . Dalam perencanaan ini, besarnya tekanan angin (w) diambil sebesar 50 kg/m2.

Ade Irma (0807792)

16


Gambar gaya kerja pada beban angin Ketentuan : y y y y y y Koefisien angin tekan ( c ) Koefisien angin hisap ( c ) Beban angin kiri (W1 ) Beban angin kanan (W2 ) Kemiringan atap (E) Jarak Gording = (0,02 x E - 0,4) = - 0,4 = 50 kg/m2 = 50 kg/m2 = 300 =2m

Koefisien Angin y Angin tekan ( c ) = (0,02 . E - 0,4) = (0,02 . 300 - 0,4) = 0,2 y Angin hisap ( c1) y Angin Tekan (wt) = -0,4 = c x W1 . (jarak gording) = 0,2 . 50 . (2) = 20 kg/m y Angin Hisap (wh) = c1 . W1 . (jarak gording) = -0,4 . 50 . (2) = -40 kg/m

Ade Irma (0807792)

17


Momen maksimum akibat beban angin Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar) W max = 20 Kg/m W x = 0, karena arah beban angin tegak lurus sumbu batang balok. Jadi momen akibat beban angin adalah : Akibat Wx Mx3 =0 = 1/8 . Wx . (I/2)2 . 80 % = 1/8 . 0 . 4/2 . 0,8 = 0 kgm Akibat Wy My3 = 20 = ?1/8 . W . (l)2 A . 80% = ?1/8 . 20 . (4)2A . 0,8 = 32 kgm Tabel perhitungan momen

P dan M

Atap + Gording (Beban Mati)

Beban Orang (Beban Hidup) 100 50 86.6 20 69,28

Angin

q, P qx, Px qy, Py Mx My

30,524 15,262 26,434 6,104 42,294

20 0 20 0 32

4. Kombinasi Pembebanan y M Mx Akibat Beban Tetap = M Beban Mati + M Beban Hidup = Mx1 + Mx2 = 6,104+ 20 = 26,104 kgm = 2610,4 kgcm

Ade Irma (0807792)

18


My

= My1 + My2 = 42,294 + 69,28 = 111,574 kgm = 1157,4 kgcm

y M

Akibat Beban Sementara = M Beban Mati + M Beban Hidup + M Beban Angin = Mx1 + Mx2 + Mx3 = 6,104 + 20 + 0 = 26,104 kgm = 2610,4 kgcm My = My1 + My2 + My3 = 42,294 + 69,28 + 32 = 143,574 kgm = 14357,4 kgcm Mx

5. y

Kontrol Tegangan Akibat Beban Mati + Beban Hidup W ! W ! Mx My Wy Wx DW = 1600 kg/cm2

2610,4 1157,4 = 364,429 kg/cm2 DW = 1600 kg/cm2 7,82 37,8

W = 364,429 kg/cm2 W =1600 kg/cm2 ............ OKy Akibat Beban Mati + Beban Hidup + Beban Angin W ! W ! Mx My Wy Wx DW = 1600 kg/cm2

2610,4 14357,4 = 713,636kg/cm2 DW = 1600 kg/cm2 7,82 37,8

W = 713,636 kg/cm2 W =1600 kg/cm2 ............. OK6. Kontrol Lendutan : Lendutan yang diijinkan untuk gording ( pada arah x terdiri 2 wilayah yang ditahan oleh trakstang). f ijin =1 l 1 400 = 0,55 cm ! 360 2 360 2

Ade Irma (0807792)

19


akibat beban mati+beban hidup fx 5 q x (l / 2) 4 1 Px (l / 2) 3 = 48 E Iy 384 E Iy

5 (0,15262) (400 ) 4 1 (0,5) (400 ) 3 2 2 = 384 2,10 6 26,9 48 2,1 10 6 26,9fx fy = 0,057 cm < fx izin = 1/300 x 400 = 1,33 cm .. OK

1 Py (l )3 5 q y (l ) = 384 E Ix 48 E Ix= 5 (0,26434) (400) 4 1 (0,866) (400) 3 384 2,1 10 6 189 48 2,1.10 6 189

4

fyf '!

= 0,22cm < fy izin = 1,33 cm .............. OKfx 2 fy 2 ! 0,057 2 0,22 2 ! 0,22cm

jadi, gording C 100x50 aman untuk digunakan. Akibat beban angin fx fx fy =0 =0 = 0, cm < fx izin = 0.55 cm .. OK!4 5 0,20 (400 / 2) 4 5 w y (l / 2) ! = 384 2,1.10 6 189 384 E Ix

= 0,01 cm fy = 0,01cm < fy izin = 1,33 cm .............. OK Akibat beban angin+beban hidup+beban mati fx fx fy = 0+0,057 = 0,057 = 0,057 cm < fx izin = 1,33 cm .. OK! =0,22+ 0,01 = 0,21 cm fy = 0,21 cm < fy izin = 1,33 cm .............. OK f '! fx 2 fy 2 ! 0,057 2 0,212 ! 0,21cm

jadi, gording C 100x50 aman untuk digunakan.

Ade Irma (0807792)

20


3.1.2

Perhitungan Batang Tarik (Trackstang)

Batang tarik (Trackstang) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah sumbu x (miring atap) sekaligus untuk mengurangi tegangan lendutan yang timbul pada arah x. Beban-beban yang dipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap (sumbu x), maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik Gx dan Px. Gx = Berat sendiri gording + penutup atap sepanjang gording arah sumbu x Px = Beban berguna arah sumbu x P total = Gx + Px P = P tot / 2 = (qx . L) + Px = (qx . L) + Px)/2 = _(15,262. 4) + 50a/2 = 55,52 kg W Fn Fbr Fbr d! = =P e Fn_ _

Karena batang tarik dipasang dua buah, jadi per batang tarik adalah :

= 1600 kg/cm2, dimana diambil W = = 0,0347 cm2

P W

=

55,52 1600

= 125% . Fn

= 1,25 . 0,0347 = 0,0433 cm2

= . T . d2, dimana : 4. f br ! T 4.0,0433 ! 0,23 cm 3,14

Maka batang tarik yang dipakai adalah 6 mm.

3.1.3

Perhitungan Ikatan Angin

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal ( axial ) tarik saja. Adapun cara kerjanya adalah apabila salah satu ikatan angin bekerja sebagai batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan gaya apa apa. Sebaliknya apabila arah angin berubah, maka secara bergantian batang tersebut bekerja sebagai batang tarik.

Ade Irma (0807792)

21


N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya / tekanan angin. Tg F = 2 4,47 = 0,447 Nx = P N cos F = P N=W !

F = arc tg 0,447 = 24o618,16

7 H = 0,

P 65 = ! 71,19 cos F cos 24o 6'18,16"

N 71,19 N 2 Fn ! ! ! 0,044 cm Fn W 1600

Fbr = 125% . Fn = 1.25 0,044 = 0,0556 cm2. Fbr = T d2 d = 4.Fbr 4 0,0556 = = 0,026 cm. } 2,6 mm T 3.14

Maka ikatan angin yang dipakai adalah 10 mm

Ade Irma (0807792)

22


3.2 Desain Portal Gable

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 C F G H D P2 P3 P4 P5 P6 P7 E I4.0

AGambar Skema Pembebanan Atap Gable 3.3 Perhitungan Portal Pembebanan gable akibat beban-beban yang dipikul oleh gording Data-data yang diperlukan : - Jarak antara kuda-kuda - Bentang kuda-kuda - Kemiringan atap - Dimensi kuda-kuda (dicoba) - Jarak gording - Berat sendiri penutup atap Beban Yang Dipikul Gable Utama Beban Mati 1. Akibat Beban Mati (Dead Load) =4m = 30 m = 300 = IWF400.300.10.16

B

= 1,924 m, 1,924:2 = 0,962 = 11 kg/m2

Pembebanan pada Balok Gable akibat beban-beban yang dipikul oleh 1 gording : a. Berat penutup atap = 11 kg/m2 P = berat penutup atap x jarak gording x jarak antar kuda-kuda = 11 kg/m2 . (1,924 m) . (4 m) = 84,656 kg

Ade Irma (0807792)

23


b. Berat sendiri gording P = berat sendiri gording x jarak antar kuda-kuda = 9,36 kg/m . 4 m c. Berat kuda-kuda (dicoba IWF 400 . 300 . 10. 16) Berat sendiri = 107 kg/m P P P = 107 kg/m . (1,924 m) = 0,25 . 207,259 kg = 0.1 . 207,259 kg = 207,259 kg = 51,814 kg = 20,725 kg + d. Berat ikatan angin (P = 25% P kuda-kuda) e. Berat alat penyambung (10 % . P kuda-kuda) = 37,44 kg

Berat total beban mati (DL) 2. Akibat Beban Hidup (Life Load) Beban Hidup (LL) = 100 kg 3. Akibat Beban Angin (Wind Load) A = Luas bidang kontak Koefesien angin (C) Tekanan Angin = 50 kg/m Angin tekan (Wtk ) = 47,68 kg/m Angin hisap (Whs) = -95,36 kg/m Pwx tk Pwy tk Pwx hs Pwy hs = Pw sin E = Pw cos E = Pw sin E = Pw cos E

= 401,894 kg

= 50 . sin 300 = 25 kg = 50 . cos 300 = 43,30 kg = -95,36 . sin 300 = -95,36 . cos 300 = -47,68 kg = -82,58 kg

Untuk kombinasi pembebanan kombinasi I (1,2DL + 1,6LL) dan kombinasi II (1,2DL + 1,6LL + 0,8WL) di hitung didalam program SAP 2000 v.9.

Ade Irma (0807792)

24


Untuk mencari momen, gaya lintang dan gaya normal yang terjadi pada Gable Utama ini digunakan program SAP 2000 versi 9. Hasil dari gaya-gaya dalam dan reaksi perletakan dari Gable Utama adalah sebagai berikut :

Rencana Atap pada SAP

Input Pembebanan Pada SAPPembebanan Akibat Beban Mati

Ade Irma (0807792)

25


Pembebanan Akibat Beban Hidup

Pembebanan Akibat Beban Angin

Ade Irma (0807792)

26


Pembebanan Akibat Crane

Pembebanan Akibat Gaya Geser ( Shear 2-2 )

Ade Irma (0807792)

27


Pembebanan Axial

Pembebanan Momen 3-3

3.3.1 Desain Balok Gable Utama Kontrol Balok Portal Gable Utama Balok dicoba menggunakan baja profil IWF(400.300.10.16) b = 400 mm w = 107 kg/m

Ade Irma (0807792)

28


h = 300 mm tb = 10 mm ts = 16 mm ix = 16,9 cm iy = 7,28 cm

F = 136 cm2 Ix = 38700 cm4 Iy = 7210cm4 Wx = 1980 cm3 Wy = 481 cm3

Kontrol balok terhadap Momen Tahanan Dari bantuan program struktur analisis program pada kombinasi 4 di dapat momen sebesar 16969,309 kgm = 1696930,9 kgcm M maks 1696930,9 Wx ! ! ! 1060,581 e W x tabel !1980 cm 3 .... OK 1600 W Kesimpulan : Baja profil IWF400.300.10.16

memenuhi syarat momen tahanan,

dengan demikian dapat digunakan sebagai balok pada portal gable utama. Kontrol terhadap Tegangan Lentur yang terjadi :W ! ! M maks e W ! 1600 kg / cm 2 Wx

1696930,9 1980 ! 857,035 kg / cm 2 e W ! 1600 kg / cm 2

Kesimpulan : Baja profil WF 400.300.10.16 memenuhi syarat tegangan lentur, dengan demikian dapat digunakan sebagai balok pada gable utama.

Ade Irma (0807792)

29


Kontrol terhadap Tegangan Geser yang terjadi :

200 12

Garis Netral300 8

Gambar Penampang Baja profil WF 400.300.10.16 o Cek profil berubah bentuk atau tidak :h e ts

75

3 e 75 0,16 18,75 e 75-

. Ok!!!

l 1,25 b u h ts 200 30

u u

1,25 40 0,16 31,25 Tidak Ok!!!

6,666

Jadi, pada penampang terjadi perubahan bentuk ( PPBBI 1984 pasal 5.1(1) ) - Terhadap bahaya lipatan KIP.1 1 h (2ts ) ! (30 2.0,16) ! 4,9466 mm =0,494 cm 6 6

Iy Bidang yang diarsir = (

1 1 (1.2) (20) 3 ) ( (4,5) (0,8) 3 12 12

= 800 + 0,192 = 800,192 cm4

Ade Irma (0807792)

30


Luas yang diarsir = (1,2 x 20) + (0,8 x 4,5) = 27,6 cm2 iy = P=

400,096 ! 3,81 cm 27,6Lk dengan L panjang batang = 1155 cm iy

Dimana Lk jarak antara titik-titik sokong lateral = 192.5 cm P= 192.5 ! 50,52 =51 [ = 1.25 3,81

[ = 1.25 tabel 3 hal 15 PPBBG - Syarat Berubah Bentuk

[ W KIP e WW KIP ! T 2 E T 2 E 3.14 2 2100000 ! ! ! 225,30 kg/cm2 2 2 L )2 1155 Py ( ) ( iy 3,81

[ W KIP e W 1.25 x 225,30 = 281,625 kg/cm2 < W ! 1600 kg/cm2Jadi balok IWF 400.300.10.16 aman dan tidak mengalami tegangan KIP. e. Kontrol Terhadap Tegangan Geser yang Terjadi X ! D.Sx tb .Ix

D = 1414,83 kg Tegangan geser yang diijinkan : X ! 0,6.W ! 0,6.1600 ! 960kg / cm 2 Sx = Ix/(0,5 x h) = 11300/(0,5 x 29,4) = 768,71 cmX ! 1414,83. 768,71 0.8 11300 = 139,47 kg/cm2 e 960 kg/cm2

.. Ok !!!

Jadi balok aman terhadap tegangan geser f. Kontrol Terhadap Lendutan

Ade Irma (0807792)

31


q = 56,8 kg/m = 0,568 kg/cm2 fx = = 5 q l4 384 E Ix 5 0,568 925,6 4 = 0,23 cm 384 2.1 10 6 113001 1 L ! 925,6 = 3,7024 cm 250 250

fmaks =

fx = 0,23 cm e fmaks = 3,7024 cm ......... Ok!!!@ Balok aman terhadap lendutan

Perencanaan Dimensi Batang 1 dan 4 (Batang Tekan) Dari hasil analisa SAP didapatkan Pu untuk kolom sebesar 38720,02 kg +25000 kg = 63720,02 kg 1. Batasan parameter kelangsingan batang tekan harus memenuhi persamaan berikut :

L/4

0,7L KL = L KL = L/2 L

L L/4

K = 1,0 (a)

K = 0,5 (b)

K = 0,7 (c)

Dimana nilai kc pada kolom dengan asumsi ujung jepit sendi = 0,7 Tinggi kolom = 4,0 m = 400 cm Lk = 0,7 x 400 cm = 280 cm r min > L 280 ! ! 1,4 cm 200 200

Ade Irma (0807792)

32


2. Mencari luas bruto minimum : Min Ag ! Nilai Pc ! Pu.[ ; dimana J = 0,85 J . fy

berdasarkan nilai : 1 Lk x T r min fy 1 280 2400 = 2,15 ! x E T 1,4 2,1.10 6 = 1,25 c2 = 1,25 (2,15)2 = 5,778

Karena c > 1,2 maka nilai Maka nilai Ag =

63720,02.(5,778) = 180,477 cm2 0,85.2400

Coba pilih profil IWF 400.300.10.26 Data Profil : b = 400 mm h = 300 mm tb = 10 mm ts = 16 mm ix = 16,9 cm iy = 7,28 cm Kontrol penampang : 1. Chek kelangsingan penampang a) Pelat sayap w = 107 kg/m F = 136 cm2 Ix = 38700 cm4 Iy = 7210cm4 Wx = 1980 cm3 Wy = 481 cm3

PP!

Ppb 200 ! ! 12,5 16 tf

Pp !

1680 1680 ! ! 108,44 240 fy.Ok

= 12,5 < p = 108,44

Ade Irma (0807792)

33


b) Pelat badan

PP!

Pph 400 ! ! 16,66 24 tw

Pp !

1680 1680 ! ! 108,44 fy 240 .Ok

= 16,66 < p = 108,44

2. Kuat tekan rencana kolom, J Pn

J Pn = 0,85 . Ag . Fy = 0,85 . 254,9 . 2400 = 519996 kgPu 63720,02 e 0,2 = ! 0,12 e 0,2 , maka digunakan persamaan : JPn 519996 Pu Mux e 1,0 2JPn JbMnx

3. Kuat lentur rencana kolom, J Mnx Diperoleh nilai Mmax = 16969,31 kgm (hasil output SAP) Mnx = Fy . Zx = 2400 . (3840) = 9216000 kgcm = 92160 kgm

4. Rasio tegangan total Pu Mux e 1,0 2JPn JbMnx 63720,02 16969,31 e 1,0 2.(519996) 0,9.(92160) 0,265 < 1,0 Ok

Jadi kolom IWF400 x 300 x 10 x 16 kuat menerima beban dan memenuhi syarat. 3.4 Perhitungan Balok A. Perhitungan Balok Crane girder a. Data data Crane

Ade Irma (0807792)

34


Kapasitas Crane Berat Sendiri Crane Berat takel Berat sendiri rel (ditaksir) Jarak roda-roda Crane

= 25 ton = 30 ton = 2 ton = 30 kg/m =2m

Jarak bersih dihitung dari sisi atas rel ke puncak kolom = 1 m

Jarak bersih dari permukaan lur kolom ke rel = 2,25 cm Jarak minimum lokasi takel terhadap rel = 1 m RA = (30) + 17 (28,55/29,55) RA = 31,424 ton dipikul 2 roda tekan, masing masing 15,712 ton b. Sekarang Tinjau Balok Crane Bentang 4 meter Agar diperoleh momen maksimum, maka anatra resultante gaya 2 roda merupakan lokasi as balok tersebut RA = = 15,712 ton

RB = 31,424 15,712 = 15,712 ton Momen maksimun yang terjadi : Dititik b = 15,712(2-0,5-1) = 7,856 tm Dititik a = 15,712(2-1) = 15,712 tm Momen maksimum = 15,712 tm Koefisien kejut = 1,15 (PPI 1983) Momen maksimum pada balok crane akibat beban hidup = 1,15(15,712) = 18,068 tm c. Akibat Beban Mati Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 30 + 150 = 180 kg/m M = (180)(4) = 90 kgm = 0,09 tm Jadi momen total = 18,068 + 0,09 = 18,158 tm

Ade Irma (0807792)

35


d. Reaksi Maksimum Balok Crane Terjadi jika salah satu roda crane tepat pada perletakkan balok tersebut, Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 180 kg/m e. Akibat Beban Hidup Crane RA = 15,712 + 15,712 (4-2)/4) = 23,568 ton Koefisien kejut = 1,15, maka RA = 1,15(23,568) ton = 27,103 ton Akibat beban sendiri rel + balok crane RA = 0,5(0,18)(4) = 0,36 ton Jadi, RA = 27,103 + 0,36 = 27,463 ton f. Gaya Rem Melintang (Lateral Force) Biasanya 1/15 (beban kapasitas crane + berat takel) untuk : lintasan dimana ada 2 roda Beban lateral per roda = 0.5* (25+2) = 0,9 ton

Kita sudah tahu bahwa akibat beban roda 15,712 ton, momen maksimum yang bekerja pada balok crane = 15,712 tm Jadi akibat 0,9 ton, momen = (0,9/15,712)15,712 =0,9 tm g. Menentukan Profil Balok Crane Mutu baja C 100 x 50 Momen maksimum yang dipikul = 18,518 tm Wx = = 1157,375 cm3

Coba IWF 400.300.10.16, dimana W10x = 1190 cm3. Dikombinasikan dengan memakai profil kanal St 37, yang diikatkan pada flens IWF.

Ade Irma (0807792)

36


Data data profil : IWF 400.300. 10.16 b = 400 mm h = 300 mm tb = 10 mm ts = 16 mm ix = 16,9 cm iy = 7,28 cm C240.85.13.6,5. h = 240 mm b = 85 mm d = 9,5 mm ri = 6,5 mm s = 22,3 mm ht = 184 mm A = 42,3 cm2 q = 16,0 kg/m Ix = 3600 cm Iy = 248 cm4 4

w = 107 kg/m F = 136 cm2 Ix = 38700 cm4 Iy = 7210cm4 Wx = 1980 cm3 Wy = 481 cm3 Wx = 300 cm3 Wy = 39,6 cm3 ix = 9,22 cm iy = 2,42 cm

h. Tentukan Garis Berat Penampang Gabungan Berjarak y dari serat atas : y= 2.01)2 = 28700 + 1826.1138 + 1910 + 5161.4451 = 37597.5589 cm4 Cek kembali terhadap momen maksimum :atas

= 14.6707 cm

Ix = 28700 + (83.4)(18.5+0.85-14.6707)2 + 1910 +(32.2)(14.6707-

= =

= 785.5884 kg/cm2 = 1650.5161 kg/cm2

tekan

i.

Pengecekan Tegangan Akibat Beban Lateral Iy = Ixkanal + Iyflens tertekan dari IWF dimana Iyflens tekan IWF diambil = 1910 + (1580*0.5)

Ade Irma (0807792)

37


= 2700 cm4 Momen maksimal lateral = 0.6859 tmtekan

=

= 254.037 kg/cm2

tekan total = 254.037 + 785.5884 = 1039.6254 kg/cm2 j. Mencari Tegangan Izin KIP dari Balok Crane Karena akibat beban lateral tersebut, balok crane mengalami KIPcr =

1.0363x107

(1+0.156

)0.5 + k2

Dimana : Iy = inersia penampang total terhadap sumbu y = 2690 + 1580 = 4270 cm4 H = jarak titik berat flens tekan (terdiri dari kanal + flens IWF) terhadap titik berat flens tarik Mencari titik berat flens tekan: y = = = 1.3595 cm Jarak titik berat flens tekan kef lens tarik = (44.6+0.85-( )-40) = 4.85 cm k. Tentukan Konstanta Torsi J = b t3 Dimana : b = ukuran terbesar dari penampang persegi t = ukuran terkecil dari penampang persegi untuk : badan IWF flens IWF = (44.6-1.2-1.2)(0.8)3 = 19.9 (1.2)3 . 2 = 7.2021 cm4 = 22.9248 cm4

Ade Irma (0807792)

38


badan kanal flens kanal

= 20(0.85)3 = (7.5-0.85)(1.15)3 . 2

= 4.0942 cm4 = 6.7425 cm4

maka, J = 40.9636 cm4 Menentukan harga k2 dari table n = =

= 0.6

k2 = 0.7, jadicr

= 1.0363x107

(1+0.156

)0.5 + 0.7

= 75.9448 + 36.4524 = 112.3972 kg/cm2 Mutu baja yang digunakan gunakan St.37,cr < y

= 2400 kg/cm2

y .

OK!!!!

l.

Gaya Rem Memanjang Besarnya 1/7 reaksi maksimum yang terjadi pada masing-masing roda = 1/7 (5.8833) = 0.8405 ton. Gaya ini bekerja pada rel. Jika tinggi rel = 7.5 cm maka momen memanjang = 0.8405(7.5 + 14.6707) = 18.6345 tcm. Tegangan yang terjadi : = +

= 7.2708 + 7.2713 = 14.5421 kg/cm2 Sangat kecil jadi diizinkan m. Menentukan Hubungan Profil IWF dan Kanal Gaya lintang maksimum yang bekerja = 13.45 ton X.b =D.Sx .Ix

Sx = 32.2(14.6707-2.14) = 403.4885 cm3 Gaya geser horizontal yang bekerja pada bidang kontak

Ade Irma (0807792)

39


Flens IWF dan kanal =

= 144.3424 kg/cm

Untuk sepanjang 1200 cm, gaya geser horizontal = 144.3424 * 800 = 115473.92 kg Dipikul oleh baut (pakai baut hitam mutu 4.6) M16 Ngeser 1 irisan Ntumpuan Jumlah baut = (1.2)20.6.1600 = 1085.7344 kg = 1.7*0.9*1600*1.5 = 3672 kg = = 106.3556 pakai 2 x 60

Cek jarak baut : maksimum = 7d = 7 * 1.6 = 11.2 cm, pakai 10 cm Jadi jumlah baut satu baris = = 120 buah

Jadi, pakai 2 baris baut M16 jarak satu sama lain = 10 cm n. Merencanakan Konsol Reaksi balok crane pada lokasi konsol akan maksimum jika salah satu roda tepat berada di perletakkan tersebut. RB = 5.8833 + 4.8/12(5.8833) = 8.2366 ton Koef kejut = 1.15 Jadi akibat beban crane RB = 1.15 * 8.2366 = 9.4721 ton Akibat beban rel = 30 * 12 = 360 kg Akibat balok crane (terdiri atas profil kanal C20 + IWF450.200.8.12 ) = (25.3 + 66.2)*12 = 1098 kg Rtotal = 9.4721 + 0.36 + 1.098 = 10.9301 ton M = 10.9301 * 0.25 = 2.7325 tm Pada lokasi gaya, bekerja tegangan geser = Abadan =

= 0.6

ijin

= 11.3855 cm2

Coba IWF 200.100.4,5.7 Abadan = 0.45(20-0.7-0.7) = 8.375 cm2, berartai sisanya harus dipikul oleh potongan WF setinggi (11.5-8.375)/0.45 = 7 cm, ambil 10 cm

Ade Irma (0807792)

40


Panjang konsol ambil 25 + 20 = 45 cm, Tinggi IWF potongan pada sisi luar kolom = = 22.5 cm, pakai

baut HTB 16 mm, jarak baut diambil 7d = 112 mm, ambil 100mm Kt baut no 1 =

= 2400 kg (dipikul 2 baut)

Sebelumnya ebih baik periksa terlebih dahulu IWF konsol tepat di sebelah kanan sedikit dari luar kolom. M = 2.7325 tm D = 10.9301 ton Cek penampang sedikit sebelah kanan permukaan luar kolom. Data data : Ix = 1580 cm4 y = =

A = 23.18 cm2

= 20.938 cm )2 + + +

Ix = 1580 + (23.18)(20.938-10)2 + 0.45(21.25)(20 + 21.25 - 20.938 10 (0.7)(20+21.25 0.55)2

= 1580 + 2773.2516 + 320.709 + 25080.2512 + 0.2858 + 11595.43 = 41349.9276 cm4atas =

= 121.5267 kg/cm2

untuk geser, anggap hanya dipikul beban = < 0.6i ijin =

= 609.5135 kg/cm2

960 kg/cm2 .. OK!!!

= (3002+3*609.51352)0.5 =1097.5063 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 OK!!!

o. Perhitungan Baut Baut HTB 16 mm tipe A325_N

Ade Irma (0807792)

41


tr =

= 597 kg/cm2 < 44ksi (3080)..OK!!!

Gaya tarik awal T untuk 16 mm tipe A325 = 85 KN = 85000/9.8 = 8673.5 kg, tegangan geser izin (akibat gabungan tarik + tekan)ijin =

Fv(1

), dimana Fv = 15ksi = 1050 kg/cm2 ) = 953 kg/cm2

= 1050 (1

Jumlah baut = 10 buah, gaya geser = 10.9301 ton =

= 543.6186 kg/cm2 < 960 kg/cm2 ..OK!!!!

3.5 Perhitungan Base Plat/Perhitungan Kolom Gaya Normal dan gaya lintang yang terjadi pada kolom setelah dibebani Crane adalah : DA = 2756.7884 kg + 4053.5238 kg (beban setela Crane) = 6810.3122 kg NA = 1271.3809 kg + 1184.9 kg = (beban setelah Crane) = 2456.2809 kg Mmax = 6621.39 kgm = 662139 kgcm Ukuran Base Plate ditaksir 35 cm x 25 cm dan tenat 10mm = 1cm Kontrol tegangan yang timbul : b= < bijin = 225 kg/cm2

F = a.b =35 . 25 = 875 cm2 Wu = . a2 . b = . 352 . 25 = 5104.167 cm3 b =

= 2.8072 + 129.7252 = 132.5324 kg/cm2 < 225 kg/cm2 AMAN!!!!

Angker Baut Angker yang digunakan sebanyak 4 buah Akibat beban Gaya geser, tiap baut memikul beban = = 1702.5781 kg

Diameter angker baut d =

/4

Ade Irma (0807792)

42


= 2.25 cm = 22.5 mm Ambil baut Fgs 16 sebanyak 4 buah . d2 . 1.62 = 8.0425 cm2 =4.. =4..

Kontrol tegangan yang terjadi = =

= 211.6982 kg/cm2 < 960 kg/cm2 ..AMAN!!!!!

PERHITUNGAN SAMBUNGAN BAUT DAN LAS1. Perhitungan Sambungan Baut dan Las di Titik 2 atau 4 Diketahui : Vu = 1963,791 kg Tu = 2892,37 kg

Tu Vu

Ade Irma (0807792)

WF 200.200.12.12

43


1. Menentukan Ukuran Base Plate : Wbeton = V/Fb < W b Dimana ; Wbeton = f c = 25 Mpa = 250 kg/cm2 Fb a = a. b = lebar sayap kolom + 2tsk

a = 200 + 2 . 12 = 224 mm = 22,4 cm maka ; V ! Wb a.b a.b= V 1963,791 = = 7,8 cm2 Wb 250

b = 7,8 / 22,4 = 0,34 cm nilai b diambil = 26,6 cm Jadi ukuran base plate yang digunakan adalah 26,6 x 22,4 cm2

2. Kontrol tegangan Wbeton = V/F < fy = 2454,9 / (26,6 x 22,4) = 4,12 kg/cm2 < fy = 1600 kg/cm2 Ok

Karena baut tidak menerima gaya tarik dan tekan, maka tegangan tekan dan tarik yang bekerja dipikul oleh beton sehingga bout angkur yang tidak diperhitungkan dan diambil 22 mm yang terangkur ke dalam beton. Menentukan jumlah bout : n= 2892,37 HA HA ! ! ! 0.475buah 2 F .X 1 / 4Td .X 1 / 4.3,14.( 2,2) 2 .1600

untuk kestabilan jumlah bout diambil kiri dan kanan sebanyak 2 buah

3. Kontrol terhadap Geser Pada Bout Angkur X = HA eX Fgs

Ade Irma (0807792)

44


X X

=

2892,37 ! 380,63 kg/cm2 1 / 4.3,14.( 2,2) 2 .2 .OK

= 380,63 kg/cm2 < W = 0,6 . 1600 = 960 kg/cm2

Jadi, konstruksi ini aman digunakan.

a. Perhitungan Sambungan dengan Bout di Titik 3 atau 5 M = 3389,17 kgm D = 1479,08 kg Digunakan bout 22 mm = 2,2 cm Syarat Bout : S1 = 1,5 d - 3d = (1,5 . 2,2) - (3 . 2,2) = 3,3 - 6,6 cm 4 cm

S2 = 2,5 d 7d = (2,5 . 2,2) (7 . 2,2) = 5,5 15,4 cm Dicoba digunakan bout 4 x 4 buah L1 = 4 cm L2 = 16 cm L3 = 30 cm L4 = 44 cm L5 = 48 cm L2 L12 L22 L32 L42 L52 = 16 cm = 256 cm = 900 cm = 1936 cm = 2304 cm + 14 cm

= 5396 cm

Gaya bout yang paling besar berada pada bout paling bawah : N =M .L5 338917.48 ! ! 3014,82 kg 7L2 5396

Karena bout dipasang berpasangan maka tiap bout menerima gaya : P = N = . 3014,82 kg = 753,707 kg Kontrol Tegangan yang timbul : y Kontrol Tegangan Axial Akibat Momen ; Waxial = = P e W ! 0,7.1600 ! 1120kg / cm2 1 / 4.T .d 2 753,707 ! 198,37 kg / cm 2 e ! 1120kg / cm2 .............OK 1 / 4.T .2,2 2

Ade Irma (0807792)

45


y

Kontrol Terhadap geser : Gaya baut P = 1479,08 kg, maka tiap bout menerima gaya sebesar : P = 1479,08 / 20 = 73,95 kg X = =P e W ! 0,6.1600 ! 960kg / cm2 1 / 4.T .d 2

73,95 ! 19,46 e W ! 0,6.1600 ! 960kg / cm 2 ...........OK 1 / 4.3,14.2,22

y

Kontrol Tegangan Idiil : Wi = Wtr 2 1,56X 2 ! 198,37 2 1,56.(19,46)2 = 313,73 kg/cm2 < W i = 1600 kg/cm2 .OK

b. Perhitungan Sambungan dengan Las di titik 2 dan 4 D = 1479,08 kg N = 2506,36 kg Tebal las (a) = 0,5 cm = 5 mm Panjang las (Lbr) = 20 cm ( berdasarkan PPBBI 1984 pasal 8.5.(3.3) , bahwa panjang netto las tidak boleh lebih dari 40 x tebal las = 40 . 0,5 cm = 20 cm ) Ln = Lbr 3a = 20 3. (0,5) = 18,5 cm Fgs = Ln . a = 18,5 . (0,5) = 9,25 cm2 Karena beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, maka : P1 = P2 = P = . 1479,08 = 739,54 kg N1 = N2 = N = . 2506,36 = 1253,18 kg Kontrol Tegangan yang Timbul : y Kontrol terhadap Tegangan Geser : X ! y P 739,54 ! ! 79,95 kg/ cm2 e X = 960 kg/ cm2 .. OK Fgs 9,25 20 cm . OK

Kontrol terhadap Tegangan Tarik : Wtr = N e W t r ! 0,7.1600 ! 1120kg / cm 2 Fbr

Ade Irma (0807792)

46


Wtr = y

1253,18 ! 135,47 kg/ cm2 e W 9,25

tr

= 1120 kg/cm2

OK

Kontrol terhadap Tegangan Idiil : Wi = W tr 3X 2 =2

135,47 2 3(79,952 )

= 193,72 kg/ cm2 e W i = 1600 kg/ cm2

OK

Gambar. Sketsa sambungan titik 2

2. Perhitungan Sambungan Baut dan Las di Titik 3 a. Perhitungan Sambungan dengan Baut di titik 3 M = 4381,23kgm = 438123 kgcm

Ade Irma (0807792)

WF 200.200.12.12

47


D

= 1075,41kg

Digunakan bout 22 mm = 2,2 cm Syarat Bout : S1 = 1,5 d - 3d = (1,5 . 2,2) - (3 . 2,2) = 3,3 - 6,6 cm 4 cm

S2 = 2,5 d 7d = (2,5 . 2,2) (7 . 2,2) = 5,5 15,4 cm Dicoba digunakan baut 4 x 5 buah L1 = 4 cm L2 = 16 cm L3 = 30 cm L4 = 44 cm L5 = 58 cm L6 = 62 cm L 12 = 16 cm 14 cm

L 22 = 256 cm L 12 = 900 cm L 42 = 1936 cm L 52 = 3364 cm L 62 = 3844 cm + 7 L2 = 10300 cm

Gaya baut terbesar terdapat pada baut paling bawah : N =M .L5 438123.58 ! ! 2467,1 kg 7L2 10300

Karena momen di titik 3 saling berlawanan arah, maka bout no.6 memikul gaya tarik akibat momen tersebut, sebagai titik putar diambil bout nomor 1. P = N = . 2467,1 = 616,77 kg Kontrol tegangan yang timbul : y Kontrol tegangan axial akibat momen : Waxial = = y P e W ! 0,7.1600 ! 1120kg / cm2 1 / 4.T .d 2 616,77 ! 162,33 kg / cm 2 e ! 1120kg / cm 2 .............OK 1 / 4.T .2,2 2

Kontrol terhadap geser : Gaya baut P = 1075,41 kg, maka tiap baut menerima gaya sebesar : P = 1075,41 / 21 = 51,21 kg

Ade Irma (0807792)

48


X = = y

P e W ! 0,6.1600 ! 960kg / cm2 1 / 4.T .d 2

51,21 ! 13,47 e W ! 0,6.1600 ! 960kg / cm 2 ...........OK 1 / 4.3,14.2,2 2

Kontrol Tegangan Idiil : Wi = W tr 1,56X 2 =2

162,332 1,56.(13,47) 2 OK

= 163,19 kg/cm2 e W i = 1600 kg/cm2

b. Perhitungan Sambungan Las di Titik 3 D N = 1075,41 kg = 2892,37 kg

Tebal las (a) = 0,5 cm Panjang Las (Lbr) = 20 cm ( berdasarkan PPBBI 1984 pasal 8.5.(3.3) , bahwa panjang netto las tidak boleh lebih dari 40 x tebal las = 40 . 0,5 cm = 20 cm ) Ln = Lbr 3a = 20 3. (0,5) = 18,5 cm Fgs = Ln . a = 18,5 . (0,5) = 9,25 cm2 Beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, sehingga : P1 = P2 = P = . 1075,41 = 537,70 kg N1 = N2 = N = . 2892,37 = 1446,18 kg Kontrol Tegangan yang Timbul : y Kontrol Tehadap Tegangan Geser : X ! y P 537,70 ! ! 58,12 kg/cm2 < W = 0,6 . 1600 = 960 kg/cm2 .OK Fgs 9,25 20 cm . OK

Kontrol Terhadap Tegangan Tarik : W tr ! N 1446,18 = 156,34 kg/cm2 e W = 1120 kg/cm2 .. OK ! Fbr 9,25

y

Kontrol Terhadap Tegangan Idiil : Wi = W tr 3X 2 =2

156,342 3(58,12) 2

Ade Irma (0807792)

49


= 185,94 kg/cm2 e W = 1600 kg/cm2 OK

.

jadi, penggunaan alat sambung bout dan las memenuhi syarat perhitungan dan aman.

3.6 Perhitungan Pondasi Sebagai data awal dari penyelidikan tanah, dari data sondir yang sudah diketahui diperoleh data sebagai berikut : Kedalaman = 1.3 m Nilai Conus = 25 kg/cm2 = 0 ( sudut gesek dalam tanah ) = 20 KN/m3 ( berat volume tanah ) C = 40 KN/m3 (kohesi ) Didapatkan dari tabel kapasitas daya dukung meyerhorf ( 1963 ) dengan 0, maka : =

Ade Irma (0807792)

50


Nc = 5,41 Nq = 1 N =0 Perhitungan kapasitas daya dukung Reaksi horizontal = 4242,33 kg = 42,423 KN Reaksi vertikal = 34628,59 kg = 346,28 KN, 14887kg = 148,87 KN Momen = 9554,8 kg.m = 95,548 KN Perhitungan daya dukung tanah Direncanakan kedalaman tanah D = 1,3 m Beban Vertikal total Pv = reaksi vertikal + berat kolom ( 175/175 5,3 meter ) = 346,28 + 0,175. 0,175. 5,3 ( 16 ) = 348,87 KN Sudut arah gaya yang di bentuk Pv dan reaksi horicontal ( RH ) dari pondasi :

Pv 348,87 0 E ! tan ! tan 42,423 ! 38 RH y Daya dukung pondasi adalah:t

=

dimana qc = tekanan ujung konus ( kg/cm2 )

SF = safety factor ( diambil = 0,5 )t

=

= 5 kg/cm2 Ny = factor daya dukung tanah = 3,125 MPa = 31,25 kg/cm2

Ny = = y

Daya dukung untuk taksiran sebesar 25 mm menurut Mayer Hoff qa =

=

= 104,17 kg/cm2

Ade Irma (0807792)

51


B=

=

= 9,57 cm2 =0,95 m 1 m

Diambil dimensi B = 1,4 m Mengingat banyaknya parameter perhitungan untuk mendesain suatu pondasi maka untuk perhitungan di tentukan terlebih dahulu dimensi pondasi bujur sangkar yaitu : B x B = 1,5 m x 1,5 m Luas pondasi = 1,5 x 1,5 = 2,25 m2 Sc = 1 + 0,2 B/B tg2 ( 45 + /2 ) =1 + 0,2 .0,98. tg2 ( 45 + 0/ 2 ) = 1,197 Sq = 1 D 1,3 ! ! 0,86 B 1,5 Dc = 1 + 0,2 D/B Tg2 (45+ /2) = 1 + 0,2 . 1,02 tg2 ( 45 + 0/2 ) = 1,2 Dq = 1 Ic = iq = 1 /90 = 1 0,75 / 90 = 0,99 Po = D = 1,4 x 20 = 28 Kapasitas daya dukung tanah , dengan N = 0 qu = Sc.dc.ic.c.Nc + Dq . dq . iq .Po. Nq = 1,197 .1,20 . 0,99 .40 . 5,41 + 1.1. 0,99 . 24 . 1 = 320,09 qun = qu D = 320,09 24 = 292,09 dengan menggunakan angka keamanan = 3, maka q safe = qun/3 = 292,09/ 3 = 97,36 Psafe = q safe .B . B = 97,36 x 1,5 x 1,5 = 219,06 Kontrol Pv =198,87KN P safe = 219,06 KN ........................OK

Ade Irma (0807792)

52


Dimensionering pondasi Fc = 20 Mpa Tebal pondasi direncanakan setebal = 200 mm D = h (1/2 tul pokok + degging ) = 200 ( 20 +60 ) = 130 mm = 0,13 m Dimensi rencana dipakai bujursangkar B = 1,5 m

Stabilitas pondasi Keliling kritis bo = 2 (( 0,3 + 0,13/2 ) + ( 0,4 + 0,13/2 )) = 1,66 m Luas kritis = ( 0,3 + 0,13/2 ) . (0,4 + 0,13/2 ) = 0,17 m2 Luas pondasi = 1,5 x 1,5 = 2,25 m2 Luas yang terbebani geser = 2,25 0,17 = 2,08 Gaya geser Vu = q safe . luas yang terbebani geser = 97,36 . 2,08 = 202,5 Vc = 4 fc . bo . d = 420 . 1,66 . 0,13(1000) = 4316 Vu =202,5 KN Vc =0,6 . 4316 = 2589,6 KN..............OK

Untuk geser pons cukup diantisipasi oleh kapasitas beton saja Kontrol geser satu arah

Ade Irma (0807792)

53


t = 0,2m 1,5 m Daerah pembebanan geser satu arah 1,5 m

470 130 300 1,4 0,3 Panjang pembebanan geser = 0,13 ! 0,42m 2 Gaya geser Vu = q safe . 1,4 . 0,42 = 97,36 . 1,4 . 0,42 = 57,248 Vc = 1/6 Fc . bw. D = 1/6 20. 1,4 . 0,13(1000) = 151,67 Vu = 57,248KN Vc = 0,6 . 151,67 = 91 KN.................OK

Ade Irma (0807792)

54


BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan1. Deskripsi i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. ix. 2. i. Type Konstruksi Bahan penutup atap Jarak portal Panjang bentang Tinggi kolom Kemiringan atap ( ) Berat Crane Alat sambung Pondasi Beban mati a. b. c. d. ii. iii. Berat sendiri atap Berat sendiri gording Berat sendiri balok Berat alat sambung : 84,656kg : 3,44 kg : 207,29 kg : 20,725 kg : 100 kg : 51,814 kg/m : 47,68 kg : -95,36 kg : profil kanal C100x50 : : 6mm 10mm : Portal rectangular gable : Seng Gelombang :4m : 30 m :4m : 300 : 25 ton : Las dan baut : Telapak beton

Pembebanan

Beban hidup Tekanan angin a. b. Angin tekan Angin hisap

3.

Dimensi Portal i. ii. iii. iv. v. vi. vii. Dimensi gording Dimensi batang tarik (trackstang) Dimensi ikatan angin Dimensi balok gable Dimensi kolom gable Dimensi base plate 10mm Dimensi pondasi a. b. Mutu beton/baja Dimensi Pondasi bujur sangkar : las sejajar : 0,4 mm : fc = 20 Mpa : BxB =1,5 x1,5m

: profil IWF 400 . 300 . 10 . 16 : profil IWF 400 x 300 x 20 x 16 : 35 cm x 25 cm dan tenat

4.

Sambungan Baut dan Las i. ii. Jenis Las Tebal Las Maximum

Ade Irma (0807792)

55


iii.

Sambungan di titik A a. b. Dimensi Baut Banyak Baut Dimensi Baut Banyak Baut : 22mm : 4x4 baut : 22mm

iv.

Sambungan di titik B a. b. : 4x4 baut

4.2 Saran dan Kritik Diharapkan buat kedepannya dalam pemasangan konstruksi rangka kudakuda yang terbuat dari baja, harus diperhatikan perhitungannya lebih teliti dan bahan yang akan digunakan dalam pembuatan kontruksi kuda-kuda harus lebih teliti juga, bukan sekedar ekonomis tapi tidak memperhatikan mutu, tetapi antara ekonomis dan kualitas haruslah sejalan.

Ade Irma (0807792)

56


DAFTAR PUSTAKA http;//www.wikipediaindonesia/baja www.google.com pekerjaan konstruksi rangka atap Departemen Pendidikan Nasional. 2003, Kurikulum 2004, Kerangka Dasar: Departemen Pendidikan Nasional, Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah, Direktorat Pendidikan Menengah Umum

Ade Irma (0807792)

57


LAMPIRAN

Ade Irma (0807792)

58

ade baja dari bab i -penutup

Documents