analisa perhitungan
Post on 11-Dec-2015
240 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
ANALISIS RANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA
Diajukan untuk memenuhi persyaratan mengikuti lomba “Rancang Struktur Kuda-Kuda” yang diselenggarakan oleh Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Universitas Gajah Mada (UGM ).
Diajukan oleh :
“KRAKATAU TEAM”Yoppy Anggoro
Hendrian Budi Bagus KuncoroOties T. Tsarwan
DEPARTEMAN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK SIPIL
CILEGON – BANTEN
2009BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Struktur kuda-kuda merupakan bagian dari struktur bangunan yang penting. Dalam pembuatan rangka kuda – kuda yang kuat diperlukan perancangan yang baik dan benar, agar dapat menahan beban – beban yang ada di atasnya serta tidak mudah roboh.
Lomba rancang struktur kuda – kuda merupakan sebuah media untuk mengembangkan keahlian serta merupakan aplikasi ilmu yang kelak dapat bermanfaat untuk masyarakat.
Dengan alasan ini kami mengikuti perlombaan rancang struktur kuda – kuda sebagai bentuk apresiasi kami terhadap pengembangan ilmu teknik sipil, dengan harapan dapat mengaplikasikan serta memperluas pengetahuan kami akan struktur kuda – kuda kayu yang baik dan kuat.
B. Peraturan Umum
1. SNI-5 Tata Cara Perencanaan Kontruksi Kayu
2. SNI 1727-1989F Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung.
C. Model Kuda – Kuda
BAB II
ANALISA PERHITUNGAN BEBAN PROTOTYPE
A. Ketentuan Umum
1. Bentang kuda-kuda : 10 meter
2. Tinggi kuda-kuda : 4 meter
3. Jarak antar KK : 3,5 meter
4. Sudut kemiringan : 39 o
5. Lebar Tritisan : 1 meter
6. Berat profil : 5,8 Kg/m2
7. Berat alat sambung : 10 % dari berat total kuda-kuda
8. Tekanan tiup angin : 25 Kg/m2
9. Penutup Atap dan Langit-langit :
a) Berat penutup atap : 50 Kg/m2
b) Gording : 5,8 Kg/m2
c) Langit-langit : 20 Kg/m2
B. Analisa Beban
Beban Mati
1. Berat sendiri kuda-kuda
Berat profil : 5,8 Kg/m2
Panjang total batang : 48,195 m
Jumlah joint : 11
Berat kuda-kuda : Berat profil x Panjang total batang
: 5,8 x 48,195
: 279,531 Kg
Berat total kuda-kuda: Berat KK + Berat alat sambung
: 279,53 + (10% x 279,53)
: 307,483 Kg
Berat tiap joint :
:
: 27,953 Kg
2. Berat atap
a) Gording : Berat sendiri (q) x Jarak antar KK
: 27,953 Kg/m x 3,5 m
: 97,835 Kg
b) Penutup atap
Buhul A : Berat sendiri x Jarak KK x Panjang miring profil
: 50 Kg/m2 x 3,5 m x (1,281+(2,134/2))m
: 410,9 Kg
Buhul B : Berat sendiri x jarak KK x Panjang miring profil
: 50 Kg/m2 x 3,5 m x (1,067+(2,134/2))m
: 373,45 Kg
c) Langit-langit
Buhul A : Berat sendiri x jarak KK x Panjang datar profil
: 20 Kg/m2 x 3,5 m x (1,281+(3,333/2))m
: 206,325 Kg
Buhul J : Berat sendiri x jarak KK x Panjang datar profil
: 20 Kg/m2 x 3,5 m x (1,667+(1,667/2))m
: 175,035 Kg
Beban Hidup
Beban orang : 100 Kg
Beban Angin
Tekanan tiup angin (P) : 25 Kg/m2
Buhul A
Tekan : ((0,02α) – 0,4)P x Jarak KK x Panjang miring profil
: ((0,02 x 39°)– 0,4) x 25 Kg/m2 x 3,5 m x(1,281+(2,134/2))m
: 78,071 Kg
Hisap : (-0,4P) x Jarak KK x Panjang miring profil
: (-0,4 x 25 Kg/m2 )x 3,5 m x(1,281+(2,134/2))m
: 82,18 Kg
Buhul B
Tekan : ((0,02α) – 0,4)P x Jarak KK x Panjang miring profil
: ((0,02 x 39°) – 0,4) x 25 Kg/m2 x 3,5m x (1,067+(2,134/2))m
: 70,96 Kg
Hisap : -0,4P x Jarak KK x Panjang miring profil
: (-0,4 x 25 Kg/m2) x 3,5 m x (1,067+(2,134/2))m
: 74,69 Kg
Buhul G
Tekan : ((0,02α) – 0,4)P x Jarak KK x Panjang miring profil
: ((0,02 x 39°) – 0,4) x 25 Kg/m2 x 3,5 m x (1,281+(2,134/2))m
: 78,071 Kg
Hisap : -0,4P x Jarak KK x Panjang miring profil
: -0,4 x 25 Kg/m2 x 3,5 m x (1,281+(2,134/2))m
: 82,18 Kg
Buhul F
Tekan : ((0,02α) – 0,4)P x Jarak KK x Panjang miring profil
: ((0,02 x 39°) – 0,4) x 25 Kg/m2 x 3,5 m x (1,067+(2,134/2))m
: 70,96 Kg
Hisap : -0,4P x Jarak KK x Panjang miring profil
: -0,4 x 25 Kg/m2 x 3,5 m x (1,067+(2,134/2))m
: 74,69 Kg
Tabel 1.1 Pembebanan Pada Kuda-Kuda
BEBAN OLEH NILAI BEBAN (kN)No. Berat Penutup Berat Berat Berat MATI HIDUP BEBAN ANGIN (W)
Join SendiriAtap Gording Plafon Orang (D) (L) ANGIN KIRI ANGIN KANAN
(Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) VER HOR VER HOR
A 27.953 410.9 97.835 206.325 100 -743.013 -100 -60.7 49.132 63.866 51,717
B 27.953 373.45 97.835 0.000 100 -499.238 -100 -55.142 44.656 58.045 47,004
C 27.953 373.45 97.835 0.000 100 -499.238 -100 -55.142 44,656 58.045 47.004
D 27.953 373.45 195.67 0.000 100 -597.073 -100 110,285 89,308 110,285 89,308
E 27.953 373.45 97.835 0.000 100 499.238 -100 58.045 47.004 -55.142 44,654
F 27.953 373.45 97.835 0.000 100 499.238 -100 58.045 47,004 -55.142 44.656
G 27.953 410.9 97.835 206.325 100 -743.013 -100 63.866 51,717 -60.7 49.132
H 27.953 0.000 0.000 173.035 0.000 -200.988 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
I 27.953 0.000 0.000 116.69 0.000 -144.643 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
J 27.953 0.000 0.000 173.035 0.000 -200.988 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
K 27.953 0.000 0.000 0.000 0.000 -27.953 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Setelah di dapat beban mati, hidup, dan angin dari (table 1.1) selanjutnya dilakukan analisis
struktur dengan menggunakan SAP 2000 v11 dan didapat :
Pembebanan Hidup (Live Load )
C. Analisa Kombinasi Pembebanan
Pembebanan Angin (Wind Load)
Pembebanan Mati (Dead Load )
C. Kombinasi Pembebanan
Perencanaan struktur dengan menggunakan kombinasi pembebanan yang dipakai adalah sebagai berikut:1. 1,4D2. 1,2D + 0,5 La
3. 1,2D + 1,6 La + 0,8W4. 1,2D + 1,3W + 0,5La
Keterangan :D : beban mati.La : beban hidup.W : beban angin.
Kombinasi Pembebanan 1 ( 1,4D )
Kombinasi pembebanan 4 ( 1,2D + 1,3W + 0,5La )
Dari keempat kombinasi pembebanan yang dilakukan didapat gaya-gaya batang sebagai
berikut :
No. Batang Gaya (F) Kg
1 - 4702,92
2 -4047,67
3 -1173,40
4 -1144,76
5 -3558,49
6 -4035,38
7 3251,37
8 -366,46
9 685,29
10 -2013,48
11 1066,31
12 -571,26
13 -75,59
14 -335,75
15 2829,15
16 2874,69
17 3250,22
18 328,64
19 701,20
BAB III
ANALISIS PERHITUNGAN BEBAN MODEL
A. Ketentuan Umum
1. Bentang kuda-kuda: 100 cm
2. Tinggi kuda-kuda : 40 cm
3. Sudut kemiringan : 39 o
4. Lebar Tritisan : 10 cm
5. Berat Batang Kayu : 5,8 Kg/m2
6. Beban Stasis :
Seberat 0,5 N
Seberat 1,0 N
Seberat 2,0 N
Seberat 5,0 N
Seberat 10,0 N
Seberat 50,0 N
B. Pembebanan
Memasukan setiap beban ke analisa pembebanan dengan menggunakan SAP2000
v11
1. Pembebanan 0,50 N
Join Load
Deformed Shape
BAB IV
PERHITUNGAN KEKUATAN DIMENSI BATANG
1. Batang 11
TU = 1066,31 Kg
=
= 10,450 kN
Kuat tarik sejajar acuan (F1)
Ft = 0,8 × Ft (rasio tahanan kayu kelas mutu A = 0,8)
Ft = 0,8 × 47
= 37,6 Mpa
Tahan tarik terkoreksi (T’)
T’ = Ft’ × An
T’ = Cm × Ct × Cpt × CF × Ft × AN
T’ =1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 37,6 × An
Kebutuhan luas neto (An)
Tu ≤ ΦtT’
10,450 ≤ 0,8 × 0,8 × 37,6 × An
10,450 ≤ 24,064 × An
An ≥ 10450 / 24,064
An ≥434,259 mm2
Luas penampang bruto (Ag)
Ag = 1,25 ×434,259 = 542,824 mm2
Dimensi batang AB dipilih 80/120 mm2 dengan Ag = 9600 mm2
Kontrol tahanan tarik batang AB
Tu=ΦtT’ × An
Tu=0,8×0,8×37,6×0,75×9600
Tu=173260 N 173,260 kN 10,450 (ok)
2. Batang 17
TU = 3250,22 Kg
=
= 31,85 kN
Kuat tarik sejajar acuan (F1)
Ft = 0,8 × Ft (rasio tahanan kayu kelas mutu A = 0,8)
Ft = 0,8 × 47
= 37,6 Mpa
Tahan tarik terkoreksi (T’)
T’ = Ft’ × An
T’ = Cm × Ct × Cpt × CF × Ft × AN
T’ =1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 37,6 × An
Kebutuhan luas neto (An)
Tu ≤ ΦtT’
31,85 ≤ 0,8 × 0,8 × 37,6 × An
31,85 ≤ 24,064 × An
An ≥ 31850 / 24,064
An ≥ 1323,554 mm2
Luas penampang bruto (Ag)
Ag = 1,25 ×1323,554 = 1654,442 mm2
Dimensi batang AB dipilih 80/120 mm2 dengan Ag = 9600 mm2
Kontrol tahanan tarik batang AB
Tu=ΦtT’ × An
Tu=0,8×0,8×37,6×0,75×9600
Tu=173260 N 173,260 kN 31,85 (ok)
3. Batang 16
TU = 2874,69 Kg
=
= 28,172 kN
Kuat tarik sejajar acuan (F1)
Ft = 0,8 × Ft (rasio tahanan kayu kelas mutu A = 0,8)
Ft = 0,8 × 47
= 37,6 Mpa
Tahan tarik terkoreksi (T’)
T’ = Ft’ × An
T’ = Cm × Ct × Cpt × CF × Ft × AN
T’ =1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 37,6 × An
Kebutuhan luas neto (An)
Tu ≤ ΦtT’
28,172 ≤ 0,8 × 0,8 × 37,6 × An
28,172 ≤ 24,064 × An
An ≥ 28172 / 24,064
An ≥ 1170,771mm2
Luas penampang bruto (Ag)
Ag = 1,25 ×1170,771 = 1463,389 mm2
Dimensi batang AB dipilih 80/120 mm2 dengan Ag = 9600 mm2
Kontrol tahanan tarik batang AB
Tu=ΦtT’ × An
Tu=0,8×0,8×37,6×0,75×9600
Tu=173260 N 173,260 kN 28,172 (ok)
4. Batang 18
TU = 328,64 Kg
=
= 3,221 kN
Kuat tarik sejajar acuan (F1)
Ft = 0,8 × Ft (rasio tahanan kayu kelas mutu A = 0,8)
Ft = 0,8 × 47
= 37,6 Mpa
Tahan tarik terkoreksi (T’)
T’ = Ft’ × An
T’ = Cm × Ct × Cpt × CF × Ft × AN
T’ =1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 37,6 × An
Kebutuhan luas neto (An)
Tu ≤ ΦtT’
3,221 ≤ 0,8 × 0,8 × 37,6 × An
3,221 ≤ 24,064 × An
An ≥ 3221 / 24,064
An ≥ 133,851 mm2
Luas penampang bruto (Ag)
Ag = 1,25 ×133,851 = 167,314 mm2
Dimensi batang AB dipilih 80/120 mm2 dengan Ag = 9600 mm2
Kontrol tahanan tarik batang AB
Tu=ΦtT’ × An
Tu=0,8×0,8×37,6×0,75×9600
Tu=173260 N 173,260 kN 3,221 (ok)
5. Batang 19
TU = 701,20 Kg
=
= 6,872 kN
Kuat tarik sejajar acuan (F1)
Ft = 0,8 × Ft (rasio tahanan kayu kelas mutu A = 0,8)
Ft = 0,8 × 47
= 37,6 Mpa
Tahan tarik terkoreksi (T’)
T’ = Ft’ × An
T’ = Cm × Ct × Cpt × CF × Ft × AN
T’ =1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 1,00 × 37,6 × An
Kebutuhan luas neto (An)
Tu ≤ ΦtT’
6,782 ≤ 0,8 × 0,8 × 37,6 × An
6,782 ≤ 24,064 × An
An ≥ 6782 / 24,064
An ≥ 281,832 mm2
Luas penampang bruto (Ag)
Ag = 1,25 ×281,832 = 352,289 mm2
Dimensi batang AB dipilih 80/120 mm2 dengan Ag = 9600 mm2
Kontrol tahanan tarik batang AB
Tu=ΦtT’ × An
Tu=0,8×0,8×37,6×0,75×9600
Tu=173260 N 173,260 kN 6,872 (ok)
C. Perencanaan Batang Tekan
1. Batang 1
Pu
Pu 46,09 kN
Ukuran penampang batang adalah 80/120 (b = 80 mm, d = 120 mm)
L = 213,4 cm
Jari-jari girasi (r) = 0,2887 × b
= 0,2887 × 80
= 23,096 mm
Kelangsingan = ( KeL) / r = ( 1 × 213,4 ) / 23,09 = 9,24
Menghitung kuat tekan sejajar acuan ( Fc) dan modulus elastisitas lentur acuan (Ew) akibat
rasio tahanan mutu kayu A sebesar 0,8.
Fc = 0,8 × 40 = 32 Mpa
Ew = 0,8 × 20000 = 16000 Mpa
Menghitung faktor kestabilan kolom ( Cp)
Fc * = FcCmCtCptCf
Fc* = 32 × 1,00 × 1,00 x 1,00 ×1,00 = 32 Mpa
Po’ = A × Fc*
= 80 × 120 × 32 = 307,2 kN
E05 = 0,69 × Ew = 0.69 × 16000 = 11040 Mpa
E05‘ = E05 × Cm × Ct × Cpt = 11040 Mpa
Pe = = = 12239,274 kN
αc = = = 47,035
= = 30,022
Cp = –
= 30,022 –
= 0,99
Menghitung tekan terkoreksi (P’)
P’ = Cp × Po’
= 0,99 × 307,2
= 304,128 kN
Kontrol tahanan tekan terfaktor
Pu ≤ λ c P’
46,09 ≤ 0,8 × 0,9 × 304,128
46,09 ≤ 218,972 (ok)
2. Batang 2
Pu
Pu = 39,667 kN
Ukuran penampang batang adalah 80/120 (b = 80 mm, d = 120 mm)
L = 213,4 cm
Jari-jari girasi (r) = 0,2887 × b
= 0,2887 × 80
= 23,096 mm
Kelangsingan = ( KeL) / r = ( 1 × 213,4 ) / 23,09 = 9,24
Menghitung kuat tekan sejajar acuan ( Fc) dan modulus elastisitas lentur acuan (Ew) akibat
rasio tahanan mutu kayu A sebesar 0,8.
Fc = 0,8 × 40 = 32 Mpa
Ew = 0,8 × 20000 = 16000 Mpa
Menghitung faktor kestabilan kolom ( Cp)
Fc * = FcCmCtCptCf
Fc* = 32 × 1,00 × 1,00 x 1,00 ×1,00 = 32 Mpa
Po’ = A × Fc*
= 80 × 120 × 32 = 307,2 kN
E05 = 0,69 × Ew = 0.69 × 16000 = 11040 Mpa
E05‘ = E05 × Cm × Ct × Cpt = 11040 Mpa
Pe = = = 12239,274 kN
αc = = = 47,035
= = 30,022
Cp = –
= 30,022 –
= 0,99
Menghitung tekan terkoreksi (P’)
P’ = Cp × Po’
= 0,99 × 307,2
= 304,128 kN
Kontrol tahanan tekan terfaktor
Pu ≤ λ c P’
39,667 ≤ 0,8 × 0,9 × 304,128
39,667 ≤ 218,972 (ok)
3. Batang 3
Pu
Pu = 11,499 kN
Ukuran penampang batang adalah 80/120 (b = 80 mm, d = 120 mm)
L = 213,4 cm
Jari-jari girasi (r) = 0,2887 × b
= 0,2887 × 80
= 23,096 mm
Kelangsingan = ( KeL) / r = ( 1 × 213,4 ) / 23,09 = 9,24
Menghitung kuat tekan sejajar acuan ( Fc) dan modulus elastisitas lentur acuan (Ew) akibat
rasio tahanan mutu kayu A sebesar 0,8.
Fc = 0,8 × 40 = 32 Mpa
Ew = 0,8 × 20000 = 16000 Mpa
Menghitung faktor kestabilan kolom ( Cp)
Fc * = FcCmCtCptCf
Fc* = 32 × 1,00 × 1,00 x 1,00 ×1,00 = 32 Mpa
Po’ = A × Fc*
= 80 × 120 × 32 = 307,2 kN
E05 = 0,69 × Ew = 0.69 × 16000 = 11040 Mpa
E05‘ = E05 × Cm × Ct × Cpt = 11040 Mpa
Pe = = = 12239,274 kN
αc = = = 47,035
= = 30,022
Cp = –
= 30,022 –
= 0,99
Menghitung tekan terkoreksi (P’)
P’ = Cp × Po’
= 0,99 × 307,2
= 304,128 kN
Kontrol tahanan tekan terfaktor
Pu ≤ λ c P’
11,499 ≤ 0,8 × 0,9 × 304,128
11,499 ≤ 218,972 (ok)
4. Batang 10
Pu
Pu = 19,732 kN
Ukuran penampang batang adalah 80/120 (b = 80 mm, d = 120 mm)
L = 333,3 cm
Jari-jari girasi (r) = 0,2887 × b
= 0,2887 × 80
= 23,096 mm
Kelangsingan = ( KeL) / r = ( 1 × 333,3) / 23,09 =
Menghitung kuat tekan sejajar acuan ( Fc) dan modulus elastisitas lentur acuan (Ew) akibat
rasio tahanan mutu kayu A sebesar 0,8.
Fc = 0,8 × 40 = 32 Mpa
Ew = 0,8 × 20000 = 16000 Mpa
Menghitung faktor kestabilan kolom ( Cp)
Fc * = FcCmCtCptCf
Fc* = 32 × 1,00 × 1,00 x 1,00 ×1,00 = 32 Mpa
Po’ = A × Fc*
= 80 × 120 × 32 = 307,2 kN
E05 = 0,69 × Ew = 0.69 × 16000 = 11040 Mpa
E05‘ = E05 × Cm × Ct × Cpt = 11040 Mpa
Pe = = = 5017,72 kN
αc = = = 19, 283
= = 12,677
Cp = –
= 12,677 –
= 0,99
Menghitung tekan terkoreksi (P’)
P’ = Cp × Po’
= 0,99 × 307,2
= 304,128 kN
Kontrol tahanan tekan terfaktor
Pu ≤ λ c P’
19,732 ≤ 0,8 × 0,9 × 304,128
19,732 ≤ 218,972 (ok)
5. Batang 12
Pu
Pu = 5,598 kN
Ukuran penampang batang adalah 80/120 (b = 80 mm, d = 120 mm)
L = 213,4cm
Jari-jari girasi (r) = 0,2887 × b
= 0,2887 × 80
= 23,096 mm
Kelangsingan = ( KeL) / r = ( 1 × 213,4 ) / 23,09 = 9,24
Menghitung kuat tekan sejajar acuan ( Fc) dan modulus elastisitas lentur acuan (Ew) akibat
rasio tahanan mutu kayu A sebesar 0,8.
Fc = 0,8 × 40 = 32 Mpa
Ew = 0,8 × 20000 = 16000 Mpa
Menghitung faktor kestabilan kolom ( Cp)
Fc * = FcCmCtCptCf
Fc* = 32 × 1,00 × 1,00 x 1,00 ×1,00 = 32 Mpa
Po’ = A × Fc*
= 80 × 120 × 32 = 307,2 kN
E05 = 0,69 × Ew = 0.69 × 16000 = 11040 Mpa
E05‘ = E05 × Cm × Ct × Cpt = 11040 Mpa
Pe = = = 12239,274 kN
αc = = = 47,035
= = 30,022
Cp = –
= 30,022 –
= 0,99
Menghitung tekan terkoreksi (P’)
P’ = Cp × Po’
= 0,99 × 307,2
= 304,128 kN
Kontrol tahanan tekan terfaktor
Pu ≤ λ c P’
5,598 ≤ 0,8 × 0,9 × 304,128
5,598 ≤ 218,972 (ok)
6. Batang 13
Pu
Pu = 0,741 kN
Ukuran penampang batang adalah 80/120 (b = 80 mm, d = 120 mm)
L = 213,4 cm
Jari-jari girasi (r) = 0,2887 × b
= 0,2887 × 80
= 23,096 mm
Kelangsingan = ( KeL) / r = ( 1 × 213,4 ) / 23,09 = 9,24
Menghitung kuat tekan sejajar acuan ( Fc) dan modulus elastisitas lentur acuan (Ew) akibat
rasio tahanan mutu kayu A sebesar 0,8.
Fc = 0,8 × 40 = 32 Mpa
Ew = 0,8 × 20000 = 16000 Mpa
Menghitung faktor kestabilan kolom ( Cp)
Fc * = FcCmCtCptCf
Fc* = 32 × 1,00 × 1,00 x 1,00 ×1,00 = 32 Mpa
Po’ = A × Fc*
= 80 × 120 × 32 = 307,2 kN
E05 = 0,69 × Ew = 0.69 × 16000 = 11040 Mpa
E05‘ = E05 × Cm × Ct × Cpt = 11040 Mpa
top related