bab i revisi 2.docx

BAB I

PERANCANGAN STRUKTUR ATAP

A. Pendahuluan

Tujuan perancangan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang

stabil, cukup kuat, mampu-layan, awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya

seperti ekonomis dan kemudahan pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila

ia tidak mudah terguling miring, atau tergeser, selama umur bangunan yang

direncanakan. Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu-layan bila

kemungkinan terjadinya kegagalan-struktur dan kehilangan kemampuan layan

selama masa hidup yang direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang bisa

diterima.

Suatu struktur disebut awet bila struktur tersebut dapat menerima keausan

dan kerusakan yang diharapkan terjadi selama umur bangunan yang direncanakan

tanpa pemeliharaan yang berlebihan. Atap bangunan direncanakan dalam bentuk

pelana penuh dengan bahan penutup terbuat dari genteng metal. Sudut atap, α

sebesar 30º. Lebar tritisan direncanakan sebesar 1,54 meter. Kuda-kuda

menggunakan sistem truss baja siku ganda dengan gording terbuat dari baja

dengan kode mutu baja Bj 37.

Tabel 1.1 Sifat Mekanis Baja Struktural

Jenis Baja

Tegangan

putus

Minimum, fu

(MPa)

Tegangan

leleh

Minimum, fy

(MPa)

Peregangan

Minimum

(%)

BJ 34 340 210 22

BJ 37 370 240 20

BJ 41 410 250 18

BJ 50 500 290 16

BJ 55 550 410 13

Sumber : SNI 03-1729-2002

1

2

B. Analisis Pembebanan

1. Beban Mati

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang

bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-

penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian

yang tak terpisahkan dari gedung itu.

Tabel 1.2 Nilai Beban

No. Nama Nilai beban Satuan

1 Langit-langit dan dinding

(termasuk rusuk-rusuknya,

tanpa penggantung langit-

langit atau pengaku), terdiri

dari :

-semen asbes (eternite dan

bahan lain sejenis), dengan

tebal maksimum 4 mm

11 Kg/m2

2 Penggantung langit-langit

(dari kayu), dengan bentang

maksimum 5 m dan jarak

s.k.s, minimum 0,80 m

7 Kg/m2

3 Penutup atap seng

gelombang (BWG 24)

tanpa gording

10 Kg/m2

3

Sumber : PPBI - 1983

2. Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian

atau penggunaan suatu gedung, dan ke dalamnya termasuk beban-beban

pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-

mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan

dari gedung dan data diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga

mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.

Khusus pada atap ke dalam beban hidup dapat termasuk beban yang bersal

dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energy

kinetik) butiran air. Ke dalam beban hidup tidak termasuk beban angin,

beban gempa dan beban khusus yang disebut dalam ayat 3 ,4 dan 5.

Beban hidup pada atap gedung :

a. Beban hidup pada atap dan atau bagian atap serta pada struktur tudung

(canopy) yang dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil

minimum sebesar 100 kg/m2 bidang datar.

4

b. Beban hidup pada atap dn atau bagian atap yang tidak dapat dicapai

dan dibebani oleh orang, harus diambil yang paling menentukan di

Antara dua macam beban berikut :

1) Beban terbagi rata per m2 bidang datar berasal dari beban air hujan

sebesar (40-0,8 α) kg/m2

Di mana α adalah sudut kemiringan atap dalam derajat, dengan

ketentuan bahwa beban tersebut tidak perlu diambil lebih besar

dari 20 kg/m2 dan tidak perlu ditinjau bila kemiringan atapnya

adalah lebih besar dari atap 50̊.

2) Beban terpusat berasal dari seorang pekerja atau seorang pemadam

dengan peralatannya sebesar minimum 100 kg.

c. Beban hujan

Dalam perhitungnya besarnya beban hujan dirumuskan:

P = (40 – 0.8α) Kg/m²

Untuk α = 30º

3. Beban Angin

Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau

bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.

Pasal 4.1. penentuan beban angin

Beban angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan

tekanan negatif (isapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang

yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan

dalam kg/m2 , ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup yang ditentukan

dalam pasal 4.2. dengan koefisien-koefisien angin yang ditentukan dalam

pasal 4.3.

Pasal 4.2. tekanan tiup

1) Tekanan tiup harus diambil minimum 25 kg/m2, kecuali yang

ditentukan dalam ayat-ayat 2,3,4.

5

2) Tekanan tiup di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

harus diambil minimum 40 kg/m2, kecuali yang ditentukan dalam ayat

3 dan 4.

3) Untuk daerah-daerah di dekat laut dan daerah-daerah lain tertentu, di

mana terdapat kecepatan-kecepatan angin yang mungkin

menghasilkan tekanan tiup yang lebih besar daripada yang ditentukan

dalam ayat 1 dan 2, tekanan tiup (p) harus dihitung dengan rumus :

P = V2

16 (kg/m2)

Dimana V adalah kecepatan angin dalam m/det, yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang.

4) Pada cerobong, tekanan tiup dalam kg/m2 harus ditentukan dengan

rumus (42,5 + 0,6h), di mana h adalah tinggi cerobong seluruhnya

dalam meter, diukur dari lapangan yang berbatasan.

5) Apabila dapat dijamin suatu gedung terlindung efektif terhadap angina

dari suatu jurusan tertentu oleh gedung-gedung lain, hutan-hutan

pelindung atau penghalang-penghalang lain, maka tekanan tiup dari

jurusan itu menurt ayat-ayat 1 sampai dengan 4 dapat dikalikan

dengan reduksi sebesar 0,5.

C. Sambungan

Alat sambung yang biasa digunakan di Indonesia adalah :

1. Baut

Baut hitam atau baut mutu tinggi (High tension bolt, High streng bolt)

2. Paku keling.

3. Las.

Untuk menghitung kekuatan las :

P= σ×A√sin2α +3cos2 α

=σ×α×A( 1.1 )

dengan :

= tegangan ijin dasar (kg/cm2)

6

= sudut yang terbentuk oleh arah gaya dengan bidang geser

las

A = luas penampang las (cm2)

Ln = panjang bersih las (cm)

Lbr = panjang kotor las (cm)

a = tebal las (cm)

Beberapa keadaan khusus :

P = × A = 90 ( 1.2 )

P = 0,58 × A = 0 ( 1.3 )

P = 0,71 × A = 45 ( 1.4 )

P = 0,91 × A = 71,5 ( 1.5 )

Tebal las (a) dihitung berdasarkan syarat ketebalan las :

a≤ t√2 ( 1.6 )

Dimana :

t = ketebalan bahan terkecil (mm)

Syarat panjang las (Ln) :

10a Ln 40a ( 1.7 )

Lbr = Ln + 3a ( 1.8 )

dengan :

a = tebal las (mm)

D. Perencanaan Kuda- Kuda

Perencanaan struktur baja memperhatikan persyaratan sebagai berikut :

1. Cukup kuat dan kaku.

2. Tidak mengganggu fungsi struktur.

3. Biaya pembuatan dan pemeliharaan harus murah.

4. Siap untuk disesuaikan dengan pengembangan dimasa akan datang.

Menurut cara elastis, tegangan yang terjadi harus lebih kecil atau sama dengan

tegangan tarik yang di izinkan.

Menurut SNI - 2002 :

7

1. Tegangan tarik ijin (t) pada luas bruto atau luas netto efektif batang tarik,

kecuali dengan lubang pasak :

Pada luas bruto t = 0,6 l ( 1.9 )

Pada luas netto efektif = 0,5 u ( 1.10 )

dengan :

l = tegangan leleh minimum (kg/cm2)

u = tegangan ultimit (kg/cm2)

2. Tegangan tarik ijin (t) untuk tampang netto pada lubang pasak dalam

batang mata, plat sambung pasak atau batang tersusun adalah :

t = 0,45 l ( 1.11 )

Tegangan tarik ijin untuk batang tarik berulir adalah :

t = 0,3 u ( 1.12 )

Menurut PPBI - 1983 :

Untuk penampang utuh : t = ( 1.13 )

Untuk penampang berlubang : t = 0,75 ( 1.14 )

dengan :

= tegangan dasar

Rumus-Rumus Perancangan

Pada metode perancangan elastis, digunakan tegangan tekuk ijin yang

nilainya sama dengan tegangan dasar :

σ=σ1

1,5 ( 1.15 )

Kelangsingan batas tekuk elastis menjadi :

(σ1 - 0,3σ1) = atau ( 1.16 )

70σl=π2×Eλg2

( 1.17 )

λg2= π2×E0,7×σl ( 1.18 )

π 2×Eλg2

8

λg=π √ E0,7×σl ( 1.19 )

dengan angka aman 2,5 maka :

σ tk= π 2×E2,5 (Lk/i)2

( 1.20 )

sehingga :

σ tk=σ λ−20λg−20

(σ−σ g )( 1.21 )

Untuk menjamin stabilitas kolom, harus memenuhi syarat :

w= NA

<σ( 1.22 )

dengan :

w = faktor tekuk

N = gaya tekanan aksial ( kg )

A = luas penampang (cm2)

W =

σσ tk ( 1.23 )

Nilai banding kelangsingan dengan kelangsingan batas dinyatakan dengan (λ5),

jadi :

λ5 =

λλg ( 1.24 )

Rumus umum faktor tekuk :

Kolom pendek (λ5< 0,183), w = 1 ( 1.25 )

Kolom sedang (0,183 < λ5<1), w = 1,41/(1,5983 - λ5) ( 1.26 )

Kolom langsing (λ5> 1), w = 2,381 × λ52 ( 1.27 )

Pelat Buhul

Prinsip dasar perencanaan pelat adalah tegangan kritis akibat tekuk pada pelat

harus lebih besar dari tegangan leleh bahan pelatnya :

σkr > σy ( 1.28 )

9

sehingga :

π2×Ek12( L×φ2 )×( b/t )2

y ( 1.29 )

kr = kg × σ pl ( 1.30 )

σ pl = 1,266×106×tp2

b2×p (kg/cm2) ( 1.31 )

Momen

Momen lentur sebanding dengan lengkung balok maka :

M = E x I x Ø ( 1.32 )

E =

MI ×φ ( 1.33 )

fb =

MI ×φ

×φ( 1.34 )

Y =

MyI ( 1.35 )

dengan :

fb = tegangan pada serat yang ditinjau

φ = perubahan kemiringan per unit panjang balok.

M = Momen lentur

Y = Jarak serat yang ditinjau ke garis netral

I = Momen inersia

Ø = kelengkungan balok / perubahan kemiringan per unit panjang balok

Kombinasi Pembebanan

Perhitungan beban menurut SNI Baja 03-1729-2002 beban dikombinasikan

sebagai berikut:

1. 1,4 D

2. 1,2 D + 1,6 L +0,5 (La atau H)

3. 1,2 D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0,8 W)

4. 1,2 D + 1,3 W + γL L + 0,5 (La atau H)

Keterangan:

10

D = beban mati

L = beban hidup

La = beban hidup di atap

H = beban hujan

W = beban angin

E = beban gempa

E. Analisis Hitungan

1. Gambar Kuda-Kuda 2D

Gambar 1.1 Gambar Kuda-Kuda 2D

2. Panjang Batang

a. α = 30°

b. Jenis atap = Metal = 10 kg/m2

c. Bentang (L) = 1 m = 100 cm

d. Sudut Kemiringan Atap = 30˚

1,33 m 1,33 m 1,33m 1,33 m1,33 m 1,33 m

1,54 m 1,54 m

1,54 m

1,54 m1,54 m

1,54 m2,3 m

4,6 m

0,769 m

1,54 m 1,54 m0,769 m

1,538 m 1,538 m

2,035 m

2,035 m

A1

A2

A3 A4

A5

A6

B1 B2 B3 B4 B5 B6

C1 C2

C3

C4C5

D1

D2

D3 D4

Gambar 1.2 Denah Tampak Atas Atap

C1

B2

D1

11

e. Jarak Kuda-kuda = 4 m (antara L1) dan 4,125 m (antara L2)

f. Kecepatan angin = 40 kg/jam = 11,111 m/s

g. Tekanan angin = V 2

16 = 11,1112

16 = 7,716 kg/m2

h. Alat Sambung = Las

i. Mutu Baja = BJ – 37

j. Tegangan Leleh (σy) = 240 Mpa = 2400 kg/cm2

k. Tegangan Ultimate (σu) = 370 Mpa = 3700 kg/cm2

3. Perhitungan Panjang Batang

a. Batang A1

b. Batang D1

c. Batang C2

A1

B1

1,33 m

C1

Cos 30 = 1,333

A 1

A1 = 1,333cos30

=1,539 m

Tan 30 = C 1B1

C1 = B1 x Tan 30 = 0,769 m

Jadi panjang A2 = A3 = A4 = A5 = A6 = 1,539 m

Jadi panjang C1 = C5 = 0,866 m

C1 = 0,769 m

B2 = 1,333 m

D1 = √C 12+B 22

=√0,7692+1,3332

= 1,539 m

Jadi panjang D1 = D4 = 1,539 m

Tan 30 = x 11

X1 = Tan 30 . 1,333 = 0,769 m

X2 = √ A 22+1,3332

=√1,5392−1,3332

A2 X2

α

α

12

d. Batang D2

e. Batang C3

Tan 30 = x 11

X1 = Tan 30 . 1,333 = 0,769 m

X2 = √ A 22+1,3332

=√1,5392−1,3332

D2 = √B 32+C 22

= √1,3332+1,5382

= 2,035 m

Jadi panjang D2 = D3 = 2,035 m

Y2 = √ A 32−1,3332

= √1,5392−1,3332

= 0,769 m

Y1 = √ D22−1,3332

= √2,0352−1,3332

= 1,537 m

C3 = Y2 + Y1 = 0,769 + 1,537 = 2,306 m

C2

B3

D2

A3

D2

Y2

Y1

C3

D1 X1

C2

α

13

Tabel 1.2 Panjang Batang Kuda-Kuda

Nama Batang Panjang (m)

A1 1,539

A2 1,539

A3 1,539

A4 1,539

A5 1,539

A6 1,539

B1 1,333

B2 1,333

B3 1,333

14

B4 1,333

B5 1,333

B6 1,333

C1 0,769

C2 1,538

C3 2,306

C4 1,538

C5 0,769

D1 1,539

D2 2,035

D3 2,035

D4 1,539

4. Analisis Pembebanan

a. Beban Mati

1) Beban Atap

a) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x (0,5 x 4 + 1,15) x 10 kg/m2

= (1,92 x 3,15) x 10

= 60,54 Kg

P2 = 1,54 X 3,15 X 10

= 48,51 Kg

P7 = P1 = 60,54 Kg

P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 48,51 Kg

b) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x 4 x 10 kg/m2

= (1,92 x 4) x 10

= 76,8 Kg

P2 = 1,54 X 4 X 10

= 61,6 Kg

P7 = P1 = 76,8 Kg

P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 61,6 Kg

c) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x (0,5 x 4,125 + 4) x 10 kg/m2

15

= (1, 92 x 4,0625) x 10

= 78 kg

P2 = 1,54 X( 12

X (4,125+4)) X 10

= (1,54 x 4, 0625) x 10

= 62,56 kg

P7 = P1 = 78 Kg

P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 62,56 Kg

d) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x 4,125 x 10 kg/m2

= (1,92 x 4,125) x 10

= 79,2 kg

P2 = 1,54 X 4,125 X 10

= 63,53 kg

P7 = P1 = 79,2 Kg

P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 63,53 Kg

2) Beban Plafond

Penggantung langit langit = 7 kg/m2

Eternit = 11 kg/m2

Total berat langit langit = 7 + 11 = 18 kg/m2

Q = 18 kg/m2

L = 4m & 4,25m

a) P1=P7

P1= (0,5 x (1,33 + 1)) x (0,5 x (4 +1,5)) x 18 = 104,895 kg

P2=P3=P4=P5=P6

P2= 1,333 x (0,5 x (4 +1,5)) x 18 = 83,79 kg

b) P1=P7

P1= (0,5 x (1,33 + 1,5)) x 4 x 18 = 155,88 kg

P2=P3=P4=P5=P6

P2= ( 1,333 x 4) x 18 = 95,76 kg

c) P1=P7

P1= (0,5 x (1,33 + 1,5)) x (0,5 x 4,125 + 4) x 18 = 158,22 kg

16

P2=P3=P4=P5=P6

P2= 1,333 x (0,5 x (4,125 + 4)) x 18 = 97,26 kg

d) P1=P7

P1= (0,5 x 4,125+4,125) x(0,5 x 1,333+1,5) x 18 = 160,74 kg

P2=P3=P4=P5=P6

P2= 1,333 x 4,125 x 18 = 98,82 kg

b. Beban Hidup

1) Beban Orang = 100 kg (PBI 1983)

2) Beban Hujan

a) PHj = 40 – (0,8 x 30) = 16 kg/m2

PHj1 = PHj x (0,5 x 1,54 x 1,15) x 3,15

= 96,77 Kg/M 2

PHj2 = PHj x 1,54 x 3,15

= 77,62 Kg/M 2

PHj3 = PHj4 = PHj5 = PHj6 = PHj2 = 77,62 kg/m2

PHj7 = PHj1 = 96,77 kg/m2

b) PHj = 40 – (0,8 x 30) = 16 kg/m2

PHj1 = PHj x 7,68

= 122,88 Kg/M 2

PHj2 = PHj x 6,16

= 98,56 Kg/M 2


PHj7 = PHj1 = 122,88 kg/m2

c) PHj = 40 – (0,8 x 30) = 16 kg/m2

PHj1 = PHj x 7,8

= 124,8 Kg/M 2

PHj2 = PHj x 6,26

= 100,16 Kg/M 2


PHj7 = PHj1 = 100,16 kg/m2

c. Beban Angin

17

1) Beban Angin

Sudut Kuda-kuda (∝¿=300

Kecepatan Angin = 40 km/h = 11,111 m/s

Beban Angin = 11,1112

16=7,716 kg

m2

Dipakai beban minimum sebesar 25 kg/m2

Beban Angin pada Kuda-Kuda

a) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 60,48 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 104,75 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 30,24 kg/m2

V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 52,38 kg/m2

b) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 48,31 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 84,02 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 24,25 kg/m2

V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 42,01 kg/m2

c) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 4 x 25 = 76,8 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 4 x 25 = 133,02 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 4 x 25 = 38,4 kg/m2

V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 4 x 25 = 66,51 kg/m2

d) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 4 x 25 = 61,6 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 4 x 25 = 106,69 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 4 x 25 = 30,8 kg/m2

V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 4 x 25 = 53,35 kg/m2

e) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 77,95 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 135,02 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 38,98 kg/m2

V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 67,50 kg/m2

f) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 62,52 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 108,29 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 31,26 kg/m2

V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 54,15 kg/m2

18

g) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 79,2 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 137.18 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 39,6 kg/m2

V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 68,59 kg/m2

h) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 63,525 kg/m2

V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 110,03 kg/m2

W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 31,76 kg/mi

V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 55,01 kg/m2

Beban Angin pada Titik Buhul

1) Beban Angin Desak (W 1 ¿

a) Beban Angin Desak Horizontal

H = 0,77 x 4,125 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 31,763 kg

b) Beban Angin Desak Vertikal

V = 0,77 x 4,125 x 25 x cos 30 o x 0,8 = 55,014 kg

2) Beban Angin Hisap (W 2 ¿

a) Beban Angin Hisap Horizontal

H = 0,77 x 4,125 x 25 x sin 30 o x 0,4 = 15,881 kg

b) Beban Angin Hisap Vertikal

V = 0,77 x 4,125 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 27,507 kg

Beban Angin pada Kuda – kuda Tepi



H = 0,77 x 3,15 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 24,255 kg


V = 0,77 x 3,15 x 25 x cos 30 o x 0,8 = 42,011 kg

Beban Angin Hisap (W 2 ¿

c) Beban Angin Hisap Horizontal

H = 0,77 x 3,15 x 25 x sin 30 o x 0,4 = 12,128 kg

d) Beban Angin Hisap Vertikal

V = 0,77 x 3,15 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 21.005 kg

19



H = 0,77 x 4 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 30,8 kg


V = 0,77 x 4x 25 x cos 30 o x 0,8 = 53,347 kg



H = 0,77 x 4x 25 x sin 30 o x 0,4 = 15,4 kg


V = 0,77 x 4 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 26,674 kg



H = 0,77 x 4,0625 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 31,281 kg


V = 0,77 x 4,0625 x 25 x cos 30 o x 0,8 = 54,181 kg



H = 0,77 x 4,0625 x 25 x sin 30 o x 0,4 = 15,641 kg


V = 0,77 x 4,0625 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 27,09 kg

2) Beban Pertambatan Angin

Kecepatan angin = 40 km/jam = 11,111 m/s

Tekanan Angin = V 2

16 = 11,1112

16 = 7,716 kg/m2Jarak

Antar kuda-kuda = 4 m

Bentang kuda-kuda (L) = 24,25 m

Konstanta (C) = 0,9

F = 0,5

20

Jumlah titik pembebanan (n) = 7

Perhitungan Pembebanan pada Pertambatan Angin

Gambar 1.3 denah pertambatan angin

Data :

P = W =25 kg/m2

1. Besar gaya pada titik buhul pertambatan angin :

P1 = 0,5 X

C×L×Ht×W ×Fn−1

= 0,5 X

0,9×24 ,25×6 , 11×25×0,57−1 = 138,91 kg

Jadi besarnya P1 = P7 = 138,91 kg

4,25m

1,3 m

71 m

1,3 m

1 m

1,3 m

71 m

1,3 m

1 m

1,3 m 1,3 m

P2 P3 P4 P5 P6 P7

A1 A2 A3 A4 A5 A6

5,196

4

HtHt = √42+4,622

= 6,11 m

P1

4 m 4 m 4 m 4 m 4 m 4 m

21

P2 =


=

0,9×24 ,25×6 ,11×25×0,57−1 = 277,81 kg


P4 =


=

0,9×24 ,25×6 ,19×25×0,57−1 = 281,45 kg

Jadi besarnya P4 = 281,45 kg

P3 = 0,5 x P2 + 0,5 x P4

= 0,5 x 277,81 + 0,5 x 281,45

= 279,64 kg


5. Kontrol Kuda-Kuda

a) Batang tarik

Mu = 2407,57 kg = 24075,7 N

Data :

Nomer batang = 68

Panjang batang (lk) = 1540 mm

Mutu baja = bj 37

Fu = 370 Mpa

Tegangan leleh = 240 Mpa

Profil = 2L.30.30.4

B = 30 mm

T = 4 mm

E = 200.000 mpa

data profil tunggal

Ix = Iy = 18100 mm4

ix = iy = 8900 mm4

A = 227 mm2

22

E= 8,9 mm

H1 = 20 mm

n profil = 2 buah

data profil gabungan

jarak antar profil = 8 mm

A1 = T + 2c c.l

= 4 + 2.8,9

= 21,8 < 30o

Ry = √Iy gabAgab

Rx = √Ix gabAgab

Rx = 8,93 mm2

Ry = 14,09 mm2

I min =8,92 mm2

A gabungan = 454 mm2

Ix gabungan = 36200 mm2

Iy gabungan = n(Iy tunggal + A x (0,5 x a)2)

= 2 x (18 x 100 + 227 ( 0,5 x 21,5)2)

= 90.139,24 mm4

Cek kelangsingan

Syarat = b/t < ar

= 30/4 = 7,5

Cek kelangsingan struktur

Syarat = vE lk / Imin < 200

Nol = lk = panjang batang

KE = 0,8 ujung diangggap sendi – rol

KE = 0,9 x 1540 = 1232 mm

KE x lk / Imin = 1540/8,93 mm < 200

Daya dukung nominal (struktur tekan

Zc = 1/π x 1232/8,93√ 240200.000

23

= 0,17

W = 1 karena Zc < 0,25 (syarat)

Maka gaya dukung nominal, Nn = Ag x fy/w

= 454 x 240/1 = 108,960 N

Nu ≤∅n x Nn

24675,7 N ≤ 0,85 x 108,960 N

24675,7 N ≤ 92616 N (aman)

b) Batang tekan

Nomer batang = 79

Mu = 2086,57 kg = 20865,7 N

Panjang batang = 1330 mm

Cek kelangsingan elemen penampang

Syarat = b/t < ar

= 30/4 = 7,5 7,5 < 16,14 (memenuhi syarat)

Ar = 16,14

Cek kelangsingan struktur penampang

Syarat kc x lk / Imin < 240 (asumsi aman/

Lk = panjang batang

Kc = 0,8 (ujung dianggap sendi – rol)

Kc x lk / Imin = 1064 / 8,93 = 113,15 < 240 ( memenuhi syarat)

Cek kelangsingan tegangan leleh

Nn ≥ Mu

Nn = Ag x fy

∅ = 0,9

∅ Nn = 98064 N

∅ Nn ≥ Mu

98064 N ≥20865,7 N ok

Cek kekuatan tegangan putus (Fu)

Nn ≥ nu x

x = 8,9 mm

L=¿50 mm

751

2

3

5

7 11

9

8101264

68

69

70 71

72

73

7476777879

80

82

88

84

8685

8781

83

24

u = 1 - xL = 0,82 < 0,9 (diambil 0,88)

∅ = 0,75

Ae = u x Ag

= 0,82 x 454

= 372,28 mm2

∅ Nn = 0,75 x 108,560 = 81720 N

∅ Nn ≥ Mu

81720 N ≥ 20865,7 N OK (memenuhi syarat)

1. Plat Buhul

25

Titik buhul 1

F68 = -2086,57 kg

F79 = 2407,7 kg

D = F68 sin 30o

= -2086,57 sin 30o

= -1043,285 kg ( )

N = F68 cos 30o + F79

= -2086,57 sin 30o + 2407,1

= 600,4206 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 600,4206 (7,5 – 0,89)

= 3968,780 kgcm

1

Gambar 1.4 gambar kuda – kuda 2D

68

7

26

σmaks = NAn + =

Mw

= 600,4206

15 + 3968,780

37,5

= 145,826 < 1600 OK

φ = DAn =

1043,28515 = 69,552

σ = √¿¿σmaks2) + (3 x φ2)

σ = √¿¿2) + (3 x 69,5522)

= 189,178 < 1600 OK

Titik buhul 2

F20 = - 1123,91 kg

F71 = - 1212,56 kg

F88 = 1123,83 kg

D = F88 + F70 sin 30o + F71 sin 30o

= 1123,83 + (-1123,91 sin30o) + (-1212,56 sin30o)

= - 44,405 kg ( )

N = F70 cos 30o + F71 cos 30o

= - 1123,91 cos 30o + (-1212,56 cos 30o)

= - 2023,442 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

7088

70

2

27

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W ¿ Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 2023,442 (7,5 – 0,89)

= 13374,95 kgcm

σmaks = N/An + M/w

= 2023,442

15 + 13374.95

37,5

= 491,56 < 1600 OK

φ = D/An = 44,405

15 = 2,96

σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)

σ = √¿¿2) + (3 x 2,962)

= 491,58 < 1600 OK

Titik buhul 3

F73 = - 2027,83 kg

F74 = 2102,22 kg

D = F73 sin 30o

= -2027,83 sin 30o

= - 1013,92 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

73

74

28

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 346,50 (7,5 – 0,89)

= 2287,50 kgcm

σmaks = NAn + =

Mw

= 346,067

15 + 2287,50

37,5

= 84,071 < 1600 OK

φ = DAn =

1013,9215 = 67,59

σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)

σ = √¿¿2) + (3 x 67,592)

= 144,12 < 1600 OK

Titik buhul 4

F78 = 2405,63kg

F79 = 2407,7 kg

F80 = 177,41 kg

D = F80

= 177,41kg ( )

80

79 78

29

N = F79 + F78

= 2407,7 + 2405,63

= 4813,33kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 4813,33 (7,5 – 0,89)

= 31816,11 kgcm

σmaks = N/An + = M/w

= 4813,33

15 + 31816,11

37,5

= 1169,324 < 1600 OK

φ = D/An = 177,41/15 = 11,83

σ = √((σmaks2) + (3 x φ2)

σ = √((1169,3242) + (3 x 11,832)

= 1169,50 < 1600 OK

Titik buhul 5

69

30

F68 = -2086,57 kg

F69 = -1606,2 kg

F80 = 177,41 kg

F81 = -539,15 kg

D = F68 sin30o + F81 sin30o + F69 sin 30o + F80

= (-2086,57 sin 30o)+(-539,15 sin 30o) +(-1606,2 sin 30o) + 177,41

= -2135,89 kg ( )

N = F68 cos 30o + F69 cos 30o + F81 cos 60o

= (-2086,57 cos 30o) + (-1606,2 cos 30o) + (-539,15 cos 60o)

= -3467,59 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ix/yn= 281,25

7,5 = 37,5 cm2

M = ∑N x (yn – ey)

= 3467,59 (7,5 – 0,89)

= 22920,77 kgcm


68 8180

31

= 3467,59

15 + 22920,77

37,5

= 842,37 < 1600 OK

φ = DAn =

2135,8915 = 142,39

σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)

σ = √¿¿2) + (3 x 142,392)

= 1169,50 < 1600 OK

Titik buhul 6

F77= 1938,98 kg

F78 = 2405,63 kg

F81 = -539,15 kg

F82 = 422,89 kg

D = F82 + F81 sin 30o

= 422,89 + (-539,15 sin 30o)

= 153,32 kg ( )

N = F78 + F77 +F81 cos30o

= 2405,63 + 1938,98 + (-539,15 cos30o)

= 3877,69 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

8182

7778

32

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 3877,69 (7,5 – 0,89)

= 25631,53 kgcm

σmaks = NAn +

Mw

= 3877,69

15 + 25631,53

37,5

= 942,02 < 1600 OK

φ = D/An = 153,32/15 = 10,22

σ = √((σmaks2) + (3 x φ2)

σ = √(942,022) + (3 x 10,222)

= 942,186 < a 1600 OK

Titik buhul 7

F69= - 1606,2 kg

F70 = -1123,91 kg

F82 = 422,89 kg

F83 = -716,47 kg

D = F82 + F69 sin 30o + F83 sin 41o + F70 sin 30o

= 422,89 +(-1606,2 sin 30o) + (-716,47 sin 41o) + (-1123,91 sin30o)

= -1412,21 kg ( )

N = F69 cos30o + F83 cos41o + F70 cos 30o

= (-1606,2) + (-716,41 cos 41o)+ (-1123,91 cos30o)

70

83

769

82

33

= -2905,07 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W¿ Ixyn

=281,257,5

=37,5 cm2

M = ∑N x (yn – ey)

= 2905,07 (7,5 – 0,89)

= 19202,5 kgcm


= 2905,07

15 + 19202,5

37,5

= 705,730 < 1600 OK

φ = D/An = 1412,21/15 = 94,147

σ = √( σmaks2) + (3 x φ2)

σ = √(705,7302) + (3 x 94,1472)

= 724,32 < 1600 OK

Titik buhul 8

F74= 2102,22 kg

87

75 74

34

F75 = 2100,38 kg

F87 = 177,4 kg

D = F87

= 177,4 kg ( )

N = F75 + F74

= 2100,38 + 2102,22

= 4202,6 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ix/yn = 281,25

7,5 = 37,5 cm2

M = ∑ Nx (yn – ey)

= 4204,6 (7,5 – 0,89)

= 27779,186 kgcm


= 4202,6

15 + 27779,86

37,5

= 1161,03 < 1600 OK

φ = D/An = 177,4/15 = 11,83

σ = √( σmaks2) + (3 x φ2)

σ = √( 1161,032) + (3 x 11,832)

= 116,21 < 1600 OK

35

Titik buhul 9

F72 = -1606,38 kg

F73 = - 2027,83 kg

F86 = - 481,03 kg

F87 = 177,4 kg

D = F73 sin 30o + F86 sin 60o + F87 + F72 sin 30o

= (-2027,83 sin30o) + (-481,03 sin60o) + 177,4 + (-1606,38 sin30o)

= -2056,29 kg ( )

N = F72 cos30o +F86 cos 60o + F73 cos 30o

= (-1606,38 cos 30o) + (-481,03 cos60o) _ (-2027,83 cos 30o)

= -3387,83 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W ¿ Ixyn

=281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 3387,83 (7,5 – 0,89)

72

738286

82 87

36

= 22393,56 kgcm


= 3387,83

15 + 22393,56

37,5

= 823,002 < 1600 OK

φ = D/An = 2056,29/15 = 137,086

σ = √(() σmaks2) + (3 x φ2)

σ = √(() 823,0022) + (3 x 137,0862)

= 856,57 < 1600 OK

Titik buhul 10

F75 = 2100,38 kg

F76 = 1786,14 kg

F85 = 393,78 kg

F86 = -481,03 kg

D = F85 + F86 sin30o

= 393,78 + (-481,03 sin 30o)

= 153,265 kg ( )

N = F75 + F76 + F86 cos 30o

= 2100,38 + 1786,14 + (-481,03 cos 30o)

= 3469,94 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

8586

76 75

37

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 3469,94 (7,5 – 0,89)

= 22936,30 kgcm

σmaks = NAn + =

Mw

= 3469,94

15 + 22936,30

37,5

= 842,96 < 1600 OK

φ = DAn =

153,26515 = 10,22

σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)

σ = √¿¿2) + (3 x 10,222)

= 843,15 < 1600 OK

Titik buhul 11

F71 = -1212,56 kg

F72 = -1606,38 kg

F84 = -639,04 kg

71

8485

72

38

F85 = 393,78 kg

D = F72 sin30o + F84 sin41o + F85 + F71 sin30o

= (-1606,38 sin30o) +(-639,04 sin41o)+(393,78)+(-1212,56 sin30o)

= -1436,94 kg ( )

N = F71 cos30o + F84 cos41o + F72 cos30o

= (-1212,56 cos30o ) + (-639,04 cos41o) + (-1606,38 cos30o)

= -2923,563 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

= 7,5 cm

W = Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 2923,563 (7,5 – 0,89)

= 19324,75 kgcm

σmaks = NAn + =

Mw

= 2923.563

15 + 19324,75

37,5

= 710,231< 1600 OK

φ = DAn =

1436,9515 = 95,796

σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)

σ = √¿¿2) + (3 x 95,7962)

39

= 729,35 < 1600 OK

Titik buhul 12

F77 = 1738,98 kg

F76 = 1786,14 kg

F83 = -716,47 kg

F84 = - 639,04 kg

F88 = 1123,83 kg

D = F88 + F84 sin 49 o + F83 sin 49 o

= 1123,83 + (-639,04 sin 49 o) + (-716,47 sin49 o)

= 100,8136 kg ( )

N = F76 + F77 + F84 cos 49 o + F83 cos 49 o

= 1686,14 + 1738,98 + (-639,04 cos 49o) + (-716,47 cos49 o)

= 2835,825 kg ( )

Asumsi

T = 1 cm

An = 15 cm2

H = 15 cm

Ix = 1

12 x t x h3

= 1

12 x 1 x 153

= 281,25 cm

Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15

7677

888483

40

= 7,5 cm

W = Ixyn=

281,257,5 = 37,5 cm2

M = ∑ N x (yn – ey)

= 2835,825 (7,5 – 0,89)

= 18744,8 kgcm

σmaks = NAn + =

Mw

= 2835,825

15 + 18744,8

37,5

= 688,92 < 1600 OK

φ = DAn =

100,813615 = 6,72

σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)

σ = √¿¿2) + (3 x 6,722)

= 689,018 < 1600 OK

2. Sambungan

Mutu baja : bj37 , fy = 240 mpa , fu = 370 mpa

1) Persyaratan ukuran las

Minimum = 3 mm

Maksimum = 6 mm

Ukuran las 4 mm = D

Te = 0,707 x 5 = 3,535 ( D – 3)

2) Persyaratan panjang las

10 ≤ ln ≤ 40

50 < ln < 200 mm

Kuda kuda rencana las sudut ukuran 3 mm

∅Rnw = ∅ te x 0,60 x fuw

= 0,75 (3,535) x 0,60 x 460

= 731,745 N/mm

Max ∅Rnw = ∅ te x 0,60 x ru

= 0,75 x 4 x 0,60 x 370

41

= 666,4 N/mm

Sambungan las untuk batang tarik

Profil 2L.30.30.4 dengan cohesifitas 8,9 mm

∅Pn = 92,616 N

Pb = ∅ Rnw x Lw2

= 731,745 x 30 = 21952,35 N

Pb = 92616 x8,9

30 - 21952,35

2

= 27476,08 – 10976,175

= 16499,91 N

Pc = 92616 – 21952,35 – 16499,91 = 54163,74 N

Lw1 = 16499,91731,745 = 122,55 mm

Lw3 =54163,74731,745 = 74,02 mm≈75 mm

Sambungan lass untuk batang tekan

Rencana profil 2L.30.30.4

∅ Rn = 98064 N

Pb = ∅Rn x Lw2

= 21952,35 N

Pa = 98064,5 x8,9

30 – 21952,35

2

= 29092,47 – 10976,175

= 18116,29 N

Pc = 98064 – 21952,35

= 57995,36 N

Lw1 = pa

∅ Rn = 18116,29731,745 = 24,76 mm

Lw3 = pc

∅ Rn = 57995,36731,745 = 79,27 mm≈ 80 mm

Supaya mudah Lw1 dan Lw3 di samakan menjadi 80 mm

bab i revisi 2.docx

Documents