Perencanaan Konstruksi Gedung I (Baja)

86

BAB IIIPENDIMENSIAN BATANG

Rangka batang kuda-kuda direncanakan dari profil tersusun siku-siku sama kaki ().

3.1. Ketentuan dan Rumus yang Digunakan

(Berdasarkan PPBBI 1983 hal 23 25)

3.1.1 Batang Tarik Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)

Kontrol tegangan

Kelangsingan batang tarik x = (konstruksi aman) i =

3.1.2 Batang Tekan Dipengaruhi oleh tekuk Panjang tekuk (Lk) Di mana : Lk = L (sendi-sendi, K (koef, tekuk) = 1)

Kelangsingan : = Syarat : maks 140 untuk konstruksi utama (SKBI 1987) Profil yang dipilih berdasarkan i = imin Kelangsingan sumbu masif (x < 140)

Kelangsingan sumbu ( I < 50)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] Kelangsingan sumbu tidak masif (y < 140)

Di mana : m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun Syarat untuk menjaga kestabilan elemen : x 1,2 1 Tegangan yang timbul :

3.1.3 Kekuatan Kopel Digunakan pada batang tekan Pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa seluruh panjang batang tersusun terdapat gaya lintang sebesar :D = 0,02 P Gaya geser memanjang (torsi)

Di mana :L1 = jarak kopel a = (e + ) Momen pada plat kopel M = T . C Di mana : C = jarak antar baut pada profil C = (2w + ) Plat kopel harus cukup kaku, sehingga memenuhi persamaan : (PPBBI 1983 hal 24)Di mana : IP = Momen inersia plat kopel a= jarak profil tersusun Ll= jarak tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan Il = I = Momen inersia minimum 1 profil

3.2. Perhitungan Pendimensian

3.2.1 Perhitungan Batang Tekana. Batang Kaki Kuda-Kuda A1=A2=A3=A4=A5=A6Gaya design P = 2634,21 kg (tekan)L1 = 1,77 m = 177 cm L2 = 2,36 m = 236 cmMaka, Lk = 236 cmmax = 140 Untuk batang tekan ( PPBBI 1983 )ix = = = 1,686 cmBerdasarkan ix dipilih profil 75.75.7Dari tabel baja diperoleh data : Ix = Iy = 52,4 cm4i = 1,45 cm F = 10,1 cm2I = 21,1 cm4Fn= 8,49 cm2w = 5,3 cm ix = iy = 2,28 cm e = 2,03 cm b = 7 cmDirencanakan jarak punggung kedua profil = 0,5 cm Kontrol(aman)(perlu plat kopel) Jarak Plat KopelPanjang Lmax = maks . i = 50 x 1,54 = 72,5 cm Jumlah Lapangan, Lapangan(aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [52,4 + 10,1 (2,03 + )2] = 209,81 cm4

(aman)Syarat : 1,2 1 = 1,2 x 40,67= 48,804 x 1,2 1 103,509> 48,804(aman)iy 1,2 1 83,76> 48,804(aman) Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :Karena x > iy, maka untuk menentukan faktor tekuk () diambil x = 103,509Dari tabel 3 PPBBI 1983, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :x = 103,509 diperoleh = 2,133 (interpolasi)Kontrol tegangan :

Perhitungan Plat KopelPanjang plat kopel = 2 (b + ) = 2 (7 + ( x 0,5)) = 14,5 cmJarak antar plat kopel = 59 cmTebal plat kopel direncanakan = 0,5 cmDirencanakan baut = 5/8" = 1,58 cmh = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1,58) = 9,48 diambil h = 10 cmJarak baut :1,5d = 1,5 x 1,58 = 2,37 = 2,5 cm3d = 3 x 1,58 = 4,74 = 5 cmbaja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2D = 0,02 P = 0,02 x 2634,21 = 52,684 kgM1 = M2

T1 = T2 = 681,657 kgJarak antar baut :C = 2 w + = 2(5,3) + 0,5 = 11,1 cmMomen : M = T x C = 681,657 x x 11,1 = 3783,196 kg.cm Kontrol tegangan :W = 1/6 t h2 = 1/6 (0,5) (10)2 = 8,33 cm3(aman)

ytb = 681,657 kg/cm2 < 0,58 = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2(aman) Gaya yang bekerja pada baut(arah vertikal)(arah horizontal) Kontrol kekuatan baut : Terhadap geserPPBBI 1983 hal 68 n = jumlah bidang geser(aman) Terhadap tumpuan(untuk S1 sd)PPBBI 1983 hal 68 (untuk 1,5d S1 2d) t = tebal plat (aman)Jadi ukuran plat kopel b = 14,5 cm, h = 10 cm, t = 0,5 cm cukup aman untuk digunakan.

b. Batang Diagonal D1=D2=D3=D4Gaya design P = 845,09 kg (tekan)L1 = 1,77 m = 177 cm L2 = 2,74 m = 274 cmMaka, Lk = 274 cmmax = 140 Untuk batang tekan ( PPBBI 1983 )Ix = = = 1,94 cmBerdasarkan ix dipilih profil 75.75.7

Dari tabel baja diperoleh data : Ix = Iy = 52,4 cm4i = 1,45 cm F = 10,1 cm2I = 21,1 cm4Fn= 8,49 cm2w = 5,3 cm ix = iy = 2,28 cm e = 2,03 cm b = 7 cmDirencanakan jarak punggung kedua profil = 0,5 cm Kontrol(aman)(perlu plat kopel) Jarak Plat KopelPanjang Lmax = maks . i = 50 x 1,45 = 72,5 cm Jumlah Lapangan, Lapangan(aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [52,4 + 10,1(2,09 + )2] = 215,407 cm4

(aman)Syarat : 1,2 1 = 1,2 x 47,24 = 56,688x 1,2 1 120,175 > 56,688(aman)iy 1,2 1 96,28> 56,688(aman)

Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :Karena x > iy, maka untuk menentukan faktor tekuk () diambil x = 120,175Dari tabel 3 PPBBI 1983, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :x = 120,175 diperoleh = 2,787Kontrol tegangan :

Perhitungan Plat KopelPanjang plat kopel = 2 (b + ) = 2 (7 + ( x 0,5)) = 14,5 cmJarak antar plat kopel = 68,5 cmTebal plat kopel direncanakan = 0,5 cmDirencanakan baut = 5/8" = 1,58 cmh = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1,58) = 9,48 diambil h = 10 cmJarak baut :1,5d = 1,5 x 1,58 = 2,37 = 2,5 cm3d = 3 x 1,58 = 4,74 = 5 cmbaja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2D = 0,02 P = 0,02 x 845,09 = 16,902 kgM1 = M2

T1 = T2 = 257,39 kgJarak antar baut :C = 2 w + = 2(5,3) + 0,5 = 11,1 cmMomen : M = T x C = 257,39 x x 11,1 = 1373,015 kg.cm Kontrol tegangan :W = 1/6 t h2 = 1/6 (0,5) (10)2 = 8,33 cm3(aman)

ytb = 74,217 kg/cm2 < 0,58. = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2(aman) Gaya yang bekerja pada baut(arah vertikal)(arah horizontal) Kontrol kekuatan baut : Terhadap geserPPBBI 1983 hal 68 n = jumlah bidang geser(aman) Terhadap tumpuan(untuk S1 sd)PPBBI 1983 hal 68 (untuk 1,5d S1 2d) t = tebal plat (aman)Jadi ukuran plat kopel b = 14,5 cm, h = 10 cm, t = 0,5 cm cukup aman untuk digunakan.

3.2.2 Perhitungan Batang Tarik a. Batang Balok Bint B1=B2=B3=B4=B5=B6Gaya design P = 2576,565 kg (tarik)L1 = 1,5 m = 150 cmL2 = 2 m = 200 cmMaka Lk = 200 cmbaja = 1600 kg/cm2

Dipilih profil 45.45.5F = 4,3 cm2i = 0,87 cme = 1,28 cmI = 3,25 cm4Ix = Iy = 7,83 cm4w = 3,18 cmix = iy = 1,35 cmKontrol :(aman)(aman)(aman)Tidak memerlukan plat kopel.

b. Batang Vertikal V1 = V2= V4 = V5Gaya design P = 1231,935 kg (tarik)L1 = 0,94 m = 94 cmL2 = 1,88 m = 188 cmMka, lk = 188 cmbaja = 1600 kg/cm2

Dipilih profil 45.45.5F = 4,3 cm2i = 0,87 cme = 1,28 cmI = 3,25 cm4Ix = Iy = 7,83 cm4w = 3,18 cmix = iy = 1,35 cmKontrol :(aman)(aman)(aman)Tidak memerlukan plat kopel

f. Batang V3Gaya design P = 1231,935 kg (tarik)Lk = 3,13 m = 313 cmbaja = 1600 kg/cm2

Dipilih profil 75.75.7Dari tabel baja diperoleh data : Ix = Iy = 52,4 cm4i = 1,45 cm F = 10,1 cm2I = 21,1 cm4Fn= 8,49 cm2w = 5,3 cm ix = iy = 2,28 cm e = 2,03 cm Kontrol :(aman)(aman)(aman)Tidak memerlukan plat kopelTabel 3 - 1. Berat Batang Kuda-Kuda

Karena profil kuda-kuda baja berupa profil ganda, maka : Berat total = 2 x 219,161 = 438,322 kg Kebutuhan total rangka baja = berat total + 25% berat total = 438,322+ 109,581 = 547,90 kg3.3. Perhitungan ZettingZetting (penurunan) yang terjadi pada konstruksi kuda-kuda akibat pembebanan dapat dihitung dengan rumus : Di mana :fs = Penurunan yang terjadi (cm)S = Gaya batang akibat beban luar (kg)L= Panjang masing-masing batang (cm)U = Gaya akibat beban 1 satuan F= Luas penampang profil (cm2)E= Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)Penurunan maksimum yang diizinkan dihitung dengan rumus : (PPBBI, 1983)Di mana :L = panjang bentang kuda-kuda Dalam perhitungan zetting, digunakan metode cremona untuk mendapatkan gaya batang akibat beban 1 satuan yang berada di tengah-tengah konstruksi,

Tabel 3 - 2. Perhitungan Zetting

fs = 0,4647 < fmax = 5,56(Aman)

73