bab iv perencanaan struktur primer aziz

TUGAS STRUKTUR BAJA

BAB IV

PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER

(PORTAL MEMANJANG, PORTAL MELINTANG )

I. PORTAL MELINTANG

Arah Pembebanan lihat lampiran

a. Direncanakan profil WF 400 x 200 x 7 x 11 (Balok Induk Memanjang)

Zx = 1088 cm3 Ix = 20000 cm4

Zy = 222 cm3 Iy = 1450 cm4

iy = 4,48 cm r = 16 mm = 1,6 cm

h = ( 40 - 2( 1,1 + 1,6) = 35 cm = 346 mm

W = 56,6 kg/m

Direncanakan profil WF 500 x 200 x 10 x 16 (Balok Induk Melintang)

Zx = 2096 cm3 Ix = 20000 cm4

Zy = 332 cm3 Iy = 1450 cm4

iy = 4,33 cm r = 16 mm = 1,6 cm

h = ( 50 - 2( 1,6 + 2,0) = 42,8 cm = 428 mm

W = 89,7 kg/m

b. Beban Kuda-kuda

Beban mati (merata)

Beban atap (5,2* qd = 13,321 ) = 69,269

Beban hidup (merata)

Beban hidup (5,2* qd = 20 ) = 104

Beban angin (merata) 1

Beban angin hisap ( 5,2*qwhisap = 48 ) = 249,6

Beban angin hisap ( 5,2*qwtekan = 16 ) = 83,2

REZANIA INDRI W 3106.100.522 of 32DAFIT ARIFIANTO 3106.100.523

TUGAS STRUKTUR BAJA

Beban angin (merata) 2

Beban angin tekan ( 5,2*qwtekan = 32 ) = 166,4

Beban angin tekan ( 5,2*qwhisap = 0 ) = 0

c. Beban pada P1

Beban struktur portal

Beban mati (terpusat)

Beban balok induk memanjang (56,6*5,2 ) = 294,32 kg

Beban balok anak melintang (56,6*3,625 ) = 205,175 kg

Beban balok induk melintang (89,7*3,625 ) = 325,163 kg

Beban regal (9,3*5,2*3) = 145,08 kg

Beban mati (merata)

Beban pelat (2,6* qd = 488 ) =1268,8

Beban pelat (2,6* qd = 488 ) =1268,8

Beban hidup (merata)

Beban pelat hidup (2,6*ql = 500 ) = 1300


Beban hidup (terpusat) => beban pelaksana =

Beban hidup = 400 kg

d. Beban pada P2






TUGAS STRUKTUR BAJA


Beban mati (merata)

Beban pelat (2,6* qd = 488 ) =1268,8

Beban pelat (2,6* qd = 488 ) =1268,8

Beban hidup terpusat



e. Beban angin pada dinding

Beban angin merata hanya terdapat pada lantai 1 saja

Beban angin tekan (5,2*qw = 32 ) = 166,4 kgm

Beban angin hisap (5,2*qw = 16 ) = 83,2 kgm

II. PORTAL MEMANJANG

Arah Pembebanan lihat gambar. Diambil portal tengah tidak ada atap.

Beban pada lantai :

Pada portal memanjang tidak ada beban terbagi rata pada balok (Bondek

menumpu pada balok arah melintang )

a. Beban pada P3



TUGAS STRUKTUR BAJA




Beban pelat (1,3*7,25* 488 ) = 4599,4 kg

Beban hidup (terpusat)

Beban pelat hidup (1,3*7,25* 500) = 4712,5 kg

b. Beban pada P4



Beban pelat (2,6*7,25* 488 ) = 9198,8 kg




Beban pelat hidup (2,6*7,25* 500 ) = 9425 kg

c. Beban pada P5



Beban pelat (2,6*7,25* 488 ) = 9198,8 kg




Beban pelat hidup (2,6*7,25* 500 ) = 9425 kg


TUGAS STRUKTUR BAJA

DIAGRAM PEMBEBANAN PORTAL MELINTANG


TUGAS STRUKTUR BAJA

BEBAN MATI

Pd1 = balok induk memanjang + balok anak melintang +

balok induk melintang + beban regel

= 294,32 + 205,175 + 325,163 + 145,08 = 969,738 kg

Pd2 = balok induk memanjang + balok anak melintang

balok induk melintang

= 294,32 + 410,35 + 650,325 = 1354,995 kg

qd lantai = beban merata pelat = 2537,6 kg/m

qd atap = beban merata atap = 69,269 kg/m


TUGAS STRUKTUR BAJA

BEBAN HIDUP

Pl1 = beban hidup pekerja (8*@100 kg) = 400 kg

qd lantai = beban hidup pelat = 2600 kg/m

ql atap = beban merata hidup = 104 kg/m


TUGAS STRUKTUR BAJA

BEBAN ANGIN 1

Angin Atap

qw1 tekan = beban angin tekan = 249,6 kg/m

qw2 tekan = beban angin hisap = 83,2 kg/m

Angin Dinding

qwa tekan = beban angin tekan = 166,4 kg/m

qwb hisap = beban angin hisap = 83,2 kg/m


TUGAS STRUKTUR BAJA

BEBAN ANGIN 2

Angin Atap

qw3 tekan = beban angin tekan = 166,4 kg/m

Angin Dinding

qwa tekan = beban angin tekan = 166,4 kg/m

qwb hisap = beban angin hisap = 83,2 kg/m

DIAGRAM PEMBEBANAN PORTAL MEMANJANG

BEBAN MATI

Pd3 = balok induk memanjang + balok induk melintang +


TUGAS STRUKTUR BAJA

beban terpusat pelat mati

= 73,58 + 625,325 + 4599,4 = 5293,305 kg

Pd4 = balok induk memanjang + balok induk melintang +


= 147,16 + 625,325 + 9198,8 = 9971,285 kg

Pd4 = balok induk memanjang + balok anak melintang +


= 147,16 + 410,35 + 9198,8 = 9756,31 kg

BEBAN HIDUP

Pd3 = beban terpusat pelat hidup = 4712 kg



BEBAN KOMBINASI

1. 1,4 DL

2. 1,2 DL + 1,6 LL + 0,5 H

3. 1,2 DL + 1,6 LL + 0,8W

4. 0,9 DL ± 1,3W


TUGAS STRUKTUR BAJA

BEBAN GEMPA

A. PORTAL MELINTANG


TUGAS STRUKTUR BAJA

Data-data perencanaan

Mutu baja : BJ 37

Lokasi bangunan : Zone 3 (Rawan Gempa)

Kondisi tanah : Sedang

Fungsi Gedung : Gudang (I = 1)

Beban lantai : 488 kg/m2

Berat Bangunan Lantai 1

Lantai : 21,75*5,2*488 kg/m2 = 55192,8 kg

Balok anak : 7,25*56,6 kg/m = 1231,05 kg

Balok induk melintang : 7,25*89,7 kg/m = 1950,98 kg

Balok induk memanjang : 5,2*56,6 kg/m*4 = 4924,2 kg

Kolom : 4,75*94 kg/m*4 = 1786 kg

Beban regel :145,08*2 = 290.16 kg

Beban hidup lantai : 21,75*5,2*500 kg/m2 = 56550 kg +

W1 = 110615,19 kg

Berat Bangunan Lantai 2

Atap (WF350*175) : 13,31*49,6 kg/m*2 = 1320,054 kg

Kolom (WF350*175) : 4,75*49,6 kg/m*2 = 471,2 kg

Beban gigi anjing direncanakan = 1000 kg

Beban hidup atap : 5,2*13,31*20 kg/m*2 = 2768,48 kg +

W2 = 5006,038 kg

Kombinasi Beban

Wt = W1+W2

= 121925,19 + 5559,734 = 127484,9 kg

Gaya Geser Gempa yang bekerja

Tempiris = =


TUGAS STRUKTUR BAJA

Dari Tempiris < 0,6 didapat C = 0,55

V = = 9936,20 kg

Distribusi Gaya Geser Gempa yang bekerja

Fix =

Lantaih

(m)Wi (kg) Wi .hi (kgm) Fix (kg) Vix (kg)

2 9,5 5006,038 47557,36 824,71 824,71

1 4,75 110615,19 525422,15 9111,49 9936,2

Σ = 572979,51 Σ = 9936,2

B. PORTAL MEMANJANG

Lantai (Mati) : 7,25*21,75*488 kg/m2 = 76951,5 kg

Balok anak melintang : 7,25*56,6 kg/m*8 = 3282,8 kg

Balok induk melintang : 7,25*89,7 kg/m*9 = 5852,925 kg

Balok induk memanjang : 41,6*56,6 kg/m = 2354,56 kg

Lantai (hidup) : 21,75*5,2*500 kg/m2 = 78843,93 kg +

= 151516,91 kg

Gaya Geser Gempa yang bekerja

Tempiris = =

Dari Tempiris < 0,6 didapat C = 0,55


TUGAS STRUKTUR BAJA

V = = 13020,98 kg

Distribusi Gaya Geser Gempa yang bekerja

Fiy =

LantaiH

(m)Wi (kg) Wi .hi (kgm) Fiy (kg) Viy (kg)

1 4,75 151516,91 719705,32 13020,98 13020,98

Σ = 719705,32 Σ = 13020,98

BABV

KONTROL DIMENSI

I. KONTROL PENAMPANG PORTAL MELINTANG

I.A PORTAL ATAP


7376,50 kgm

557,14 kgm

4510,39 kg

3250,35 kg

2921,37 kg

1758,57 kg

TUGAS STRUKTUR BAJA

Direncanakan profil WF 300*150*5,5*8

Data-data teknis :

A = 40,80 cm2 Sx = 424 cm3

W = 32 kg/m’ Zx = 455 cm3

r = 13 mm = 1,3 cm ix = 12,4 cm

Ix = 6320 cm4 iy = 3,29 cm

Iy = 442 cm4 d = 298 mm

h = 29,8 - 2( 0,8 + 1,3) = 25,6 cm = 256 mm

BJ 37 fu = 3700 kg/cm2 ; fy = 2400 kg/cm2 ; fr = 700 kg/cm2

fL= fy – fr = 2400 – 700 = 1700 kg/cm2

Lkx (L kuda-kuda) = 1173 cm

Lky1 (Jarak ikatan angin 1) 170 cm

Lky2 (Jarak ikatan angin 2) (170x2) = 340 cm

Kelangsingan Komponen Struktur

- Terhadap sumbu x

Ncrbx =

- Terhadap sumbu y


TUGAS STRUKTUR BAJA

Ncrby1 =

................Menentukan

Ncrby2 =

→ 1,71

Pu < → 4510,39 kg < 0,85 x 83692,361 kg = 71138,46 kg

maka pakai rumus interaksi:

Kontrol Balok

Momen Pembesaran terhadap sumbu x :

Dari SAP diperoleh :

M1 = Mntx1 = 557,14 kgm

M2 = Mntx2 = 7376,50 kgm


TUGAS STRUKTUR BAJA

Maka pakai

Kuat Nominal Balok

Kontrol Penampang

Mn = Mp = Zx*fy 455* 2400 =1092000 kgcm = 10920 kgm

Kontrol Lateral Buckling

Bentang (Lb1) = 1,70 m ; Lp=2,00 m

LB < LP ............................Bentang Pendek

Terhadap sumbu x :

Mn = Mp = Zx*fy 455* 2400 =1092000 kgcm = 10920 kgm

ΦMn = 0,9*10920 kgm = 9828 kgm > 7376,50 kgm……..(Ok)

Kontrol Interaksi Tekan dan Momen Lentur

...................OK!

Bentang (Lb2) = 3,4 m; Lp=2,00 m ; Lr = 5,92 m

Lp<LB < Lr............................Bentang Menengah


Penampang KompakMnx = Mpx

TUGAS STRUKTUR BAJA

Diketahui : Mmax = 2109,09 kgm (momen tanpa koefisien)

MA = (600,69*0,85)- 2109,09 = -1598,50 kgm

MB = (600,69*1,7)- 2109,09 = -1087,917 kgm

MC = (600,69*2,55)- 2109,09 = -577,33 kgm

Mp = Zx*fy 455* 2400 =1092000 kgcm = 10920 kgm

Mr = Sx*(fy-fr) 424*(2400-700) = 720800 kgcm = 7208 kgm

kgm

ΦMn = 0,9*14333,35 kgm = 12900,015 kgm > 7376,50 kgm….(Ok)

Kontrol Interaksi Tekan dan Momen Lentur

...................OK!

Jadi dipakai profil WF 300*150*5,5*8 untuk kuda-kuda


3400

A B C

0,25 Lb 0,25 Lb 0,25 Lb 0,25 Lb

600,69 kg329,44 kg

Mmax

TUGAS STRUKTUR BAJA

1.B PORTAL KOLOM ATAS

Direncanakan profil WF 300*150*5,5*8

Data-data teknis :

A = 40,80 cm2 Sx = 424 cm3

W = 32 kg/m’ Zx = 455 cm3

r = 13 mm = 1,3 cm ix = 12,4 cm

Ix = 6320 cm4 iy = 3,29 cm

Iy = 442 cm4 d = 298 mm

h = 29,8 - 2( 0,8 + 1,3) = 25,6 cm = 256 mm



TUGAS STRUKTUR BAJA

fL= fy – fr = 2400 – 700 = 1700 kg/cm2

L kolom atas = 4,75 m = 475 cm

Batang Tekan

Kontrol Penampang :

1. Kelangsingan elemen penampang

Badan :

.....................OK!

Sayap :

........................OK!

Penampang Tidak Langsing

2. Kelangsingan komponen struktur

- Tekuk Terhadap sumbu x

Dari grafik nomogram Gambar 7.6-2(b) diperoleh :

Tidak Bergoyang → kcx = 0,83


TUGAS STRUKTUR BAJA

- Tekuk Terhadap sumbu y

kcy = 1,2 ( kolom dianggap jepit – jepit bergoyang, LRFD Gambar 7,6-1 hal

32 )

Beban Gravitasi max

Ncrbx1 =

(Menentukan)

Ncrby =

→

Kuat rencana kolom (Pu) diperoleh dari SAP = 5223,85 kg

Kuat nominal kolom (Pn) =

Pu < → 5223,85 kg < 0,85 x 21473,68 kg = 18252,63 kg...........OK!


Kesimpulan :

Batang tekan kuat memikul beban dan rumus interaksi yang dipakai adalah

interaksi ke-1.


TUGAS STRUKTUR BAJA

Beam Kolom

Kontrol Balok Beban Gravitasi

Terhadap sumbu x


M1 = Mntx1 = 6888,10 kgm

M2 = Mntx2 = 7401,04 kgm

Maka pakai

Muy = 0

Kontrol Interaksi Tekan dan Momen Lentur untuk Beban Gravitasi

Kontrol Local Buckling

Mnx = Mpx = = 10920 kgm


Penampang KompakMnx = Mpx

7401,04 kgm

6888,10 kgm

X

5223,85 kg

TUGAS STRUKTUR BAJA


Lb = 475 cm = 4,75 m

Berdasarkan tabel LR dan LP, didapatkan :

Lp = 167,154 cm = 1,67 m

LR = 474,954 cm = 4,75 m

LR < LB............................Bentang Panjang

Mn = Mcr ≤ Mp

Mcr =

G = 0,8 x 106 kg/cm2

J = b = 298-

=

Iw =

Dari hasil perhitungan SAP :

Mmax = -7401,04 kgm

MA = -3008,24*1,1875 + 6888,10 = 3315,82 kgm


A

B

C

( - )

( + )

7401,04 kgm

6888,10 kgm

3008,24 kg

3008,24 kg

0,25

*Lb

0,25

*Lb

0,25

*Lb

0,25

*Lb

TUGAS STRUKTUR BAJA

MB = -3008,24*2,375 + 6888,10 = -256,47 kgm

MC = -3008,24*3,5625 + 6888,10 = -3828,755 kgm

Cb =

=

Mcr =

Mcr =

= 1789273,714 kgcm

Mcr ≤ Mp

= 1789273,714 kgcm ≥

Sehingga pakai Mn = Mp =10920 kgm


...................OK!

Jadi dipakai profil WF 300*150*5,5*8 untuk kolom atas


TUGAS STRUKTUR BAJA

1.C PORTAL KOLOM BAWAH

Direncanakan profil WF 300*300*10*15

A = 119,8 cm2 Sx = 1360 cm3

W = 94 kg/m’ Zx = 1465 cm3

r = 18 mm = 1,8 cm ix = 13,10 cm

Ix = 20400 cm4 iy = 7,51 cm

Iy = 6750 cm4

h = 30 - 2( 1,5 + 1,8) = 23,4 cm = 234 mm


fL= fy – fr = 2400 – 700 = 1700 kg/cm2

L kolom atas = 4,75 m = 475 cm

AKIBAT 1,2 DL + 1,6 LL + E1 (100X+30Y)

Gaya – gaya dalam yang dihasilkan :


X

6999,87 kgm

6467,17 kgm

730,20 kg

Y

1180,14 kgm

1124,48 kgm

124,63 kg

X

560,49 kgm

1206,95 kgm

33451,93 kg

Y

18,99 kgm

36,54 kgm

2582,00 kg

1,2DL + 0,5LL 100X+0,3Y

TUGAS STRUKTUR BAJA

Batang Tekan

Kontrol Penampang :

1. Kelangsingan elemen penampang

Badan :

.....................OK!

Sayap :

........................OK!

Penampang Tidak langsing

2. Kelangsingan komponen struktur

- Tekuk Terhadap sumbu x

Dari grafik diperoleh :

Tidak Bergoyang → kcx = 0,75

- Tekuk terhadap sumbu y


TUGAS STRUKTUR BAJA

Dari grafik diperoleh :

Tidak Bergoyang → kcy = 0,64

Ncrbx =

(Menentukan)

Ncrby =

→

Kuat rencana kolom (Pu) diperoleh dari SAP=33451,93+730,20= 33822,13 kg

Kuat nominal kolom (Pn) =

Pu < → 33822,13 kg < 0,85 x 261381,82 kg =222174,55 kg...........OK!


Kesimpulan :


TUGAS STRUKTUR BAJA

Batang tekan kuat memikul beban dan rumus interaksi yang dipakai adalah

interaksi ke-2.

Batang Balok - Kolom

Kontrol Balok Beban Gravitasi

1. Terhadap sumbu x


M1 = Mntx1 = 560,49 kgm

M2 = Mntx2 = 1206,95 kgm

Maka pakai

2. Terhadap sumbu y


M1 = Mnty1 = 18,99 kgm

M2 = Mnty2 = 36,54 kgm


TUGAS STRUKTUR BAJA

Maka pakai

Kontrol Balok Beban Lateral

1. Terhadap sumbu x


∑Pu = 106790,83 kg

M1 = Mltx1 = 6467,17 kgm

M2 = Mltx2 = 6999,87 kgm

Maka pakai

2. Terhadap sumbu y


TUGAS STRUKTUR BAJA


M1 = Mlty1 = 1124,48 kgm

M2 = Mlty2 = 1180,14 kgm

Maka pakai

Sehingga nilai Mu :


Lb = 475 cm = 4,75 m

Berdasarkan tabel LR dan LP, didapatkan :

LP = 381,559 cm = 3,81 m

LR = 1373,106 cm = 13,73 m

LP < LB <LR............................Bentang Menengah

Mn =

Dari hasil perhitungan SAP :


A

B

C

6999,87 kgm

6467,17 kgm

2835,17 kg

2835,17 kg

0,25

*Lb

0,25

*Lb

0,25

*Lb

0,25

*Lb

TUGAS STRUKTUR BAJA

Mmax = 6999,87 kgm

MA = +2835,17*1,1875 – 6999,87 = -3633,11 kgm

MB = +2835,17*2,375 - 6999,87 = -266,341 kgm

MC = +2835,17*3,5625 – 6999,87 = +3100,423kgm

Cb =

=

Kontrol Tekuk Lokal

Badan :

.....................OK!

Sayap :

........................OK!


TUGAS STRUKTUR BAJA

Mx = = 32640 kgm

Mp = = 35160 kgm

MR = = 23120 kgm

Mnx = = 35160 kgm

Mn = =76883,20kgm≥35160

kgm

Dipakai Mn = 35160 kgm


.................................

OK!


bab iv perencanaan struktur primer aziz

Documents