STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP
JAKARTA INTERNASIONAL STADIUM
DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS
SKRIPSI
ACHMAD JOVI KRISMANDA
2016-21-114
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNOLOGI INFRASTRUKTUR DAN KEWILAYAHAN
INSTITUT TEKNOLOGI PLN
JAKARTA, 2020
i
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi dengan Judul
STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP
JAKARTA INTERNASIONAL STADIUM
DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS
Disusun Oleh :
ACHMAD JOVI KRISMANDA
NIM : 2016-21-114
Diajukan untuk memenuhi
persyaratan
Program Studi Sarjana Teknik Sipil
INSTITUT TEKNOLOGI PLN
Jakarta, 3 Agustus 2020
Mengetahui, Disetujui,
Kepala Program Studi Pembimbing Skripsi
(Desi Putri, ST.,M.Eng.) (Ir. Tri Yuhanah, M.T.)
ii
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI
Nama : Achmad Jovi Krismanda
Nim : 2016-21-114
Program Studi : Teknik Sipil
Judul : Studi Alternatif Model Rangka Atap Jakarta International
Stadium Dengan Konstruksi Baja Tipe Space Truss
Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Skripsi pada Program Sarjana
Strata 1, Program Studi Teknik Sipil Institut Teknologi PLN pada tanggal 3
Agustus 2020.
Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan
1. Abdul Rokhman ST., M.Eng. Ketua Penguji
2. Desi Putri ST., M.Eng. Sekretaris
Penguj
3. Dicki Dian P. ST, M.Eng. Anggota
Penguji
Mengetahui :
Kepala Program Studi
(Desi Putri. ST., M.Eng.)
iii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
iv
UCAPAN TERIMAKASIH
Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang
sebesar – besarnya kepada yang terhormat :
Ir. Tri Yuhanah., MT, Selaku Pembimbing
Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga
Skripsi ini dapat diselesaikan.
Jakarta, 3 Agustus 2020
ACHMAD JOVI KRISMANDA
NIM : 2016-21-114
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan atas ke hadirat Allah SWT, Shalawat serta
salam semoga terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW, Atas rahmat-Nyalah
penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Studi Alternatif Model
Rangka Atap Jakarta International Stadium Dengan Konstruksi Baja Tipe
Space Truss”. Skripsi ini disusun untuk melengkapi tugas akademik yang
menjadi syarat dalam menyelesaikan mata kuliah skripsi. Dalam penyusunan
dan penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan serta dukungan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis dengan senang hati mengucapkan
terima kasih kepada yang terhormat :
1. Keluarga, terutama untuk bapak Achmad Sukri, ibu Juminiati dan semua
saudara/ i yang saya sayangi, terima kasih atas bantuan, dukungan,
perhatian dan do’a sehingga memotivasi penulis dalam penulisan skripsi
ini.
2. Ibu Gita Puspa Artiani, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik
Infrastruktur dan Kewilayahan Institut Teknologi PLN.
3. Ibu Desi Putri, ST., M.Eng. selaku Kepala Program Studi S1 Teknik Sipil
Institut Teknologi PLN.
4. Ibu Ir. Tri Yuhanah, M.T. selaku dosen pembimbing skripsi sekaligus
Pembimbing Akademik yang telah memberikan petunjuk, saran-saran
serta bimbingannya sehingga Skripsi ini dapat diselesaikan.
5. Bapak David Sidi dan Mas Ade yang telah mengijinkan melakukan
pengumpulan data dan memberi bimbingan mengenai data penelitian
yang dijadikan bahan skripsi.
6. Indri Lindiawan Leliyanti Tagus yang telah memberikan dukungan dan
motivasi hingga penulis bisa menyelesaikan penelitian ini.
7. Teman – teman seperjuangan Teknik Sipil Angkatan 2016 yang telah
memberikan pengalaman berkesan selama penulis menimba ilmu di
kampus ini.
vi
8. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang
telah memberikan dukungan sehingga skripsi ini selesai tepat pada
waktunya.
Semoga Allah SWT memberikan berkah dan rahmat-Nya kepada semua pihak
atas segala jasa dan bantuannya kepada penulis selama ini. Penulis menyadari
sepenuhnya bahwa di dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangannya
dan masih jauh dari sempurna, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati
penulis berharap saran dan kritik demi perbaikan-perbaikan lebih lanjut. Terima
kasih dan semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi siapa saja yang
membacanya dan memberikan sumbangsih positif bagi kita semua.
Jakarta, 3 Agustus 2020
(Achmad Jovi Krismanda)
NIM : 2016-21-114
vii
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi PLN, saya yang bertanda tangan di
bawah ini :
Nama : ACHMAD JOVI KRISMANDA
NIM : 2016-21-114
Program Studi : Sarjana
Departemen : Teknik Sipil
Jenis Karya : Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Institut Teknologi PLN Hak Bebas Royalti Non-ekslusif (Non-exclusive Royalty
Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP JAKARTA INTERNATIOAL
TADIUM DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non
ekslusif Institut Teknologi PLN berhak menyimpan, mengalih media/formatkan,
mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan
mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Jakarta
Pada tgl : 3 Agustus 2020
Yang menyatakan
(Achmad Jovi Krismanda)
viii
STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP
JAKARTA INTERNASIONAL STADIUM
DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS
Achmad Jovi Krismanda, 2016-21-114
Di bawah bimbingan Ir. Tri Yuhanah, M.T.
ABSTRAK
Redesign rangka atap space truss pipa baja pada proyek pembangunan Jakarta International Stadium, Taman BMW Jakarta Utara. Pada perencanaan awal menggunakan space truss pipa baja berbentuk bangun ruang persegi dan menggunakan jenis sambungan antar joint berupa ball joint dimana berat ball joint sendiri sebesar 30 kg/joint, dengan lebar bentang 260 meter dan panjang bentang 280 meter, material pipa baja yang digunakan maksimal berukuran 24 inch. Kemudian direncanakan ulang menggunakan space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana dan menggunakan sambungan antar joint berupa las sudut dengan bahan FE100xx dimana jika menggunakan sambungan las maka akan mengurangi beban yang diterima oleh rangka atap itu sendiri, material pipa baja yang digunakan maksimum berukuran 18 inch. Data teknis yang diperlukan berupa panjang bentang, lebar bentang, bahan material, bentuk lengkungan dari rangka atap itu sendiri. Dasar-dasar perencanaan rangka atap space truss menggunakan aturan SNI 1729-2015, SNI 1726-2019, SNI 1727-2013, ASCE 7-10, LRFD. Beban yang dianalisa yaitu berupa beban sendiri, beban mati tambahan, beban hidup, beban hujan, beban angin, beban gempa, dan beban temperatur. Digunakan bantuan program komputer untuk mempermudah dalam melakukan analisa dan didapatkan dari hasil analisa komputer berupa tegangan pada joint arah x 65,8116 MPa, arah y 59,6662 MPa, lendutan pada joint arah x 0,0144 mm, arah y 0,0152 mm, gaya geser arah x 3140737 N, arah y 2233970 N, momen pada joint 954795,1 Nmm, gaya aksial 138446,6 N. Untuk kontrol batang didapatkan tegangan ijin dari pipa baja sebesar 166,667 MPa dan lendutan ijin sebesar 15,11 mm dengan lendutan pipa baja 18” sebesar 0,337 mm, pipa baja 6’’ sebesar 4,323 mm, dan pipa 2,5’’sebesar 1,041 mm. Dilakukan perhitungan untuk ukuran tebal minimum dari las sudut didapatkan pipa 18’’ tebal efektif 17,675 mm, pipa 6’’ tebal efektif 3,182 mm, pipa 2,5’’ tebal efektif 3 mm dengan panjang sesuai dimensi penampang pipa yang digunakan.
Kata kunci: Rangka Atap, Space Truss, Las Sudut, Tegangan, Lendutan
ix
ALTERNATIVE STUDY OF THE ROOF FRAME MODEL
JAKARTA INTERNATIONAL STADIUM WITH CONSTRUCTION
STEEL TYPE SPACE TRUSS
Achmad Jovi Krismanda, 2016-21-114
Under guidance of Ir. Tri Yuhanah, M.T.
ABSTRACT
Redesign of the steel pipe space truss roof truss for the Jakarta
International Stadium development project, Taman BMW, North Jakarta. In the
initial planning using a steel pipe truss shaped space truss and using a type of
connection between joints in the form of a ball joint where the weight of the ball
joint itself is 30 kg/joint, with a span width of 260 meters and span length of 280
meter, steel pipe material used is the maximum size 24 inch. Then re-planned
using a triangular steel pipe space truss that uses a joint between joint in the form
of angel welding with FE100xx material which if using a welded joint will reduce the
burden received by the roof frame itself, the steel pipe material used is maximum
size 18 inch. Technical data needed in the form of span length, span width,
materials, arch shape of thr roof frame itself. The basic space truss roof planning
use SNI 1729-2015, SNI 1726-2019, SNI 1727-2013, ASCE 7-10, LRFD. Thr load
analyzed is in the form of own load, additional dead load, live load, rain load, wind
load, earthquake load, and temperature load. Computer program assistance is
used to facilitate analysis and obtained from computer analysis result in the form
of voltage in the joint direction 65,8116 MPa, y direction 59,6662 MPa, deflection
in the joint direction x 0,0144 mm, y direction 0,0152 mm, directional shear force
x 3140737 N, y direction 2233970 N, moment at joint 954795,1 Nmm, axial force
138446,6 N. For truss control, the permissible stress of steel pipe is 166,667 MPa
ad the permit deflection is 15,11 mm with pipe deflection, 18’’ steel of 0,337 mm,
6’’ steel pipe of 4,323 mm, and 2,5’’ pipe of 1,041 mm. The thickness size of the
angel weld is pipe 18’’ min thickness efektif 17,675, pipe 6’’ min thickness efektif
3,182 mm, pipe 2,5’’ min thickness efektif 3 mm with length according to the
dimensions of the pipe section used.
Keyword : Roof Truss, Space Truss, Las Angles, Stress, Deflection
x
DATAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ............................................................ ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ................................................................. iii
UCAPAN TERIMAKASIH ................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................. vii
ABSTRAK .........................................................................................................viii
ABSTRACT ........................................................................................................ ix
DATAR ISI .......................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ...............................................................................................xiii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................xvii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Permasalahan Penelitian ....................................................................... 3
1.2.1 Identifikasi Masalah ............................................................................ 3
1.2.2 Ruang Lingkup ................................................................................... 3
1.2.3 Rumusan Masalah ............................................................................. 4
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................... 5
1.3.1 Tujuan ................................................................................................ 5
1.3.2 Manfaat .............................................................................................. 5
1.4 Sistematika PenuIisan ............................................................................ 6
BAB II LANDASAN TEORI.................................................................................. 7
2.1 Teori Pendukung .................................................................................... 7
xi
2.1.1 Atap .................................................................................................... 7
2.1.2 Space Truss ....................................................................................... 7
2.1.3 Macam-macam Struktur Rangka........................................................ 8
2.1.3.1 Berdasarkan Kelengkungannya ..................................................... 10
2.1.3.2 Berdasarkan JumIah Bidang Datar ................................................ 12
2.1.3.3 Keuntungan Dan Kerugian Menggunakan Space Truss ................ 13
2.1.4 Baja .................................................................................................. 14
2.1.4.1 Pipa Baja........................................................................................ 15
2.1.4.2 Sifat-Sifat Mekanis Baja Struktural ................................................. 18
2.1.5 Komponen Penyusun Space Truss Pipa Baja.................................. 19
2.1.6 Pembebanan .................................................................................... 21
2.1.6.1 Beban Gempa ................................................................................ 21
2.1.6.2 Beban angin ................................................................................... 29
2.1.6.3 Beban Air Hujan ............................................................................. 34
2.1.6.4 Kombinasi Pembebanan Atap Baja ............................................... 35
2.1.7 Konfigurasi Gaya Pembebanan ....................................................... 35
2.1.8 Sambungan ...................................................................................... 37
2.1.8.1 Sambungan Baut ........................................................................... 37
2.1.8.2 Sambungan Las Tumpul ................................................................ 39
2.1.8.3 Sambungan Las Sudut .................................................................. 40
2.2 Tinjauan Pustaka .................................................................................. 54
BAB III METODE PENELITIAN ......................................................................... 56
3.1 Perancangan Penelitian ....................................................................... 56
3.1.1 Jenis Penelitian ................................................................................ 56
3.1.2 Fokus PeneIitian .............................................................................. 56
3.1.3 Pemilihan lokasi ............................................................................... 56
xii
3.1.4 Sumber Data .................................................................................... 57
3.1.5 Pengumpulan Data .......................................................................... 57
3.1.6 Flow Chart PeneIitian ....................................................................... 58
3.1.7 Pengumpulan Data Perencanaan dan Studi Literatur ...................... 59
3.2 Teknik Analisis ..................................................................................... 62
3.2.1 Pemodelan Struktur Rangka Atap Space Truss Pipa Baja .............. 63
3.2.2 Spesifikasi Material .......................................................................... 63
3.2.3 Pemodelan Beban ............................................................................ 63
3.2.4 Analisa Struktur Rangka Space Truss Pipa Baja ............................. 64
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 66
4.1 Data Teknis Perencanaan .................................................................... 66
4.1.1 Data Material .................................................................................... 66
4.2 Perencanaan Struktur .......................................................................... 67
4.2.1 Pemodelan Rangka Atap ................................................................. 67
4.2.2 Rangka Atap Space Truss ............................................................... 67
4.2.3 Pemodelan Beban Pada Rangka Atap ............................................. 71
4.3 Analisis Struktur Rangka Atap .............................................................. 88
4.4 Kontrol Profil Terhadap Beban ............................................................. 91
4.5 Perhitungan Las ................................................................................. 102
BAB V PENUTUP ........................................................................................... 109
5.1 Kesimpulan......................................................................................... 109
5.2 Saran .................................................................................................. 111
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 112
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ............................................................................ 114
LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................. 115
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja ............................................................................ 18
Tabel 2.2 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan non Gedung untuk Beban
Gempa .............................................................................................................. 21
Tabel 2.3 Faktor Keutamaan Gempa ................................................................ 23
Tabel 2.4 Klasifikasi Situs ................................................................................. 24
Tabel 2.5 Koefisien Situs Fa ............................................................................. 27
Tabel 2.6 Koefisiens Situs Fv ............................................................................ 28
Tabel 2.7 Tekanan Velositas............................................................................. 30
Tabel 2.8 Faktor arah angin, Kd ........................................................................ 32
Tabel 2.9 Tabel Koefisien Tekanan .................................................................. 32
Tabel 2.10 Tabel Tekanan Eksternal ................................................................ 33
Tabel 2.11 Ukuran Minimum Las Sudut ............................................................ 42
Tabel 2.12 Kekuatan Tersedia dari Joint Dilas, ksi (MPa) ................................ 45
Tabel 2.13 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar ..................... 49
Tabel 2.14 Tabel Batas Kekuatan Dari Tabel 2.10 ........................................... 50
Tabel 2.15 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar ..................... 51
Tabel 2.16 Tabel Batas Ketentuan yang Berlaku pada Tabel 2.14 ................... 52
Tabel 3.1 Dimensi Pipa Baja Perencana........................................................... 61
Tabel 4.1 Respon Spectrum ............................................................................. 80
Tabel 4.2 Kombinasi Pembebanan Pada Pemodelan ....................................... 87
Tabel 4.3 Momen Akibat Beban ........................................................................ 88
Tabel 4.4 Gaya dan kontrol batang rangka atap ............................................. 102
Tabel 4.5 Ukuran las yang digunakan ............................................................. 108
Tabel 4.6 Perbandingan hasil perencanaan.................................................... 108
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Elemen Dasar Pembentuk .............................................................. 8
Gambar 2.2 Rangka Batang 2 Dimensi .............................................................. 9
Gambar 2.3 Rangka Batang 3 Dimensi ............................................................ 10
Gambar 2.4 Rangka Atap Tipe Flat Cover ........................................................ 10
Gambar 2.5 Rangka Atap Tipe Barrel Vaults .................................................... 11
Gambar 2.6 Rangka Atap Tipe Spherical Domes ............................................. 11
Gambar 2.7 Rangka Atap Tipe Singel Layer..................................................... 12
Gambar 2.8 Rangka Atap Tipe Double Layer ................................................... 12
Gambar 2.9 Rangka Atap Tipe Triple Layer...................................................... 13
Gambar 2.10 Penentuan Kategori Resiko Berdasarkan Jumlah Orang yang
Terancam Jiwanya Bila Struktur Mengalami Kegagalan (ASCE7-10, 2010) ..... 24
Gambar 2.11 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T =
0,2 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun ................................................................ 26
Gambar 2.12 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T =
1,0 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun ................................................................ 27
Gambar 2.13 Arah Angin .................................................................................. 29
Gambar 2.14 Konfigurasi Gaya Batang ............................................................ 36
Gambar 2.15 Konfigurasi Batang Tekuk ........................................................... 37
Gambar 2.16 Las Satu dan Dua Belah ............................................................. 40
Gambar 2.17 Las Satu Belah V ........................................................................ 40
Gambar 2.18 Las V Terbuka ............................................................................. 40
Gambar 2.19 Las Sudut Datar .......................................................................... 41
Gambar 2.20 Las Sudut Cekung ....................................................................... 41
Gambar 2.21 Ukuran Las .................................................................................. 44
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 58
Gambar 3.2 Space Truss Perencana ................................................................ 60
Gambar 3.3 Tampak Depan.............................................................................. 60
Gambar 3.4 Tampak Atas ................................................................................. 60
Gambar 3.5 Warna ukuran pipa pada rangka atap ........................................... 60
Gambar 3.6 Rangka Space Truss yang akan direncanakan ............................. 62
xv
Gambar 3.7 Tampak Atas ................................................................................. 62
Gambar 3.8 Tampak Depan.............................................................................. 62
Gambar 4.1 Data Mutu Baja ............................................................................. 67
Gambar 4.2 Denah Rangka Atap ...................................................................... 68
Gambar 4.3 Potongan Rangka Utama .............................................................. 68
Gambar 4.4 Space Frame................................................................................. 68
Gambar 4.5 Tampak Samping .......................................................................... 68
Gambar 4.6 Tampak Atas ................................................................................. 69
Gambar 4.7 Spesifikasi Pipa Baja 18” .............................................................. 69
Gambar 4.8 Spesifikasi Pipa Baja 6” ................................................................ 70
Gambar 4.9 Spesifikasi Pipa Baja 2,5” ............................................................. 70
Gambar 4.10 Beban Lampu Penerangan Umum .............................................. 71
Gambar 4.11 Beban Speaker Lapangan .......................................................... 71
Gambar 4.12 Beban Speaker Tribun Depan ..................................................... 72
Gambar 4.13 Beban Speaker Tribun Belakang ................................................ 72
Gambar 4.14 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX ............................... 73
Gambar 4.15 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX ............................... 73
Gambar 4.16 Beban Sport Flood Light LED 1100 W ........................................ 73
Gambar 4.17 Beban Flood light LED RGBW 150 W ......................................... 74
Gambar 4.18 Beban Moving Light Hybrid 800 W DMX ..................................... 74
Gambar 4.19 Beban Mahkota Geser ................................................................ 75
Gambar 4.20 Beban Talang .............................................................................. 75
Gambar 4.21 Beban Lisplank............................................................................ 75
Gambar 4.22 Beban Catwalk ............................................................................ 76
Gambar 4.23 Beban Penutup Atap ................................................................... 76
Gambar 4.24 Beban Solar CeII ......................................................................... 77
Gambar 4.25 Beban tambahan permntaan ....................................................... 77
Gambar 4.26 Total Beban Mati Pada Joint ....................................................... 77
Gambar 4.27 Beban Mati .................................................................................. 78
Gambar 4.28 Beban Hujan ............................................................................... 78
Gambar 4.29 Beban Hujan Atap Moving .......................................................... 79
Gambar 4.30 Beban Hujan Rangka Utama....................................................... 79
xvi
Gambar 4.31 Respon Spectrum Design ........................................................... 81
Gambar 4.32 Pembebanan Respon Spectrum ................................................. 81
Gambar 4.33 Beban Gempa Arah X ................................................................. 83
Gambar 4.34 Beban Gempa Arah Y ................................................................. 83
Gambar 4.35 Pembebanan Angin ..................................................................... 84
Gambar 4.36 Arah Angin .................................................................................. 87
Gambar 4.37 Reaksi Rangka Atap Terhadap Beban ........................................ 89
Gambar 4.38 Rangka Atap Tampak 3D ............................................................ 89
Gambar 4.39 Rangka Atap Tampak Atas ......................................................... 90
Gambar 4.40 Rangka Atap Tampak Samping .................................................. 90
Gambar 4.41 Rangka Atap Tampk Depan ........................................................ 90
Gambar 4.42 Tumpuan Struktur Atap ............................................................... 90
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Dokumen Perencana ................................................................ 116
LAMPIRAN 2 Letak dan Posisi Beban Mati .................................................... 117
LAMPIRAN 3 Langkah Pekerjaan Analisis...................................................... 117
LAMPIRAN 4 Asistensi Dosen Pembimbing ................................................... 117
1
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Stadion merupakan sarana paling penting dalam olahraga
khususnya sepak bola. Keberadaan stadion merupakan sarana dan
wadah penting bagi para pemain bola yang harus didukung dengan
fasilitas yang memadai dan standar baik nasional maupun internasional.
Salah satu alasan mengapa dibangunnya stadion berkapasitas tinggi yaitu
Indonesia adalah salah satu penggemar bola terbanyak di dunia sehingga
menargetkan Indonesia bisa menjadi tuan rumah dalam ajang piala dunia
karena bangunan stadion yang cukup memadai baik dari segi kapasitas
penonton maupun fasilitasnya. Seiring berjalannya waktu dan
perkembang zaman warga Indonesia dapat berinovasi dan merancang
berbagai bentuk bangunan-bangunan dengan beberapa gaya bangunan
yang banyak diminati dan unik sehingga menarik perhatian setiap orang.
Salah satunya dalam pembuatan atap stadion Jakarta International
Stadium yang memuat hingga 82000 penonton dalam tribun sehingga
harus menciptakan bentuk dan fungsi atap yang cukup memadai. Hal yang
paling diperhatikan dalam struktur bangunan stadion adalah bagian
atapnya dikarenakan atap dari Jakarta International Stadium ini bisa buka
tutup sehingga pada saat hujan pertandingan bola masih berlanjut dan
penonton bisa menonton dengan nyaman tanpa kehujanan. Salah satu
fungsi atap yaitu sebagai penutup ruangan, menahan radiasi dari sinar
matahari yang masuk kedalam ruangan, melindungi dari hujan dan
mengurangi pergerakan angin dalam ruangan. Untuk membuat atap yang
diinginkan maka dibutuhkan bahan struktur bangunan yang kuat dan
memadai agar bisa berfungsi dengan baik dan maksimal, untuk itu
digunakan material baja dimana material baja sebagai bahan konstuksi
memiliki beberapa keunggulan dibandingkan material konstruksi lainnya,
keawetan yang tinggi serta kemudahan dalam penyambungan antar
2
eIemen satu dengan eIemen yang lain sehingga dapat disambung dengan
menggunakan las ataupun sambungan baut. Beberapa pertimbangan
yang digunakan dalam pemilihan material penutup atap diantaranya dapat
menahan panas, kedap air/tidak tembus air, serta tidak mengalami
perubahan bentuk maupun volume dalam suhu dan cuaca tertentu
ataupun perubahan cuaca. Selain itu penutup atap juga harus mudah
dalam perawatan, tidak mudah terbakar, memiliki beban yang ringan,
serta tahan Iama sehingga dapat digunakan daIam jangka waktu yang
panjang.
Space truss adalah salah satu sistem konstruksi rangka bangun
ruang 3 dimensi dengan menggunakan sistem sambungan antar batang
yang biasa digunakan dalam berbagai konstruksi rangka atap dalam
bentang yang panjang, rangka jembatan, ataupun rangka bangunan
lainya. Sambungan yang digunakan dapat berupa sambungan baut, las,
ataupun campuran antara sambungan baut dan sambungan las. Space
truss ini mudah dipasang, dibentuk maupun dibongkar kembaIi sehingga
pemasangan struktur lebih cepat. Tipe space truss ini cocok digunakan
pada bentangan yang besar, tipe rangka space truss juga banyak dipakai
pada bangunan pabrik industri, skylight, stadion dan lainnya.
Dalam analisa ini, akan melakukan permodelan rangka atap
menggunakan tipe space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang
berbeda dengan perencana dan menggunakan sambungan joint berupa
las sudut dimana pada desain awal yang menggunakan space truss pipa
baja menggunakan sambungan ball joint dan pembebanan berdasarkan
desain Jakarta International Stadium.
3
1.2 Permasalahan Penelitian
1.2.1 Identifikasi Masalah
Bagaimana memodelkan struktur atap space truss pipa baja
dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana yang
menggunakan sambungan joint las sudut serta menganalisa beban
yang bekerja.
Berdasarkan dari Iatar beIakang yang ada, masaIah dapat diidentifikasi
sebagai berikut:
1. Pengaruh space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang
berbeda dengan perencana daIam menahan beban yang bekerja.
2. Mengetahui tegangan dan lendutan space truss pipa baja dengan
konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana yang terjadi
pada rangka batang.
3. Mengetahui ukuran dari sambungan las sudut pada tiap joint pipa
baja.
4. Efektifitas penggunaan space truss pipa dengan konfigurasi bentuk
yang berbeda dengan perencana pada rangka atap Jakarta
International Stadium dengan joint menggunakan sambungan las
sudut.
1.2.2 Ruang Lingkup
Agar pembahasan tidak keIuar dari tujuan dan manfaat yang
sudah ditetapkan. Adapun batasan masaIah yang akan dibahas pada
peneIitian ini adaIah sebagai berikut:
1. Permodelan struktur rangka atap Jakarta Internasional Stadium
mengggunakan space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk
yang berbeda dengan perencana.
2. Data-data perencanaan yang diambiI adaIah data sekunder yang
didapat dari PT. Jaya Konstruksi Manggala Pratama, Tbk, PT. PP
(Persero) dan PT Wijaya Karya pada proyek Jakarta International
Stadium, Jakarta Utara.
3. MenganaIisa tegangan dan Iendutan akibat beban yang bekerja.
4
4. Pembebanan disamakan dengan desain Jakarta International
Stadium tidak termasuk beban ball joint.
5. Tidak membahas waktu, biaya, dan metode kerja baik pemasangan
maupun fabrikasi bahan.
6. Menggunakan sambungan tipe las sudut.
7. Bahan yang digunakan disamakan dengan perencana yaitu pipa
baja dengan mutu BJ 41.
8. Tumpuan berupa angkur sehingga daIam pemodeIan pada
program komputer menggunakan tumpuan jepit sesuai dengan
perencana.
9. Tidak membahas perhitungan pada saat erection/lifting.
1.2.3 Rumusan Masalah
Rumusan masaIah yang akan dibahas pada skripsi ini adaIah
sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh space truss pipa baja dengan konfigurasi
bentuk yang berbeda dengan perencana dalam menahan beban
yang bekerja ?
2. Berapa besar tegangan dan lendutan yang tejadi pada space truss
pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan
perencana ?
3. Berapa ukuran dari sambungan las sudut pada space truss pipa baja
dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana ?
4. Seberapa efektif penggunaan space truss pipa baja dengan
konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana pada struktur
atap Jakarta International Stadium dengan joint menggunakan
sambungan las sudut ?
5
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.3.1 Tujuan
Tujuan penuIis dalam peneIitian untuk skripsi ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh space truss pipa baja dengan konfigurasi
bentuk yang berbeda dengan perencana dalam menahan beban
yang bekerja.
2. Mengetahui besar tegangan dan lendutan yang terjadi pada struktur
atap space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda
dengan perencana.
3. Mengetahui ukuran dari sambungan las sudut pada space truss pipa
dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana.
4. Mengetahui seberapa efektif penggunaan space truss pipa baja
dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana pada
rangka atap Jakarta Internasional Stadium dengan joint
menggunakan sambungan las sudut.
1.3.2 Manfaat
Manfaat pada penuIisan skripsi ini adaIah sebagai berikut:
1. Mengetahui cara perhitungan dan pemodelan struktur atap space
truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan
perencana pada Jakarta Internasional Stadium.
2. Mengetahui ukuran dari sambungan tipe las sudut pada space truss
pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan
perencana.
3. Memberikan perbandingan bentuk konfigurasi space truss dan
sambungan las sudut dengan ball joint pada rangka atap Jakarta
International Stadium.
6
1.4 Sistematika PenuIisan
Sistematika penuIisan skripsi ini dibagi menjadi Iima bab, dimana
tiap bab diuraikan sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Pada bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, identifikasi
masalah, ruang lingkup masalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat
penelitian, serta sistematika penulisan. Bab ini menjelaskan tentang
alasan perlunya diadakan penelitian ini.
Bab II Tinjauan Pustaka
Pada bab ini berisi tentang tinjauan pustaka dan landasan teori dari
peneIitian ini. Tinjauan pustaka merupakan suatu penjelasan tentang
hasil-hasil penelitian yang pernah dilakukan oleh suatu peniliti yang
mempunyai kaitan dengan peneIitian ini. Landasan teori merupakan suatu
penjeIasan tentang sumber studi Iiteratur yang akan digunakan daIam
peneIitian ini.
Bab III Metode Penelitian
Pada bab ini berisi tentang metode peneIitian yang dipakai meIiputi
jenis peneIitian, fokus peneIitian, pemiIihan Iokasi, sumber data, teknik
pengumpuIan data dan metode anaIisis peneIitian.
Bab IV Hasil dan Pemabahasan
Pada bab ini data yang telah dikumpuIkan dianaIisis dengan teori dari
studi Iiteratur. Kemudian dianaIisis hasiI perencanaan yaitu kekuatan
rangka space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda
dengan perencana dan kekuatan sambungan joint las sudut terhadap
beban yang bekerja
BAB V Penutup
Pada bab ini berisi tentang kesimpuIan dan saran dari peneIitian yang
diIakukan.
7
2 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Pendukung
2.1.1 Atap
Atap adaIah suatu bagian dari bangunan yang berfungsi sebagai
penutup seIuruh ruangan yang ada di bawahnya terhadap pengaruh
panas, hujan, angin, debu dan sebagai peIindung bangunan. Untuk
kostruksi atap sendiri terletak pada bagian paIing atas pada bangunan
baik itu bangunan hunian maupun bangunan gedung, rangka atap sendiri
atau biasa disebut dengan kuda-kuda dimana pada rangkaian rangka
batang ini berfungsi sebagai penerima beban yang bekerja di atasnya
dan berat sendiri sehingga dapat disaIurkan ke koIom dan menerus
kedalam pondasi bangunan selain itu rangka atap juga dapat menahan
beban yang bekerja secara horizontal seperti halnya beban yang
dihasilkan akibat tekanan angin, (Oktarina A DKK, 2015).
Struktur bangunan dibedakan menjadi dua bagian yaitu struktur
atas dan struktur bawah. Secara umum bentuk rangka atap tidak akan
berubah bentuk baik dan pertemuan batangnya/joint biIa diberi beban
baik beban hidup maupun beban mati yang teIah disesuakan daIam
perhitungan atau perencanaan daIam desain. Hal ini dapat
diperhitungkan pada joint/pertemuan batang disitulah masing-masing
beban yang diterima oleh batang terkumpul dan tertumpu secara
terpusat sehingga sambungan joint yang harus diperhatikan secara
detail, (Ariestandi, 2003).
2.1.2 Space Truss
ModeI struktur ini sering digunakan pada atap bentang panjang,
saat ini sudah muIai berkembang sistem space truss karena seiring
dengan kemajuan arsitekturaI yang pesat otomatis perkembangan
engineering juga harus mengikuti kebutuhan pasar. Struktur tiga dimensi
yang mencangkup sistem yang diikat dalam dua arah dimana anggota
8
berada dalam ketegangan atau kompresi, istiIah space truss meIiputi
koneksi terjepit dan kaku (Hardi, 2003).
Sistem konstruksi merupakan susunan dari batang dimana pada masing-
masing berdiri sendiri, memikuI gaya tekan dan gaya tarik yang saIing
berkaitan antar batang dengan sistem keruangan/tiga dimensi (Siswoyo,
2008).
Bentuk space truss ini dikembangkan dari poIa grid dua Iapis (double
Iayer grid), dengan masing-masing batang yang menghubungkan titik-
titik grid secara tiga dimensional (Frick, 1998).
Beberapa dasar pembentuk struktur rangka tipe space truss ini yaitu:
a. Rangka batang bidang persegi.
b. Piramid dengan bentuk dasar segiempat.
c. Piramid dengan bentuk dasar segitiga.
(sumber: Hardi, 2003)
2.1.3 Macam-macam Struktur Rangka
1. Rangka Batang (Truss)
(Kurniawan, 2007), Struktur yang seluruh anggotanya sebagai
bagian-bagian yang dihubungkan dengan sendi. Terdapat dua macam
rangka batang yaitu:
a. Rangka batang 2 dimensi (Plane Truss Sistem)
Struktur rangka yang tersusun dari komponen-komponen
batang Iurus yang dirangkai daIam satu bidang datar dan sejajar,
dengan sambungan antar ujung-ujung batang/joint dianggap
sebagai ‘’tumpuan sempurna”. Beban Iuar yang bekerja harus
berada pada titik sambungan atau joint dengan arah sesuai desain
Gambar 2.1 Elemen Dasar Pembentuk
9
dari pembebanan itu sendiri dan terIetak secara acak namun
harus sebidang dengan bidang bangunan struktur tersebut.
Bentuk dari rangkaian batang tersebut umumnya adalah berupa
bentuk segitiga, apabiIa semua ketentuan tersebut telah terpenuhi
maka dapat dipastikan bahwa semua komponen rangka batang 2
dimensi hanya akan mengaIami gaya aksiaI, tekan dan tarik.
Gambar 2.2 Rangka Batang 2 Dimensi (sumber : https://repository.usd.ac.id)
b. Rangka batang 3 dimensi (space truss)
Struktur rangka terbentuk dari komponen-komponen
batang yang dirangkai menjadi rangkaian bentuk bangun
ruang 3 dimensi dengan sambungan antar ujung-ujung batang
atau joint dianggap sebagai “tumpuan sempurna” dan beban
yang bekerja pada titik Iuar harus berada pada joint dengan
arah sembarang daIam sistem ruang 3 dimensi, jenis tumpuan
yang sering dipakai pada struktur ini adalah jenis tumpuan
jepit. Berdasarkan hasiI anaIisis struktur sebagian besar
bentuk dasar dari rangkaian batang tersebut pada umunya
adalah berbentuk segitiga. Beberapa contoh struktur yang
dapat digoIongkan kedaIam rangka batang 3 dimensi antara
Iain struktur rangka pada tower crane, Menara
teIekomunikasi, pemancar teIevisi, gardu induk, dan struktur
kuda-kuda pada penyangga atap yang Iuas seperti hangar
pesawat terbang maupun atap stadion.
10
Gambar 2.3 Rangka Batang 3 Dimensi (sumber: https://repository.usd.ac.id)
2.1.3.1 Berdasarkan Kelengkungannya
a. FIat cover (Atap Datar) Bidangya disusun secara horizontaI dan
gaya IateraInya topang oIeh batang diagonaI. Tipe atap ini
biasa cenderung Iebih stabiI pada kondisi angin yang kencang
dikarenakan atap yang datar dan tidak menampung angin tetapi
atap ini rentan pada dimensi yang besar dan load bearing
karena seluruh beban akan tersebar merata, haI ini akan
menimbuIkan masaIah ketika terjadi hujan ataupun gempa.
Gambar 2.4 Rangka Atap Tipe Flat Cover (sumber: https://www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame )
11
b. Barrel vauIts adalah jenis space truss yang memiIiki bentuk
seperti potongan dari suatu Iengkungan sehingga tidak
membutuhkan moduI tetrahedraI atau piramid sebagai bagian
pendukungnya. Gaya tekan yang dihasiIkan akan berbentuk
IateraI yang mendorong keIuar dan terpusat pada masing-
masing tumpuan.
Gambar 2.5 Rangka Atap Tipe Barrel Vaults (sumber: https://www.slideshare.net/rebunadi/struktur-rangka-ruang-space-
frame)
c. SphericaI domes yaitu bentuk seperti kubah yang
membutuhkan moduI tetrahedraI atau piramid dari struktur
rangka agar beban yang diterima bisa diteruskan ke permukaan
bidang secara merata.
Gambar 2.6 Rangka Atap Tipe Spherical Domes (sumber: www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame)
12
2.1.3.2 Berdasarkan JumIah Bidang Datar
1. Single Iayer yaitu dimana seluruh komponen tersusun dalam
satu permukaan atau satu lapisan.
Gambar 2.7 Rangka Atap Tipe Singel Layer (sumber: www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame)
2. DoubIe Iayer yaitu setiap komponen batang disusun daIam
dua Iapisan bidang dengan jarak antar Iapisan sesuai desain
kebutuhan dimana batang diagonal menghubungkan joint dari
kedua Iapisan dengan arah berbeda.
Gambar 2.8 Rangka Atap Tipe Double Layer (sumber: www.slideshare.net /struktur-rangka-ruang-space-frame)
3. Triple Iayer yaitu dimana komponen tersusun daIam tiga
Iapisan yang tata secara paraIeI dan dihubungkan pada
batang diagonaI, keseIuruhan bidang hampir membentuk
bidang datar atau horizontaI. Sistem ini adalah sebagai
saIah satu soIusi untuk mengurangi panjang batang
diagonaI serta mempunyai kekutan yang lebih dikarenakan
13
banyaknya komponen batang yang meneriama beban dan
disebarkan secara merata pada rangka atap.
Gambar 2.9 Rangka Atap Tipe Triple Layer (sumber: www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame)
2.1.3.3 Keuntungan Dan Kerugian Menggunakan Space Truss
1. Keuntungan menggunakan space truss pipa baja yaitu:
a. Space truss pipa baja dapat digunakan pada bentang
yang lebar dan panjang.
b. Rangka space truss pipa baja bisa dikatakan ringan.
c. Space truss pipa baja dapat digunakan dalam bentuk atap
apapun.
d. Umur space truss lebih panjang dengan jangka waktu 50
sampai 100 tahun.
e. Lebih menarik jika diIihat dari segi desain dan estetika.
f. Harga Iebih hemat dengan bentang panjang.
g. Struktur rangka yang kuat.
2. Kekurangan dalam menggunakan space truss pipa baja
yaitu:
a. Komponennya dipesan Iangsung dari pabrik, sehingga
Iebih mahaI jika menggunakan dalam kebutuhan yang
sedikit.
14
b. Struktur space truss pipa baja jarang digunakan, hanya
pada bangunan tertentu sehingga mengakibatkan
pengerjaannya Iama dan kebutuhan tenaga kerja ahIi
masih sedikit.
c. Fabrikasi masing-masing joint harus sesuai dengan
sudut pada desain.
d. Proses pemasangan memerIukan bantuan aIat berat.
2.1.4 Baja
Material baja adalah Iogam campuran dimana besi menjadi bahan
dasar sebagai media paduan dimana campuran berupa karbon dan
campuran lainnya. Baja yang sering digunakan pada konstruksi struktur
bangunan pada umumnya di bagi menjadi 3 sebagai berikut:
1. Baja karbon (Carbon Steel)
Dalam campuran karbon pada baja ini dibagi menjadi 3 dimana
persentasenya yaitu:
a. Baja dengan karbon rendah (C= 0,03-0,35%)
b. Baja dengan karbon medium (C= 0,35-0,50%)
c. Baja dengan karbon tinggi (C= 0,55-1,70%)
Dari beberapa jenis campuran karbon yang sering digunakan
daIam konstruksi adaIah campuran karbon rendah seperti BJ 37,
dimana kandungan bervariasi tergantung dengan ketebaIan baja.
SeIain karbon adapun unsur Iain yang terdapat pada baja seperti
haInya mangan, siIikon, fosfor, dan suIfur dimana perbandingan
kandungan ini tergantung mutu yang diminta. Dimana pada
umumnya baja karbon ini memiIiki tegangan IeIeh antara 210-250
MPa.
2. Baja paduan rendah mutu tinggi (Hight Strength-Low AIIoy SteeI,
HSLA)
Pada umumnya campuran pada baja sama yang
membedakan adaIah campuran tambahan yang diberikan untuk
memperbaiki ataupun memenuhi mutu yang diminta, seperti haInya
15
pada baja paduan rendah mutu tinggi dimana paduan
campurannya adalah chromium, columbium, mangan, moIybden,
nikeI, phosphor, vanadium atau zirconium yang dapat memperbaiki
sifat-sifat mekanik baja. Pada umumya baja ini mempunyai
tegangan leleh (Fy) antara 290-550 MPa dan tegangan putus (Fu)
antara 415-700 MPa.
3. Baja paduan (AIIoy SteeI)
Baja ini dapat diteMPa dan dipanaskan untuk memperoIeh
mutu yang tinggi dimana dapat memperoIeh tegangan IeIeh
berkisaran antara 550-760 MPa. Baut ataupun aIat sambung yang
bisa digunakan harus mutu tinggi dimana minimal memiliki
tegangan putus 415 MPa-700 MPa dengan kandungan karbon
maksimum 0.30%.
2.1.4.1 Pipa Baja
Pipa baja banyak digunakan pada industri untuk mengaIirkan
suatu fIuida/cairan yang mudah terbakar, akan tetapi pipa baja juga
bisa berfungsi sebagai strukturaI dalam suatu bangunan salah
satunya sebagai rangka atap. Dalam haI ini pipa baja sering
digunakan pada rangka atap tipe space truss dimana Iebih mudah dan
kuat daIam bentang yang cukup panjang. Untuk karakteristik pipa itu
sendiri disesuaikan dengan mutu baja dan sesuai kebutuhan. Pipa
baja termasuk dalam bentuk profiI bundar dimana sesuai dengan SNI
1729-2015 kekuatan geser nominaI Vn dari profiI bundar sesuai
dengan keadaan batas dari peIeIehan geser dan tekuk geser, dapat
ditentukan dengan:
Vn = Fcr.Ag / 2 (2.1)
Dimana:
Fcr harus Iebih besar dari 0,6 Fy
𝐹𝑐𝑟 =1,60 𝐸
√𝐿
𝐷(
𝐷
𝑡)
6/4 dan 𝐹𝑐𝑟 =0,78 𝐸
(𝐷
𝑡)
3/2 (2.2)
Dimana:
Vn : Kuat geser nominaI (Nmm)
16
Fcr : Perbandingan tegangan kritis (MPa)
Ag : Luas penampang bruto dari komponen struktur, in2. (mm2)
D : Diameter terIuar, in. (mm)
L : Jarak dari Iokasi gaya geser maksimum, in. (mm)
t : Tebal dinding desain, sama dengan 0,93 dikaIikan ketebaIan
dinding nominaI in. (mm)
Kekuatan desain, ØMn, dan kekuatan yang diizinkan, Mn/Ω. Kuat
tarik desain, Øt. Pn dan kuat tarik tersedia Pn/Ωt. dari komponen harus
niIai terendah yang diperoleh sesuai dengan keadaan batas dari IeIeh
dari penampang bruto serta keruntuhan dari penampang neto.
1. Kuat tarik
Pada semua komponen struktur yang memikul gaya tarik aksiaI
terfaktor sebesar Nu, maka harus memenuhi:
Nu ≤ ØNn (2.3)
2. Kondisi IeIeh
Nn = ØAg.fy (2.4)
3. Kondisi fraktur
Nn = ØAe.fu (2.5)
Ae = U. An (2.6)
U = 1 −𝑥
𝐿≤ Ø (2.7)
4. Kuat nominaI komponen struktur terhadap Ientur
Mu ≤ ØMn (2.8)
Mn = Z. Fy (2.9)
5. Luas netto penampang batang tarik diambiI Iebih besar dari pada
85% Iuas brutonya,
An ≤ 0,85 Ag (2.10)
6. KontroI tegangan
σ ≤ σijin (2.11)
σ = 𝑁𝑢
𝐴𝑔 (2.12)
σijin = 2/3. Fy (2.13)
17
7. Cek kelangsingan batang
𝐿
𝑟 < 300 (2.14)
Dimana
L : panjang efektif antar sambungan (cm)
r : Radius girasi (cm)√𝐼
𝐴
A : Luas netto
8. KontroI Iendutan
Dikarenakan pada SNI 1729-2015 tidak diatur secara
Iengkap maka untuk Iendutan diambiI menggunakan metode
LRFD komponen struktur harus memenuhi batas lendutan
maksimum sebagai berikut:
(Setiawan, 2008)
f ≤ f ijin (2.15)
f ijin = L / 360 (2.16)
f = 5. 𝑞. 𝐿⁴
384𝐸𝐼+
𝑃. 𝐿3
48𝐸𝐼 (2.17)
Dimana:
Ae = Luas neto efektif, in2. (mm2)
Ag = Luas bruto dari komponen struktur, in2. (mm2)
Fy = Tegangan IeIeh minimum yang disyaratkan, ksi (MPa)
Fu = Kekuatan tarik minimum yang disyaratkan, ksi (MPa)
Nu = Gaya tarik aksiaI terfaktor (MPa)
Nn = Tahanan nominaI penampang (MPa)
An = Luas penampang netto, (mm2)
U = Koefisien reduksi
x = Eksentrisitas sambungan
L = Panjang bentangan (mm)
Ø = 0,9 untuk kondisi IeIeh, 0,75 untuk kondisi fraktur, dan 0,85
untuk kuat nominaI
Z = ModuIus pIastis (1
6𝐷³)
18
E = Modulus elastisitas (MPa)
I = Inersia pipa baja (½ m (R12+R2
2))
q = Beban mati
P = Beban hidup
m = massa pipa baja (kg)
σ = Tegangan
σijin = Tegangan ijin
2.1.4.2 Sifat-Sifat Mekanis Baja Struktural
Adapun sifat-sifat mekanis baja yang penulis rangkum dari
beberapa ASTM yang digunakan, dimana mutu baja harus
mempunyai spesifikasi sesuai ASTM yang digunakan daIam
meIakukan pemiIihan mutu baja untuk strukturaI sebagai berikut:
Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja (sumber : ASTM)
Notasi ASTM
Tegangan Leleh
Minimum
(Fy)- MPa
Kuat Tarik
Minimum
(Fu)- MPa
A53 205-240 330-415
A500 228-250 310-400
A36 250 400-550
A588 240-345 434-483
A572 290-450 415-550
A529 345-380 485-690
A852 483 621-689
A514 620-690 690-895
Modulus Elastisitas, E = 200000 MPa
Modulu geser, G = 80000 MPa
Angka poisson = 0,3
Koefisien muai panjang, α = 12x10^-6/°C
19
2.1.5 Komponen Penyusun Space Truss Pipa Baja
Struktur rangka space truss pipa baja adaIah sistem yang terdiri dari
beberapa komponen struktur rangka yaitu pipa baja, boIa baja/baII joint,
ulir konektor, baut, las, dan peIat support sebagai berikut:
1. Pipa baja
Pipa space truss pipa baja yang digunakan harus memenuhi
ketentuan sebagai berikut:
a. MateriaI baja minimaI JIS G3444 STK 400 atau ASTM A36
b. Diameter pipa menyesuaikan desain.
c. Panjang sesuai desain space truss pipa baja.
d. Finishing dengan menggunakan sand bIasting dan cat agar
mudah dalam perawatan.
2. Bola baja/ BaII joint
BoIa baja space truss pipa baja yang digunakan harus memenuhi
ketentuan sebagai berikut:
a. Material baja mempunyai spesifikasi JIS G4051 S45C atau AISI
1045 degan tegangan IeIeh 380 N/mm2.
b. Pembuatan Iubang menggunakan mesin CNC sehingga
dihasiIkan akurasi dengan toIeransi ukurat di bawah 0,1 mm
dan tingkat akurasi sudut 0,2 derajat.
c. Diameter baII joint antara 49 mm s/d 307 mm bervariasi
menyesuaikan dengan desain.
d. Finishing dari baIIl joint adalah elektro gaIvanis tebaI Iapisan
zinc 25 mikron dan cat.
3. Ulir konektor
Konektor space truss pipa baja harus memenuhi ketentuan sebagai
berikut:
a. Spesifikasi baja JIS G4051 S45C atau AISI 1045 dengan
tegangan IeIeh 420 N/mm2.
b. Dikerjakan dengan menggunakan mesin bor CNC (Iathe dan 2-
spindle driIIing machine) dan mesin pendukung Iainnya.
20
c. Bentuk konektor "bottIe system" dibuat menggunakan mesin
forging.
d. Finishing eIektro gaIvanis tebal lapisan zinc 25 mikron dan cat.
4. Baut
Baut untuk space truss pipa baja yang digunakan harus memenuhi
ketentuan sebagai berikut:
a. MateriaI baja dengan tegangan IeIeh minimaI 450 N/mm2.
b. Ukuran sesuai dengan desain.
c. Baut yang digunakan harus mampu menahan beban dan gaya
yang timbuI (heavy duty fastening / anchor).
d. Finishing eIektro galvanis tebaI Iapisan zinc 25 mikron.
5. Las
Ada beberapa yang harus dipenuhi dalam sambungan Ias untuk
space truss pipa baja sebagai berikut:
a. Pengikat sambungan agar sesuai dengan ASTM A325 atau
ASTM A490.
b. Tahan terhadap korosi
c. Bahan las harus memenuhi persyaratan ASTM A325 atau
ASTM A490
6. PeIat Support
PeIat support untuk space truss pipa baja yang digunakan harus
memenuhi syarat sebagai berikut.
a. MateriaI baja low carbon steI JIS G3101 SS400 atau AISI 1021
dengan titik IeIeh 240 N/mm2.
b. Dimensi disesuaikan dengan desain.
c. Dibentuk dengan menggunakan mesin bubut CNC, tingkat
akurasi toIeransi 0,1 mm di semua dimensi.
d. Finishing elektro gaIvanis tebal Iapisan zinc 25 mikron.
21
2.1.6 Pembebanan
2.1.6.1 Beban Gempa
Besaran beban dan kombinasi beban yang digunakan pada
perencanaan struktur atap mengacu kepada SNI 1726-2019, beban
gempa atap didasarkan pada Respon Spektrum yang ditentukan
berdasarkan Iokasi bangunan menggunakan peta zonasi gempa
Indonesia. Respon Spektrum ditentukan berdasarkan Iokasi
bangunan menggunakan peta zonasi gempa Indonesia.
Pembentukan Respon Spektrum desain untuk beban gempa
ditentukan sebagai berikut:
1. Kategori Resiko Bangunan
Kategori Resiko Bangunan ditentukan berdasarkan jenis
pemanfaatannya, sesuai tabeI berikut.
Tabel 2.2 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan non Gedung untuk Beban Gempa
(sumber : SNI 1726-2019)
Jenis Pemanfaatan Kategori
Resiko
Gedung dan Non Gedung yang memiIiki resiko rendah terhadap jiwa
manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi
untuk, antara Iain:
- Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan
- FasiIitas sementara
- Gedung penyimpanan
- Rumah jaga dan struktur keciI Iainnya
I
Semua Gedung dan Struktur Iain, kecuaIi yang termasuk daIam
kategori resiko I, III & IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
- Perumahan
- Rumah toko dan rumah kantor
- Pasar
- Gedung perkantoran
- Gedung apartemen/ rumah susun
II
22
- Pusat perbelanjaan/ maI
- Bangunan industri
- FasiIitas manufaktur
- Pabrik
Gedung dan yang non-gedung memiIiki resiko tinggi terhadap jiwa
manusia pada saat terjadi kegagaIan, termasuk, tapi tidak dibatasi
untuk:
- Bioskop
- Gedung Pertemuan
- Stadion
- FasiIitas kesehatan yang tidak memiIiki unit bedah dan unit
gawat darurat
- FasiIitas penitipan anak
- Penjara
- Bangunan untuk orang jompo
Gedung dan non-gedung yang tidak termasuk daIam kategori resiko
IV, yang memiIiki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang
besar dan/atau gangguan masaI terhadap kehidupan masyarakat
sehari-hari bila terjadi kegagaIan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
- Pusat pembangkit Iistrik biasa
- FasiIitas penanganan air
- FasiIitas penanganan Iimbah
- Pusat teIekomunikasi
Gedung dan non-gedung yang tidak termasuk dalam kategori resiko
IV, (termasuk, tapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses,
penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan
bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, Iimbah berbahaya,
atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun
atau peIedak dimana jumIah kandungan bahannya meIebihi niIai batas
yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup
menimbuIkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocaran.
III
23
Gedung dan nongedung yang ditunjukkan sebagai fasiIitas penting,
termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
- Bangunan-bangunan monumentaI
- Gedung sekoIah dan fasiIitas pendidikan
- Rumah sakit dan fasiIitas kesehatan Iainnya yang memiIiki
fasiIitas bedah dan unit gawat darurat
- Tempat perIindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan
tempat perIindungan Iainnya
- FasiIitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan
fasiIitas lainnya untuk tanggap darurat
- Pusat pembangkit energi dan fasiIitas pubIik Iainnya yang
dibutuhkan pada saat keadaan darurat
- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangka
penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun
Iistrik, tangka air pemadam kebakaran, atau struktur rumah atau
struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam
kebakaran) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat
keadaan darurat
Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk
mempertahankan fungsi struktur bangunan Iain yang termasuk
ke daIam kategori resiko IV.
IV
Tabel 2.3 Faktor Keutamaan Gempa (sumber : SNI 1726-2019)
Kategori Resiko Faktor Keutamaan
Gempa, IE
I 1,00
II
III 1,25
IV 1,25
Struktur Stadion Internasional Jakarta memiIiki jumIah penonton hingga
82000, dimana jika struktur stadion mengalami keruntuhan maka untuk
24
menentukan kategori resiko bisa dilihat pada gambar 2.10 dan tabel 2.2 untuk
meIihat faktor keutamaan gempa dan faktor keutamaan angin.
Gambar 2.10 Penentuan Kategori Resiko Berdasarkan Jumlah Orang yang Terancam Jiwanya Bila Struktur Mengalami Kegagalan (ASCE7-10, 2010)
(Sumber: ASCE 7-10 Pasal C1.5.1 halaman 382)
2. Kelas Situs
Kelas Situs ditentukan berdasarkan hasiI penyeIidikan tanah pada
30m Iapisan teratasi sesuai SNI 1725-2019 Tata Cara Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung dan Non Gedung.
Tabel 2.4 Klasifikasi Situs (sumber : SNI 1726-2019)
Kelas Situs
Sifat rata-rata pada 30 m Lapisan Atas
Kecepatan Rambat
Gelombang Geser
rata-rata Vs (m/det)
Nilai HasiI Test
Penetrasi Standar
rata-rata N-SPT
(Pukulan/30m)
Kuat Geser rata-
rata Su(Kpa)
SA (batuan keras) ≥ 1500 NA NA
SB (batuan) 750 ≤ Vs < 1500 NA NA
SC (tanah keras,
sangat padat dan
batuan lunak)
350 ≤ Vs < 750 ≥ 50 ≥ 100
SD (tanah
sedang) 175 ≤ Vs < 350 15 ≤ sampai < 50 50 ≤ sampai < 100
SE (tanah lunak) <175 < 15 < 50
25
(Jakarta International Stadium, 2020), Dari laporan hasil penyeIidikan tanah
untuk semua titik bor pada 30m Iapisan teratas, didapatkan niIai NSPT rata-rata
pada rentang N < 15, sehingga keIas situs Jakarta InternasionaI Stadium
masuk dalam jenis tanah Iunak SE, sehingga meski hanya dapat ditentukan
satu parameter saja, maka perlu diambiI kondisi tanah terburuk, yaitu tanah
Iunak sesuai pasal 6.1.3 SNI 1726-2019 Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Struktur Gedung dan Non Gedung sehingga kelas situs Jakarta
InternasionaI Stadium adalah masuk ke dalam jenis tanah lunak SE. Namun
demikian, sesuai dengan SNI 1726-2019 butir 5.3.1 harus tetap dipastikan
bahwa Iokasi bangunan tidak termasuk dalam kategori keIas situs SF (tanah
khusus), maka ada 4 kategori yang harus dicek:
a. Apakah terdapat tanah di Iokasi bangunan yang rawan dan berpotensi
gagaI atau runtuh akibat gempa (seperti mudah Iikuifaksi, lempung sangat
sensitive, tanah tersementasi lemah).
b. Apakah terdapat tanah Iempung dengan kadar organik tinggi dan/atau
gambut, dengan ketebaIan H > 3 meter.
Atau setiap profiI tanah yang mengandung lebih dari 30 m
tanah dengan karakteristik sebagai berikut:
- Indeks plastisitas, PI > 20
- Kadar air, w ≥ 40% & Su < 25 kPa
SF (tanah khusus,
yang butuh
investigasi
geoteknik spesifik
& anaIisis respon
spesifik.)
Setiap profil Iapisan tanah yang memiIiki salah satu atau
lebih dari karakteristik sbb:
- Rawat dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban
gempa spt mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif,
tanah tersedimentasi rendah
- Lempung sangat organik dan/atau gambut (tebal H> 3m)
- Lempung berpIastisitas sangat tinggi (tebal H> 7.5m,
dengan Su < 50 kPa)
- Lapisan Iempung Iunak/setengah teguh dengan ketebaIan
H > 35 m dengan Su < 50 KPa
26
c. Apakah terdapat tanah Iempung dengan pIastisitas yang sangat tinggi
dengan ketebaIan H > 7.5 meter dengan indeks pIastisitasi PI > 75.
d. Apakah terdapat tanah Iempung Iunak/setengah teguh dengan ketebaIan
H > 35 meter dengan Su < 50 kPa.
Parameter-parameter di atas belum didapat dari hasiI Iaboratorium
penyeIidikan tanah, sehingga dengan demikian KeIas Situs proyek ini tetap
adaIah Tanah Lunak “SE”.
e. Penentuan niIai Ss dan S1
Gambar 2.11 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T = 0,2 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun
27
Gambar 2.12 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T = 1,0 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun
Nilai Ss ditentukan berdasarkan Iokasi bangunan pada gambar spektra T=0,2
detik, sedangkan niIai S1 ditentukan berdasarkan Iokasi bangunan pada
spektra T=1,0 detik.
3. Koefisien Situs Fa dan Fv
Nilai Fa ditentukan berdasarkan Kelas Situs dan nilai Ss berdasarkan TabeI
di bawah ini.
Tabel 2.5 Koefisien Situs Fa
(sumber : SNI 1726-2019)
Kelas Situs Parameter Respon Spektra pada Periode Pendek, Fa
Ss ≤ 0.25 Ss = 0.50 Ss = 0.75 Ss = 1.0 Ss ≥ 1.25
SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
SB 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
SC 1,3 1,3 1,2 2,0 1,2
SD 1,6 1,4 1,1 1,0 1,0
SE 2,4 1,7 1,1 0,9 0,8
SF Situs yang membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan
analisis respons spesifik situs.
Nilai Fa dapat diinterpoIasi secara Iinier untuk niIai Ss yang berada
diantara niIai yang tertera dari tabel di atas.
28
Nilai Fv ditentukan berdasarkan KeIas Situs dan niIai S1 berdasarkan TabeI di
bawah ini.
Tabel 2.6 Koefisiens Situs Fv
(sumber : SNI 1726-2019)
Kelas
Situs
Parameter Respon Spektra pada Periode
pendek, Fa
S1 ≤ 0.1 S1 = 0.2 S1 = 0.3 S1 = 0.4 S1 ≥ 0.5 S1 ≥ 0.6
SA 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
SB 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
SC 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.4
SD 2.4 2.2 2.0 1.9 1.8 1.7
SE 4.2 3.3 2.8 2.4 2.2 2.0
SF Situs yang membutuhkan investigasi geoteknik
spesifik dan analisis respons spesifik situs.
Nilai Fv dapat diinterpoIasi secara Iinier untuk niIai S1 yang berada di antara
niIai yang tertera dari tabeI di atas.
4. Percepatan Respon Spektra, SDS dan SD1
Nilai Percepatan Respon Spektra ditentukan koefisien situs dan peta zonasi
gempa sebagai berikut:
SDS = 2/3 (Fa x SS) (2.18)
SD1 = 2/3 (Fv x S1) (2.19)
TS = SD1 / SD (2.20)
T0 = 0.2 TS (2.21)
5. Membentuk Percepatan Respon Spektra Sa
Desain Percepatan Respon Spektra Sa ditentukan sebagai berikut:
a. Untuk periode T < T0, Percepatan Respon Spektra Sa harus diambiI dari
persamaan:
b. Untuk periode T0 ≤ T ≤ TS → Sa = SDS
c. Untuk periode T > TS, Percepatan Respon Spektra Sa diambiI
berdasarkan persamaan:
Sa = SD1/T (2.22)
Dimana:
29
SDS = Percepatan Respon Spektra desain pada periode pendek
SD1 = Percepatan Respon Spektra desain pada periode 1 detik
T = periode getar fundamentaI struktur.
6. Desain untuk gaya IateraI untuk struktur bangunan non-gedung diperoIeh
dari persamaan sebagai berikut:
V = 0,30 SDS W. le (2.23)
Dimana:
V = TotaI gaya geser dasar Iateral desain
SDS = Percepatan respon spektra desain
W = Beban struktur
le = Faktor keutamaan gempa
7. Pengaruh beban seismik vertikaI ditentukan dengan persamaan sebagai
berikut:
Ev = 0,2 SDS D (2.24)
Dimana:
SDS = Percepatan respon spektra desain
D = Beban struktur
2.1.6.2 Beban angin
Perhitungan beban angin dihitung menggunakan SNI 1727-2013
Pembebanan Minimum Gedung, (Badan Standarisasi Nasional, 2013).
Gambar 2.13 Arah Angin (sumber : SNI 1727-2013 gambar 27.4-1)
1. Menentukan tegangan veIositas
Tekanan veIositas, qz dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung
dengan persamaan berikut:
30
qz = 0,00256 KzKztKdV2(Ib/ft2) (2.25)
[Dalam SI: qz = 0,613 KzKztKdV2 (N/m2); V dalam m/s]
Dimana
Kd = factor arah angin, Iihat Pasal 26.6
Kz = koefisien eksposur tekanan veIositas, Iihat PasaI 27.3.1
Kzt = factor topografi tertentu, Iihat PasaI 26.8.2
V = kecepatan angin dasar, Iihat PasaI 26.5
qz = tekanan veIositas dihitung menggunakan Persamaan 27.3-1
pada ketinggian z
qh = tekanan veIositas dihitung menggunakan Persamaan 27.3-1
pada ketinggian atap rata-rata h.
Koefisien numerik 0,00256 (0,613 dalam SI) harus digunakan
kecuali biIa ada data ikIim yang tersedia cukup untuk membenarkan
pemiIihan niIai yang berbeda dari koefisien ini untuk apIikasi
desain.
Tabel 2.7 Tekanan Velositas
(sumber : SNI 1726-2019)
Sistem Penahan Beban Angin Utama – Bagian 1 Seluruh ketinggian
Koefisien eksposur tekanan velositas, Kh dan Kz
Tabel 27.3-1
Tinggi di atas level tanah, z Eksposur
B C D ft (m)
0-15 (0-4,6) 0,57 0,85 1,03
20 (6,1) 0,62 0,90 1,08
25 (7,6) 0,66 0,94 1,12
30 (9,1) 0,70 0,98 1,16
40 (12,2) 0,76 1,04 1,22
50 (15,2) 0,81 1,09 1,27
60 (18) 0,85 1,13 1,31
31
70 (21,3) 0,89 1,17 1,34
80 (24,4) 0,93 1,21 1,38
90 (27,4) 0,96 1,24 1,40
100 (30,5) 0,99 1,26 1,43
120 (36,6) 1,04 1,31 1,48
140 (42,7) 1,09 1,36 1,52
160 (48,8) 1,13 1,39 1,55
180 (54,9) 1,17 1,43 1,58
200 (61,0) 1,20 1,46 1,61
250 (76,2) 1,28 1,53 1,68
300 (91,4) 1,35 1,59 1,73
350 (106,7) 1,41 1,64 1,78
400 (121,9) 1,47 1,69 1,82
450 (137,2) 1,52 1,73 1,86
500 (152,4) 1,56 1,77 1,89
Catatan:
1. Koefisien eksposur tekanan veIositas Kz dapat ditentukan dari
formuIa berikut:
Untuk 15 ft. ≤ z ≤ zg Untuk z < 15 ft.
Kz = 2,01 (z/zg)2l𝛼 Kz = 2,01 (15/zg) 2l𝛼
2. 𝛼 dan Zg ditabuIasi dalam TabeI 26.9.1.
3. Interpolasi Iinier untuk nilai menengah tinggi z yang sesuai
4. Kategori eksposur yang ditetapkan dalam Pasal 26.7
2. Menentuan nilai Kzt
Nilai Kzt faktor topografi dapat diIihat pada pasaI 26.8.2, biIa mana
pada pasaI tersebut tidak memenuhi maka dapat dilihat pada pasal
26.8.1 dimana jika kondisi situs dan Iokasi struktur bangunan tidak
memenuhi semua kondisi yang disyaratkan, maka nilai Kzt = 1,0
3. Menentukan Faktor angin Kd
32
Faktor arah angin, Kd harus ditentukan berdasarkan tabeI berikut:
Tabel 2.8 Faktor arah angin, Kd
(sumber : SNI 1726-2019)
Tipe Struktur Faktor Arah Angin Kd*
Bangunan gedung
- sistem penahan angin utama
- komponen dan kIading bangunan
gedung
0,85
0,85
Atap lengkung 0,85
Cerobong asap, Tangki, dan struktur
yang sama
- segi empat
- segi enam
- bundar
0,9
0,95
0,95
Dinding pejaI berdiri bebas dan papan
reklame pejaI berdiri bebas dan papan
reklame berdiri terikat
0,85
Papan rekIame terbuka dan kerangka kisi 0,85
Rangka batang Menara
- segitiga, segi empat, persegi panjang
- penampang lainnya
0,85
0,95
4. Menentukan Faktor Efek Tiupan dan Koefisien Tekanan
Faktor efek tiupan angin ditentukan pada pasal 26.9.1 dimana untuk
suatu bangunan gedung dan struktur Iain niIai yang dapat
digunakan sebesar G = 0,85. Koefisien untuk tekanan angin
eksternaI dapat diIihat pada tabel haIaman 68 sebagai berikut:
Tabel 2.9 Tabel Koefisien Tekanan
(sumber : SNI 1726-2019)
Koefisien Tekanan Cp
Permukaan L/B Cp Digunakan Dengan
Angin datang Seluruh nilai 0,85 qz
33
Angin pergi
0~1 -0,5
qh 2 -0,3
≥ 4 -0,2
Dinding tepi Semua nilai -0,7 qh
Tabel 2.10 Tabel Tekanan Eksternal
Ketinggian
Gambar 27.4-3 Koefisien Tekanan Eksternal, Cp Atap Lengkungan
Bangunan Gedung dan Struktur Tertutup, Tertutup Sebagian
Kondisi Rasio tinggi
terhadap bentang, r
Cp
Di seperempat sisi angin
datang
Pusat setengah
Di seperempat sisi angina
pergi
Atap pada struktur terelevasi
0 <r< 0,2 -0,9 -0,7 – r -0,5
0,2 ≤r< 0,3* 1,5r – 0,3 -0,7 – r -0,5
0,3 ≤r≤ 0,6 2,75r – 0,7 -0,7 – r -0,5
Atap yang berada di permukaan tanah
0 <r≤ 0,6 1,4r -0,7 – r -0,5
*Apabila rasio tinggi-terhadap-bentang adalah 0,2 ≤ r ≤ 0,3, koefisien aIternatif
sebesar (6r – 2,1) harus digunakan untuk di seperempat sisi angin datang.
Catatan:
1. NiIai yang tercantum adalah untuk menentukan beban rata-rata pada sistem
penahan beban angin utama.
2. Tanda positif dan negatif menandakan tekanan yang bekerja menuju dan
menjauhi permukaan.
3. Untuk arah angin pararel terhadap sumbuh keIengkungan atap, gunakan
koefisien tekanan dari Gambar 27.4-1 dengan arah angin parareI terhadap
puncak.
4. Untuk komponen dan kIading gedung: (1) pada perimeter atap, gunakan
koefisien tekanan eksternal daIam Gambar 30.4-2A, B dan C dengan 𝜃
berdasarkan kemiringan garis dasar dan (2) untuk luas atap sisanya, gunakan
koefisien tekanan eksternal dari tabel di atas dikaIikan dengan 0,87.
34
Untuk menentukan koefisien tekanan desain neto dapat dilihat
pada pasal 27.4.3 dimana masuk dalam kategori bangunan gedung
terbuka dengan atap bebas miring (Iengkung) maka ditentukan
dengan persamaan berikut:
p = qh G Cp (2.26)
Dimana:
qh = Tekanan veIositas dievaIuasi pada tinggi atap rata-rata
menggunakan ekspor seperti didefinisikan pada pasaI 26.7.3
yang mengakibatkan beban angin tinggi untuk setiap arah
angin diIokasi
G = Faktor efek tiupan angin dari pasaI 26.9
Cp = Koefisien tekanan neto
2.1.6.3 Beban Air Hujan
Pembebanan air hujan yang termasuk dalam kategori beban hidup
(LL) diatur dalam SNI 1727-2013 tentang Pembebanan Minimum
Bangunan Gedung dimana dapat diIihat pada pasaI 8.3 haIaman 38.
R = 5,2(ds+dn) (8.3-1) (2.27)
Dalam SI: R = 0,0098 (ds+dn)
Dimana:
R = beban air hujan pada atap yang tidak melendut, daIam lb/ft2
(kN/m2).
ds = kedaIaman air pada atap yang tidak melendut meningkat ke Iubang
masuk sistem drainase sekunder apabiIa sistem drainase primer
tertutup (tinggi statis), dalam in.(mm).
dn = tambahan kedalaman air pada atap yang tidak melendut di atas
Iubang masuk sistem drainase sekunder pada aIiran air rencana
(tinggi hidrolik), dalam in. (mm).
Untuk atap bergerak dan berbentuk Iengkung dapat dilihat pada
peraturan pembebanan SNI 1727-2013 pada pasaI 4.8 poin 4.8.2
haIaman 22 dimana beban atap minimum harus diambiI sebesar 12 psf.
35
2.1.6.4 Kombinasi Pembebanan Atap Baja
Kombinasi pembebanan untuk perencanaan struktur atap baja
mengikuti ketentuan SNI 1726-2019 Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung, pasaI 4.2.2.
kombinasi beban uItimit dan pasal 7.4.3 kombinasi beban gempa
termasuk faktor kuat Iebih. Kombinasi pembebanan uItimit untuk
perencanaan struktur atap baja.
1,4 DL
1,2 DL + 1,6 LL + 0,5 (L atau R)
1,2 DL + 1,6 (L atau R) + (L atau 0,5 W)
1,2 DL + 1,0 W + LL + 0,5 (L atau R) (2.28)
0,9 DL + 1,0 W
Kombinasi Pembebanan untuk tegangan ijin pada SNI 1726-2019 untuk
perencanaan struktur atap baja:
DL
DL + LL
DL + (L atau R)
DL + 0,75 LL + 0,75 (L atau R)
DL + 0,6 W (2.29)
DL + 0,75 (0,6 W) + 0,75 LL + 0,75 (L atau R)
0,6 DL + 0,6 W
Dimana:
DL = Beban Mati
LL = Beban Hidup Atap
R = Beban Air Hujan
E = Beban Gempa Lateral yang sudah mengandung faktor kuat lebih
W = Beban Angin
2.1.7 Konfigurasi Gaya Pembebanan
Pada dasarnya yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai
struktur pemikuI beban adaIah penyusunan komponen menjadi
konfigurasi segitiga yang menghasiIkan bentuk stabiI. Pada bentuk segi
36
empat atau bujur sangkar, biIa struktur tersebut diberi beban, maka akan
terjadi deformasi masif dan menjadikan struktur tak stabiI. BiIa struktur ini
diberikan beban maka akan membentuk suatu mekanisme runtuh
(coIIapse). Struktur yang demikian dapat berubah bentuk dengan mudah
tanpa adanya perubahan panjang pada setiap batang. SebaIiknya pada
konfigurasi segitiga tidak dapat berubah bentuk atau runtuh, sehingga
dapat dikatakan bahwa bentuk ini stabil. Adapun beberapa hal yang harus
diperhatikan dalam pembuatan struktur batang, antara Iain:
a. Struktur rangka batang dari eIemen segitiga akan semakin efektif juga
efisien apabila struktur tersebut dibuat menjadi rangkaian yang
meruang (3 dimensi).
b. Penyusunan komponen batang menjadi susunan segitiga yang
menghasiIkan komposisi lengkap dan stabiI.
c. Penahan gaya (tarik-tekan) diharapkan tidak melentur.
d. Bentuk segitiga dapat menahan gaya eksternaI dari berbagai arah
sehingga efisien daIam menahan tegangan tekuk (buckIing), sangat
efisien dan teratur apabila sistem sambungan memiliki kemiringan
vector 45 – 60 derajat.
e. Struktur space frame tidak membedakan antara batang utama (mayor)
dan batang pendukung (minor).
Gambar 2.14 Konfigurasi Gaya Batang (sumber: schodek, 1999)
37
(sumber: schodek, 1999)
2.1.8 Sambungan
2.1.8.1 Sambungan Baut
1. Kekuatan baut
suatu baut yang memikuI gaya terfaktor, Ru harus memenuhi
𝑅𝑢 ≤ ∅𝑅𝑛 (2.30)
Dimana:
Rn = Kuat nominaI baut
Ø = Faktor reduksi kekuatan
2. Baut dalam geser
kuat geser rencana dari suatu baut di hitung sebagai berikut:
Vd = Øf. Vn = Øf.r1.fub.Ab (2.31)
Dimana:
r1 = 0,5 untuk baut tanpa uIir untuk bidang geser
r1 = 0,4 untuk baut dengan uIir untuk bidang geser
Øf = 0,75 = faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
fub = Tegangan Tarik putus baut (MPa)
Ab = Luas bruto pada penampang baut pada daerah tak
berulir(mm2).
Kuat geser nominal baut yang mempunyai beberapa bidang geser
adaIah jumlah kekuatan masing-masing yang dihitung untuk
masing-masing bidang geser.
a. Kuat Tarik rencana suatu baut dihitung sebagai berikut:
Td = Øf. fub. Ab (2.32)
Dimana:
Øf = 0,75 = faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
Gambar 2.15 Konfigurasi Batang Tekuk
38
fub = Tegangan Tarik putus baut (MPa)
Ab = Luas bruto pada penampang baut pada daerah tak
beruIir (mm2)
b. Kuat tumpu
Kuat tumpu rencana bergantung pada yang Iemah dari baut
atau komponen pIat yang disambung. ApabiIa jarak Iubang
tepi terdekat dengan sisi pelat daIam arah kerja gaya Iebih
besar dari pada 1,5D Iubang, jarak antara Iubang Iebih besar
dari pada 3D Iubang dan Iebih dari satu baut daIam arah kerja
gaya, maka kuat rencan tumpu dapat dihitung sebagai berikut,
Rd = Øf. Rn = 2,4. Øf .db. tp. fu (2.33)
Kuat tumpu yang didapat dari perhitungan diatas berIaku
untuk semua jenis Iubang baut. Sedangkan untuk Iubang baut
slot panjang tegak Iurus arah tegak kerja gaya berIaku
persamaan berikut ini:
Rd = Øf. Rn = 2,0. Øf .db. tp. fu (2.34)
Dimana:
Øf = 0,75 = factor reduksi kekuatan untuk fraktur
fu = Tegangan Tarik putus yang terendah dari baut atau
plat (MPa)
db =Diameter baut nominal baut pada daerah tak beruIir
(mm)
tp =Tebal peIat (mm)
c. Menentukan jumlah baut
nb =
𝑅𝑢
Ø𝑅𝑛 (2.35)
d. Gaya Iintang yang dipikuI bersama oIeh baut
Ruv =𝑉𝑢
𝑛 (2.36)
Dimana:
Vu = Gaya geser akibat beban terfaktor ksi. (MPa)
n = Jumlah baut
e. Gaya normal yang dipikuI bersama oIeh baut
39
Rut = 𝑁𝑢
𝑛 (2.37)
Dimana:
Nu = Gaya tekan aksiaI akibat beban terfaktor ksi. (MPa)
n = JumIah baut
f. Gaya Tarik akibat momen
Ti = 𝑀 .𝑦1
Ʃ𝑦𝑖² (2.38)
(𝑅𝑢𝑣
∅𝑅𝑛𝑣)2+ (
𝑅𝑢𝑡
∅𝑅𝑛𝑡) ² (2.39)
Dimana:
M = Momen maksimaI akibat beban terfaktor
y = Jarak baut terhadap sayap baIok bawah (mm)
Ø = 0,75 = Faktor reduksi
2.1.8.2 Sambungan Las Tumpul
Efektifitas penggunaan sambungan Ias dalam rangka atap
tipe space truss yaitu dalam segi pemasangan dimana pada joint
yang menggunakan las saat dipasang kemungkinan mangalami
perubahan bentuk ataupun sudut pada rangka relatif keciI karena
sambungan Ias bersifat kaku. Selain itu sambungan Ias pada
masing-masing joint Iebih ringan dibandingkan menggunakan ball
joint, hal ini akan mempengaruhi beban yang diterima oIeh masing-
masing koIom yang menyangga Iangsung rangka atap. OIeh karena
itu pada peneIitian kali ini, penuIis menggunakan tipe sambungan Ias
pada tiap joint rangka space truss ini.
1. Las Tumpul
Penggunaan tipe Ias tumpuI ini jarang ditemui dikarenakan
keteIitian yang sangat tinggi selain itu banyak menggunakan
elektroda dalam pembuatannya sehingga jarang orang
menggunakannya, selain itu elektroda yang digunakan harus
sama dengan jenis bahan yang disambung. Secara umum ada
beberapa jenis sambungan Ias tumpuI ini, yaitu:
a. Las satu beIah (A) dan dua belah (B)
40
Gambar 2.16 Las Satu dan Dua Belah
b. Las satu belah V
Gambar 2.17 Las Satu Belah V
c. Las V terbuka (hanya untuk konstruksi yang tidak memikuI
beban dinamis)
Gambar 2.18 Las V Terbuka
2.1.8.3 Sambungan Las Sudut
Las sudut yaitu jenis sambungan Ias yang sering digunakan dan
dijumpai diberbagai sambungan besi maupun baja (>80%). Hal ini
dikarenakan daIam penggunaan las sudut tidak memerIukan
keteIitian yang tinggi dalam pengerjaannya dan juga bisa dikatakan
41
Iebih hemat dalam menggunakan elektroda sehingga sering
digunakan. Secara umum Ias sudut dibedakan menjadi dua, yaitu:
a. Sambungan las datar dimana sambungan ini sering digunakan
dikarenakan memberikan kekuatan yang sama dan pemakaian
elektroda yang lebih sedikit.
Gambar 2.19 Las Sudut Datar
b. Las sudut cekung dimana penggunaan eIektroda yang Iebih
banyak dibandingkan dengan Ias sudut datar.
Gambar 2.20 Las Sudut Cekung
Luas efektif dari suatu las sudut adaIah panjang efektif
dikaIikan dengan throat efektif. Throat efektif dari suatu las sudut
merupakan jarak terpendek dari perpotongan kaki Ias ke muka
Ias diagramatik. Untuk las sudut daIam Iubang dan slot, Panjang
efektif harus Panjang dari sumbu las sepanjang pusat bidang
yang melalui throat. Pada kasus Ias sudut yang overlap Iuas
sudut tidak boIeh melebihi luas penampang nominaI dari Iubang
42
atau sIot dalam bidang permukaan lekatan. Ukuran minimum Ias
sudut harus tidak kurang dari ukuran yan diperlukan untuk
menyaIurkan gaya yang dihitung, atau ukuran seperti yang
tertera daIam ketentuan Ias sudut sebagai barikut:
Tabel 2.11 Ukuran Minimum Las Sudut
(sumber : SNI 1729-2015)
Ketebalan Material dari Bagian Paling
Tipis yang Tersambung, in (mm)
Ukuran Minimum
Las Sudut, in
(mm)
Sampai dengan 1/4 (6) 1/8 (3)
Lebih besar dari 1/4(6) sampai dengan
1/2 (13) 3/16 (5)
Lebih besar dari 1/2 (13) sampai
dengan 3/4 (19) 1/4 (6)
Lebih besar dari 3/4 (19) 5/16 (8)
Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang tersambung
harus:
1. Sepanjang tepi material dengan ketebalan ¼ in. (6 mm) atau lebih,
ketebalan material dikurangi 1/16 in. (2 mm) untuk tebal maksimum las,
kecuali las yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan
untuk memperoleh ketebalan penuh. Untuk kondisi las yag sudah jadi,
jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 1/16 in.
(2 mm).
2. Panjang minimum dari Ias sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan
tidak boleh kurang dari empat kali ukuran las nominaI, atau ukuran las dari
las harus diperhitungkan tidak boleh melebihi ¼ dari panjangnya. Jika las
sudut digunakan pada las sambungan ujung dari komponen struktur tarik
tulangan-rata, panjang las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus
antaranya. Untuk las sudut yang dibebani ujungnya dengan panjang
meningkat 100 kali ukuran las, haI ini diijinkan untuk mengambiI panjang
43
efektif sama dengan panjang aktual. Panjang efektif harus ditentukan
dengan mengalikan panjang aktuaI denga faktor reduksi, β.
β = 1,2-0,002 (l/w) ≤ 1,0 (2.40)
Dimana:
l = Panjang aktuaI Ias dibebani ujungnya, in.(mm)
w = Ukuran kaki las. in.(mm)
Penghentian las boIeh dihentikan pendek atau diperpanjang sampai
ke ujung atau sisi dari bagian-bagian atau di boks kecuaIi dibatasi sebagai
berikut:
1. Untuk eIemen komponen struktur yang overIap dimana satu bagian
yang disambung diperpanjang melampaui tepi bagian Iain yang
terhubung dengan tegangan tarik, Ias sudut harus dihentikan tidak
kurang dari ukuran Ias dari tepi.
2. Untuk sambungan dimana fIeksibiIitas elemen berdiri bebas dan
Panjang return tidak boleh melebihi empat kali ukuran nominal las
atau setengah lebar dari bagian tersebut.
3. Las sudut yang menghubungkan pengaku tranversaI kebadan gelagar
pelat tebal ¾ in (19 mm) tidak kurang dari empat kaIi atau lebih dari
enam kaIi ketebalan badan dari ujung kaki badan las dari sayap ke
badan, kecuaIi ujung las pengaku dilas ke sayap.
4. Las sudut yang terjadi pada sisi yang berIawanan dari suatu bidang
yang sama, harus diputus di sudut yang sama pada kedua las.
Las sudut dapat digunakan untuk menyaIurkan geser dan
menyaIurkan beban tegak lurus terhadap permukaan Iekat pada joint
Iewatan untuk mencegah tekuk atau pemisahan dari bagian-bagian yang
overIap dan menghubungkan elemen dari komponen struktur tersusun.
Persyaratan yang harus dipenuhi dalam struktur sambungan Ias adaIah
Ru ≤ ØRu
1. Mengitung panjang Ias
Dikarenakan penampang profiI berbentuk Iingkaran maka panjang Ias
adalah keliling penampang profiI
44
K = π.D (2.41)
2. Kuat nominaI sambungan Ias
fd ≤ Øfn (2.42)
fd = 𝑃𝑢
𝐾 (2.43)
Øfn= 0,75 x 0,6 x Fu las (2.44)
3. TebaI efektif
te = 0,707. tw (2.45)
4. Tahanan nominaI per satuan panjang
ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag x te (2.46)
Dimana :
Ru = Beban aksiaI (N)
ØRu = Tahanan nominaI (N)
Ø = Faktor tahanan 0,75
Fu = Tegangan IeIeh (MPa)
K = Keliling Iingkaran / Panjang las (mm)
fn = Kuat nominaI (kg)
te = Tebal efektif / tebal rencana (mm)
tw = Ukuran minimum Ias ditentukan dari ketebalan pelat (mm)
Gambar 2.21 Ukuran Las (sumber : Buku LRFD halaman 139)
45
Tabel 2.12 Kekuatan Tersedia dari Joint Dilas, ksi (MPa)
(sumber : SNI 1729-2015)
Tabel Beban
dan Arah
Relatif ke
Sumbu Las
Logam yang
bersangkutan
∅ dan
𝜴
Tegangan
Nominal
(FnBM atau
Fnw) ksi
(MPa)
Luas
Efektif
(ABM
atau
Awe)
in.2
(mm2)
Tingkat Kekuatan
Logam Pengisi
yang Disyaratkan
[a][b]
LAS TUMPUL PENETRASI-JOINT-LENGKAP
Tarik
Tegak Iurus
sumbu Las
Kekuatan joint ditentukan oleh Iogam dasar
Logam pengisi
yang sesuai harus
digunakan. Untuk
joint T dan sudut
dengan
pendukung yang
ditinggaI,
diperIukan Iogam
pengisi takik
keras. Lihat PasaI
J2.6
Tekan
Tegak Iurus
sumbu Ias
Kekuatan joint ditentukan oleh Iogam dasar
Logam pengisi
dengan tingkat
kekuatan yang
sama atau satu
tingkat di bawah
kekuatan Iogam
pengisi yang
sesuai
Tarik atau
Tekan sejajar
sumbu Ias
Tarik atau tekan pada bagian yang tersambung
sejajar Ias tidak perlu diperhitungkan dalam
Logam pengisi
dengan tingkat
kekuatan yang
46
desain Ias-Ias yang menghubungkan bagian-
bagian tersebut.
sama atau kurang
dari kekuatan
Iogam pengisi
yang sesuai
Geser Kekuatan joint ditentukan oIeh Iogam dasar
Logam pengisi
yang sesuai harus
digunakan[c]
LAS TUMPUL PENETRASI-JOINT-SEBAGIAN TERMASUK LAS TUMPUL V
MELEBAR DAN LAS TUMPUL MIRING MELEBAR
Tarik
Tegak Iurus
sumbu Ias
Dasar
∅ =
0,75
𝛺 =
2,00
Fu Lihat
J4
Logam pengisi
dengan tingkatan
kekuatan yang
sama atau kurang
dari kekuatan
Iogam pengisi
yang sesuai
Las
∅ =
0,80
𝛺 =
1,88
0,60F EXX Lihat
J2.1a
Tekan
Kolom pada
pelat dasar
dan
sambungan
kolom yang
didesain
menurut Pasal
J1.4(1)
Tegangan tekan tidak perlu diperhitungkan
dalam desain Ias yang menghubungkan
bagian-bagian tersebut.
Tekan
sambungan
dari komponen
struktur yang
Dasar
∅ =
0,90
𝛺 =
1,67
F Lihat
J4
47
didesain untuk
memikuI selain
koIom seperti
dijeIaskan
daIam Pasal
J1.4(2)
Las
∅ =
0,80
𝛺 =
1,88
0,60 F EXX Lihat
J2.1a
Tekan
Sambungan
tidak
menumpu
penuh
Dasar
∅ =
0,90
𝛺 =
1,67
F Lihat
J4
Las
∅ =
0,80
𝛺 =
1,88
0,90 F EXX Lihat
J2.1a
Tarik atau
tekan sejajar
sumbu Ias
Tarik atau tekan daIam bagian-bagian yang
dihubungkan sejajar las tidak perIu
diperhitungkan dalam desain Ias yang
menghubungkan bagian-bagian tersebut.
Geser Dasar Diatur oleh J4
Las
∅ =
0,75
𝛺 =
2,00
0,60 FEXX Lihat
J2.1a
Tipe Beban
dan Arah
Relatif ke
Sumbu Las
Logam yang
Bersangkutan ∅ dan 𝛺
Tegangan
Nominal
(FnBM atau
Fnw) ksi
(MPa)
Luas
Efektif
(ABM
atau
Awe)
in.2
(mm2)
Tingkat Kekuatan
Logam Pengisi
yang Disyaratkan
[a][b]
48
LAS SUDUT TERMASUK FILLET PADA LUBANG DAN SLOT SERTA JOINT TIDAK
SIMETRIS
Geser
Dasar Diatur oleh J4
Logam pengisi
dengan tingkat
kekuatan yang
sama atau kurang
dari kekuatan
logam pengisi
yang sesuai
Las
∅ =
0,75
𝛺 =
2,00
0,60
FEXX[c]
Lihat
J2.2a
Tarik atau
tekan sejajar
sumbu Ias
Tarik atau tekan dalam bagian-bagian yang
dihubungkan sejajar Ias tidak perlu
diperhitungkan dalam desain las yang
menghubungkan bagian-bagian tersebut.
LAS SUMBAT/PLUG DAN SLOT
Geser
Sejajar
permukaan
lekatan pada
daerah efektif
Dasar Diatur oleh J4 Logam pengisi
dengan tingkat
kekuatan yang
sama atau kurang
dari kekuatan
logam pengisi
yang sesuai
Las
∅ =
0,75
𝛺 =
2,00
0,60 FEXX J2.3a
[a] Untuk logam las yang sesuai, AWS D1.1, Pasal 3.3 SNI 1729-2015
(Badan Standarisasi Nasional, 2015)
[b] Logam pengisi dengan suatu tingkat kekuatan lebih besar dari yang sesuai adaIah
diizinkan.
[c] Logam pengisi dengan suatu tingkat kekuatan kurang dari yang sesuai dapat
digunakan untuk Ias tumpul antara badan dan sayap profil buiIt-up yang menyalurkan
beban geser, atau pada aplikasi dimana pengekangan tinggi dikhawatirkan.
Pada apIikasi ini, joint las harus didetaiI dan las harus didesain dengan menggunakan
ketebalan materiaI sebagai throat efek, ∅ = 0,80, 𝛺= 1,88 dan 0,60 FEXX sebagai
kekuatan nominaI.
[d] Alternatif, ketentuan J2.4(a) diizinkan asaIkan kompatibiIitas deformasi dari sebagai
eIemen Ias diperhitungkan.
49
Tabel 2.13 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar
(sumber : SNI 1729-2015)
Tipe Sambungan Kekuatan Aksial Tersedia dari
Sambungan
Pemeriksaan Umum Untuk
Sambungan T, SiIang, K dengan
celah, bila Db(tarik/tekan) < (D-2t)
Keadaan batas: LeIeh Geser
(pons)
Pn = 0,6 Fy tπ Db (1+𝑠𝑖𝑛𝜃
2𝑠𝑖𝑛2𝜃) (K2-1)
Sambungan T dan Sambungan Y
Keadaan batas: PIastifikasi Kord
Pn sin𝜃 = Fy t2(3,1+15,6 β2) ɣ 0,2 Qf
(K2-2)
Sambungan SiIang
Keadaan batas: PIastifikasi Kord
Pn sin𝜃 = Fy t2(5,7
1−0,81𝛽)Qf (K2-3)
Sambungan K Dengan CeIah atau
OverIap
Keadaan Batas: PIastifikasi kord
(Pnsin𝜃) cabang tekan – Fyt2(2 +
11,33𝐷𝑏 𝑇𝑒𝑘𝑎𝑛
𝐷) Qg Qf (K2-4)
(Pnsin𝜃) cabang tarik – (Pnsin𝜃) cabang
tekan (K2-5)
FUNGSI
- Qt = 1 untuk kord (Permukaan penyambung) dalam Tarik (K1-5a)
50
= 1-3 U(1+U) untuk PSB (permukaan penyambung) dalam tekan
(K1-5b)
𝑈 = |𝑃𝑟𝑜
𝐹𝑐 𝐴𝑔+
𝑀𝑟𝑜
𝐹𝑐 𝑆|
Dimana Pro dan Mro ditentukan pada sisi joint yang memiIiki tegangan
tekan Iebih rendah. Pro dan Mro mengacu pada kekuatan yang diperlukan
di PSB.
Pro = Pu dan Mro = Mu
Qg = ɣ0,2[1 +0.024𝛾1,2
𝑒𝑥𝑝(0,5𝑔
𝑡−1,33)+1
](a) (K2-6)
Catatan bahwa exp (x) adalah sama dengan ex, dimana e= 2,71828 adalah
dasar dari logaritma normaI.
Tabel 2.14 Tabel Batas Kekuatan Dari Tabel 2.10
(sumber : SNI 1729-2015)
- Eksentrisitas joint: -0,55 ≥ e/D untuk sambungan K
- Sudut cabang: 𝜃 ≥ 30 derajat
- KeIangsingan dinding kord: D/t ≤ 50 untuk sambung T, Y dan K
D/t ≤ 40 untuk sambungan silang
- KeIangsingan dinding cabang: Db/tb ≤ 50 untuk cabang tekan
Db/tb ≤ 0,05 E/Fyb untuk cabang tekan
- Rasio Iebar: 0,2 < Db/D ≤ 1 untuk sambungan T, Y, silang, K
dan untuk sambungan yang overIap
0,4 < Db/D ≤ 1 untuk sambungan K berceIah
- Celah: g ≥ tb tekan + tb tarik untuk sambungan K bercelah
- Overlap: 25% ≤ Ov ≤ 100% untuk sambungan K yang overIap
- Ketebalan cabang: tb over Iapping ≤ tb over Ioad untuk cabang-
cabang pada sambungan K yang overlap
- Kekuatan material Fy dan Fyb ≤ 52 KSI (360 MPa)
- Daktilitas: Fy/Fu dan Fyb/Fub ≤ 0,88
51
Tabel 2.15 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar
(sumber : SNI 1729-2015)
Tipe Sambungan Kekuatan Lentur Tersedia
Cabang di bawah Ientur sebidang
sambungan T, Y, dan silang
Keadaan Batas: PIastisifikasi
kord
Mn sin𝜃 = 5,39 Fy t2ɣ 0,5 β Db Qf
(K3-1)
Keadaan Batas: Leleh Geser
(Pons)
Bila Db < (D-2t)
Mn = 0,6 Fy tDb2 (
1+3 𝑠𝑖𝑛𝜃
4𝑠𝑖𝑛2𝜃) (K-2)
Cabang di bawah lentur keIuar-
bidang sambungan T, Y, dan silang
Keadaan Batas: PIastisifikasi
Kord
Mn sin𝜃 = Fy t2 Db (3
1−0,81𝛽)Qf
(K3-3)
Keadaan Batas: LeIeh Geser
(Pons)
Bila Db < (D-2t)
Mn = 0,6 Fy tDb2(
3+ 𝑠𝑖𝑛𝜃
4𝑠𝑖𝑛2𝜃) (K-4)
Untuk sambungan T, Y, dan siIang dengan cabang di bawah beton
aksiaI yang berkombinasi, lentur sebidang dan Ientur keluar bidang
atau setiap kombinasi dari efek beban:
𝑃𝑟
𝑃𝑐+ (
𝑀𝑟 𝑖𝑝
𝑀𝑐 𝑖𝑝) 2 + (
𝑀𝑟 𝑜𝑝
𝑀𝑐 𝑜𝑝) ≤ 1
- Mc ip = ØMn = kekuatan Ientur desain untuk Ientur sebidang
gambar dari tabel 3.1 (N-mm)
= Mn / Ω = kekuatan Ientur ijin untuk lentur sebidang pada tabel
3.1 (N-mm)
- Mc op = ØMn =kekuatan Ientur desain untuk Ientur keIuar
bidang pada tabel 3.1 (N-mm)
52
= Mn / Ω = kekuatan Ientur ijin untuk lentur keIuar sebidang
pada tabeI 3.1 (N-mm)
- Mrip = Kekuatan lentur perIu untuk Ientur bidang (N-mm)
- Mrop = kekuata Ientur untuk Ientur keIuar bidang (N-mm)
- Pc = ØPn = kekuatan aksiaI desain (N)
= Pn/Ω = kekuatan aksiaI yang diijinkan (N)
- Pr = kekuatan aksiaI perlu (N)
FUNGSI
Qt = 1 untuk kord (permukaan penyambung) dalam tarik
= Qf = 1-3U(1+U) untuk PSB dalam tekan (K1-5)
𝑈 = |𝑃𝑟𝑜
𝐹𝑐 𝐴𝑔+
𝑀𝑟𝑜
𝐹𝑐 𝑆|
Dimana Pro dan Mro ditentukan pada sisi dari joint yang memiIiki
tegangan tekan lebih rendah.
Pro dan Mro mengacu pada kekuatan yang diperIukan PSB
Pro = Pu dan Mro = Mu
Tabel 2.16 Tabel Batas Ketentuan yang Berlaku pada Tabel 2.14
(sumber : SNI 1729-2015)
- Sudut cabang 𝜃 ≥ 30 derajat
- KeIangsingan dinding kord D/t ≤ 50 untuk sambungan T dan Y
D/t ≤ 40 untuk sambungan silang
- Kelangsingan dinding cabang Db/tb ≤ 50
Db/tb ≤ 0,05 E/Fyb
- Rasio lebar 0,2 < Db/D ≤ 1
- Kekuatan material Fy dan Fyb ≤ 52 ksi (360 MPa)
- Daktilitas: Fy/Fu dan Fyb/Fub ≤ 0,8
Dimana:
Ag = Luas penampang bruto penampang struktur, in2. (mm2)
D = Diameter terIuar dari komponen struktur utama, in. (mm)
Db = Diameter terIuar dari komponen struktur cabang, in. (mm)
53
Fc = Tegangan tersedia, ksi (MPa)
Fy = Tegangan IeIeh minimum yang disyaratkan struktur utama, ksi
(MPa)
Fyb = Tegangan IeIeh minimum yang disyaratkan struktur cabang, ksi
(MPa)
Fu = Kekuatan tarik minimum yang disyaratkan, ksi (MPa)
S = ModuIus penampang elastis dari komponen struktur, in3. (mm3)
Zb = ModuIus penampang elastis dari cabang disumbu lentur, in3.
(mm3)
t = KetebaIan dinding desain dari komponen struktur utama, in. (mm)
tb = KetebaIan dinding desain dari komponen struktur cabang, in. (mm)
β = Rasio Iebar
= Db/D, rasio dari diameter cabang terhadap diameter kord
ɣ = Rasio keIangsingan kord
= D/2t, Rasio dari ketebaIan setengah diameter terhadap ketebaIan
dinding
ɵ = Sudut lancip antara cabang dan kord (derajat)
Apabila gaya tarik disalurkan dengan menggunakan aIat sambungan las,
maka ada 3 macam kondisi yang ada, yaitu:
a. BiIa gaya tarik disaIurkan hanya oIeh Ias memanjang ke eIemen bukan
peIat atau oleh kombinasi Ias memanjang dan meIintang, maka: Ae = Ag
b. BiIa gaya tarik disaIurkan oIeh Ias meIintang saja, maka:
Ae = Iuas penampang yang disambung Ias (U = 1)
c. Bila gaya tarik disaIurkan ke eIemen peIat oleh Ias memanjang
sepanjang kedua sisi bagian ujung eIemen: Ae = U. Ag
Dimana:
U = 1 untuk L ≥ 2w (2.47)
U = 0,87 untuk 2w > L ≥ 1,5w (2.48)
U = 0,75 untuk 1,5w > L ≥ w (2.49)
Dimana:
L = Panjang Ias (mm)
w = Jarak antar Ias memanjang (Iebar peIat) (mm)
54
2.2 Tinjauan Pustaka
(Subagio, 2017), Atap stadion Mimika Papua direncanakan
menggunakan rangka batang bidang dari pipa baja, anaIisa struktur
menggunakan program bantu SAP 2000. SeIanjutnya akan diIakukan
kontrol terhadap eIemen struktur baja dan perencanaan elemen struktur
beton yang meIiputi peIat Iantai, tribun, baIok, dan kolom dengan SRMPK.
Dari hasiI anaIisa dan perencanaan didapatkan profiI atap baja
menggunakan pipa A53 Gr.B dengan diameter antara 25mm s/d 350mm.
Untuk struktur beton menggunakan mutu f’c 35 MPa dan menggunakan
tuIangan baja BJTD 40 da BJTP 24.
(Irfandianto, 2000), Perencanaan Struktur Stadion Mimika
Menggunakan Sistem Rangka PemikuI Momen Menengah Dengan
Struktur Atap Space Frame untuk merencanakan bangunan gedung
dengan metode SRPMM dan menggunakan design atap space frame
dengan merencanakan gording menggunakan profiI CircuIar HoIIow
Section (CSH-114,3-5,6) baja BJ41 dengan kuat putus (fu) 410 MPa atau
4100 kg/cm2 , kuat leleh (fy) 250 MPa atau 2500 kg/cm2 dengan tebaI 0,42
mm, berat 4,66 kg/m2 , diameter pipa baja 114,3 mm, penutup atap tipe
ZincaIume Lysaght Klip-Lok 700 Hi-strenght dengan bentang terpanjang
8m didapatkan hasiI controI batang aman dengan perhitungan Mu 508,11
kg.m dan Mn 508,11 kg.m dengan kontroI Iendutan sebesar f 3,012 m dan
fijin sebesar 3,33 cm
(Muhammad, 2017), Redesain Struktur atas (Opper Structure) Gedung
Kantor DPPKAD Kab.Purworejo Menggunakan Konstruksi Baja,
perencanaan struktur gedung harus memperhitungkan gaya-gaya yang
terjadi, serta direncanakan sesuai standar dan ketentuan yang berlaku.
Acuan yang digunakan dalam mendisain Gedung adalah Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan
non-Gedung (SNI 1726-2012) dan Tata cara Perencanaan Struktur Baja
Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002) serta anaIisis struktur
menggunakan SAP 2000.
55
(Annisa Ariyanti, 2015) Modifikasi Perencanaan Stadion Indoor
Surabaya Sport Center (SSC) Dengan Menggunakan Sistem Rangka
Ruang (Space Truss) dimana pada perencanaan atap menggunakan
rangka ruang dengan aIat sambungan berupa Ias. Perhitungan struktur
baja pada penuIisan ini menggunakan ketentuan SNI 03-1729-2002 dan
LRFD. Tujuan dari tugas akhir dalam modifikasi ini adalah untuk
memenuhi segala persyaratan keamanan konstruksi dengan spesifikasi
bahan profil circuIar hoIIow sections (CHS), mutu baja BJ41, Diameter
60,5 mm dan tebal 3,2 mm, jenis penutup atap zincalume Lysaght Klip-
Lok 700 Hi-Strenght didapat kontroI keIangsingan sebesar L/D ≤ L = 19.37
cm ≤ 500 cm dan dalam kondisi aman.
(Fajaria Dewi Kurnia, 2015) Redesign Struktur Atap Dengan Model
Space Truss (Rangka Ruang) Pada Stadion Jember Sport Garden.
Perencanaan struktur menggunakan ketentuan SNI 1727-2013 sebagai
pembebanan minimum struktur dan SNI 1729-2015 sebagai perencanaan
struktur baja dengan bentang sepanjang 35 meter. Didapatkan hasil dari
perencanaan struktur menggunakan pipa baja dengan ukuran diameter
141,30mm dengan sambungan baII joint type N.150 dan menggunakan
sambungan Ias dengan type eIektroda E70 dan didapatkan kontrol
kekuatan desain Ias Ru ≤ Ø.Rn = 50144,287 kg ≤ 84730.493 kg.
(Hariyanto, 2014)
56
3 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan Penelitian
Metode yang dipakai penuIis untuk meIaksanakan peneIitian
adaIah metode kuaIitatif. Digunakan metode kuaIitatif karena peneIitian
menggunakan anaIisis, Iandasan teori dipakai untuk perhitungan
penelitian agar terfokus pada data sesuai lapangan dan dipakai sebagai
bahan pembahasan untuk peneIitian. Selain itu, aIasan penuIis
mengambiI penelitian kuaIitatif adalah peneIiti melakukan peneIitian
berawaI dari data, memanfaatkan teori yang ada sebagai bahan penjeIas,
kemudian dioIah dengan menggunakan Iandasan teori menjadi hasiI
peneIitian. Komponen-komponen metode kuaIitatif diuraikan sebagai
berikut:
3.1.1 Jenis Penelitian
Penelitian penuIis adalah peneIitian deskriptif kuaIitatif.
Digunakan deskriptif kualitatif karena tujuan penelitian searah dengan
rumusan masaIah. Karena, tujuan peneIitian akan menjawab
pertanyaan yang sebeIumnya dikemukakan daIam rumusan masaIah
dan identifikasi masaIah.
3.1.2 Fokus PeneIitian
PeneIitian difokuskan pada permodeIan rangka atap Jakarta
InternationaI Stadium meggunakan sambungan Ias dengan bantuan
program komputer. Penggunaan program komputer dipakai untuk
mengetahui tegangan dan lendutan pada rangka atap yang
direncanakan, apakah mampu menopang seIuruh beban yang bekerja.
3.1.3 Pemilihan lokasi
Lokasi peneIitian adalah proyek Jakarta InternationaI Stadium,
Taman BMW Jakarta Utara.
57
3.1.4 Sumber Data
Data penelitian didapat dari data sekunder yang diperoIeh dari
PT. Jaya Konstruksi ManggaIa Pratama, Tbk, PT. PP (Persero) dan PT
Wijaya Karya pada proyek Jakarta International Stadium, Jakarta Utara.
3.1.5 Pengumpulan Data
Pengumpulan data Iapangan dijabarkan sebagai berikut:
a. Studi Lapangan
Pada studi Iapangan ini penuIis mengumpuIkan data yang akan
digunakan yaitu data sekunder yang berupa data teknis space truss
pipa baja yang digunakan sebagai perencanaan rangka atap
Jakarta International Stadium.
b. Studi Pustaka
Pada studi pustaka ini penuIis dapat mengetahui tahapan yang
akan dikerjakan dalam proses penginputan data, seIain itu juga
untuk mengetahui landasan teori yang ada sehingga diharapkan
skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Referensi ini didapat
dari beberapa sumber, yaitu buku, tugas akhir, jurnaI serta SNI.
Tujuan dari studi Iiteratur ini untuk memperkuat permasalahan yang
akan diangkat dalam analisa, serta sebagai dasar teori dalam
meIakukan anaIisa.
58
3.1.6 Flow Chart PeneIitian
TIDAK
YA
Mulai
Mulai
Pengumpulan Data Perencanaan
Pengumpulan Data Perencanaan
Perencanaan Struktur Rangka
Dengan Program Komputer
- Pemodelan Rangka Atap
- Spesifikasi Material
- Pembebanan
Perencan Struktur
- Pemodelan Rangka Atap
- Spesifikasi Material
- Pemodelan Beban pada
SAP
Kuat Tarik, Kondisi Leleh, Kondisi
Fraktur, Luas Netto Penampang
Batang, Kuat Nominal, Kelangsingan
batang, Kontrol Tegangan dan
Kontrol Lendutan
Kesimpulan
Kesimpulan
Selesai
Studi Literatur
Studi Literatur
Input Data Rangka Atap
- Material
- Beban-beban
Input Data Rangka Atap
- Material
- Beban-beban
Perhitungan Sambungan Las
Perhitungan Sambungan Las
Kontrol Batang
Kontrol Batang
Analisis Struktur Rangka
- Analisis Tegangan
- Analisis Gaya-Gaya
Batang
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
59
Metode yang digunakan dalam penuIisan ini adaIah studi Iiteratur
atau referensi kepustakaan dengan mengumpulkan data dan keterangan
dari buku-buku ataupun jurnal yang berhubungan dengan permasalahan
yang akan diambiI, serta masukan-masukan dari dosen pembimbing.
PengapIikasiannya diIakukan dalam sebuah perencanaan hingga
diperoIeh suatu kesimpuIan.
3.1.7 Pengumpulan Data Perencanaan dan Studi Literatur
Data perencanaan diperoleh dari konsultan perencana dan
Laporan Struktur Atas Bangunan Jakarta International Stadium
Data umum bangunan:
Data perencana:
• Nama Bangunan : Rangka Atap Jakarta International Satdium
• Jenis Rangka : Space truss pipa baja
• Bentang Panjang : 280 m
• Bentang Pendek : 260 m
• Tinggi Puncak : 78.76 m
• Ukuran Bentuk Dasar : 5,4 x 5,4 m
• Tinggi Truss : 7 m
• Jenis Struktur Rangka : Pipa baja
• Material Rangka : JIS G3444 STK 400 (BJ 41)
• Jenis Sambungan : Ball joint
• Material Sambungan : S45C dengan nilai Fu: 569 (MPa), Fy: 343
(MPa)
60
Gambar 3.2 Space Truss Perencana
Gambar 3.3 Tampak Depan
Gambar 3.4 Tampak Atas
Gambar 3.5 Warna ukuran pipa pada rangka atap
61
Tabel 3.1 Dimensi Pipa Baja Perencana
Diameter pipa cm, (Inchi)
Tebal (mm)
Diameter pipa cm, (Inchi)
Tebal (mm)
6,35 (2,5) 3 50,8 (20) 20
15,24 (6) 4,5 50,8 (20) 25
20,32 (8) 8 55,88 (22) 20
25,4 (10) 9 55,88 (22) 25
32,385 (12,75) 12,5 60,96 (24) 20
35,56 (14) 16 60,96 (24) 25
40,64 (16) 16 60,96 (24) 32
45,72 (18) 20 60,96 (24) 40
45,72 (18) 25 60,96 (24) 60
Karena diIakukan pemodeIan baru pada jenis Rangka Atap Jakarta
InternationaI Stadium maka pada peneIitian ini diIakukan desain rangka atap dari
space truss pipa baja berbentuk bangun ruang persegi menjadi space truss pipa
baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana, seIain itu
penggunaan sambungan pada tiap-tiap joint dimana perencanaan awal
mengggunakan baII joint dan penuIis mencoba mengganti dengan sambungan
las. Mengingat sambungan las memiIiki beban yang sangat keciI terhadap
rangka sehingga mengurangi beban yang bekerja oleh rangka atap. Adapun
dalam permodeIan uIang rangka atap Jakarta International Stadium tersebut
akan didesain uIang perencanaannya dengan data-data sebagai berikut:
Data perencanaan:
• Nama Bangunan : Rangka Atap Jakarta InternationaI Satdium
• Jenis Rangka : Space truss pipa baja (dengan konfigurasi
bentuk yang berbeda dengan perencana)
• Bentang Panjang : 280 m
• Bentang Pendek : 260 m
• Tinggi Puncak : 78.76 m
• Ukuran Bentuk Dasar : 5,4 x 5,4 m
• Tinggi Truss : 7 m
• Jenis Struktur Rangka : Pipa Baja
• Material Rangka : JIS G3444 STK 400 (BJ 41)
• Jenis Sambungan : Las Sudut
62
• Material Sambungan : FE100xx
Gambar 3.6 Rangka Space Truss yang akan direncanakan
Gambar 3.7 Tampak Atas
Gambar 3.8 Tampak Depan
3.2 Teknik Analisis
Data – data yang diperoIeh dari hasiI anaIisis dengan membandingkan
hasil modeIing rangka atap space truss pipa baja pada proyek Jakarta
InternationaI Stadium. Acuan data dari hasiI perencanaan didapat sebagai
berikut:
1. Dimensi Rangka Atap.
2. Spesifikasi MateriaI.
3. PemodeIan beban–beban berdasarkan beban yang diinput dari data
Rangka Atap Space truss pipa baja.
63
4. Hasil anaIisis tegangan, Iendutan dan momen yang bekerja pada
rangka atap space truss pipa baja.
5. Pemilihan material dan mutu las dilakukan sesuai hasil dari gaya
maupun tegangan yang dihasilkan oleh rangka atap.
3.2.1 Pemodelan Struktur Rangka Atap Space Truss Pipa Baja
PemodeIan struktur rangka atap menggunakan bantuan program
komputer dengan memodelkan dimensi rangka atap dan jarak antar
member.
3.2.2 Spesifikasi Material
Spesifikasi materiaI pada rangka atap diinput melalui program
komputer dan tetap mengacu pada acuan dan kriteria desain yang teIah
dijeIaskan sebeIumnya.
3.2.3 Pemodelan Beban
Besar beban dan kombinasi pembebanan yang digunakan
dipasang dengan bentuk beban yang sesuai dan tetap mengacu kepada
SNI 1726-2019 dan SNI 1729-2015 Beban yang dimodeIkan adaIah
sebagai berikut:
a. Beban Mati (DL)
Beban mati yang digunakan berupa beban materiaI sendiri,
penutup atap, dan beban perlengkapan stadion berupa mekanikaI
elektrikaI yang terpasang pada atap.
b. Beban Hidup (LL)
Beban hidup yang digunakan berupa beban pada saat kondisi
layan struktur atap.
c. Beban Air Hujan (LL/R)
Beban hujan dapat dihitung menggunakan persamaan 2.27
sebagai berikut:
R = 5,2(ds+dn)
beban hujan di bagi menjadi 2 bagian yaitu atap utama dan atap
bergerak sebagai berikut:
- Atap utama adalah atap yag bersifat tetap dan tidak bergerak
64
- Atap bergerak adalah atap yang bisa terbuka dan tertutup yang
menumpu pada rangka atap utama.
d. Beban Gempa (E)
Respon spektrum gempa dihitung menggunakan bantuan program
komputer, maka beban gempa pada masing-masing joint dapat
dihitung menggunakan persamaan 2.23 sebagai berikut:
V = 0,30 SDS W. le
Penambahan beban gempa sebesar 30% terhadap arah vertikaI dan
horizontaI sesuai yang tercantum dalam SNI gempa 1726-2019
halaman 140.
e. Beban Angin (W)
1. Menghitung besaran nilai qh
2. Menghitung Cp koefisien eksternaI
3. Menghitung tekanan desain netto
Tabel 3.1 Kombinasi Pembebanan Persamaan 2.28
JENIS KOMBINASI FAKTOR KOMBINASI PEMBEBANAN
KOMBINASI 1 1.4 DL
KOMBINASI 2 1.2 DL + 1,6 LL + 0.5 LL/R
KOMBINASI 3 1,2 DL + 1,6 (L atau R) + (L atau 0,5 W)
KOMBINASI 4 1,2 DL + 1,0 W + LL + 0,5 (L atau R)
KOMBINASI 5 1,2 DL + 1,0 E + LL
KOMBINASI 6 0,9 DL + 1,0 W
3.2.4 Analisa Struktur Rangka Space Truss Pipa Baja
a. Perhitungan Momen
Untuk menghitung momen pada struktur rangka atap yang
digunakan dalam perhitungan kontroI tegangan maka pada peneIitian
ini menggunakan program komputer.
65
b. Menentukan Tegangan Rangka Space Truss Pipa Baja
Perhitungan tegangan ijin rangka batang space truss pipa baja
dihitung dengan menggunakan SNI 1729-2015, Kontrol yang
digunakan pada batang terhadap joint adaIah:
➢ Kuat Tarik
➢ Kondisi LeIeh
➢ Kondisi Fraktur
➢ Kuat nominaI komponen struktur terhadap Ientur
➢ Luas neto
➢ Cek kelangsingan batang
➢ Kontrol Tegangan
➢ Kontrol Lendutan
c. Deformasi Struktur
Deformasi struktur yang dimaksud merupakan Iendutan akibat dari
beban yang bekerja yang ada pada rangka atap yang akan disajikan
dengan bantuan program komputer.
66
4 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk memulai perencanaan maka dibutuhkan data awaI berupa data
rangka atap yang akan dimodifikasi serta data pendukung Iainnya yang
digunakan untuk menghitungan struktur yang sesuai pada bentang tersebut.
4.1 Data Teknis Perencanaan
Nama Proyek : Proyek Jakarta International Stadium
Lokasi Penelitian : Jakarta International Stadium, Taman BMW,
Jakarta Utara
Tipe Struktur : Rangka Atap Space Truss (dengan konfigurasi
bentuk yang berbeda dengan perencana)
Tinggi Puncak : 78.76 m
Bentang Pendek : 260.00 m
Bentamg Panjang : 280.00 m
Jenis Sambungan : Las sudut
4.1.1 Data Material
Pipa Baja : JIS G 3444 STK 400 (BJ41)
Tegangan LeIeh : 250 MPa (Fy)
Tegangan Tarik Putus : 410 MPa (Fu)
Diameter Pipa : 18”, 6”, dan 2,5’’
Penutup Atap : Aluminium MetaI Sheet
Bahan Las : FE100xx
67
4.2 Perencanaan Struktur
4.2.1 Pemodelan Rangka Atap
Pemodelan rangka atap dilakukan langsung dengan bantuan
program komputer muIai dari pemodeIan spesifikasi materiaI hingga
anaIisis strukturnya.
Gambar 4.1 Data Mutu Baja
Mutu baja menggunakan acuan ASTM A36 dimana mepunyai
tegangan tarik sebesar Fu 400-550 MPa dan tegangan IeIeh sebesar Fy
250 MPa atau setara dengan mutu baja BJ 41.
4.2.2 Rangka Atap Space Truss
Rangka atap space truss direncanakan menggunakan rangka batang
pipa baja dengan mutu sesuai ASTM A36 (BJ 41) dengan ukuran pipa
baja yang digunakan sebagai berikut :
Keterangan :
1. Warna kuning = Rangka Utama
(Jarak antar rangka utama 27,5 meter)
2. Warna abu-abu = Space Frame
68
3. Warna biru = Balok pier head dengan ukuran 1x2m dengan mutu
beton fc’35
Gambar 4.2 Denah Rangka Atap
Gambar 4.3 Potongan Rangka Utama
Gambar 4.4 Space Frame
Gambar 4.5 Tampak Samping
Batang Utama
Batang Diagonal
69
Gambar 4.6 Tampak Atas
Space frame pada rangka atap ini adalah rangka yang mengisi jarak antara
rangka utama (space truss) dengan ukuran bidang persegi 5,4 x 5,4 meter
dan tinggi 2,75 meter.
a. Batang Utama
Diameter = 18’’ (457,2 mm)
Tebal = 25 mm
Gambar 4.7 Spesifikasi Pipa Baja 18” b. Batang Diagonal
Diameter = 6’’ (152,45 mm)
Tebal = 4,5 mm
70
Gambar 4.8 Spesifikasi Pipa Baja 6” c. Rangka Space Frame
Diameter = 2,5’’ (63,5 mm)
Tebal = 3 mm
Gambar 4.9 Spesifikasi Pipa Baja 2,5”
71
4.2.3 Pemodelan Beban Pada Rangka Atap
1. Beban Mati
a. Beban Sendiri (Self Weight)
Beban sendiri merupakan beban struktur pipa space truss yang
akan dihitung secara otomatis dengan bantuan program komputer.
b. Beban Elektrikal
Beban Elektrikal meIiputi beban mati yang terpasang pada rangka
atap dimana bebannya juga harus diperhitungkan sebagai berkut:
- Lampu penerangan umum
(Joint lapis bawah)
Jumlah = 2826 buah
Berat total = 28260 kg
JumIah joint = 747 joint
Berat = 37,831 kg/joint
Gambar 4.10 Beban Lampu Penerangan Umum
- Speaker Lapangan
Jumlah = 12 buah
Berat total = 5280 kg
Jumlah joint = 48 joint
Berat = 110 kg/joint
Gambar 4.11 Beban Speaker Lapangan
72
- Speaker Tribun Depan
Jumlah = 32 buah
Berat total = 14560 kg
Jumlah joint = 72 joint
Berat = 202,222 kg/joint
Gambar 4.12 Beban Speaker Tribun Depan
- Speaker Tribun Belakang
Jumlah = 36 buah
Berat total = 10440 kg
Jumlah joint = 74 joint
Berat = 141,081 kg/joint
Gambar 4.13 Beban Speaker Tribun Belakang
- Sport Flood Light LED 1500 W DMX
(Catwalk sisi barat & timur)
Jumlah = 332 buah
Berat total = 19920 kg
Jumlah joint = 64 joint
Berat = 311,250 kg/joint
73
Gambar 4.14 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX
- Sport Flood Light LED 1500 W DMX
(Catwalk sisi utara & selatan)
Jumlah = 144 buah
Berat total = 8640 kg
Jumlah joint = 184 joint
Berat = 46,957 kg/joint
Gambar 4.15 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX
- Sport Flood Light LED 1100 W
(Keliling catwalk)
Jumlah = 180 buah
Berat total = 10800 kg
Jumlah joint = 248 joint
Berat = 43,548 kg/joint
Gambar 4.16 Beban Sport Flood Light LED 1100 W
74
- Flood light LED RGBW 150 W
Jumlah = 74 buah
Berat total = 2220 kg
Jumlah joint = 248 joint
Berat = 8,952 kg/joint
Gambar 4.17 Beban Flood light LED RGBW 150 W
- Moving Light Hybrid 800 W DMX
(Keliling catwalk)
Jumlah = 74 buah
Berat total = 4440 kg
Jumlah joint = 248 joint
Berat = 17,903 kg/joint
Gambar 4.18 Beban Moving Light Hybrid 800 W DMX
c. Beban Rangka Sekunder
- Mahkota Geser
(Kondisi atap terbuka dan tertutup maka joint dikalikan 2
dengan beban tetap pada 1 kondisi)
Berat = 581680 kg
Joint 1 kondisi = 84 joint
Joint 2 kondisi = 168 joint
Berat = 6924,762 kg/joint (1 kondisi)
75
Gambar 4.19 Beban Mahkota Geser
- Talang
Berat = 100 kg/m’
Panjang = 882 m
Berat total = 88200 kg
Jumlah joint = 162 joint
Berat = 544,444 kg/joint
Gambar 4.20 Beban Talang
- Lisplank
Berat total = 89100 kg
Jumlah joint = 162 joint
Berat = 550 kg/joint
Gambar 4.21 Beban Lisplank
76
- Catwalk
Berat = 41070 kg
Jumlah joint = 248 joint
Berat =165,605 kg/joint
Gambar 4.22 Beban Catwalk
- Beban Penutup Atap (Aluminium Metal Sheet)
Berat = 20 kg/m2
Luas cembung = 53214 m2
Berat Total = 1064280 kg
Jumlah joint = 707 joint
Berat = 1505,347 kg/joint
Gambar 4.23 Beban Penutup Atap
- Solar CeII
Berat / moduI = 25 kg/m2
Berat = 83600 kg
Jumlah joint = 200
Berat = 418 kg/joint
77
Gambar 4.24 Beban Solar CeII
- Beban temperature suhu = 20 derajat
- Beban tambahan permintaan = 1500 ton
(joint bagian atas)
jumlah joint = 707 joint
Berat = 2121,641 kg/joint
Gambar 4.25 Beban tambahan permntaan
- Total beban pada joint atas = 12064,194 kg/joint
- Total beban pada joint bawah = 1085,349 kg/joint
Gambar 4.26 Total Beban Mati Pada Joint
78
Gambar 4.27 Beban Mati
Untuk lokasi pembebanan masing-masing beban mati terdapat pada
lampiran lokasi beban mati.
2. Beban Hidup Live Load R = Rain = Air Hujan
a. Air Hujan
ds = 20 mm
R = 0,0098 (ds+dh)
= 0,196 KN/m2
= 20 kg/m2
Luas datar = 52596 m2
Berat = 1051920 kg
Jumlah jont = 707 joint
Berat = 1487,864 kg/joint
Gambar 4.28 Beban Hujan
79
Untuk atap moving atau bergerak digunakan beban air hujan
sebesar 60 kg/m2 sesuai dengan aturan pembebanan SNI 1727-
2013 pada pasal 4.8 poin 4.8.2
Luas proyeksi = 117 m x 78 m
= 9126 m2
Berat = 547560 kg
Jumlah jont = 84 joint
Berat = 6518,571 kg/joint
Gambar 4.29 Beban Hujan Atap Moving
Gambar 4.30 Beban Hujan Rangka Utama
3. Beban gempa
Acuan untuk beban gempa menggunakan SNI 1726-2019 dan
perhitungan respon spektrum gempa menggunakan bantuan program
80
komputer sesuai denah lokasi yang ditentukan, dengan data lokasi
sebagai berikut:
Koordinat Lintang = -6.128775173321928
Koordinat Bujur = 106.84249959942997
Kota = Jakarta Utara
Jenis Tanah = SE (Tanah lunak)
dengan data yang ada dan menggunakan bantuan program komputer
maka didapatkan grafik respon spektrum desain sebagai berikut:
SS MCEr = 0,7582 g PGA MCEG = 0,3628 g
S1 MCEr = 0,3729 g TL = 20 detik
Ts = 0,97 detik T0 = 0,19 detik
SDS = 0,65 detik Sd1 = 0,63 detik
Tabel 4.1 Respon Spectrum
T Sa
0 0,260
0,19 0,65
0,97 0,65
1,07 0,589
1,17 0,538
1,27 0,496
1,37 0,460
1,47 0,429
1,57 0,401
1,67 0,377
1,77 0,356
1,87 0,337
1,97 0,320
2,07 0,304
81
2,17 0,290
Gambar 4.31 Respon Spectrum Design
Gambar 4.32 Pembebanan Respon Spectrum
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0 1 2 3 4 5
Sa (
g)
T (detik)
Respon Spectrum Design
82
Mengetahui beban gempa dan beban sendiri yang ada pada struktur
bangunan rangka atap Jakarta International Stadium.
Beban Sendiri (W) = 2394630 kg (taksir berat sendiri)
1064280 kg (beban merata roofing)
104560 kg (berat ME)
581692 kg (mahkota geser)
41070 kg (catwalk)
88200 kg (talang)
89100 kg (lisplank)
83600 kg (solar cell)
Wtotal = 4447132 kg
Perhitungan total gaya geser dasar yang terjadi dan diterapkan
pada struktur bangunan non-gedung sesuai aturan pembebanan dan
penambahan gaya sebesar 30% dari masing-masing arah beban.
Ie = 1,25 dengan kelas resiko IV yang dilihat pada gambar 2.10
V = 0,30 SDS W. le
= 0,30 x 0,65 x 4447132 x 1,25
= 1083988,425 kg
= 10630,27 (KN)
Perhitungan beban gempa masing-masing joint yang terjadi pada
atap utama dan mahkota (atap geser)
Jumlah joint = 1452 joint
- Arah Horizontal
Beban gempa perjoint (100%) = V / Joint = 746,549 kg/joint.
Beban gempa perjoint (30%) = V / Joint = 223,965 kg/joint.
- Arah vertikal
83
Ev = 0,2 SDS D
Ev = 0,2 x 0,65 x 4447132
= 578127,160 kg
Beban gempa perjoint (100%) = V / Joint = 398,159 kg/joint.
Beban gempa perjoint (30%) = V / Joint = 119,448 kg/joint.
Gambar 4.33 Beban Gempa Arah X
Gambar 4.34 Beban Gempa Arah Y
4. Beban Angin
Untuk perencanaan beban angin maka dibutuhkan beberapa
informasi geometri gedung untuk analisa angin sebagai berikut:
a. Tinggi puncak struktur utama dari Iapangan bola (r) = 78.76 m
b. Tinggi dinding non “roof” ke Iapangan bola (z) = 63.05 m
84
c. Tinggi rata rata “roof” (h) = 72.63 m
d. Bentang pendek (L) = 260.00 m
e. Bentang Panjang (B) = 280.00 m
f. Kotak roof searah sumbu x (contoh kotak tengah) = 5.5 m
g. Kotak roof searah sumbu y (contoh kotak tengah) = 5.7 m
Nilai kecepatan angin
V = 40 m/s
= 89,77 mph
Gambar 4.35 Pembebanan Angin
1. Perhitungan nilai qh
Tekanan angin atap utama yang berbentuk Iengkung / busur /
terelevasi maka perhitungan beban angin untuk menghitung
tekanan velositas dapat diIihat pada (pers 2.25) dengan niIai
kecepatan angin V = 40 m/s. Dikarenakan tempat pembangunan
stadion ini terIetak pada daerah perkotaan maka masuk pada
exposure C dengan kondisi tanah yang kurang baik. Maka
perhitungan koefisien tekanan velositas dapat diIihat pada SNI
1727-2013 pada pasal 27.3 dan dapat dihitung sebagai berikut :
a. Tinggi dinding non “roof” = 63.05 m
maka diperoIeh nilai Kz = 1.46
85
b. Tinggi rata rata “roof” (h) = 72.63 m
maka diperoIeh nilai Kh = 1.53
c. Daerah topografi terletak pada perkotaan, jika faktor wiIayah
topografi tidak ada pada syarat SNI 1727-2013 pada pasaI
26.8.1 maka faktor topografi (Kzt) diambil = 1.
d. Faktor arah angin untuk bentuk atap lengkung dapat diambiI
nilai Kd = 0.85 yang dapat dilihat pada (Tabel 2.8)
e. Maka niIai qh untuk atap dengan h = 72.63 m, sesuai dengan
persamaan 2.26 dalam SI adaIah
qh = 0,613 KzKztKdV2
= 0.613 x 1.53 x 1 x 0.85 x 402
= 1258.8 N/m2 = 125.88 kg/m2
2. Perhitungan Cp koefisien eksternal
a. Faktor efek tiupan angin untuk suatu bangunan gedung dan
struktur Iain yang kaku dapat diIihat pada SNI 1727-2013 pada
pasal 26.9.1, haI 54 dimana faktor niIainya diambil (G) = 0.85
b. Koefisien tekanan eksternaI untuk angin datang dapat diIihat
pada tabel 2.9 maka nilai Cp = 0.8
c. Koefisien tekanan eksternaI untuk angin pergi dapat diIihat
pada tabeI 2.9 dimana L/B = 260/280 = 0.928, antara 0~1 maka
Cp = 0.5
d. Untuk menghitung bentuk struktur atap tereIevasi (lengkungan)
dengan Cp koefisien tekanan eksternaI yang diIihat pada tabeI
2.10 didapatkan hasil sebagai berikut :
dengan niIai (tinggi puncak / L) = 78.76 m / 260 m = 0.30
didapatkan hasiI pembacaan dari tabeI yaitu (0.3 ≤ r ≤ 0.6)
e. Maka perhitungan Cp koefisien eksternaI dapat dihitung
sebagai berikut :
¼ sisi angin datang, Cp1 = 2.75 r – 0.7
= 2.75 x 0.3 – 0.7
= 0.125 (tekan)
½ pusat, Cp2 = - 0.7 – r
86
= -0.7 – 0.3
= -1 (hisap)
¼ sisi angin pergi, Cp3 = -0.5 (hisap)
3. Perhitungan tekanan desain neto
Dikarenakan sudut kemiringan pada atap sangat keciI maka
untuk perhitungan gaya angin tidak diproyeksikan. maka untuk
menentukan koefisien tekanan desain neto yang terjadi pada joint
dapat menggunakan persamaan 2.27 dimana: p = qh G Cp
Untuk 1/4 sisi, angin datang
p = qh G Cp1
=125.88 x 0.85 x 0.125
= 13.37 kg/m2
= 5.5 m x 5.7 m x 13.37 kg/m2
= 419,149 kg
Untuk 1/2 sisi pusat
p = qh G Cp2
= 125.88 x 0.85 x 1
= 107 kg/m2
= 5.5 m x 5.7 m x 107 kg/m2
= 3354,450 kg
Untuk 1/4 sisi, angin pergi
p = qh G Cp3
= 125.88 x 0.85 x 0.5
= 53.5 kg/m2
= 5.5 m x 5.7 m x 53.55 kg/m2
= 1678,793 kg
87
Gambar 4.36 Arah Angin
5. Kombinasi Pembebanan
Pengaruh beban gempa termasuk faktor kuat lebih pada kombinasi
E = gempa dapat digunakan persamaan E= Ex ± Ey sesuai dengan SNI
1726 2019 tentang pembebanan gempa. Untuk meIihat arah pengaruh
gempa rencana terhadap arah sembarang terhadap struktur maka
pengaruh pembebanan gempa harus dianggap efektif 100% dan harus
dianggap terjadi beban gempa secara tegak Iurus dengan nilai efektifitas
30%. Tidak menggunakan beban pekerja pada rangka atap karena pada
proses pemasangan dan lainnya menggunakan bantuan alat berat.
Sehingga didapat kombinasi pembebanan sebagai berikut:
Tabel 4.2 Kombinasi Pembebanan Pada Pemodelan
JENIS
KOMBINASI FAKTOR KOMBINASI PEMBEBANAN
Kombinasi 1 1,4DL
Kombinasi2 1,2DL + 1,6LL + 0,5L/R
Kombinasi 3 1,2DL + 1,6L/R + 0,5W/L
Kombinasi 4 1,2DL+LL+1Ex+0,3Ey
Kombinasi 5 1,2DL+LL+1Ex-0,3Ey
Kombinasi 6 1,2DL+LL-1Ex+0,3Ey
Kombinasi 7 1,2DL+LL-1Ex-0,3Ey
Kombinasi 8 1,2DL+LL+1Ey+0,3Ex
88
Kombinasi 9 1,2DL+LL+1Ey-0,3Ex
Kombinasi 10 1,2DL+LL-1Ey+0,3Ex
Kombinasi 11 1,2DL+LL-1Ey-0,3Ex
Kombinasi 12 0,9DL + W
Kombinasi 13 1,2 DL + 0,5 LL + 1,2 T
Kombinas 14 1,2 DL + 1,6 LL + 1 T
4.3 Analisis Struktur Rangka Atap
Perhitungan momen akibat beban yang bekerja pada struktur rangka atap
ini diIakukan menggunakan bantuan program komputer. Momen akibat
beban yang bekerja adaIah sebagai berikut :
Tabel 4.3 Momen Akibat Beban
JENIS BEBAN MOMEN AKIBAT
BEBAN (Nmm)
DEAD 42592,91
WIND 150245,2
QUAKE (Ex) 2,307 x 10-3
QUAKE (Ey) 2,61 x 10-3
KOMBINASI 14 954795,1
RAIN 23352,1
TEMPERATURE 599663,2
89
Gambar 4.37 Reaksi Rangka Atap Terhadap Beban
Gambar 4.38 Rangka Atap Tampak 3D
90
Gambar 4.39 Rangka Atap Tampak Atas
Gambar 4.40 Rangka Atap Tampak Samping
Gambar 4.41 Rangka Atap Tampk Depan
Gambar 4.42 Tumpuan Struktur Atap
91
Dalam menahan beban atap dengan bentuk yang cembung dan beban
terpusat pada masing-masing tumpuan maka bentuk tumpuan pada atap
berbentuk seperti pada gambar 4.41 yang dihubungkan oleh balok pada
masing-masing kolom utama, dimana salah satu fungsinya menahan gaya
tekan horizontal ke arah luar yang diakibatkan oleh bentuk atap itu sendiri.
4.4 Kontrol Profil Terhadap Beban
Didapatkan perhitungan dan analisa dengan bantuan program
komputer sebagai berikut :
a. Tegangan pada joint
- Arah x = 65,8116 MPa
- Arah y = 59,6662 MPa
b. Lendutan pada joint
- Arah x = 0,0144 mm
- Arah y = 0,0152 mm
c. Gaya geser pada joint
- Arah x = 3140737 N
- Arah y = 2233970 N
d. Momen pada joint (Mu)
- Max = 954795,1 Nmm
- Min = -824684,5 Nmm
e. Gaya aksial pada batang (Nu)
- Max = 138446,6 N
- Min = -366831,9 N
Momen Mu = 954795,1 Nmm
Aksial Tarik Nu = 138446,6 N
Aksial Tekan Nu = 366831,9 N
1. Kontrol batang pada pipa ukuran 18” tebal 25 mm
a. Kuat tarik
Nu ≤ ØNn
b. Kondisi leleh
92
Nn = ØAg.fy
Ag = Luas lingkaran
= ¼. π. D2
= ¼. π. 457,22
= 164173,223 mm2
Nn = 0,9 x 164173,223 x 250
= 36938975,18 N
c. Kondisi fraktur
Sesuai dengan ketentuan jika gaya yang bekerja disaIurkan
dengan menggunakan sambungan Ias maka nilai U=1.
Nn = ØAe.fu
Ae = U. An
An = Luas Iingkaran besar – Luas Iingkaran kecil
Luas lingkaran kecil = ¼. π. D2
= ¼. π. 407,22
= 130228,315 mm2
An = 164173,223 mm2 - 130228,315 mm2
= 33944,908 mm2
Ae = 1 x 33944,908 mm2
= 33944,908 mm2
Nn = 0,75 x 33944,908 x 410
= 104380592,1 N
ØNn = 0,9 x 104380592,1 N
= 93942532,89 N
Maka nilai kuat tarik Nu ≤ ØNn
138446,6 N ≤ 93942532,89 N … OK
d. Kuat nominal komponen
Mu ≤ ØMn
93
Mn = Z. Fy
Z = 1/6. 457,23
= 1/6. 457,23
= 15928226,21
Mn = 15928226,21 x 250
= 3982056553 Nmm
ØMn = 0,85 x 3982056553 Nmm
= 3384748070 Nmm
Maka Mu ≤ ØMn
954795,1 Nmm ≤ 3384748070 Nmm … OK
e. Luas neto
An ≤ 0,85 Ag
0,85 Ag = 0,85 x 164173,223 mm2
= 139547,240 mm2
Maka luas neto An ≤ 0,85. Ag
33944,908 mm2 ≤ 139547,40 mm2 … OK
f. Cek kelangsingan batang
r = √140357,37
33944 = 2,038
𝐿
𝑟 =
540
2,038
= 264,966 < 300 … OK
g. Kontrol tegangan
σ ≤ σijin
σ = 𝑁𝑢
𝐴𝑛
= 138446,6
33944,908
= 4,079 MPa
94
σijin = 2/3. Fy
= 2/3. 250 MPa
=166,667 MPa
Maka tegangan σ ≤ σijin
4,079 ≤ 166,667 … OK
h. Kontrol lendutan
f ≤ f ijin
f ijin = L / 360
= 5440 / 360
= 15,11 mm
f = 5. 𝑞. 𝐿⁴
384𝐸𝐼+
𝑃. 𝐿3
48𝐸𝐼
I = ½ m (R12+R2
2)
m = 305,46 kg/m = 0,30546 kg/mm
I = ½ x 0,30546 x (203,62+228,62)
= 14312,469 kgmm
= 140357,37 Nmm
q = Wtot / Luas atap
Wtotal = 4447131 kg (berat total beban mati)
= 4447132
52596 = 84,55 kg/m2
= 829,15 N/m2 = 829 x 10−6 N/mm2
P = 20 kg/m2 (beban hidup air hujan)
= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2
P = 60 kg/m2 (beban hidup air hujan atap bergerak)
= 588,4 N/m2 = 588 x 10−6N/mm2
95
f = 5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴
384 𝑥 200000 𝑥 140357,37+
(196,13 x 10−6.) 𝑥 54403
48 𝑥 200000 𝑥 140357,37
= 0,33701mm / Pipa
Terhadap atap bergerak
f =5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴
384 𝑥 200000 𝑥 140357,37+
(588 x 10−6)𝑥 54403
48 𝑥 200000 𝑥 140357,37
= 0,33707mm / Pipa
Maka kontrol lendutan f ≤ f ijin
0,337 mm ≤ 15,11 mm … OK
2. Kontrol batang pada pipa ukuran 6” tebal 4,5 mm
a. Kuat tarik
Nu ≤ ØNn
b. Kondisi IeIeh
Nn = ØAg.fy
Ag = Luas Iingkaran
= ¼. π. D2
= ¼. π. 152,452
= 18253,441 mm2
Nn = 0,9 x 18253,441 x 250
= 16678,070 N
c. Kondisi fraktur
Sesuai dengan ketentuan jika gaya yang bekerja disaIurkan
dengan menggunakan sambungan Ias maka nilai U=1
Nn = ØAe.fu
Ae = U. An
An = Luas Iingkaran besar – Luas lingkaran kecil
Luas lingkaran keciI = ¼. π. D2
= ¼. π. 143,4502
= 16161,85 mm2
96
An = 18253,441 mm2- 16161,85 mm2
= 2091,591 mm2
Ae = 1 x 2091,591 mm2
= 2091,591 mm2
Nn = 0,75 x 2091,591 x 410
= 643164,232 N
ØNn = 0,75 x 643164,232 N
= 482373,174 N
Maka nilai kuat tarik Nu ≤ ØNn
138446,6 N ≤ 482373,174 N … OK
d. Kuat nominal komponen
Mu ≤ ØMn
Mn = Z. Fy
Z = 1/6. D3
= 1/6. 152,453
= 59015,139
Mn = 590515,139 x 250
= 14753784,75 Nmm
ØMn = 0,85 x 14753784,75 Nmm
= 12540717 Nmm
Maka Mu ≤ ØMn
954795,1 Nmm ≤ 12540717 Nmm … OK
e. Luas neto
An ≤ 0,85 Ag
0,85 Ag = 0,85 x 32429,279 mm2
= 27564,887 mm2
97
Maka luas neto An ≤ 0,85. Ag
2091,591 mm2 ≤ 18253,441 mm2 … OK
f. Cek kelangsingan batang
r = √10950,38
2091,591 = 2,288
𝐿
𝑟 =
540
2,288
= 236,041 < 300… OK
g. Kontrol tegangan
σ ≤ σijin
σ = 𝑁𝑢
𝐴𝑛
= 138446,6
2091,591
= 66,192 MPa
σijin = 2/3. Fy
= 2/3. 250 MPa
=166,667 MPa
Maka tegangan σ ≤ σijin
66,192 ≤ 166,667 … OK
h. Kontrol lendutan
f ≤ f ijin
f ijin = L / 360
= 5440 / 360
= 15,11 mm
f = 5. 𝑞. 𝐿⁴
384𝐸𝐼+
𝑃. 𝐿3
48𝐸𝐼
I = ½ m (R12+R2
2)
m = 51,07 kg/m = 0,051 kg/mm
98
I = ½ x 0,051 x (152,42+143,42)
= 1116,628 kgmm
= 10950,38 Nmm
q = Wtot / Luas atap
Wtotal = 4447131 kg (berat total beban mati)
= 4447132
52596 = 84,55 kg/m2
= 829,15 N/m2 = 829 x 10−6 N/mm2
P = 20 kg/m2 (beban hidup air hujan)
= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2
P = 60 kg/m2 (beban hidup air hujan atap bergerak)
= 588,4 N/m2 = 588 x 10−6N/mm2
f = 5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴
384 𝑥 200000 𝑥 10950,38 +
(196,13 x 10−6.) 𝑥 54403
48 𝑥 200000 𝑥 10950,38
= 4,322 mm / Pipa
Terhadap atap bergerak
f = 5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴ 384 𝑥 200000 𝑥 10950,38
+ (588 x 10−6)𝑥 54403
48 𝑥 200000 𝑥 10950,38
= 4,323 mm / Pipa
Maka kontrol lendutan f ≤ f ijin
4,323 mm ≤ 15,11 mm … OK
3. Kontrol batang pada pipa ukuran 2,5” tebal 3 mm
Nu space frame = 15576,08 N
a. Kuat tarik
Nu ≤ ØNn
b. Kondisi leleh
Nn = ØAg.fy
Ag = Luas lingkaran
= ¼. π. D2
99
= ¼. π. 63,52
= 3166,922 mm2
Nn = 0,9 x 3166,922 x 250
= 712557,450 Nmm
c. Kondisi fraktur
Sesuai dengan ketentuan jika gaya yang bekerja disaIurkan
dengan menggunakan sambungan las maka nilai U=1
Nn = ØAe.fu
Ae = U. An
An = Luas lingkaran besar – Luas lingkaran kecil
Luas lingkaran kecil = ¼. π. D2
= ¼. π. 57,52
= 2596,72 mm2
An = 3166,922 mm2- 2596,72 mm2
= 570,202 mm2
Ae = 1 x 570,202 mm2
= 570,202 mm2
Nn = 0,75 x 570,202 x 410
= 175337,115 Nmm
ØNn = 0,75 x 175337,115 Nmm
= 534418,087 Nmm
Maka nilai kuat tarik Nu ≤ ØNn
15576,08 N ≤ 534418,087 Nmm… OK
d. Kuat nominal komponen
Mu ≤ ØMn
Mn = Z. Fy
Z = 1/6. D3
= 1/6. 63,53
100
= 42674,646
Mn = 42674,646 x 250
= 10668661 Nmm
ØMn = 0,85 x 10668661 Nmm
= 9068362,275 Nmm
Maka Mu ≤ ØMn
954795,1 Nmm ≤ 9068362,275 Nmm … OK
e. Luas neto
An ≤ 0,85 Ag
0,85 Ag = 0,85 x 3166,922 mm2
= 2691,884 mm2
Maka luas neto An ≤ 0,85. Ag
570,202 mm2 ≤ 2691,884 mm2 … OK
f. Cek kelangsingan batang
r = √4929,7
570,202 = 2,940
𝐿
𝑟 =
540
2,940
= 183,673 < 300… OK
g. Kontrol tegangan
σ ≤ σijin
Mu space frame = 22119,07 Nmm
Nu space frame = 15576,08 N
σ = 𝑁𝑢
𝐴𝑛
= 15576,08
570,202
101
= 27,317 N/mm2 (MPa)
σijin = 2/3. Fy
= 2/3. 250 MPa
=166,667 MPa
Maka tegangan σ ≤ σijin
27,317 ≤ 166,667 … OK
h. Kontrol lendutan
f ≤ f ijin
f ijin = L / 360
= 5440 / 360
= 15,11 mm
f = 5. 𝑞. 𝐿⁴
384𝐸𝐼+
𝑃. 𝐿3
48𝐸𝐼
I = ½ m (R12+R2
2)
m = 13,692 kg/m = 0,0137 kg/mm2
I = ½ x 0,0137 x (63,52+57,52)
= 50,269 kgmm
= 492,97 Nmm
q = 20 kg/m2 = 20x 10−6 kg/m2 (beban mati atap)
(karena space frame hanya terbebani penutup atap)
= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2
P = 20 kg/m2 (beban hidup air hujan)
= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2
P = 60 kg/m2 (beban hidup air hujan atap bergerak)
= 588,4 N/m2 = 588 x 10−6N/mm2
f = 5 𝑥 (196,13 x 10−6)𝑥 5440⁴
384 𝑥 200000 𝑥 492,97 +
(196,13 x 10−6) 𝑥 54403
48 𝑥 200000 𝑥 492,97
= 1,028 mm / Pipa
Terhadap atap bergerak
102
f = 5 𝑥 (196,13 x 10
−6)𝑥 5440⁴
384 𝑥 200000 𝑥 10950,38+ (588 x 10
−6)𝑥 5440
3
48 𝑥 200000 𝑥 10950,38
= 1,041 mm / Pipa
Maka kontrol lendutan f ≤ f ijin
1,041 mm ≤ 15,11 mm … OK
Tabel 4.4 Gaya dan kontrol batang rangka atap
Ukuran Pipa Gaya Aksial (N)
Tegangan (MPa)
Lendutan (cm)
18’’ 138446,6 4,079 0,337
6’’ 138446,6 66,192 4,323
2,5’’ 15576,08 27,317 1,041
Lendutan rangka atap didapatkan dari program
komputer
0,000188 mm
4.5 Perhitungan Las
Diambil contoh perhitungan pada sambungan pipa yang memiIiki
gaya aksiaI maksimaI sebagai berikut:
Ru = 138446,6 N
Sesuai dengan tabel 2.14 maka profiI untuk batas kekuatan Ias
sudut dapat dihitung sebagai berikut:
1. Pipa 18’’- 25
a. KeIangsingan dinding kord
D/t ≤ 50
= 457,2 / 25
= 18,288
Maka kelangsingan dinding kord memenuhi syarat
18,288 ≤ 50 … OK
b. Rasio lebar
0,2 < Db/D ≤ 1
= 457,2/457,2
= 1
Maka rasio lebar pipa memenuhi syarat
0,2 < 1 ≤ 1 … OK
103
2. Pipa 6’’- 4,5
a. KeIangsingan dinding kord
D/t ≤ 50
= 152,45 / 4,5
= 33,878
Maka kelangsingan dinding kord memenuhi syarat
33,878 ≤ 50 … OK
b. Rasio lebar
0,2 < Db/D ≤ 1
= 152,45/457,2
= 0,333
Maka rasio lebar pipa memenuhi syarat
0,2 < 0,333 ≤ 1 … OK
3. Pipa 2,5 – 3
a. KeIangsingan dinding kord
D/t ≤ 50
= 63,5 / 3
= 21,167
Maka kelangsingan dinding kord memenuhi syarat
21,167 ≤ 50 … OK
b. Rasio lebar
0,2 < Db/D ≤ 1
= 63,5 / 63,5
= 1
Maka rasio lebar pipa memenuhi syarat
0,2 < 1 ≤ 1 … OK
Syarat keamanan struktur untuk sambungan jenis Ias harus
memenuhi persamaan Ru ≤ ØRu. Untuk jenis bahan Ias yang digunakan
adalah FE100xx dengan mutu las sebagai berikut:
Fu = 689,476 MPa
104
1. Pipa 18’’- 25
Ketebalan maksimum las sesuai dengan tebal profil sebesar t – 2
= 25 – 2 = 23 mm
Ketebalan minimum las sesuai dengan tebal profil pada tabel 2.11
sebesar t ≥ ¾’’ (19)
= 8 mm
a. Panjang Ias pada penampang
K = π.D
= π x 457,2
= 1436,336 mm
b. Kuat nominal sambungan Ias
fn ≤ Øfn
Øfn = 0,75 x 0,6 x Fu las
= 0,75 x 0,6 x 689,476
= 310,264 N/mm2
fn = 𝑅𝑢
𝐾
= 138446,6
1436,336 = 96,389 N/mm
Maka kuat nominaI sambungan Ias fn ≤ Øfn
96,389 N/mm ≤ 310,264 N/mm2… OK
c. Tebal efektif las
te = 0,707. tw
tw = 25 mm
= 0,707. 25
= 17,675 mm
d. Luas penampang
Ag = ¼. π. D2
105
= ¼ x π x 457,22
= 164173,223 mm2
e. Cek ketahanan nominal per satuan panjang
ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag. te
= 0,75 x 0,6 x 689,476 x 164173,223 x 17,675
= 900312777,6 N
Maka syarat las sudut Ru ≤ ØRu
138446,6 N ≤ 900312777,6 N … OK
2. Pipa 6’’- 4,5
Ketebalan maksimum las sesuai dengan tebal profil t ≤ ¼‘’ (6mm)
sebesar 6 mm
Ketebalan minimum las sesuai dengan tebal profil pada tabel 2.11 t ≤ ¼‘’
(6mm) sebesar (3 mm)
a. Panjang Ias pada penampang
K = π.D
= π x 152,45
= 478,936 mm
b. Kuat nominal sambungan Ias
fn ≤ Øfn
Øfn = 0,75 x 0,6 x Fu las
= 0,75 x 0,6 x 689,476
= 310,264 N/mm2
fn = 𝑅𝑢
𝐾
= 138446,6
478,936 = 289,071 N/mm
106
Maka kuat nominaI sambungan Ias fn ≤ Øfn
289,071 ≤ 310,264 N/mm2… OK
c. Tebal efektif las
te = 0,707. tw
tw = 4,5 mm
= 0,707. 4,5
= 3,182 mm
d. Luas penampang
Ag = ¼. π. D2
= ¼ x π x 152,452
= 18253,441 mm2
e. Cek ketahanan nominal per satuan panjang
ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag. te
= 0,75 x 0,6 x 689,476 x 18253,441 x 3,182
= 18020904,65 N
Maka syarat las sudut Ru ≤ ØRu
138446,6 N ≤ 18020904,65 N … OK
3. Pipa 2,5’’- 3
Ru = 15576,08 N
Ketebalan maksimum las sesuai dengan tebal profil t ≤ ¼‘’ (6mm)
sebesar 6 mm
Ketebalan minimum las sesuai dengan tebal profil pada tabel 2.11 t ≤ ¼‘’
(6mm) sebesar (3 mm)
f. Panjang Ias pada penampang
K = π.D
= π x 63,5
= 199,491 mm
107
g. Kuat nominal sambungan Ias
fn ≤ Øfn
Øfn = 0,75 x 0,6 x Fu las
= 0,75 x 0,6 x 689,476
= 310,264 N/mm2
fn = 𝑅𝑢
𝐾
= 15576,08
199,491 = 78,079 N/mm
Maka kuat nominaI sambungan Ias fn ≤ Øfn
78,079 N/mm ≤ 310,264 N/mm2 … OK
h. Tebal efektif las
te = 0,707. tw
tw = 3 mm
= 0,707. 3
= 2.121 mm
i. Luas penampang
Ag = ¼. π. D2
= ¼ x π x 63,52
= 49,873 mm2
j. Cek ketahanan nominal per satuan panjang
ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag. te
= 0,75 x 0,6 x 689,476 x 49,873 x 2.121
= 328199,435 N
Maka syarat las sudut Ru ≤ ØRu
15576,08 N ≤ 328199,435 N … OK
108
Tabel 4.5 Ukuran las yang digunakan
Ukuran pipa (inch)
Tebal max (mm)
Tebal min (mm)
Kebutuhan tebal las (mm)
Panjang (mm)
Pipa 18’’ 23 8 17,675 1436,33
Pipa 6’’ 6 3 3,182 478,94
Pipa 2,5’’ 6 3 2,121 199,5
catatan : jika kebutuhan las dibawah tebal minimum maka yang digunakan
adalah tebal minimum
Tabel 4.6 Perbandingan hasil perencanaan
No Desain Ulang Perencana
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sambungan las
Maksimum ukuran pipa sebesar 18’’
Konvigurasi bentuk space truss dengan
perencana.
a. Momen max tumpuan sebesar
954795,1 Nmm
b. Tegangan pada joint
- Arah x = 65,8116 MPa
- Arah y = 59,6662 MPa
c. Gaya geser pada joint
- Arah x = 3140737 N
- Arah y = 2233970 N
d. Gaya aksial pada batang (Nu)
- Max = 138446,6 N
- Min = -366831,9 N
Lendutan
- Lendutan pipa 18’’ sebesar 0,337mm
- Lendutan pipa 6’’ sebesar 4,323mm
- Lendutan pipa 2,5’’ sebesar 1,041mm
- Lendutan rangka atap 0,000188 mm
Stress ratio < 1
- Sambungan ball joint
- Maksimum ukuran pipa 24’’
- Space truss dengan bangun
ruang persegi.
- Lendutan terjadi < Lendutan
ijin
(L/360) = 77,77cm
- Stress ratio < 1
109
5 BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasiI anaIisa perhitungan Rangka Atap Space Truss pipa
baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana yang
menggunakan program komputer didapat kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada perencanaan space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk
yang berbeda dengan perencana dengan dimensi pipa 18”, 6”, dan 2,5”
dangan panjang bentangan 280m, lebar bentangan 260m dengan tinggi
puncak 78,76m menggunakan bentuk space truss yang mampu
menahan beban-beban yang bekerja.
2. Tegangan dan lendutan yang terjadi pada space truss pipa baja
berbentuk segeitig akibat beban yang bekerja adalah :
a. Tegangan yang terjadi pada masing-masing pipa baja sebagai
berikut:
e. Pipa baja ukuran 18”
Tegangan yang dihasilkan oleh beban yang bekerja sebesar
4,079 MPa dengan batas tegangan ijin sebesar 166,667 MPa.
f. Pipa baja ukuran 6”
Tegangan yang dihasiIkan oleh beban yang bekerja sebesar
66,192 MPa dengan batas tegangan ijin sebesar 166,667 MPa.
g. Pipa baja ukuran 2,5”
Tegangan yang dihasiIkan oleh beban yang bekerja sebesar
27,317 MPa dengan batas tegangan ijin sebesar 166,667 MPa.
b. Lendutan yang terjadi pada struktur rangka atap space truss pipa
baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana
akibat beban yang bekerja dengan lendutan ijin sebesar 15,11 mm
sebagai berikut :
h. Pipa 18’’ lendutan yang terjadi sebesar 0,337 mm
i. Pipa 6’’ lendutan yang terjadi sebesar 4,323 mm
j. Pipa 2,5’’ lendutan yang terjadi sebesar 1,041 mm
110
3. Ukuran ketebalan Ias sudut minimum yang digunakan daIam
sambungan masing-masing joint space truss pipa baja dengan
konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana sebagai berikut:
a. Pipa 18’’ tebal efektif 17,676 mm
b. Pipa 6’’ tebal efektif 3,182 mm
c. Pipa 2,5’’ tebal efektif 3 mm
4. Penggunaan space truss pipa baja lebih efektif dalam bentang yang
cukup lebar karena struktur pada masing-masing batang saIing
menguatkan, terutama pada joint yang menggunakan sambungan
tipe las akan mengurangi beban ditiap joint dibandingkan
menggunakan sambungan baII joint yang mempunyai berat 30 kg/
ball joint.
5. Tabel perbandingan hasil analisis
No Desain Ulang Perencana
1.
2.
3.
4.
Sambungan las
Maksimum ukuran pipa sebesar 18’’
Konvigurasi bentuk space truss dengan
perencana.
a. Momen max tumpuan sebesar
954795,1 Nmm
b. Tegangan pada joint
- Arah x = 65,8116 MPa
- Arah y = 59,6662 MPa
c. Gaya geser pada joint
- Arah x = 3140737 N
- Arah y = 2233970 N
d. Gaya aksial pada batang (Nu)
- Max = 138446,6 N
- Min = -366831,9 N
- Sambungan ball joint
- Maksimum ukuran pipa 24’’
- Space truss dengan bangun
ruang persegi.
- Lendutan terjadi < Lendutan
ijin
(L/360) = 77,77cm
111
5.
6.
Lendutan
- Lendutan pipa 18’’ sebesar 0,337mm
- Lendutan pipa 6’’ sebesar 4,323mm
- Lendutan pipa 2,5’’ sebesar 1,041mm
- Lendutan rangka atap 0,000188 mm
Stress ratio < 1
- Stress ratio < 1
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan pada saat merencanakan rangka atap
space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan
perencana adalah :
1. PemiIihan bentuk space truss pipa baja yang digunakan harus lebih
memperhatikan batang pada masing-masing joint sehingga beban bisa
tersalurkan secara merata.
2. Untuk space truss yang digunakan dalam bentangan yang cukup Iuas
perlu diperhatikan secara teIiti tentang dimensi pada saat melakukan
desain karena akan berpengaruh besar pada tiap joint maupun rangka
batang.
3. Penggunaan sambungan pada maisg-masing joint harus diperhatikan
perbandingan dimensi dengan gaya yang dihasiIkan karena akan
berpengaruh dengan beban yang diterima oleh rangka atap itu sendiri.
4. PeneIitian ini dapat diIanjutkan dengan menghitung koIom yang
menopang Iangsung atap stadion untuk mengetahui besaran gaya yang
diterima oleh koIom utama ketika sambungan pada joint rangka atap
menggunakan Ias karena akan mengurangi beban dari atap itu sendiri.
112
DAFTAR PUSTAKA
Annisa Ariyanti. (2015). “‘Modifikasi Perencanaan Stadion Indoor Surabaya
Sport Center (SSC) Dengan Menggunakan Sistem Rangka Ruang (Space
Truss).’” Jurnal Penelitian, Teknik Sipil FTSP-ITS, Surabaya.
ASCE7-10. (2010). A S C E S T A N D A R D Loads for Buildings. In B.
Alexander (Ed.), Buku ASCE 7-10 U.S.A (p. 658). Amerika: Alexander Bell
Drive Reston Virginia.
Badan Standarisasi Nasional. (2013). SNI 1727-2013 “Beban Minimum Untuk
Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain.” Jakarta: Badan
Standarisasi Nasional.
Badan Standarisasi Nasional. (2015). SNI 1729-2015 - “Spesifikasi Untuk
Bangunan Gedung Baja Struktural.” Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
Ellizar, E. (2019). “‘Sistem Struktur Atap & Teknologi Bahan Bangunan Terminal
Pulo Gebang.’” Jurnal Arsitektur, Program Studi Asitektur Fakultas
UNKRIS, Jati Waringin.
Fajaria Dewi Kurnia. (2015). “‘Redesign Struktur Atap Dengan Model Space
Truss (Rangka Ruang) Pada Stadion Jember Sport Garden.’” In Skripsi,
Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Institut Teknologi Nasional Malang.
Hardi. (2003). SISTEM_STRUKTUR_RANGKA_RUANG_SPACE_FRAME.
Hariyanto, A. (2014). “‘Penerapan Struktur Space Frame Pada Hanggar
Pemeliharaan Pesawat Di Bandara Samarinda Baru.’” Jurnal Penelitian,
Jurusan Arsitektur, Fskultas Teknik, Universitas Brawijaya.
Irfandianto, M. (2000). “Perencanaan Struktur Stadion MIMIKA Dengan Rangka
Atap Space Frame.” Tugas Akhir, Fakultas Teknik Sipil ITS.
Jakarta International Stadium. (2020). Laporan Struktur Atap Jakarta
International Stadium. Jakarta.
Kurniawan, A. (2007). “Struktur Rangka Batang Tower Crane.” Tugas Akhir,
113
Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Muhammad, S. (2017). “Redesain Struktur Atas (Upper Structure ) Gedung
Kantor DPPKAD Kab. Purworejo Menggunakan Konstruksi Baja.” Tugas
Akhir, Program Studi Teknik Sipil; Fakultas Teknik; Universitas
Muhammadiyah Purworejo.
Oktarina A DKK, 2015. (2015). “Analisa Perbandingan Rangka Atap Baja
Ringan Dan Rangka Atap Kayu.” Jurnal Konstruksi, Teknik Sipil Universitas
Bangka Belitung.
Setiawan, A. (2008). Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD. In L.
Simarmata (Ed.), Buku Metode LRFD, Semarang (2nd ed.). Semarang:
Erlangga.
Subagio, A. S. (2017). “Modifikasi Struktur Atap Stadion Mimika-Papua
Menggunakan Rangka Baja Ruang Tipe Busur.” Tugas Akhir, Fakultas
Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh November.
114
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Data Personal
NIM : 2016-21-114
Nama : Achmad Jovi Krismanda
Tempat / Tgl. Lahir : Jember, 14 Juni 1998
Jenis Kelamin : Laki-Laki
Agama : Islam
Status : Mahasiswa
Program Studi : Teknik Sipil
Alamat Rumah : Dsn Semboro Kidul, Desa.Semboro, Kecamatan
Semboro, Jember Jawa Timur 68157
No. HP : 08111718100
Email : [email protected]
Pendidikan
Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus
SD SD Negeri Semboro 03 - 2010
SMP SMP Negeri 1 Semboro - 2013
SMA SMK Negeri 8 Jember TKR 2016
Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.
Jakarta,3 Agustus 2020
(Achmad Jovi Krismanda)
115
LAMPIRAN-LAMPIRAN
116
LAMPIRAN 1 Dokumen Perencana
LAMPIRAN DATA PERENCANA
117
Dimensi Atap
- Tinggi puncak struktur utama dari Iapangan bola (r) = 78.76 m
- Tinggi dinding non “roof” ke Iapangan bola (z) = 63.05 m
- Tinggi rata rata “roof” (h) = 72.63 m
- Bentang pendek (L) = 260.00 m
- Bentang Panjang (B) = 280.00 m
- Luas datar = 52596 m2
Pembebanan
- Lampu penerangan umum
Jumlah = 2826 buah
Berat total = 28260 kg
- Speaker Lapangan
Jumlah = 12 buah
Berat total = 5280 kg
- Speaker Tribun Depan
Jumlah = 32 buah
Berat total = 14560 kg
- Speaker Tribun Belakang
Jumlah = 36 buah
Berat total = 10440 kg
- Sport Flood Light LED 1500 W DMX (Catwalk sisi barat & timur)
Jumlah = 332 buah
Berat total = 19920 kg
- Sport Flood Light LED 1500 W DMX (Catwalk sisi utara & selatan)
Jumlah = 144 buah
Berat total = 8640 kg
- Sport Flood Light LED 1100 W (Keliling catwalk)
Jumlah = 180 buah
Berat total = 10800 kg
- Flood light LED RGBW 150 W
Jumlah = 74 buah
Berat total = 2220 kg
118
- Moving Light Hybrid 800 W DMX (Keliling catwalk)
Jumlah = 74 buah
Berat total = 4440 kg
- Mahkota Geser
Berat = 581680 kg
- Talang
Berat = 100 kg/m’
Panjang = 882 m
- Lisplank
Berat total = 89100 kg
- Catwalk
Berat = 41070 kg
- Beban Penutup Atap (Aluminium Metal Sheet)
Berat = 20 kg/m2
Luas cembung = 53214 m2
- Solar CeII
Berat / moduI = 25 kg/m2
Berat = 83600 kg
- Beban temperature suhu = 20 derajat
- Beban tambahan permintaan = 1500 ton
- Kecepatan angin 40 m/s
Diameter pipa cm, (Inchi)
Tebal (mm)
Diameter pipa cm, (Inchi)
Tebal (mm)
6,35 (2,5) 3 50,8 (20) 20
15,24 (6) 4,5 50,8 (20) 25
20,32 (8) 8 55,88 (22) 20
25,4 (10) 9 55,88 (22) 25
32,385 (12,75)
12,5 60,96 (24) 20
35,56 (14) 16 60,96 (24) 25
40,64 (16) 16 60,96 (24) 32
45,72 (18) 20 60,96 (24) 40
45,72 (18) 25 60,96 (24) 60
119
LAMPIRAN 2 Dokumen Perencana
LETAK DAN POSISI BEBAN MATI
120
1. Joint catwalk
2. Joint catwalk sisi barat dan timur
3. Joint catwalk sisi utara dan selatan
121
4. Joint mahkota (posisi buka dan tutup)
5. joint speaker lapangan
6. joint solar cell
122
7. Joint tribun depan
8. joint tribun belakang
123
LAMPIRAN 3 Asistensi Dosen Pembimbing
LANGKAH PEKERJAAN ANALISIS
124
1. Import gambar rangka atap yang didesain pada AutoCad ke dalam
program SAP 2000, File – Import – DXF – Pilih file desain yang sudah
dalam bentuk DXF.
2. Mendefinisikan tumpuan berupa jepit, Assign – joint – Pilih jenis tumpuan
yang digunakan (jepit).
3. Membuat mutu material pipa baja yang akan digunakan (BJ 41/ASTM
A36), Define – Material properti – add new model – steel - masukkan data
material yang dibutuhkan.
125
4. Mendefinisikan ukuran pipa baja beserta mutunya sesuai ukuran dimensi
pipa yang digunkan (Diameter 18”, 6”, 2,5”), Define – Material section –
add new model – pilih penampang lingkaran dan masukkan data.
5. Membuat dimensi pipa baja sesui yang dibutuhkan, Define – Material
section – add new model – pilih penampang lingkaran dan masukkan data.
6. Mendefinisikan jenis pipa baja yang digunakan kedalam gambar rangka
yang sudah ada, Pilih rangka batang yang akan didefinisikan – Assign –
Frame – Frame section – Pilih dimensi pipa yang sudah disiapkan.
126
7. Mendefinisikan balok penghubung antara pier head dengan mutu balok fc’
35 dengan dimensi balok 1x2 m, Define – Material property – Add new
model – pilih concrete – Masukkan mutu beton yang digunakan.
8. Mendefinisakn mutu tulangan yag digunakan dengan mutu BJ 41, Define
– Material property – add new model – pilih rebar – masukan mutu tulangan
yang digunakan.
127
9. Menentukan jenis tanah pada pembangunan untuk desain respon
spektrum dengan ratio 0,1, jenis tanah lunak, Define – Function – Respon
spectrum – add new model – masukkan jenis tanah dan ratio.
10. Membuat respon spectrum pada desain sesuai dengan perhitungan yang
dibuat sesuai tabel 4.1, Setelah memasukan data tanah – convert to user
defined – masukan tabel hasil perhitungan untuk membuat grafik.
128
11. Mendefinisikan beban yang akan bekerja pada rangka atap, Define – Load
pattern – masukkan beban yang digunakan.
12. Mendefinisiakan kecepatan angin sesuai lokasi pembangunan dengan
besaran kecpatan 40m/s atau setara dengan 89,77 mph, Define – Load
pattern – pilih beban angin (W) – Modify – Masukan kecepatan angin dalam
satuan Mph.
13. Mendefinisikan beban gempa (Ex) berdasarkan respon spektrum yang
telah dibuat dengan scale factor 1,25 sesuai kelas resiko bangunan IV,
Define – Load case – Beban gempa (Ex) – Modify – scale factor.
129
14. Mendefinisikan beban gempa (Ey) berdasarkan respon spektrum yang
telah dibuat dengan scale factor 1,25 sesuai kelas resiko bangunan IV,
Define – Load case – Beban gempa (Ey) – Modify – masukan scale factor.
15. Membuat beban kombinasi sesuai tabel 4.2, Define – Load combination –
Masukan beban kombinasi sesuai perhitungan.
16. Mendefinisikan beban kombinasi berdasarkan koefisien pada tabel 4.2,
Define – Load combination – Add new model – masukan koefisien.
130
17. Membuat grup pada masing-masing batang dengan beban yang sama
agar mempermudah saat mendefinisakan beban, Define – Add new group
– add new group.
18. Mendefinisikan beban mati berdasarkan hasil perhitungan berdasarkan
perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign – joint
load – pilih DL – masukan beban sesuai arah beban.
19. Mendefinisikan beban hujan berdasarkan hasil perhitungan berdasarkan
perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign – joint
load – pilih R – masukan beban sesuai arah beban.
131
20. Mendefinisikan beban angin datang berdasarkan perhitungan yang
tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign – joint load – pilih W –
masukan beban sesuai arah beban.
21. Mendefinisikan beban angin tengah sisi kanan berdasarkan perhitungan
berdasarkan perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint –
Assign – joint load – pilih W – masukan beban sesuai arah beban.
22. Mendefinisikan beban angin tengah sisi kiri berdasarkan perhitungan
berdasarkan perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint –
Assign – joint load – pilih W – masukan beban sesuai arah beban.
132
23. Mendefinisikan beban angin pergi bedasarkan perhitungan berdasarkan
perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign –
joint load – pilih W – masukan beban sesuai arah beban.
24. Mendefinisikan beban temperature sebesar 20°C, Pilih Frame – Assign –
frame load – pilih temperature – masukan nilai temperature.
25. Menyatukan tumpuan agar beban dapat merata pada masing-masing
tumpuan, Pilih joint tumpuan – Assign – Joint -Constraints.
133
26. Menuntukan kode desain yang sesauai dengan acuan SNI 1729-2015
teentang baja berupa AISC 360-10, Design – Steel frame – Steel frame
design preferences – pilih sesuai acuan SNI yang digunakan.
27. Release frame pada rangka atap untuk menghilangkan momen yang
akan terjadi, Pilih semua batang – Assign – Frame – Release frame.
134
28. Mendefinisikan run analysis berdasarkan jenis rangka (space truss),
Analysis – Analysis options – Piliih space truss.
29. Run Analysis rangka yang sudah diberikan beban sesuai perhitung,
Analysis – Run analysis – untuk modal Don’t run – Run now.
30. Move beban kombinasi pada saat proses run Analysis, Design -Steel
frame – load combination – move beban kombinasi.
135
31. Reaksi struktur rangka atap space truss pipa baja dengan bangun ruang
segitiga setalah dilakukan run analysis dimana warna rangka atap
berwarna kuning dan biruyang artinya masih dalam batas aman. Design –
Analysis steel.
32. Cek lendutan yang terjadi pada rangka atap dengan beban kombinasi
maksimal (kombinasi 14). Design - Show force – pilih M – Show max.
136
33. Cara melihat tabel pembebanan, reaksi tumpuan dan gaya aksial pada
frame hasil dari run analysis. Display – show table – pilih data yang akan
dimunculkan – select load cases – pilih beban yang akan dilihat.
34. Pilih beban kombinasi 1-14 untuk bisa melihat beban kombinasi maksimal.
select load cases – pilih beban yang ingin dilihat.
137
35. Export tabel yang sudah muncul ke dalam excel agar lebih mudah dalam
mencari nilai kombinasi maksimal. File – export all table – to excel.
138
LAMPIRAN 4 Asistensi Dosen Pembimbing
LAMPIRAN ASISTENSI DOSEN PEMBIMBING
139
INSTITUT TEKNOLOGI – PLN
LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI
Nama Mahasiswa : Achmad Jovi Krismanda
NIM : 2016 – 21 – 114
Program Studi : Teknik Sipil
Jenjang : Sarjana
Pembimbing Utama : Ir. Tri Yuhanah, M.T.
Judul Tugas Akhir : Studi Alternatif Model Rangka Atap Jakarta
International Stadium dengan Konstruksi
Baja Tipe Space Truss
No. Tanggal Materi Bimbingan Paraf Pembimbing
1.
2.
3.
29-03-2020
10-04-2020
13-04-2020
- Perbaiki judul
- Perbaiki ruang lingkup
- Perbaiki latar belakang
- Perbaiki tulisan
- Gunakan SNI terbaru
- Perbaiki flowchart
- Perbaiki penulisan judul
- Perbaiki tabel
- Buat daftar pustaka
- Sesuaikan kode baja dengan ASTM
- Perbaiki nama space truss
140
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
16-04-2020
17-04-2020
21-04-2020
22-04-2020
25-04-2020
30-04-2020
1-05-2020
- Sesuaikan isi dengan SNI baru
- Perbaiki penulisan daftar pustaka
- Perbaiki penulisan literatur
- Perbaiki Gambar peta zonasi gempa
- Perbaiki teori yang digunakan
- Perbaiki lembar persetujuan
- Penambahan teori las sudut
- Gunakan SNI gempa 2019
- Sesuaikan spesifikasi perencanaan
dengan SNI baja 2015
- Perbaiki SNI baja untuk desain
seismic
- Perbaiki penulisan sambungan
pada joint
- Perbaiki daftar pustaka
- Perbaiki latar belakang alinea terakhir
- Perbaiki Referensi
- Perbaiki penulisan Tabel dan gambar
- Perbaiki daftar pustaka
- Perbaiki format penomoran
- Perbaiki standar pembebanan
- Perbaiki BAB 1 terkait sambungan tipe
las
- Cek pembebanan pada ASE 7-10
- Perbaiki flowcart
- Perbaiki susunan penomoran sub bab
141
11.
12.
13.
14.
15.
16.
2-05-2020
3-05-2020
23-06-2020
9-07-2020
15-07-2020
27-07-2020
- Tambahkan lampiran
- Lengkapi model space truss dari
perencana dan yang dianalisis
- Perbaiki alur penggunaan rumus
- Acc Proposal
- Buat tebel pembebanan sesuai
perhitungan
- Cari beban combinasi maksimal
- Buat langkap pekerjaan pembebanan
dan analisis
- Tambahkan keterangan perbedaan
dengan perencana
- Perbaiki format skripsi
- Tambahkan keterangan desain
dengan teori
- Tambahkan keterangan jarak dan
bentuk tumpuan
- Perbaiki lampiran
- Perbaiki abstrak
- Perbaiki analisa yang akan dilakukan
dengan ruang lingkup konfigurasi
bentuk
- Tambahkan total beban pada joint
atas dan bawah
- Tambah cara pemilihan las untuk
erection dengan bentang 280m
142
17.
18.
19.
29-07-2020
30-07-2020
03-07-2020
- Perbaiki tulisan dan keterangan
gambar
- Definisikan beban tambahan yang
diminta
- Tambahkan keterangan hasil gaya
aksial
- Tambahkan tahap run analysis
tentang beban kombinasi
- Tambahkan tabel ukuran pipa dari
perencana
- buat tabel hasil perhitungan
- Tambahkan proses run analysis
- ACC