isi struktur baja ii

Struktur Baja II

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam era globalisasi dan modernisasi seperti sekarang ini kalau tidak

ditunjang oleh ilmu pengetahuan dan teknologi tentu akan tertinggal oleh

kemajuan zaman, dan tentunya bangsa kita akan kalah bersaing dengan

bangsa lainnya di dunia. Untuk itu kita harus dapat memanfaatkan arus

informasi dan komunikasi dengan Negara lain yang dalam teknologinya

berada diatas negara kita. Kita harus senantiasa mencari ilmu pengetahuan

dan teknologi yang sangat dibutuhkan misalkan pengetahuan tentang

teknologi bangunan secara umum seperti bangunan gedung dan perkantoran,

rumah sakit, pabrik, sekolah, menara, dan lain-lain.

Pada umumnya bangunan umum tersebut terbuat dari material kayu,

baja dan beton. Untuk menghemat biaya pembangunan biasanya pemerintah

atau masyarakat umum menggunakan suatu konstruksi yang kuat misalnya

konstruksi baja. Semua pelaksanaan yang menyangkut struktur tidak luput

dari material baja. Bentuk-bentuk baja yang berada diperdagangan bebas

yaitu dalam bentuk batang-batang yang biasa , bilah-bilah, serta beraneka

macam profil.

Bentuk baja profil umumnya terbanyak dipakai dalam konstruksi baja.

Ukuran-ukuran penampang profil dari berbagai negara asalnya kadang-

kadang berselisih sedikit.

Pada laporan ini akan dibahas mengenai dasar- dasar

perhitungan dan perhitungan perencanaan konstruksi rangka

atap baja gable pada sebuah bangunan.

DANI SENDI A_1005302_PEND.TEKNIK BANGUNAN

Struktur Baja II

1.2 Rumusan Masalah

Dalam penulisan masalah ini penyusun ingin membahas masalah yang

telah dirumuskan di atas yaitu mengenai dasar- dasar perhitungan dan

perhitungan perencanaan konstruksi rangka atap baja gable

pada sebuah bangunan.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penyusunan laporan ini adalah sebgai berikut :

Mengetahui tata cara perhitungan dalam proses perhitungan

perencanaan konstruksi rangka atap baja gable pada sebuah bangunan.

Untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Struktur Baja II.

1.4 Manfaat Penulisan

Dengan penyusunan laporan ini terdapat manfaat yang sangat besar

untuk mahasiswa, khususnya mahasisiwa sipil yaitu dapat menjelaskan dan

mengetahui proses perhitungan perencanaan konstruksi rangka atap

baja gable pada sebuah bangunan. .

1.5 Metode Penulisan

Data yang diperlukan didukung dari studi literature atau studi

kepustakaan, yaitu data yang dihimpun dari hasil membaca dan mempelajari

buku-buku sumber yang ada hubungannya dengan masalah yang dibahas,

ditambah dengan data empiris yang penulis dapatkan selama ini.


Struktur Baja II

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan sebagai berikut :

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan Penulisan

1.4 Manfaat Penulisan

1.5 Metode Penulisan

1.6 Sistematika Penulisan

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Dasar Perencanaan

2.2 Mutu Bahan

2.3 Analisis Pembebanan

2.4 Kekuatan Struktur

2.5 Analisis Perencanaan Struktur

BAB III DASAR PERHITUNGAN

3.1 Analisis Atap

3.2 Balok

3.3 Analisis Struktur Portal

3.4 Kolom

3.5 Sambungan

3.6 Pondasi

BAB IV PERHITUNGAN KONSTRUKSI PORTAL BAJA

GABLE

4.1 Data Perhitungan

4.2 Perhitungan Gording

4.3 Perhitungan Batang Tarik (Trakstang)

4.4 Perhitungan Ikatan Angin

4.5 Perhitungan Pembebanan pada Portal Gable


Struktur Baja II

4.6 Perhitungan Gaya – Gaya Dalam

4.7 Perhitungan Balok yang Direncanakan

4.8 Perhitungan Kolom

4.9 Perhitungan Balok Crane

4.10 Perhitungan Base Flate

4.11 Perhitungan Sambungan

4.12 Perhitungan Pondasi

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


Struktur Baja II

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Dasar Perencanaan

Baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal

dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan

dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Baja berasal dari biji-biji besi

yang telah melalui proses pengolahan di tempa untuk berbaga keperluan. Besi

murni adalah suatu logam putih kebiruan, selunak timah hitam dan dapat

dipotong dengan pisau. Baja juga mengandung zat arang (C), silikon (Si),

mangan (Mn), pospor (P), dan belerang (S). Sifat baja adalah memiliki

ketangguhan yang besar dan sebagian besar tergantung pada cara pengolahan

dan campurannya. Titik lelehnya sekitar 1460ºC-1520ºC, berat jenisnya

sekitar 7,85 dan angka pengembangannya tiap 1oC.

Baja berasal dari bijih besi yang telah melalui proses pemanasan dan

tempaan. Bijih – Bijih ini mengan terdiri dari unsur – unsur sebagai berikut :

Karbon (c) adalah komponen utama dari baja yang sangat menentukan

sifat baja.

Mangan (mn) adalah unsur baja yang menaikan kekuatan dan kekerasan

baja.

Silicon (si) merupakan unsur baja yang meningklatkan tegangan leleh,

namun bisa menyebabkan kegetasan jika kadarnya terlalu tinggi.

Pospor (P) dan Sulfur (S) adalah unsur yang bisa menaikan kegetasan

sesuai dengan peningkatan kadarnya.

Baja yang sering dipakai untuk bahan struktur konstruksi adalah baja

karbon (carbon steel) dengan kuat tarik sekitar 400 MPa, dan high strength

steel yang mempunyai kakuatan tarik antara 500 MPa sampai dengan 1000

MPa. Untuk baja yang berkekuatan 500 – 600 MPa dibuat dengan

menambahkan secara cermat alloy kedalam baja, sedang untu yang


Struktur Baja II

berkekuatan > 600 MPa selain ditambahkan alloy secara tepat juga

diperlakuakn dengan perlakuan panas (heat treatment).

Baja bangunan dikerjakan menurut cara-cara kerja sebagai berikut :

proses-konvertor asam (Bessemer);

proses-konvertor basa (Thomas);

proses-Siemens-Martin asam ;

proses-Siemens-Martin basa;

Baja tidak sebegitu mudah pengerjaannya dari kayu, dikarenakan baja

memiliki sifat keliatan yang besar dan struktur yang serbasama maka

pengerjaan baja sangat dengan menggunakan mesin. Karena keadaan seperti

itu maka pengerjaan baja sebanyak-banyaknya harus dilakukan dibengkel

konstruksi. Pekerjaan-pekerjaan ditempat bangunan harus terdiri

pemasangan alat-alat konstruksi yang telah disiapkan dipabrik. Karena

disesuaikan dengan kebutuhan dilapangan maka profil batang dan pelat-

pelat harus mengalami pengerjaan.

2.2 Mutu Bahan

Untuk balok yang menggunakan bahan baja, maka pemilihan profil baja

yang pada umumnya menggunakan profil baja berbadan lebar, profil baja

IWF (‘wide flange’) dilakukan dengan rumus:

σ= MW x atau

W x=Mmaksimum

σ̄a

di mana : Wx adalah momen tahanan profil baja (lihat Tabel Profil)

σ̄ a adalah tegangan ijin baja

Mutu Baja Profil


Struktur Baja II

Jenis Baja Tegangan Leleh Baja Tegangan Ijin Baja

σ l (kg/cm2) σ̄ a (kg/cm2)

Bj. 33 2000 1333

Bj. 34 2100 1400

Bj. 37 2400 1600

Bj. 41 2500 1666

Bj. 44 2800 1867

Bj. 50 2900 1933

Bj. 52 3600 2400

Bj. Umum ---

σ l

1,5

Mutu profil baja yang digunakan kolom pada bagian bawah bangunan

lebih tinggi dibandingkan dengan yang digunakan pada kolom bangunan

bagian atas. Profil kolom baja (khususnya untuk kolom dengan bentuk pipa

atau tabung segi empat) pada bagian bawah bangunan lebih tebal

dibandingkan dengan yang digunakan kolom bangunan bagian atas.

2.3 Analisis Pembebanan

Pembebanan yang diperhitungkan dalam desain bangunan meliputi

beban mati, beban hidup dan beban sementara seperti angin, gempa , tekanan

tanah, beban dinamis ( beban hidup, beban sementara).

Beban mati adalah beban yang berkaitan dengan berat sendiri dari

elemen-elemen konstruksi bangunan seperti lantai, balok , gelegar,

dinding,atap, kolom, partisi dan bagian-bagian bangunan lainnya yang

diperkirakan mempengaruhi kekuatan struktur.

Beban hidup, adalah beban bergerak yang harus dipikul oleh elemen

struktur sesuai dengan kebutuhan, seperti beban orang pada waktu

pelaksanaan pemasangan konstruksi, beban orang yang diperhitungkan pada

lantai pada bangunan bertingkat, movable partitions ruangan, peralatan dan

mesin produksi yang perlu dipindahkan, furniture dan lain-lainnya. Seperti

disebutkan dalam American National Standard Institut (ANSI), beban hidup


Struktur Baja II

untuk ruang kelas sekolah, apartemen adalah sebesar 40 lb/ft2 atau 1600

M/Pa, beban hidup untuk perkantoran sebesar 50 lb/ft2 atau 2400 MPa.

Beban angin, sesuai dengan teori Bernoulli, dihitung sebesar q=1/2pV2

2.4 Kekuatan Struktur

Berdasarkan pertimbangan ekonomi, kekuatan, dan sifat baja,

pemakaian baja sebagai bahan struktur sering dijumpai pada berbagai

bangunan seperti gedung bertingkat, bangunan air, dan bangunan jembatan.

Keuntungan yang diperoleh dari baja sebagai bahan struktur adalah:

Baja mempunyai kekuatan cukup tinggi dan merata. Kekuatan yang

tinggi ini mengakibatkan struktur yang terbuat dari baja, umumnya

mempunyai ukuran tampang relatif kecil, sehingga struktur cukup ringan

sekalipun berat jenis baja tinggi.

Baja adalah hasil produksi pabrik dengan peralatan mesin-mesin yang

cukup canggih dengan jumlah tenaga manusia relatif sedikit, sehingga

pengawasan mudah dilaksanakan dengan seksama dan mutu dapat

dipertanggungjawabkan.

Struktur baja mudah dibongkar pasang, sehingga elemen struktur baja

dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai bentuk struktur.

Struktur dari baja dapat bertahan cukup lama.

2.5 Analisis Perencanaan Struktur

Rangka baja bangunan gedung terdiri dari beberapa kolom yang

biasanya dipilih dari profil Wide Flange, INP atau sejenisnya, rangka kuda-

kuda yang elemen-elemennya dipilih dari profil siku-siku, beberapa ikatan

horisontal, ikatan vetikal, gelagar-gelagar yang mengikat kolom-kolom pada

sisi memanjang bangunan. Disamping itu ada penutup atap yang diikat oleh

gording-gording, dimana gording-gording tersebut dipilih dari profil ringan

seperti profil C atau sejenisnya. Penutup atap yang sering dipakai adalah

genting, asbetos gelombang, seng gelombang, sirap dan lain-lain macam

penutup atap.


Struktur Baja II

BAB III

DASAR PERHITUNGAN


Struktur Baja II

3.1 Analisis Atap

1. Dimensi Gording

Gording diletakan diatas beberapa kuda-kuda yang fungsinya

menahan beban atap dan perkayuannya, dan kemudian beban tersebut

disalurkan pada kuda-kuda. Pembebanan pada gording berat sendiri

gording dan penutup atap

Dimana : a = jarak gording

L = jarak kuda-kuda

G = x L (meter) x berat per m² penutup atap per m² gording

= a x berat penutup atap per m²

catatan: Berat penutup atap tergantung dari jenis penutup atap

Berat jenis gording diperoleh dengan menaksirkan dimensi gording,

biasanya gording menggunakan profil I, C (tabel profil) dan di dapat

berat per-m gording.

Berat sendiri gording = g2 kg/m

Berat mati = b.s penutup atap + b.s gording

= (g1 + g2) kg/m

Gording di letakkan tegak lurus bidang penutup atap, beban mati (g)

bekerja vertikal.

gx = g cos α

gy = g sin α

Gording diletakkan diatas beberapa kuda-kuda,

jadi merupakan balik penerus diatas beberapa balok tumpuan

(continuous bean). Untuk memudahkan perhitungan dapat dianggap

sebagai balok diatas dua tumpuan statis tertentu dengan mereduksi momen

lentur.


Struktur Baja II

akibat gx Mgl = 0,80 (1/8 gx l2)

= 0,80 (1/8 sin α l2)

akibat gy Myl = 0,8 (1/8 gy l2)

= 0,80 (1/8 g cos α l2)

Beban Berguna

Beban berguna P = 100 kg bekerja di tengah-tengah gording

Mmax = 80 % ( ¼ PL)

Akibat Px Mx2 = 0,80 ( ¼ PxL )

= 0,80 ( ¼ P sin α L )

Akibat Py My2 = 0,80 ( ¼ Py L )

= 0,80 ( ¼ P cos α L )

Beban Angin (W)

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal/aksial tarik saja.

Cara kerjanya, apabila yang satu bekerja sebagai batang tarik maka yang

lainnya tidak menahan apa-apa dan sebaliknya. Beban angin dianggap

bekerja tegak lurus bidang atap

Beban angin yang di tahan gording

W = a . x tekanan angin per meter (kg/m2)

Mmax = 80 % ( 1/8 WL2 ) = 0,80 ( 1/8 WL2 )

Akibat Wx Mx3 = 0

Akibat Wy My3 = 0,80 ( 1/8 WyL2 ) = 0,80 ( 1/8 W L2 )

Kombinasi Pembebanan

I Mx total = Mx1 + Mx2


Struktur Baja II

My total = My1 + My2

II Beban mati + Beban berguna + Beban angin

Mx total = Mx1 + Mx2

My total = My1 + My2 + My3

Kontrol tegangan

Kombinasi I

catatan : jika , maka

dimensi gording diperbesar

Kombinasi II

catatan : jika ,

maka dimensi gording di

perbesar

Kontol lendutan

Akibat beban mati:

Fxl=5 qx L4

384 EI y

cm F=5q y L4

384 EI x

cm

Akibat beban berguna

Fx 2=Px L3

48 EI x

cm F y 2=5W y L3

48 EI y

cm

Akibat beban angin

0 cmF y3=

5 W y L4

384 EI x

cm


Struktur Baja II

Fx total = (Fx1+Fx2) ¿ F

Fy total = (Fy1+Fy2+Fy3) ¿ F

F1=√ f x2+ f y

2≤f

catatan : jika F > F maka dimensi gording di perbesar

2. Dimensi Batang Tarik (Trackstang)

Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah

sumbu x (kemiringan atap dan sekaligus untuk mengurangi tegangan

lentur pada arah sumbu x).

Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka :

Gx = berat sendiri gording + penutup atap arah sumbu x

Px = beban berguna arah sumbu x

Pbs = Gx + Px

Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :

Pts=Gx+Px

2

σ= FFn≤σ⇒ambil σ

→

Gx+Px2

Fn

=σ⇒ Fn=Gx+Px2σ

Fbr =125 % Fn Fbr = ¼ п d2

dimana : Fn = luas netto

Fbr = luas brutto

A= diameter batang tarik (diperoleh dari tabel baja)

Batang Tarik

Fn =

pσ

Dimana : Fn = Luas penampang netto

P = Gaya batang

σ = Tegangan yang diijinkan


Struktur Baja II

Fbr = Fn + ∆ F ⇒ Fbr = 125%

Batang Tekan

Imin = 1,69 P.Lk²

Dimana: Imin = momen inersia minimum (cm4)

P = gaya batang tekan (Kg)

Lk = panjang tekuk (cm)

Setelah diperoleh Imin lihat tabel propil maka diperoleh dimensi/ukuran

propil.

3. Dimensi Ikatan Angin

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal atau gaya axial

tarik saja. Cara kerjanya kalau yang satu bekerjanya sebagai batang tarik,

maka yang lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya kalau arah

anginya berubah, maka secara berganti-ganti batang tersebut bekerja

sebagai batang tarik.

Perubahan pada ikatan angin ini datang dari arah depan atau

belakang kuda-kuda. Beban angin yang diperhitungkan adalah beban

angin terbesar yang disini adalah angin sebelah kanan yaitu : misal 50

Kg/ m2

P = Gaya / Tekan angin


Struktur Baja II

N = Dicari dengan syarat keseimbangan

ΣH = 0

Nx = P

N cos β = P ……………………N =

Pcos β

Rumus umum

σ= Pfn

.. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. P angin= 50 Kg / cm2

4. Dimensi Batang dan Balok

Dalam mengedimensi batang dan balok paa perencanaan

konstruksi atap baja gable yaitu dengan menggunakan profil baja IWF.

5. Mencari Besarnya Gaya-Gaya Dalam

Perhitungan reaksi perletakan, joint displacement dan besarnya gaya

batang dilakukan dengan menggunakan softwere Structure Analysis

Program (SAP) 2000 Versi 9. Input dan output data dapat dilihat pada

lampiran, sedangkan dibawah ini adalah resume dari perhitungan gaya-

gaya yang bekerja.

6. Perhitungan Sambungan

Alat penyambung baja dapat berupa:

1. Bout

Pemakaian bout diperluakn bila:

Tidak cukup tempat untuk pekerjaan paku keeling

Jumlah plat yang disambung >5d (diameter bout )

Konstruksi yang dapat dibongkar pasang

2. Paku Keling

Sambungan paku keling dipergunakan pada konstruksi yang

tetap. Jumlah tebal pelat yang akan disambung tidak boleh > 6 d


Struktur Baja II

(diameter paku keling). Beberapa bentuk kepala paku keeling yaitu

paku yang dipergunakan pada tiap pertemuan minimal menggunakan

2 paku dan maksimal 5 paku dalam satu baris. Penempatan paku

pada plat ialah: jarak dari tepi plat el.

3. Las Lumer

Ada 2 macam las lumer menurut bentuknya, yaitu:

Las tumpul

Las sudut

3.2 Balok

1. Perencanaan Struktur Balok

Dalam perencanaan struktur balok profil baja yang digunakan adalah WF

400 . 300 . 10. 16 dengan data-data sebagai berikut :

q = 107 kg/m Ix = 38700 cm4

A = 136 cm2 Iy = 7210 cm4

b = 300 mm = 30 cm Wx = 1980 cm3

h = 390 mm = 39 cm Wy = 481 cm3

ts = 16 mm = 1,6 cm ix = 16,9 cm

tb = 10 mm = 1 cm iy = 37,28 cm

r = 22 mm

2. Dasar Perhitungan




lampiran.


Struktur Baja II

3.3 Analisis Struktur Portal

1. Perencanaan Portal

Sebelum mendimensi portal gabel, hal terpenting yang pertama dilakukan

adalah mengidentifikasi beban yang bekerja pada konstruksi. Beban

tersebut nantinya akan menentukan ekonomis atau tidaknya suatu

dimensi portal. Distribusi pembebanan pada atap Type F 1 adalah sebagai

berikut :

Data-data yang diperlukan :

- Jarak antara kuda-kuda = 6 m

- Bentang kuda-kuda = 25 m

- Kemiringan atap = 250

- Dimensi kuda-kuda (dicoba) = IWF 400 . 300 . 10 . 16

- Jarak gording = 1,72 m

- Berat sendiri penutup atap = 10 kg/m2

2. Pembebanan Portal




lampiran.

3.4 Kolom

1. Perencanaan Struktur Kolom

Dalam perhitungan dimensi profil pada kolom, diambil batang profil

yang menerima beban terbesar, sedangkan yang lainnya disamakan.

Dicoba dengan menggunakan Profil baja yang digunakan adalah IWF 400 x

300 x 10 x 16 dengan data – data sebagai berikut :

h = 390 mm b = 300 mm q = 107 kg/m

Ts = 16 mm tb = 10 mm A = 136 cm2

Wx = 1980 cm3 Wy = 481 cm3 ix = 16,9 cm

Ix = 38700 cm4 Iy = 7210 cm4 iy = 7,28 cm


Struktur Baja II





lampiran.

3.5 Pondasi


Pondasi adalah suatu bagian dari konstruksi bangunan yang berfungsi

untuk menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan

dari struktur atas ke tanah dasar pondasi yang cukup kuat menahannya

tanpa terjadinya differential settlement pada sistem strukturnya. Dalam

perhitungan konstruksi atap baja gable dasar perthitungan pondasi

menggunakan Pondasi Telapak Baja. Sebagai data awal dari penyelidikan

tanah, diperoleh data sebagai berikut :

Kedalaman = 1.3 m

Nilai Conus = 25 kg/cm2

Φ = 0 ( sudut gesek dalam tanah )

Γ = 20 KN/m3 ( berat volume tanah )

C = 40 KN/m3 (kohesi )

Didapatkan dari tabel kapasitas daya dukung meyerhorf ( 1963 ) dengan

φ = 0 , maka :

Nc = 5,41

BAB IV

PERHITUNGAN KONSTRUKSI BAJA II

(GABLE)

4.1 Data Perhitungan


sb y

sb x

ry

A D

B

x = 1212,5½ L

Struktur Baja II

Ketentuan - Ketentuan :

1. Type Konstruksi : Portal Gable

2. Bahan Penutup Atap : Seng Gelombang

3. Jarak Antar Portal : 6 meter

4. Bentang kuda – kuda (L) : 25 meter

5. Jarak Gording : 1,72 meter

6. Tinggi Kolom (H) : 4 meter

7. Kemiringan atap () : 250

8. Beban Angin : 55 kg/m2

9. Bebab Berguna (P) : 100 kg

10. Alat sambung : Baut dan Las

11. Pondasi : Telapak Baja

12. Baja Profil : ST – 37

13. Modulus elastisitas baja : 2.105 Mpa = 2. 106 kg/cm2

14. Tegangan ijin baja : 1600 kg/cm2

15. Berat penutup atap : 10 kg/m2

4.2 Perhitungan Gording


Struktur Baja II

Menghitung Panjang Balok

Diketahui (L) = 25 m

Jarak miring AB = 12,5 / Cos 250 = 13,79 m

Tinggi Kuda-kuda = 12,5. tg 250 = 5,829 m

Jarak gording yang direncanakan = 2 m

Banyak gording yang dibutuhkan = (13,79/2) + 1 = 7,89 buah

Jarak Gording yang sebenarnya = 13,79 m / 8 = 1,72m

Perhitungan Dimensi Gording

Untuk dimensi gording dicoba dengan menggunakan profil baja C12

dengan data-data sebagai berikut :

A = 17 cm2

q = 13,4 kg/m

lx = 364 cm4

Wx = 60,7cm3

ly =4 3,2 cm4

Wy = 11,1 cm3

Pembebanan pada gording :

1. Beban Mati / Dead Load

- Berat gording = 13,4 kg/m

- Berat penutup atap (1,72 m x 10 kg/m2) = 21.164 kg/m

- Berat baut + trackstang = 2,53 kg/m

∑q = 37,094 kg/m


Struktur Baja II

Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan beban mati Px

bekerja vertical, P diuraikan pada sumbu X dan sumbu Y, sehingga diperoleh:

Gambar gaya kerja pada gording

qx = q . sin α = 37,094 . sin 250 = 15,68 kg/m

qy = q . cos α = 37,094 . cos 250 = 33,62 kg/m

Gording diletakkan di atas beberapa tumpuan (kuda-kuda), sehingga

merupakan balok menerus di atas beberapa tumpuan dengan reduksi momen

lentur maksimum adalah 80 %.

Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna

Momen maksimum akibat beban mati :

Mx 1 = 1/8 . qx . (l)2 . 80%

= 1/8 . 15,68. (6)2 . 0,8

= 56,448 kgm

My1 = 1/8 . qy . (l)2 . 80%

= 1/8 . 33,62. (6)2 . 0,8

= 121,032 kgm


Struktur Baja II

2. Beban Hidup / Live Load

Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna

Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja di

tengah-tengah bentang gording, beban ini diperhitungkan kalau ada orang

yang bekerja di atas gording. Besarnya beban hidup diambil dari PPURG

1987, P = 100 kg

Px = P . sin

= 100 . sin 250 = 42,26 kg

Py = P . cos

= 100 . cos 250 = 90,63 kg

Momen yang timbul akibat beban terpusat dianggap Continous Beam.

Gambar momen akibat beban berguna

Momen maksimum akibat beban hidup


Struktur Baja II

Mx 2 = (¼ . Px . l) . 80 %

= (¼ . 42,26 .6) . 0,8

= 50,712 kgm

My 2 = (¼ . Py . l) . 80 %

= (¼ . 90,63 . 6) . 0,8

= 108,756 kgm

3. Beban Angin

Beban angin diperhitungkan dengan menganggap adanya tekanan positif

(tiup) dan tekanan negatif (hisap), yang bekerja tegak lurus pada bidang atap.

Menurut PPPURG 1987, tekanan tiup harus diambil minimal 25 kg/m2 .

Dalam perencanaan ini, besarnya tekanan angin (w) diambil sebesar 65

kg/m2.

Gambar gaya kerja pada beban angin

Ketentuan :

Koefisien angin tekan ( c ) = (0,02 x - 0,4)

Koefisien angin hisap ( c’ ) = - 0,4

Beban angin kiri (W1) = 55 kg/m2

Beban angin kanan (W2) = 55 kg/m2

Kemiringan atap () = 250

Jarak Gording = 1,72 m

Koefisien Angin

Angin tekan ( c ) = (0,02 . - 0,4)

= (0,02 . 250 - 0,4)


Struktur Baja II

= 0,1

Angin hisap ( c1) = -0,4

Angin Tekan (wt) = c x W1 . (jarak gording)

= 0,1 . 55 . (1.72)

= 9,46 kg/m

Angin Hisap (wh) = c1 . W1 . (jarak gording)

= -0,4 . 55 . (1.72)

= -37,84 kg/m

Momen maksimum akibat beban angin

Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar)

W max = 37,84 Kg/m

W x = 0, karena arah beban angin tegak lurus sumbu batang balok.

Jadi momen akibat beban angin adalah :

Akibat Wx = 0

Mx3 = 1/8 . Wx . (l)2 . 80 %

= 1/8 . 0 .6 . 0,8

= 0 kgm

Akibat Wy = 37,84

My3 = 1/8 . W . (l)2 . 80%

= 1/8 . 37,84 . (6)2 . 0,8

= 136,224 kg

Tabel perhitungan momen

P dan MAtap + Gording

(Beban Mati)Beban Orang

(Beban Hidup)Angin

q, P 37,094 100 55

qx,

Px

15,68 42,26 0

qy,

Py

33,62 90,63 9,46

Mx 56,448 50,712 0


Struktur Baja II

My

Mxxxxxxxxx

121,032 108,756 136,224

4. Kombinasi Pembebanan

Akibat Beban Tetap

M = M Beban Mati + M Beban Hidup

Mx = Mx1 + Mx2

= 56,448 + 50,712

=107,2 kgm

My = My1 + My2

= 121,032+ 108,756

= 229,788 kgm

Akibat Beban Sementara

M = M Beban Mati + M Beban Hidup + M Beban Angin

Mx = Mx1 + Mx2 + Mx3

= 56,448+ 50,712+ 0

= 107,2 kgm

My = My1 + My2 + My3

= 121,032+ 108,756 + 136,224

= 366,012 kgm

5. Kontrol Tegangan

Akibat Beban Mati + Beban Hidup

σ=MxWy

+MyWx ≤¯ = 1600 kg/cm2

σ=10702 11 , 1

+2297860 , 7 = 1342,69 kg/cm2 ≤¯ = 1600 kg/cm2

σ = 1342,69 kg/cm2 ≤ σ−

=1600 kg/cm2 ............ OK

Akibat Beban Mati + Beban Hidup + Beban Angin


Struktur Baja II

σ=MxWy

+MyWx ≤¯ = 1600 kg/cm2

σ=10702 11 , 1

+36601 60 , 7 = 1567,13 kg/cm2 ≤¯ = 1600 kg/cm2

σ = 1567,13 kg/cm2 ≤ σ−

=1600 kg/cm2 ............. OK

6. Kontrol Lendutan

Lendutan yang diijinkan untuk gording ( pada arah x terdiri 2 wilayah

yang ditahan oleh trakstang).

Syarat lendutan yang diizinkan akibat berat sendiri dan muatan

hidup adalah :

f̄ = 1 /300 – 1/400 L

Akibat Beban Mati :

Fx1 =

5 .qx .L/74

384 . .E . Iy=

5 .0 ,1568 . (600/7 )4

384 . 2,1 . 106 . 43,2 = 0,0011 cm

Fy1 =

5 .qy .L4

384 . .E . Ix=

5 . 0 , 4084 . (600 )4

384 . 2,1 . 106 . 364 = 0,90 cm

Akibat Beban Hidup :

Fx2 =

Px .L/73

48 . . E . Iy=

42, 26 . (600/7 )3

48 . 2,1 . 106 . 43,2 = 0,0061 cm

Fy2 =

Py . L3

48 . . E . Ix=

90 , 63 . (600 )3

48. 2,1 . 106 . 364 = 0,534 cm

Akibat Beban Angin :


Struktur Baja II

Fx3 =

5. Wx.L/74

384 . .E . Iy=

5 . 0 (600/7 )4

384 . 2,1 . 106 . 43,2 = 0 cm

Fy3 =

5. Wy. L4

384 . .E . Ix=

5 . 0 , 1362 (600 )4

384 . 2,1 . 106 . 364 = 0,300 cm

Akibat Kombinasi Pembebanan :

Akibat Beban Mati + Beban hidup :

Fx = Fx1 + Fx2 + Fx3= 0,0011 + 0,0061+ 0 = 0,0072 cm

Fy = Fy1 + Fy2 + Fy3 = 0,90 + 0,534 +0,300 = 1,734 cm

F1 = √ (Fx )2 + (Fy )2= √ (0 , 0072 )2 + (1, 734 )2

= 1,74 cm < f = 1/250 . 600 = 2,4 cm….OK

4.3 Perhitungan Batang Tarik (Trackstang)

Batang tarik (Trackstang) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording

pada arah sumbu x (miring atap) sekaligus untuk mengurangi tegangan

lendutan yang timbul pada arah x. Beban-beban yang dipikul oleh trackstang

yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap (sumbu x), maka gaya yang

bekerja adalah gaya tarik Gx dan Px.

Gx = Berat sendiri gording+penutup atap sepanjang gording arah sumbu x

Px = Beban berguna arah sumbu x

P total = Gx + Px = (qx . L) + Px

Karena batang tarik dipasang satu buah, jadi per batang tarik adalah :

P = P tot = (qx . L) + Px)

= (19,04. 10) + 42,26/2

= 116,37 kg

=

PFn

_

σ = 1600 kg/cm2, dimana diambil = _

σ


Struktur Baja II

Fn =

Pσ̄ =

116 ,371600 = 0,07273 cm2

Fbr = 125% . Fn = 1,25 . 0,07273 = 0,09 cm2

Fbr = ¼ . . d2, dimana :

d=√ 4 . f br

π=√ 4 . 0 .09

3 ,14=0.34

cm

Maka batang tarik yang dipakai adalah Ø 10 mm.

4.4 Perhitungan Ikatan Angin

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal ( axial ) tarik saja.

Adapun cara kerjanya adalah apabila salah satu ikatan angin bekerja sebagai

batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan gaya apa – apa. Sebaliknya

apabila arah angin berubah, maka secara bergantian batang tersebut bekerja

sebagai batang tarik.

N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan

P = gaya / tekanan angin.

Beban angin = 55 kg/cm2

P = beban angin x (a x b)/2

P = 0,5.55.6.13,79 = 2275,35 kg = 2275,35/4= 568,84 kg

β = arctg.

13 , 7926 = 66,41 o

Nu =

Pcos βa =

568 , 84

cos66 , 41o = 1421,42 kg.


Struktur Baja II

σ̄= NFn⇒ Fn=N

σ̄=1421, 42

1600=0 , 89

cm2

Fbr = 125% . Fn = 1 .25⋅0 ,89 = 1,11 cm2.

Fbr = ¼ d2

d = √ 4 . Fbrπ =√ 4⋅1, 11

3 .14 = 0,7 cm. 7 mm

Maka ikatan angin yang dipakai adalah Ø 16 mm

4.5 Menghitung Pembebanan pada Portal Gabel

Sebelum mendimensi portal gabel, hal terpenting yang pertama

dilakukan adalah mengidentifikasi beban yang bekerja pada konstruksi.

Beban tersebut nantinya akan menentukan ekonomis atau tidaknya suatu

dimensi portal. Distribusi pembebanan pada atap Type F 1 adalah sebagai

berikut :

Data-data yang diperlukan :

Jarak antara kuda-kuda = 6 m


Struktur Baja II

Bentang kuda-kuda = 25 m

Kemiringan atap = 250

Dimensi kuda-kuda (dicoba) = IWF 400 . 300 . 10 . 16

Jarak gording = 1,72 m

Berat sendiri penutup atap = 10 kg/m2

1. Akibat Beban Mati (Dead Load)

Pembebanan pada Balok Gable akibat beban-beban yang dipikul oleh

1 gording dengan bentang 2 m :

Berat penutup atap = 10 kg/m2

P = berat penutup atap x jarak gording

= 10 kg/m2 . (1,72 m) = 189,2 kg/m

Berat sendiri gording

P = berat sendiri gording + jarak kuda-kuda

= 25,3 kg/m x 6 = 151,8 kg/m

Berat kuda-kuda (dicoba IWF 400 . 300 . 10. 16)

Berat sendiri = 107 kg/m

P =107 x 1,72 kg/m = 184,04 kg/m

Berat ikatan angin (P = 25% P kuda-kuda)

P = 0,25 . 184,04 kg = 46,01 kg/m

Berat alat penyambung (10 % . P kuda-kuda)

P = 0,1 . 184,04 kg = 18,404 kg/m +

Berat total beban mati (DL) = 589,45 kg/m

Pendimensian pada SAP 2000 v.12, berat sendiri kuda-kuda sudah

termasuk dalam perhitungan pendimensian sehingga berat sendiri kuda-kuda

tidak dihitung.

Jadi Ptotal (untuk perhitungan SAP) = DL – berat kuda-kuda

= 405,41 kg/m


Struktur Baja II

2. Akibat Beban Hidup (Life Load)

Beban Hidup (LL) = 100 kg/jarak gording

3. Akibat Beban Angin (Wind Load)

Koefesien angin (C)

Angin tekan (Wtk) = Ctk . W. L = 0,2 . 25 . 6 = 30 kg/m

Angin hisap (Whs) = Chs . W. l = -0,4 . 25 . 6 = -60 kg/m

Angin tekan (Wtk) = Ctk . W. L = 0,2 . 35 . 6 = 42 kg/m

Angin hisap (Whs) = Chs . W. l = -0,4 . 35 . 6 = -84 kg/m

Pwx tk = Pw cos = 30 . cos 250 = 27,18 kg

Pwy tk = Pw sin = 42 . sin 250 = 38,06 kg

Pwx hs = Pw cos = -60 . cos 250 = -54,378 kg

Pwy hs = Pw sin = -84 . sin 250 = -76,13 kg

4.6 Menghitung Gaya – Gaya Dalam


batang dilakukan dengan menggunakan softwere Structure Analysis Program

(SAP) 2000 Versi 12. Input dan output data dapat dilihat pada lampiran,

sedangkan dibawah ini adalah resume dari perhitungan gaya-gaya yang

bekerja.31

Hasil input SAP diperoleh sebagai berikut :


Struktur Baja II

Gambar 1.Rasio

Gambar 2.Reaksi Perletakan Comb 1


Struktur Baja II

Gambar 3.Reaksi Perletakan Comb 2

Gambar 4.Gaya Lintang Comb 1


Struktur Baja II

Gambar 5. Gaya Lintang Comb 2

Gambar 6.Momen Comb 1


Struktur Baja II

Gambar 7.Momen Comb 2

Gambar 8.Gaya Normal Comb 1


Struktur Baja II

Gambar 9.Gaya Normal Comb 2

Tabel.1.Reaksi Tumpuan

JointText

OutputCaseText

RHKgf

RVKgf

RH maxKgf

RV maxKgf

A COMB1 10854,510626,7

810854,5 10626,78A COMB2 10238,82 9920,28

E COMB1 -10854,510626,7

8-108854,5 10626,78E COMB2 -10169,22 1008,21

Tabel.2.Gaya Momen

No batang Momen (M) Momen COMB1 COMB2 Max

1 21393,83 -20189,121393,8

32 -19188,16 -19245,2 -19245,23 -19188,16 -18754,8 -19188,2

4 -21393,83 22253,7822253,7

8

Tabel.3.Gaya Lintang

No batang Lintang (L) Lintang COMB1 COMB2 Max

1 -10145,5 -9858,69 -10145,52 -6247,95 -6426,09 -6426,093 6247,95 5925,98 6247,95

4 10145,5 10252,1510252,1

5


Struktur Baja II

Tabel.4.Gaya Normal

No batang Normal (N) Normal COMB1 COMB2 Max

1 -2560,28 -2623,1 -2623,12 -14107,75 -13874,4 -14107,83 -14107,75 -14074,8 -14107,84 -2560,28 -2253,68 -2560,28

4.7 Kontrol Balok yang direncanakan

1. Terhadap Momen Tahanan (Wx)

Mmax = 22647,40 kgm = 2264740 kgcm

Wx =

22647401600 = 1415,4625 cm3

Profil baja WF 400 . 300. 10 . 16 dengan harga Wx hitung = 1415,46 cm3 < Wx

rencana = 1980 cm3, maka profil baja ini dapat digunakan.......... (OK)

2. Terhadap Balok yang Dibebani Lentur ( KIP )

Profil baja yang digunakan adalah WF 400 . 300. 10 . 16 dengan data-data

sebagai berikut :

q = 107 kg/m Ix = 38700 cm4

A = 136 cm2 Iy = 7210 cm4

b = 300 mm = 30 cm Wx = 1980 cm3

h = 390 mm = 39 cm Wy = 481 cm3

ts = 16 mm = 1,6 cm ix = 16,9 cm

tb = 10 mm = 1 cm iy = 7,28 cm

r = 22 mm

Cek Profil berubah bentuk atau tidak :

- h/tb < 75

39/1 < 75

39 < 75


Struktur Baja II

- L/h > 1,25 . (b/ts)

172/39 > 1,25 . (30/1,6)

4,5 > 25,43

Jadi pada penampang terjadi perubahan bentuk (PPBBI 1984 pasal (1)).

Terhadap bahaya lipatan KIP.16

hb=16⋅300−(2 x16 )=

44,66 = 4,466 cm

- Iy Bidang yang diarsir = ( 112⋅(1,6)⋅(30)3 )+( 1

12⋅( 4 , 466 )⋅(1 )3

= 360 + 0,372 = 360,372 cm4

- Luas yang diarsir = (0,16 x 30) + (1 x 4,466) = 9,266 cm2

iy = √360 ,3729 , 266

= 6,2 cm

=

Lkiy⇒

dengan L panjang batang = 1379 cm

Dimana Lk jarak antara titik-titik sokong lateral = 300 cm

=

3006,2

=48,38 = 1,215 +

48 ,38−4749−48

⋅(1 ,215−1 . 205)

= 1.228 tabel 3 hal 15 PPBBG

Syarat Berubah Bentuk

ω⋅σ̄ KIP≤σ̄

σ̄ KIP=π 2⋅Eλy2

= π2⋅E

(Liy)2=3 .142⋅2100000

(13796,2)2

=

418,5 kg/cm2

ω⋅σ̄ KIP≤σ̄ 1,228 x 418,5 = 513 kg/cm2 < σ̄=1600kg/cm2

Jadi balok IWF 400 . 300 . 10 . 16 aman dan tidak mengalami tegangan KIP

- Kontrol Terhadap Tegangan Lentur yang Terjadi


Struktur Baja II

σ=M max

Wx σ=1600 kg/cm2

σ=2264740 1980

=1143 , 80 kg /cm2

σ=1143 ,80 kg /cm2≤σ=1600 kg /cm2 ……………… OK

Jadi balok aman terhadap tegangan lentur.

2. Kontrol Terhadap Tegangan Geser yang Terjadi

=

D . Sxtb . Ix

D = 10854,59 kg

Tegangan geser yang diijinkan τ=0,6 .σ=0,6 .1600=960 kg /cm2

Sx =

Ix0,5 .h =

387000,5 .39 = 1984,6 cm3

τ=10854 , 59 .1984,6 0 ,65 . 38700 = 856,37 kg/cm2

= 856,37 kg/cm2 < 960 kg/cm2 .................OK

Jadi balok aman terhadap tegangan geser.

4.8 Perhitungan Kolom

Dalam perhitungan dimensi profil, diambil batang profil yang

menerima beban terbesar, sedangkan yang lainnya disamakan. Dicoba dengan

menggunakan Profil baja yang digunakan adalah IWF 400 x 300 x 10 x 16 dengan

data – data sebagai berikut :


Struktur Baja II

h = 390 mm b = 300 mm q = 107 kg/m

Ts = 16 mm tb = 10 mm A = 136 cm2

Wx = 1980 cm3 Wy = 481 cm3 ix = 16,9 cm

Ix = 481 cm4 Iy = 7210 cm4 iy = 7,28 cm

Dari hasil analisis SAP didapat Pu kolom sebelum menggunakan

crane sebesar 22647,40 kg,karena menggunakan crane maka Pu ditambah

dengan Pu setelah menggunakan crane

Asumsi : jepit – sendi

Lk = 0.7 * h1 = 0.7 * 400 = 280 cm

rmin ≥ Lk

250

rmin ≥ 1,12 cm

Mencari luas bruto minimum :

Agmin = Pu ω

φ . fy ; dimana φ = 0.85

Nilai ω berdasarkan nilai λc :

λc = 1π

x Lk

rmin √

fyE

= 1π

x 2801,12

√2400

2.1 x106

= 2,69

Karena λc > 2,69, maka nilai ω = 1.25 λc2 = 9.0451

Maka nilai Agmin = Pu .9 .04510.85∗2400

= 13332,80 x 9.0451

0.85∗2400 = 59,1 cm2

Kontrol penampang

1. Cek kelangsingan penampang

Pelat sayap

λ < λp


Struktur Baja II

λ = btf

= 30016

= 18,75

λp = 1680√ fy

= 1680

√240

= 108,44

λ = 18,75 < λp = 108,44……….OK!!!

Pelat badan

λ < λp

λ = h

tw =

39010

= 39

λp = 1680√ fy

= 1680

√240

= 108,44

λ = 39 < λp = 108,44……….OK!!!

2. Kuat tekan rencana kolom, φPn

φPn = 0.85*Ag*Fy

= 0.85x136x2400 = 277440 kg

Pu∅ Pn

≤ 0.2

Pu∅ Pn

= 0.048 ≤ 0.2, maka digunakan persamaan :

Pu2∅ Pn

+ M ux

∅ b M nx ≤ 1

3. Kuat lentur rencana kolom, φMnx

Mnx = Fy . Wx

= 2400 . 1980 = 4752000 kgcm = 47520 kgm

Diperoleh nilai Mmax = 18352,42 (akibat momen balok crane)

4. Rasio tegangan total

Pu2∅ Pn

+ M ux

∅ b M nx ≤ 1


Struktur Baja II

133322∗277440

+ 18352,42

0.9∗47520 ≤ 1

0,45 ≤ 1 …………OK

Jadi kolom IWF400 . 300 .10 . 16 kuat menerima beban dan memenuhi

syarat.

4.9 Perhitungan Balok Cranegirder

1. Data – data Crane

Kapasitas Crane = 5 ton

Berat Sendiri Crane = 20 ton

Berat takel = 2 ton

Jarak bersih dihitung dari sisi atas rel ke puncak kolom = 1 m

Berat sendiri rel (ditaksir) = 30 kg/m

Jarak roda-roda Crane = 3.6 m

Jarak bersih dari permukaan lur kolom ke rel = 25 cm

Jarak minimum lokasi takel terhadap rel = 1 m

RA = ½ (20) + 7 (23,55/24,55)

RA = 16,71 ton dipikul 2 roda tekan, masing – masing 8,35 ton

Sekarang Tinjau Balok Crane Bentang 6 meter

Agar diperoleh momen maksimum, maka anatra resultante gaya 2 roda

merupakan lokasi as balok tersebut

RA = 16,71x 3,9

6 = 10,8 ton

RB = 16,71 – 10,8 = 5,91 ton

Momen maksimun yang terjadi :

Dititik b = 10,8 (3-0,9-1,8) = 3,24 tm

Dititik a = 5,91(3-0,9) = 12,411 tm

Momen maksimum = 12,411 tm

Koefisien kejut = 1.15 (PPI 1983)

Momen maksimum pada balok crane akibat beban hidup

= 1.15(12,441)


Struktur Baja II

= 14,27 tm

Akibat Beban Mati

Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 30 + 150 = 180 kg/m

M = 18

(180)(6) = 135 kgm = 0,135 tm

Jadi momen total = 14,27 + 0,135 = 14,405 tm

Reaksi Maksimum Balok Crane

Terjadi jika salah satu roda crane tepat pada perletakkan balok tersebut,

Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 180 kg/m

Akibat Beban Hidup Crane

RA = 8,35 + 8,35 ((6-3,6)/6) = 11,69 ton

Koefisien kejut = 1.15, maka RA = 13,44 ton

Akibat beban sendiri rel + balok crane

RA = 0.5(0.18)(6) = 0,54 ton

Jadi, RA = 13,44 + 0,54 = 13,98 ton

Gaya Rem Melintang (Lateral Force)

Biasanya 1/15 (beban kapasitas crane + berat takel) umtuk : lintasan

dimana ada 2 roda

Beban lateral per roda = 0.5 x 1

15 (5+2) = 0.233 ton

Kita sudah tahu bahwa akibat beban roda 8,35ton, momen maksimum

yang bekerja pada balok crane = 12,411 tm

Jadi akibat 0.2333 ton, momen = (0.233/8,35)12,411 = 0,346 tm

Menentukan Profil Balok Crane

Mutu baja St.37

Momen maksimum yang dipikul = 14,405 tm


Struktur Baja II

Wx = 14,405 x 105

1600 = 900,3 cm3

Coba IWF 300.200.8.12, dimana Wx = 771 cm3.

Dikombinasikan dengan memakai profil kanal C12, yang diikatkan pada

flens IWF.

Tentukan Garis Berat Penampang Gabungan

Berjarak y dari serat atas :

y = (37,4 x 2,14 )+72,4 (12,5+0.9 )37,4+72,4

= 9,56 cm

Ix = 11300 + (72,4)(12,5+0,9-9,56)2 + 197 +(37,4)(9 – 2,14)2

= 13590,215 cm4

Cek kembali terhadap momen maksimum :

σatas = 14,405 x 105 x 9,5613590,215

= 1013,3 kg/cm2

σtekan = 1 4,405 x 105 x (29,4 +0,9 -9,56 )13590,215

= 2198,3 kg/cm2

Pengecekan Tegangan Akibat Beban Lateral

Iy = Ixkanal + Iyflens tertekan dari IWF dimana Iyflens tekan IWF diambil ½

= 2690 + 800

= 3490 cm4

Momen maksimal lateral = 0,342 tm

σtekan = 0,324 x 105 x (22 /2)34 90

= 108,11 kg/cm2

tekan total = 108,11 + 1013,3 = 1121,41 kg/cm2

Mencari Tegangan Izin KIP dari Balok Crane

Karena akibat beban lateral tersebut, balok crane mengalami KIP

σcr = 1.0363x107 Iy . h

Wx. L2 (1+0.156J . L2

Iy . h2 )0.5 + k2 1.0363 x 107 Iy . h

Wx . L2

Dimana :


Struktur Baja II

Iy = inersia penampang total terhadap sumbu y

= 2690+ 1600 = 4290 cm4

H = jarak titik berat flens tekan (terdiri dari kanal + flens IWF)

terhadap titik berat flens tarik

Mencari titik berat flens tekan:

y = (37,4 x2,14 )+ (20 x 1,2 )x (0.65+0,9 )32. 4 +( 20x1,2)

= 1,91 cm

Jarak titik berat flens tekan kef lens tarik = (29,1+0.9- (1.22

) - 27)

= 2,7 cm

Tentukan Konstanta Torsi

J = ∑ 13

b t3

Dimana :

b = ukuran terbesar dari penampang persegi

t = ukuran terkecil dari penampang persegi

untuk :

badan IWF = 13

(29,4-1.2-1.2)(0.9)3 = 6,561 cm4

flens IWF = 13

20(1)3 . 2 = 23,04 cm4

badan kanal = 13

(22-1,25-1,25) (0.9)3 = 4,74 cm4

flens kanal = 13

(8)(1.25)3 . 2 = 10,41 cm4

maka, J = 44,76 cm4

Menentukan harga k2 dari table

n = Iy flens tekan penampang gabungan

Iy total

= 34904290

= 0,8

Dari tabel k2 (Tabel 5-4 Desain Of steel structures by arya armani

didapat) :


Struktur Baja II

k2 = 0,6

σcr = 1.0363x107 4290 .27,8

13590,2159,56

.6002 (1+0.15644,76. 6002

4290. 37,162 )0.5 + 0.6

1.0363 x 107 . 4290 .27,813590,215

9,56. 6002

= 3439,7 + 1448,5 = 4888,2 kg/cm2

Mutu baja yang digunakan gunakan St.37, σy = 2400 kg/cm2

σcr > ½ σy maka dipakai angka kekakuan ekivalen KLie

untuk menentukan

izin KIP

KLie

= π √E

σcr

= π √2,1 x 106

4888,2 = 20,72

σcr =¿

σcr=¿ 1970,69 kg/cm2

σkip= σkip1,67

=1970,651,67

= 1180 kg/cm2

Sedangkan tekanan yang bekerja 1121,41 kg/cm2 < σkip = 1180 kg/cm2

Balok crane aman terhadap KIP

Gaya Rem Memanjang

Besarnya 1/7 reaksi maksimum yang terjadi pada masing-masing roda

= 1/7 (8,35) = 1,19 ton. Gaya ini bekerja pada rel.

Jika tinggi rel = 7.5 cm maka momen memanjang = 1,19 (7.5 + 9,56)

= 20,3 ton.

Tegangan yang terjadi :

σ = 1190

37,4+72,4 +

1670013590,215/9,56

= 10,8 + 11,7 = 22,5 kg/cm2

Sangat kecil jadi diizinkan


Struktur Baja II

Menentukan Hubungan Profil IWF dan Kanal

Gaya lintang maksimum yang bekerja = 10,58 ton

. b =

D .Sx. Ix

Sx = 37,4 (9,56-2,14) = 277,5 cm3

Gaya geser horizontal yang bekerja pada bidang kontak

Flens IWF dan kanal = 10580 x 277,5

13590,215 = 214,19 kg/cm

Untuk sepanjang 600 cm, gaya geser horizontal = 214,19 x 400

= 85678,5 kg

Dipikul oleh baut (pakai baut hitam mutu 4.6) M16

Ngeser 1 irisan = ¼ π(1.2)20.6.1600 = 1085.7344 kg

Ntumpuan = 1.7x0.9x1600x1.5 = 3672 kg

Jumlah baut = 85678,51085,73

= 78,9 pakai 2 x 50

Cek jarak baut : maksimum = 7d = 7 * 1.6 = 11.2 cm, pakai 12 cm

Jadi jumlah baut satu baris = 60012

= 50 buah

Jadi, pakai 2 baris baut M16 jarak satu sama lain = 12 cm

Merencanakan Konsol

Reaksi balok crane pada lokasi konsol akan maksimum jika salah satu

roda tepat berada di perletakkan tersebut.

RB = 8,35 + 2,4/6(8,35) = 13,09 ton

Koef kejut = 1,15

Jadi akibat beban crane

RB = 1,15 x 13,09 = 15,05 ton

Akibat beban rel = 30 x 6 = 180 kg

Akibat balok crane = (29,4 + 56,8)x6 = 517,2 kg

Rtotal = 5,05 + 0,18 + 0,5172 = 15,74 ton

M = 15,74 x 0.225 = 3,54 tm


Struktur Baja II

Pada lokasi gaya, bekerja tegangan geser

τ = 15,74 x 103

0,58 x1600 = 16,96 cm2

Coba IWF 200.100.4,5.7

Abadan = 0.45(20-0.7-0.7) = 8.375 cm2, berartai sisanya harus dipikul oleh

potongan WF setinggi (16,96-8.375)= 8,58 ambil 10 cm

Panjang konsol ambil 20,5 + 20 = 42,5 cm,

Tinggi IWF potongan pada sisi luar kolom = 42,520

(10) = 21,25 cm, pakai

baut HTB Φ16 mm, jarak baut diambil 7d = 112 mm, ambil 100mm

Kt baut no 1 = 2.4 .105 .30

402+302+202+102 = 2400 kg (dipikul 2 baut)

Sebelumnya ebih baik periksa terlebih dahulu IWF konsol tepat di

sebelah kanan sedikit dari luar kolom.

M = 3,54 tm

D = 15,74 ton

Cek penampang sedikit sebelah kanan permukaan luar kolom.

Data – data :

Ix = 1580 cm4 A = 23.18 cm2

y = (23.18 x 10 )+0.45 (21.25−0.7 ) x30.45+0.7 .10.29,4

23.18+0.45 (21.25−0.7 )+0.7

= 860,239.43

= 21,8 cm

Ix = 1580+(23.18)(21,8-6)2+1

12(0.45)(21.25−0.7)3+ 0.45(21.25)

(20+21.25 – 21,8 – 21.25−0.71

2−0.7)2 +

112(6)(0.7)3 + 10 (0.7)

(20+21.25 – 0.55)2

= 17305,2 cm4

σatas = 3,54 x105

17305,2/21,8 = 445,9 kg/cm2

untuk geser, anggap hanya dipikul beban


Struktur Baja II

τ = 15740

0.45(20+21.25−0.7−0.7) = 877,7 kg/cm2 < 0.6 σijin = 960

kg/cm2.......OK

σi = (3002+3x877,7)0.5

=1549 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 …… OK

Perhitungan Baut

Baut HTB Φ16 mm tipe A325_N

σtr = 2400

2.14∗π (1.6)2 = 597 kg/cm2 < 44ksi (3080)…..OK

Gaya tarik awal T untuk Φ16 mm tipe A325 = 85 KN = 85000/9.8

= 8673.5 kg, tegangan geser izin (akibat gabungan tarik + tekan)

τijin = Fv(1 – ft , Abaut

T), dimana Fv = 15ksi = 1050 kg/cm2

= 1050 (1 – 2400/28673.5

) = 953 kg/cm2

Jumlah baut = 10 buah, gaya geser = 15,740 ton

τ = 15,740

14

π (1.6)2 = 783 kg/cm2 < 960 kg/cm2 …..OK

4.10 Perhitungan Base Plat

Gaya Normal dan gaya lintang yang terjadi pada kolom setelah dibebani

Crane adalah :

DA = 10854,5 kg

NA = 22647,4 kg

Mmax = 22647,4 kgm = 226474 kgcm

Ukuran Base Plate ditaksir 45 cm x 35 cm dan tenat 10mm = 1cm

Kontrol tegangan yang timbul :

σb = NAF+ M

Wu < σbijin = 225 kg/cm2


Struktur Baja II

F = a.b =45 x 35 = 1575 cm2

Wu = 16

. a2 . b = 16

. 452 . 35 = 11812,5 cm3

σb = 226474

1575+ 226474

11812,5

= 143,79 + 19,172 = 162,96 kg/cm2 < 225 kg/cm2……OK

Angker Baut

Angker yang digunakan sebanyak 4 buah

Akibat beban Gaya geser, tiap baut memikul beban

DA4

= 10854,5

4 = 2713,625 kg

Diameter angker baut d = √

DA14

. π . τ /4

= 1,89 cm = 19 mm

Ambil baut Φ16 sebanyak 4 buah

Fgs = 4 . ¼ . π . d2

= 4 . ¼ . π . 1.62 = 8,0384 cm2

Kontrol tegangan yang terjadi

τ = 10854,5

4Fgs

= 2098,78.0384

= 337,58 kg/cm2 < 960 kg/cm2………..OK

4.11 Perhitungan Sambungan

1. Pertemuan balok dan kolom

Bekerja momen 13424,38 kgm

Pakai baut Ø16

Jarak baut dalam satu baris ambil 5d = 8 cm (antara 2,5d s/d 7d)


Struktur Baja II

Tinjau akibat momen 13424,38 kgm

Berarti baut no.6 tertarik dan sebagai titik putar ambil baut no.1

K t=13424,38 .100 (8+8+8+8+8+8+8+8+8)802+722+642+562+482+402+322+242+162+82

= 6617,69 kg

Dipikul 2 baut masing-masing = 3308,08 kg

σ tr=3308 , 081

4π (1,62)

= 1646,51 kg/cm2 < 44ksi = 3080kg/cm2.............OK

Gaya geser yang bekerja 2408,08 kg karena geser bekerja secara

bersamaan dengan tarik, maka tegangan izin F’v = Fv (1 - 1T

(ft . Abaut))

Dimana T = gaya pratarik awal = 125 KN untuk A325Φ16 mm

= 125000/9.8 = 12755 kg

ft . Abaut = 9678,5

2 = 4839,28 kg

F’v = 1050(1 - 1

12755(4839,28)¿ = 1048,621 kg/cm2

Yang bekerja = 2408,08

12. π . (1.6 )2.14

= 99,85 kg/cm2 < 862,94

kg/cm2…......OK

2. Perhitungan Sambungan di titik Bahul

MC = 4988,19 kgm = 498819 kgcm

DC = 3388,19 kg

h=230cos25

=66 ,2cm

Diameter baut ditaksir ½ “ = 12.7 mm


Struktur Baja II

Jarak antar baut :

S1 = 1,5 d - 3 d

1,5(12.7) - 3(12.7)

19.05 mm - 38.9 mm

1.905cm - 3.89 cm diambil S = 3 cm

S = 2,5 d - 7 d

2,5(12.7) - 7(12.7)

31.75 mm - 88.9 mm

3.175 cm - 8.89 cm diambil S = 8 cm

Direncanakan menggunakan baut ½ “ sebanyak 2 x 6 buah.

11 = 3 cm (11)2 = 9 cm2

12 = 9 cm (12)2 = 81 cm2

13 = 15 cm (13)2 = 225 cm2

14 = 21 cm (14)2 = 441 cm2

15 = 27 cm (15)2 = 729 cm2

16 = 33 cm (16)2 = 1089 cm 2 +

12 = 2574 cm2

Gaya baut terbesar pada baut paling atas ( T ) :

T=M . l6

∑ l2=498819

2574=193 ,79 kg

Karena baut berpasangan, maka setiap baut menerima gaya sebesar :

P = ½ .T = ½ . 227,038 = 387.58 kg

Kontrol tegangan aksial akibat momen terhadap ulir :

σ ta=P

14. π . d

2u=387,58

14. 3 ,14 .0 . 9992

=494 , 74 kg/cm2

dimana du = 9.99 mm = 0.999 cm

σ ta=494 ,74 kg/cm2<σ t .ijin=1120 kg/cm2……………. OK

Gaya geser baut akibat gaya lintang :

DD = 3388,19 kg


Struktur Baja II

Setiap baut memikul gaya geser sebesar Q = V/6 = 3388,19/6= 564,69 kg

Gaya geser pada baut :

τ= QAbout

=564,69 1

4⋅π⋅12. 72

=446 kg /cm2<τ=960 kg /cm2

……. OK

Kombinasi gaya geser dan gaya aksial baut :

σ t=√σ2

ta+1 ,56 τ2

σ t=√494 ,722+1 . 56⋅(446 )2=745 , 021 kg /cm2<σ=1600 kg /cm2

Gaya geser pada ulir :

τ= QAbout

=564 , 691

4. π . 0 ,9992

=720 , 79 kg /cm2<τ=960 kg /cm2

…..OK

3. Perhitungan Las Pelat Sambung Arah Sejajar Kolom

Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm

Panjang las (lbr) = 36 cm

P = N balok = 13424,38 kg

Beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, masing-masing sebesar P kiri

dan P kanan, dimana :

Pki = Pka = ½ . P = ½ . 13424,38 = 6712 kg

Ln = lbr – 3a = 36 – (3 x 0,4) = 34.8 cm

D = Pki . sin 45 = 6712 . sin 45 = 4746 kg

τ= PFgs

= Plbr⋅a

=671236⋅0 . 4

=466 ,11 kg/cm2< τ̄=960 kg /cm2

..OK

σ= NF tr

==N

ln .a=4114,65

34 .8⋅0,4=295 ,59kg /cm2<σ=1600kg/cm2

..OK

Kontrol :

σ i=√σ 2+3 τ2=√295 ,592+3⋅466 , 112=859 , 73 kg/cm2<σ=1600 kg /cm2

Kesimpulan : Tebal las 0,4 cm dapat digunakan pada pelat penyambung

arah sejajar kolom.


Struktur Baja II

4. Perhitungan Las pelat Sambung Arah Sejajar Balok

Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm

Panjang las (lbr) = 100 cm

Mc = 498819 kgcm

Ln = lbr – 3a = 100 – (3 x0,4) = 98.8 cm

e = 1/3 . H + ¼ .0,4 .2

= 1/3 x 66.2 + ¼ x 0.4 . 2

= 22.21 cm

D=Me=498819

22. 21=22459 , 2kg

D = N = D sin 45 = 22459,2 sin 45 = 15881,05 kg

τ= DF gs

==D

lbr .a=15881,05

100⋅0 .4=397 ,026 kg/cm2<τ=960 kg/cm2

.OK

σ= NF tr

==N

ln .a=15881,05

98 .8⋅0 . 4=401, 84 kg/cm2<σ=1600kg /cm2

....OK

Kontrol :

σ i=√σ 2+3 τ2=√397 , 0262+3⋅401 , 842=932 ,9 kg /cm2<σ=1600 kg /cm2

...OK

Kesimpulan : Tebal las 0,4 cm dapat digunakan pada pelat penyambung

arah sejajar balok.

4.12 Perhitungan Pondasi

Sebagai data awal dari penyelidikan tanah, diperoleh data sebagai berikut :

Kedalaman = 1.3 m

Nilai Conus = 25 kg/cm2

Φ = 0 ( sudut gesek dalam tanah )

Γ = 20 KN/m3 ( berat volume tanah )

C = 40 KN/m3 (kohesi )

Didapatkan dari tabel kapasitas daya dukung meyerhorf ( 1963 ) dengan φ =

0 , maka :


Struktur Baja II

Nc = 5,41

Nq = 1

Nγ = 0

Perhitungan kapasitas daya dukung

Reaksi horizontal = 10854,50 kg = 108,545 KN

Reaksi vertikal = 10626,78 = 106,2678 KN

Momen = 22647,40 kg.m = 226,474 KN.m

Perhitungan daya dukung tanah

Direncanakan kedalaman tanah D = 1,3 m

Beban Vertikal total Pv = reaksi vertikal + berat kolom ( 40/30 – 5,3 meter )

= 106,2678 + 0,4. 0,3. 5,3 ( 16 ) = 116,44 KN

Sudut α arah gaya yang di bentuk Pv dan reaksi horicontal ( RH ) dari

pondasi :

α=tan− [ PvRH ]= tan− [116 , 44

108 ,545 ]=46 ,90

Daya dukung pondasi adalah:

𝜎t = qcSF

dimana qc = tekanan ujung konus ( kg/cm2 )

SF = safety factor ( diambil = 0,5 )

𝜎t = 250,5

= 12,5 kg/cm2

Ny = qc0,8

Ny = factor daya dukung tanah

= 250,8

= 31,25 kg/cm2

Daya dukung untuk taksiran sebesar 25 mm menurut Mayer Hoff


Struktur Baja II

qa = qc0,3

= 31,25

0,3 = 104,17 kg/cm2

B ={P

qa}1 /2 = {

13328104,17

}1 /2 = 35,77 cm2 = 3,577 m ∞ 3,6 m

Luas pondasi = 1,5 x 1,5 = 2,25 m2

Sc = 1 + 0,2 B’/B tg2 ( 45 +φ/2 ) =1 + 0,2 .1. tg2 ( 45 + 0/ 2 ) = 1,2

Sq = 1

DB=1,3

1,5=0 ,867

Dc = 1 + 0,2 D/B’ Tg2 (45+φ/2) = 1 + 0,2 . 0,867 tg2 ( 45 + 0/2 ) = 1,17

Dq = 1

Ic = iq = 1 – α/90 = 1 – 0,75 / 90 = 0,99

Po = D γ = 1,3 x 20 = 26

Kapasitas daya dukung tanah , dengan Nγ = 0

qu = Sc.dc.ic.c.Nc + Dq . dq . iq .Po. Nq

= 1,2 .1,17 . 0,99 .40 . 5,41 + 1.1. 0,99 . 26 . 1

= 329,10

qun = qu – D γ = 329,1 – 26 = 303,1

dengan menggunakan angka keamanan = 5, maka

q safe = qun/5 = 303,1/ 5 = 60,62

Psafe = q safe .B . B = 60,62 x 1,5 x 1,5 = 136,395

Kontrol Pv =83,60 KN ≤ P safe = 136,395 KN ........................OK

Dimensionering pondasi

Fc’ = 20 Mpa

Tebal pondasi direncanakan setebal = 200 mm

D = h – (1/2 tul pokok + degging ) = 200 – ( ½ 20 +60 ) = 130 mm = 0,13 m

Dimensi rencana dipakai bujursangkar B = 1,5 m


Struktur Baja II

Stabilitas pondasi

Keliling kritis bo = 2 (( 0,3 + 0,13/2 ) + ( 0,4 + 0,13/2 )) = 1,66 m

Luas kritis = ( 0,3 + 0,13/2 ) . (0,4 + 0,13/2 ) = 0,17 m2

Luas pondasi = 1,5 x 1,5 = 2,25 m2

Luas yang terbebani geser = 2,25 – 0,17 = 2,08

Gaya geser Vu = q safe . luas yang terbebani geser = 60,62 . 2,08 = 126,09

Vc = 4 √fc’ . bo . d = 4√20 . 1,66 . 0,13(1000) = 4316

Vu =126,09 KN ≤ φ Vc =0,6 . 4316 = 2589,6 KN..............OK

Untuk geser pons cukup diantisipasi oleh kapasitas beton saja. Panjang

pembebanan geser = [ 1,5−0,3

2 ]−0 ,13=0 , 47 m

Gaya geser Vu = q safe . 1,5 . 0,47 = 60,62 . 1,5 . 0,47 = 42,74

Vc = 1/6 √Fc’ . bw. D = 1/6 √20. 1,5 . 0,13(1000) = 145,34

Vu = 35,64 KN ≤ φ Vc = 0,6x145,34 = 887,204 KN..................OK

t = 0,3m

1,5 m

Daerah pembebanan 1,5 m

geser satu arah

1,5 m

BAB V

KESIMPULAN

Dari perhitungan perencanan yang telah dilakukan, dapat diketahui hasil

perencanaan konstruksi portal baja dengan data-data sebagai berikut :


Struktur Baja II

5.1. Deskripsi

Type Konstruksi : Portal rectangular gable

Bahan penutup atap : Seng Gelombang

Jarak portal : 6 m

Panjang bentang : 25 m

Tinggi kolom : 4m

Kemiringan atap (α) : 250

Berat Crane : 20 ton

Alat sambung : Las dan baut

Pondasi : Telapak baja

5.2. Pembebanan

Beban mati : 37,094 kg/m

Beban hidup : 100 kg

Tekanan angin : 55 kg/m

Kombinasi pembebanan

- Kombinasi 1 : Mx = 107,02 kgcm My = 229,788 kgcm

- Kombinasi 2 : Mx = 107,02 kgcm My = 366,012 kgcm

5.3. Dimensi Portal

Dimensi gording : profil C12

Dimensi batang tarik (trackstang) : Φ 10 mm

Dimensi ikatan angin : Φ 16 mm

Dimensi balok gable : profil IWF 400.300.10.16

Dimensi kolom gable : profil IWF 400.300.10.16

Dimensi balok crane : profil IWF 300.200.8.12

: profil kanal C22

Dimensi base plate : 45 cm x 35 cm dan tenat 10 mm

Dimensi pondasi


Struktur Baja II

5.4. Sambungan Baut dan Las

Jenis Las : las sejajar

Tebal Las Maximum : 0.4 mm

Sambungan di balok - kolom

a. Dimensi Baut : Φ 16mm

b. Banyak Baut : 2 x 10 baut

Sambungan di balok - balok

a. Dimensi Baut : Φ 16mm

b. Banyak Baut : 2 x 6 baut

Sambungan di kolom - crane

c. Dimensi Baut : Φ 16mm

d. Banyak Baut : 2 x 5 baut

DAFTAR PUSTAKA

T, Gunawan & S, Margaret.2005. Diktat Teori Soal dan Penyelesaian Kontruksi

Baja II Jilid 1, Jakarta : Delta Teknik Group

Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PBBI), DPMB. 1983

Catatan Kuliah Kontruksi Baja II (Semester Pendek)

Ir. Sunggono kh.1995. Buku Teknik Sipil. Bandung :Nova


Struktur Baja II


isi struktur baja ii

Documents