laporan struktur baja

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pengertian Baja

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. Besi mentah tidak dapat

ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi

dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan

lainnya.

1.2 Baja Sebagai Bahan Struktur

Beberapa keuntungan yang diperoleh dari baja sebagai bahan struktur

adalah sebagai berikut :

1. Baja mempunyai kekuatan cukup tinggi dan merata.

2. 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.

3. Pada umumnya struktur baja mudah dibongkar pasang, sehingga elemen

struktur baja dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai bentuk

struktur.

4. Jika pemeliharaan struktur baja dilakukan dengan baik, struktur dari baja

dapat bertahan cukup lama.

1.3 Bentuk Profil Baja

Baja struktur diproduksi dalam berbagai bentuk profil. Bentuk profil

baja yang sering dijumpai dipasaran seperti : siku-siku, kanal, I atau H, jeruji,

sheet piles, pipa, rel, plat, dan kabel. Disamping itu ada profil yang

Arif Rakhman (0902167)

2

bentuknya serupa dengan profil I tetapi sayapnya lebar, sehingga disebut

profil sayap lebar (wide flange). Beberapa kelebihan dari wide flange, yaitu:

1. Kekuatan lenturnya cukup besar

2. Mudah dilakukan penyambungan

Adanya kelebihan diatas menjadikan wide flange sering digunakan

sebagai kolom dan balok pada bangunan gedung, gelagar dan rangka

jembatan, dan bangunan struktur lainnya. Khusus untuk wide flange dengan

perbandingan lebar sayap dan tinggi profil (b/h) sama dengan satu atau

disebut juga profil H. Profil H ini sangat cocok digunakan untuk struktur

pondasi tiang pancang.

1.4 Sifat Metalurgi Baja

Sifat metalurgi baja ini sangat berkaitan erat dengan fungsi dari unsur-

unsur atau komponen kimia dalam baja. Baja struktur yang biasa dipakai

untuk struktur rangka bangunan adalah baja karbon (carbon steel) dengan

kuat tarik sebesar 400 MPa, sedang baja struktur dengan kuat tarik lebih dari

500 Mpa sampai 1000 Mpa disebut baja kekuatan tinggi (high strength

steel).

Sifat –sifat Baja

sifat yang dimiliki baja yaitu kekakuanya dalam berbagai macam

keadaan pembebanan atu muatan. Terutama tergantung dari :

Cara peleburannya

Jenis dan banyaknya logam campuran

Proses yang digunakan dalam pembuatan.

Berikut ini ada beberapa dalil yang menyangkut sifat-sifat baja :

Dalil I


3

Besi murni tidak mempunyai sifat-sifat yang dibutuhkan untuk dipergunakan

sebagai bahan penanggung konstruksi.

Dalil II

Peningkatan nilai dari sifat-sifat tertentu, lazim dengan tidak dapat

dihindarkan senantiasa mengakibatkan pengurangan dari nilai sifat-sifat lain,

misalnya baja dengan keteguhan tinggi, istimewa lazimnya kurang kenyal.

Dalam praktek terdapat satu hal yang sangat penting bahwa sifai-sifat

konstruksi dapat berarti runtuhnya seluruh konstruksi, oleh karena itu :

1. Penentuan syarat minimum harus dimuat didalam deluruh

kontrak pemesanan, pembelian, atau penyerahan bahan.

2. Garansi tentang meratanya sifat-sifat itu harus didapatkan

dengan dilakukanya pengujian pada waktu penyerahan bahan.

3. Tuntutan yang tinggi tetapi tidak perlu benar, sebab beban tidak

bernilai tinggi itu lebih mahal atau ekonomis.

4. Sifat –sifat ynag kita kehendaki harus ada, bukan saja pada

waktu sudah dikerjakan, yaitu setelah dipotong, digergaji, di bor,

ditempa, dibengkokan , dan lain-lain.

5. Sifat-sifat yang kita kehendaki harus ada bukan saja merugikan

dengan cara-cara yang tidak dapat dipertanggung jawabkan .

6. bentuk-bentuk dari bagian-bagian bangunan dan sambungannya

harus di terapkan.

1.5 Bentuk-bentuk baja dalam perdagangan

1. Profil baja tunggal

Baja siku-siku sama kaki

Baja siku tidak sama kaki (baja T)

Baja siku tidak sama kaki (baja L)

Baja I


4

Baja Canal

Baja

2. Profil Gabungan

Dua baja L sama kaki

Dua baja L tidak sama kaki

Dua baja I

3. Profil susun

Dua baja I atau lebih

1.6 Macam-macam bentuk kuda-kuda Baja

a. Pratt Truss

b. Hows Truss

c. Pink Truss

d. Modified Pink Truss

e. Mansarde Truss

f. Modified Pratt Truss

g. Crescent Truss

1.7 Keuntungan dan kerugian Pengunaan Baja

Keuntungan:

1. Bila dibandingkan dengan beton maka baja lebih ringan.

2. Apabila suatu saat konstruksi harus diubah,maka bahan baja akan

lebih mudah untuk dipindahkan.

3. Bila konstruksi harus dibongkar, baja akan dapt dipergunakan lagi

sedangkan konstruksi dengan beton tidak dapt digunakan lagi.

4. Pekerjaan konstruksi baja dapat dilakukan di bengkel sehingga

pelaksanaannya tidak membutuhkan waktu lama.

5. Bahan baja sudah mempunyai ukuran dan mutu tertentu dari

pabrik.


5

Kerugian:

1. Biala konstruksi terbakar, maka kekuatannya akan berkurang,

pada batas yang besar juga dapat merubah konstruksi.

2. Bahan baja dapat terkena karat, sehingga memerlukan

perawatan.

3. Karena memiliki berat yang cukup besar, dalam melakukan

pengangkutan memerlukan biaya yang besar.

4. Dalam pelaksanaan konstruksi diperlikan tenaga ahli dan

berpengalaman dalam hal konstruksi baja.

1.8 Jenis-jenis alat Penyambung baja

a. Baut

b. Paku keling

c. Las lumer

1.8.1 Baut

Pemakaian baut diperlukan bila:

1. Tidak cukup tempat untuk pekerjaan paku keling

2. Jumlah plat yang akan disambung> 5d (d diameter baut)

3. Dipergunakan untuk pegangan sementara

4. Konstruksi yang dapat dibongkar pasang

1.8.2 Paku keling

Sambungan paku keling dipergunakan pada konstruksi yang tetap,

berarti tidak dapt dibongkar pasang.Jumlah tebal pelat yang akan

disambung tidak boleh>6d ( diameter paku keling).Beberapa bentuk

kepala paku keling:


6

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

1.8.3 Las lumer

Ada 2 macam las lumer menurut bentuknya, yaitu:

1. Las tumpul

2. Las sudut


7

BAB II

RANCANGAN KONSTRUKSI RANGKA BAJA

Ketentuan :

Type kontruksi Atap : A

Bahan penutup atap : Genting Beton

Jarak gading-gading kap : 3.50 m

Sudut (Kemiringan Atap) : 29O

Bentang kap (L) : 18 m

Beban Angin Kiri : 40 kg/m2

Beban Angin Kanan : 50 kg/m2

Beban Plafond : 11 kg/m2

Beban Berguna (orang) : 100 kg

Sambungan : PK


8

BAB III

PERHITUNGAN RANCANGAN KUDA – KUDA

3.1 Perhitungan Panjang Batang

1. Menghitung batang bawah (B)

Dik: - Bentang kap = 18 m

- Banyak batang bawah 10 batang yang terdiri dari B1s/d

B10

Panjang batang bawah dari B1 s/d B10

Batang Bawah = Bentang kap / Banyak batang

= 18 / 10 = 1,80

Jadi Panjang B1 s/d B10 adalah 1,80

2. Menghitung batang tepi atas (A)

A1 = A2 = A3 = A4 = A5= …….A10

Maka,

Panjang A1 s/d A10 = 2,057

3. Menghitung panjang batang vertical (V)

V1 = V9 = B1.tan 29 = 1,80 . tan 29 = 0,998 m

V2 = V8 = (B1+B2) . tan 29 = 1,996 m

V3 = V7 = (B1+B2+B3) . tan 29 = 2,99 m

V4 = V6 = (B1+B2+B3+B4) . tan 29 = 3,991 m

V5 = (B1+B2+B3+B4+B5) . tan 29 = 4,989 m


9

4. Menghitung batang diagonal (D)

D1 = D8 = m D2

= D7 = m D3 = D6

= m D4 = D5

= m

DAFTAR PANJANG BATANG


Daftar panjang batang

NO

Batang-batangHorizonta

l VertikalTepi atas

Diagonal

1 1.80 m 2.057 m 0.998 m 2.058 m2 1.80 m 2.057 m 1.996 m 2.686 m3 1.80 m 2.057 m 2.993 m 3.493 m4 1.80 m 2.057 m 3.991 m 4.378m5 1.80 m 2.057 m 4.989 m 4.378 m6 1.80 m 2.057 m 3.991 m 3.493 m7 1.80 m 2.057 m 2.993 m 2.686 m8 1.80 m 2.057 m 1.996 m 2.058 m9 1.80 m 2.057 m 0.998 m -

10 1.80 m 2.057 m - -

10

3.2 Perhitungan Dimensi Gording

1. Gording Dipengaruhi Oleh :

Muatan mati : berat sendiri gording ( kg / m

berat sendiri penutup atap ( kg / m )

Muatan hidup, yaitu berat orang dengan berat P = 100 Kg

Muatan angin ( kg / m )

Ketentuan :

Jarak gading-gading kap = 3,50 m

Kemiringan atap = 29o

Berat sediri penutup atap (sirap) = 50 kg/m2 (Peraturan

Muatan Indonesia 1970)

Jarak gording = 2,057 m

Hal-hal yang harus dihitung adalah sebagai berikut :

2. Mengetahui berat sendiri balok gording

Untuk dimensi balok gording dicoba profil baja Canal 10 dengan berat

sendiri gording (q2) = 10,6 kg/m.

3. Menghitung beban mati (q)

q1 = berat sendiri penutup atap (sirap) x A (jarak gording)

= 50 kg/m² x 2,057 m

= 102,85 kg/m

Jadi, q = q1 + q2 = 10,6 kg/m + 102,85 kg/m = 113,45 kg/m

Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan beban

mati q bekerja vertikal, q diuraikan pada sumbu x dan sumbu y,


11

sehingga diperoleh :

qx = q sin qy = q cos

= 113,45 x sin 29o = 113,45 x cos 29o

= 54,9098 kg/m = 99,1553 kg/m

Karena dianggap sebagai balok menerus diatas dua tumpuan

(Continous beam) maka untuk memepermudah perhitungan dapat

diasumsikan sebagai berat bertumpuan ujung. Sehingga momen yang

timbul akibat berat sendiri atap dan gording adalah :

Mx1= 1/8.qx.(l/3)².80%

= 1/8 x 54,9098 x (0,33)² x 0,8 = 7,473834 kg.m

My1= 1/8.Py.(l)².80%

= 1/8 x 99,1553 x (0,33)² x 0,8 = 121,4652 kg.m

4. Menghitung 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.

Diketahui :

Beban berguna (P) = 100 kg

Kemiringan atap = 29o

Maka :

Px = P sin Py = P cos

= 100 sin 29o = 100 cos 29o


12

= 48,40 kg = 87,40 kg

Momen yang timbul akibat beban terpusat (hidup) dianggap

continous beam (PBI 1971)

Mx2 = ¼.Px.(l/3)².80% My2 = ¼.Py.(l).80%

= ¼. 48,40 .(1,17)².0,8 = ¼. 86,60.(3,5)².0,8

= 13,17556 kg.m = 214,13 kg.m

5. Menghitung Beban Angin

Beban angin di anggap tegak lurus bidang atap.

Ketentuan :

Beban angin kiri (q1) = 40 kg/m2

Beban angin kanan (q2) = 50 kg/m2

Koefisien Angin tekan (wt) = (0,02 - 0.4)

= (0,02 x 29 – 0,4 )

= 0.18

Koefisien Angin hisap (Wh) = -0.4

Beban angin kiri (q1) = 40 kg/m2

Angin tekan (Wt) :

Wt = C. q .i(jarak gording)

= 0,18 x 40 x 2,057

= 14,8104 kg/m

Angin hisap (Wh) :

Wh = C. q . i

= -0,4 x 40 x 2,057

= -32,91 kg/m


13

Beban angin kanan (q2) = 50 kg/m2

Angin tekan (Wt) :

Wt = C. q2 .i

= 0,18 x 50 x 2,057

= 18,513 kg/m

Angin hisap (Wh) :

Wh = C. q2 . i

= -0,4 x 50 x 2,057

= -41,14 kg/m

Dalam perhitungan diambil harga W (tekan terbesar) :

Wmax = 18,513 kg/m

Wx = 0

Wy = 18,513 kg/m

Momen Akibar Beban Angin

Mx = My =

= 0 =

= 22,67843

Daftar Beban dan Momen

P dan M

Atap +

GordingBeban Orang

Angin

Beban Mati Beban Hidup

P - 100 kg -

q, Wmax 113,45 kg/m - 18,513 kg/m

Px,qx 54,9098 kg/m 48,40 kg 0


14

Py,qy 99,1553 kg/m 87,40 kg 18,513 kg/m

Mx 7,473834 kg.m 13,17556 kg.m 0

My 121,4652 kg.m 214,13 kg.m 22,67843 kg/m

6. Kontrol Gording

Kontrol Gording Terhadap Tegangan

Dari tabel profil baja ( C-10 ) dapat diketahui bahwa :

Wx = 41,2 cm3

Wy = 8,49 cm3

Kombinasi pembebanan 1

Mx total = beban mati + beban hidup

= 7,473834 + 13,17556

= 20,64939 kg.m

= 2064,939 kg.cm

My total = beban mati + beban hidup

= 121,4652 + 214,13

= 335,5952 kg.m

= 3355,925 kg.cm

=

= kg/cm2


15

= 1057,772 kg/cm2 = 1600 kg/cm2 ...............

OK !!!

Kombinasi pembebanan 2

Mx total = beban mati + beban hidup + beban angin

= 2064,939 + 0

= 2064,939 kg.cm

My total = (beban mati + beban hidup) + beban angin

= 3355,925 + 22,67843

= 35827,27 kg.cm

=

= kg/cm2

= 1112,816 kg/cm2 = 1.25 x 1600 kg/cm2 ... OK !!!

7. Kontrol Terhadap Lendutan

Ketentuan :

E = 2.1 . 10 kg/cm2

l = 3,5m = 350 cm

Ix = 206 cm4

Iy = 29,3 cm4


16

Syarat lendutan yang diizinkan untuk balok pada konstruksi

kuda-kuda terlindung adalah :

1,167 cm

Akibat beban sendiri

qx = 54,9098 Kg / m = 54,9098. 10-2 Kg /cm = 0,549098

qy = 99,1553 Kg / m = 99,1553. 10-2 Kg /cm = 0,991553

0,023754 cm

0,494188 cm

Akibat beban berguna

Px = 50 Kg / m = 48,40. 10-2 Kg /cm

Py = 86,60 Kg / m = 87,40 . 10-2 Kg /cm

0,0000325 cm

0,000226 cm

Akibat beban angin

Wx = 0

Wy = 87,40. 10-2 Kg / cm


17

0 cm

0,083618 cm

Jadi pelenturan adalah sebagai berikut :

=

= (0.023754 + 0.0000325 + 0)

= 0,023787 < 1,167 cm

=

= (0.494188 + 00.000226 + 0.083618)

= 0,578032 < 1,167cm

≤ 1,167

≤ 1,167

= 0, 219 ≤ 1,167 ……………… OK!!!

3.3 Mendimensi 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.


18

Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka :

qx = berat sendiri gording + penutup atap arah sumbu x

qx = 54,9098 kg/m

Px = beban berguna arah sumbu x

= 48,40 kg/m

Pbs = (qx . jarak kuda-kuda) + Px

= (54,9098 . 3,5) + 48,40

= 240,5843 kg

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

120,2922 kg

Fn = 0.075183 cm2


19

Fbr =125 % Fn

= 1.25 . 0.075183

= 0.093978

Fbr = ¼ п d2

d2 = 0.119718 mm

d = 3.460022 mm

Dimana : Fn = luas netto

Fbr = luas brutto

A = diameter batang tarik (diperoleh dari tabel baja)

3.4 Perhitungan 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: 50 Kg/ m2


20

Keterangan :

P = gaya/ tetapan angin

N = dicari dengan syarat keseimbangan

Σ H = 0

Nx = P

Ncos . β = P

Rumus umum :

dimana P angin = 50kg/m2

Luas kuda-kuda = (1/2 x alas x tinggi )

= (1/2 x 18 x 4,928 )

= 44,352 m

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

184,8 kg


21

Fn = 0,1155 cm2

Fbr =125 % Fn

= 1.25 x 0.0533

= 0.144375

Fbr = ¼ п d2

d2 =

d = 4,288557

Berdasarkan table diprofil baja maka dipakai d = 6 mm.

3.5 Perhitungan Konstruksi Rangka Batang

3.5.1 Perhitungan Beban


22

a. Akibat Berat Sendiri

Ketentuan :

Penutup atap genting beton = 40 kg/m2

Bentang kap (L) = 18 m

Jarak gording (A) = 2,057 m

Jarak gading-gading kap (l) = 3,5 m

a.1. Berat Penutup Atap

Pa = A x Berat atap x l

= 2,057 x 50 x 3,5

= 359,975 kg.m

a. 2. Berat akibat beban berguna

Po = 100 kg

a.3. Berat Sendiri Gording ( Canal – 10 )

Pg = berat sendiri gording

= 3,5 x 10,6

= 37,1 kg.m

a.4. Berat Sendiri Kuda-kuda

Gk = Berat tepi gading-gading kap

Gk1= ( L – 2 ) x l

= ( 18 – 2 ) x 3,5 = 56 kg

Gk2= (L + 4 ) x l

= (18 + 4 ) x 3,5 = 77 kg


23

Gk =

=

= 66,5 kg

Berat total kuda-kuda adalah :

Dikarenakan bentangnya 18 m, dan jumlah titik simpul pada batang

tepi atas adalah 10buah, maka berat total kuda-kuda adalah

= = 1197 kg

Sedangkan pada titik simpul adalah :

Pk = = 149,625 kg

Berat Ikatan Angin

Pia = 25% x Pk

= 25% x 149,625

= 37,40625 kg

Berat Braching

PBrancing = 20% x Berat sendiri kuda-kuda

= 20% x 66,5 Kg

= 13,3 Kg

Total berat pada tiap titik simpul adalah :

Ptot = Pa + Po + Gk + Pk + Brancing

= 359,975+ 100 + 66,5 149,625 + 13,3


24

=689,4 kg

b. Berat Plafond

Ketentuan :


Panjang batang bawah (B) = 1,80 m

Berat plafond = 11 kg/m2

Pf = berat plafond

=

=69,3 kg

c. Beban Angin

Ketentuan :

Koefisien angin tekan (c) = (0.02 ) – 0.4

= (0.02 x 29) – 0.4

= 0.18

Koefisien angin hisap (c’) = -0.4

Angin kiri (q1) = 40 kg/m2

Angin Kanan (q2) = 50 kg/m2

Angin tekan = W

Angin hisap = W’


Jarak gording (A) = 2,057m

Angin Kiri


25

W =

=

= 51,8364 kg

W’ =

=

= -115,192 kg

Angin Kanan

W =

=

= 64,7955 kg

W’ =

=

= -143,99 kg

3.6 Perhitungan Gaya Batang

1. Gaya Batang Akibat Berat Sendiri

Daftar Gaya Batang Cara Cremona Akibat Berat Sendiri ( P = 689,4 kg)

N

o

Batang

(Frame)

BebanSendiri (kg)

Tarik (+) Tekan (-)

1 A1=A10 581.387

2 A2=A9 581.389

3 A3=A8 516.788


26

4 A4=A7 452.1898

5 A5=A6 387.265

6 B1=B10 510.705

7 B2=B9 453.96

8 B3=B8 397.215

9 B4=B7 340.47

10 B5=B6 283.725

11 D1=D8 83.85635

12 D2=D7 108.613

13 D3=D6 135.895

14 D4=D5 164.451

15 V1=V9 61.7405

16 V2=D8 92.6108

17 V3=V7 123.4809

18 V4=V6 154.3513

19 V5 -

Skala Gaya 1cm : 1 kg

Skala Panjang 1 cm : 100 cm

RA = RB = 2469.62 kg


27

Perhitungan dengan Metode Keseimbangan Titik Simpul

Reaksi Perletakan

∑MB = 0

P1 . 12 – RAV . 12 + P2 . 16,5 + P3 . 15 + P4 . 13,5 + P5 . 12 + P6 .

10,5 + P7 . 9 + P8 . 7,5 + P9 . 6 + P10 . 4,5 + P11 . 3 + P12 . 1,5 + P13

. 0 + RBV . 0 = 0

RAV = 1216,16 kg

∑V = 0

– P1 – P2 – P3 – P4 – P5 – P6 – P7 – P8 – P9 – P10 – P11 – P12 – P13 + RAV +

RBV = 0

RBV = 1216,16 kg

Titik 1

∑V = 0

– ½ P1 – A1 . sin α + RAV = 0

– 152,02– A1 . sin 35 + 1216,16 = 0

A1 = = 1855,2711473 kg (Tekan)

∑H = 0

A1 . cos α – B1 = 0

A1 . cos 35 – B1 = 0

B1 = – 1519,74942 kg

Titik 2


28

∑H = 0

A1 . cos α – A2 . cos α + D1 . cos β = 0

1855,2711473 . cos 35 – A2 . cos 35 + D1 . cos 55 = 0

1519,74942 – A2 . 0,573 + D1 . 0,819 = 0 . . . (1)

∑V = 0

A1 . sin α – A2 . sin α + D1 . sin β – P2 = 0

A1 . sin 35 – A2 . sin 35 + D1 . sin 55 – 304,04 = 0

1855,2711473. Sin. 0,573 – A2 . 0,573+ D1 . 0,819– 304,04= 0

1215,70942 – A2 . 0,573+ D10,819= 0... (2)

(1) A2 =

Substitusi

1215,70942–( ).0,573 + D1 . 0,819= 0

x 0,819

995,666015 – (1519,74942 – D1 . 0,819) .0,573 + D1 . 0,670761 =

0

995,666015– 870,8164177 + D1 . 0,469287 + D1 . 0,670761= 0

D1 = 253,1245 kg

Pers (1)

A2 = =


29

A2 = 1722,4928 kg

Titik 3

∑V = 0

– D1 . sin 55 – D2 . sin 64,6 = 0

– 253,1245. Sin 55 – D2 . sin 64,6= 0

D2 = = – 252,3591 kg (Tekan)

∑H = 0

– B1 + D1 . cos 55 – D2 . cos 64,6 + B2 = 0

– B2 = – 1519,74942 + 253,1245. Cos 55 – 252,3591 cos 64,6 .

B2 = 0

– B2 = – 1302,6321

B2 = 1302,6321kg

Perhitungan dengan Metode Potongan Ritter

P = 304,04 kg

P/2 = 152,02kg

RA = RB = = 1216,16 kg


30

r1 = A1 . cos 55

= 1,831 . 0,02

= 0,04m

r2 = A1 . sin 55

= 1,831. 0,99

= 1,83m


Mencari A1

∑MC = 0

RA . B1 – ½P . B1 – A1 . D1 = 0

1216,16. 2 – 152,02. 2 – A1 . 1,28 = 0

A1 = = 1842,71875kg

Hasil Cremona A1=1855,2645kg

Kontrol =

= ... OK

Mencari B1

∑MB = 0

RA . r2 – ½P . r2 – B1 . r1 = 0

B1 = = = 1596,21kg

Hasil Cremona B1 =1520,0994 kg

Kontrol =

= ... OK

2. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Plafon

a. Daftar Gaya Batang

BatangBerat Plafond (Kg)

Tarik (+) Tekan (-)A1 72.50794A2 72.50794A3 72.50794A4 72.50794A5 435.0477A6 435.0477A7 72.50794A8 72.50794A9 72.50794A10 72.50794B1 573.2356B2 509.5428B3 445.8499B4 382.1571B5 318.4642B6 318.4642B7 382.1571B8 445.8499B9 509.5428B10 573.2356D1 94.12369D2 121.9114D3 152.5344D4 184.587D5 184.587D6 152.5344D7 121.9114D8 94.12369V1 V2 3.465V3 6.93V4 10.395V5 6.93V6 10.395V7 6.93V8 3.465V9

P = 69,3 Kg

Skala gaya 1 cm =10 Kg

Skala jarak 1 cm = 100 cm

Kontrol:

RA = RB = ………..Ok

b. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Ritter Akibat Beban Plafon

P = 160 Kg

P = 80 Kg

RA = 640 Kg

Batang B2

ΣMD= 0

RA.3/2 b– ½ P. 3/2 b– P½ b – B2. Tan α 3/2 b = 0

=380,4549 kg

Hasil dari cremona = 381.4761kg (tarik)

Kontrol

…..Ok

1. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Angin

Kanan

a. Daftar Gaya Batang.

N

o

Batang

(Frame

)

AnginKanan (kg)

Tarik (+) Tekan (-)

1 A1 377.775

2 A2 378.1774

3 A3 252.0342

4 A4 252.1014

5 A5 63.2067

6 A6 63.2097

7 A7 315.6822

8 A8 315.634

9 B1 327.697

6

10 B2

582.217

2

11 B3

363.933

4

12 B4 218.4214

13 C1

14 C2

15 D1 108.8126

16 D2 146.0515

17 D3 145.512

18 D4 146.137

19 D5

218.825

3

20 D6

219.877

9

21 D7 219.7583

22 D8 218.3914

23 D9 87.6311

24 D10

218.428

6

25 D11 290.897

9

26 D12 73.2976

b. Pengontrolan Gaya-Gaya Batang Cara Ritter Akibat Angin Kanan.

ΣMC=0

Pcos α.0.5– a1.sin α .b–Rav .b = 0

129.696+a1.0.833-59.93= 0

A1= 312.8349 kg

Dari Cremona = 314.8339kg (Tarik)

Kontrol

…..Ok

2. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Angin Kiri

a. Daftar Gaya Batang.

N

o

Batang

(Frame

)

AnginKiri (kg)

Tarik (+) Tekan (-)

1 A1 78.45

2 A2 78.7393

3 A3 78.7637

4 A4 78.7087

5 A5 472.6681

6 A6 479.7536

7 A7

787.692

3

8 A8

787.649

5

9 B1 454.725

10 B2

363.944

1

11 B3

182.054

1

12 B4

182.502

5

13 B5

363.615

9

14 C1

15 C2

16 D1 90.4044

17 D2 90.7629

18 D3 90.945

19 D4 90.9698

20 D5 181.8935

21 D6 272.339

22 D7 544.9371

23 D8

362.157

4

24 D9 180.7835

25 D10

181.890

1

26 D11 363.0013

27 D12 182.515

Daftar Gaya – Gaya Batang Semua Beban

BEBAN SENDIRI (KG) PLAFOND ANGIN KIRI ANGIN KANANGAYA BATANG

RENCANA

BATANG tarik (+) tekan (-)tarik (+)

tekan (-)

tarik (+)

tekan (-)

tarik (+)

tekan (-) tarik (+) tekan (-)

A1 2906,35

8 335,95 78,45 377,78 3698,535

A2 2698,84

5 335,95 78,739 378,18 3491,7141

A3 2862,38

2 167,98 78,764 252,03 3361,1571

A4 2655,03

8 167,98 78,709 252,1 3153,8257

A5 2655,03

8 167,98 472,67 63,207 3358,8904

A6 2862,38

2 167,98 479,75 63,21 3573,3225

A7 2698,84

5 335,95 787,69 315,68 4138,1719

A8 2906,35

8 335,95 787,65 315,63 4345,5935B1 2516,98 290,94 454,73 327,7 3590,35

B2215,411

3 242,44 363,94 582,22 1404,01

B31797,84

3 96,994 182,06 363,93 2440,83

B4215,411

3 242,44 182,5 218,42 858,775 B5 2516,98 290,94 363,62 3171,54

C1788,273

5 0 788,274

C2788,273

5 0 788,274

D1 358,309

6 48,488 90,404 108,81 606,0145

D2 359,641

7 62,332 90,763 146,05 146,052 512,7363

D3 933,333

5 96,968 90,945 145,51 145,512 1121,2463

D4 959,568

6 181,89 146,14 1287,5991

D5 933,459

9 96,974 272,34 218,83 1424,6242

D6 933,459

9 96,974 544,94 219,88 219,878 1575,3714

D7 933,459

9 96,974 521,34 219,76 219,758 1551,7735

D8 933,459

9 96,974 362,16 218,39 1610,9831

D9 959,568

6 180,78 87,631 1227,9832

D10 933,333

5 96,968 181,89 218,43 218,429 1212,1914

D11 359,641

7 62,332 363 290,9 290,898 784,9747

D12 358,309

6 48,488 182,52 73,298 662,6101

3.7 Dimensionering Batang Kuda-kuda

Daftar Gaya Batang Maksimum Untuk Tiap Batang

a. Batang – batang Atas (A) : 3573,3225kg (Tekan)

b. Batang – batang Bawah (B) : 3590,3455kg (Tarik)

c. Batang (C) : 788,2735 kg (tarik)

d. Batang – batang Diagonal (D) : 1610,9831 kg (Tekan)

A. Dimensi batang atas

a. Batang terdiri dari batang A1 sampai dengan batang A8

b. Diketahui

Gaya batang maksimum = 3573,3225 kg = 3,5733225 ton

(Tekan)

Panjang batang (Lk) = 2,021 m = 202,1 cm

Tegangan ijin (τ) = 1600 kg/cm2

Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki

c. perhitungan

Imin = 1,69.P.Lk2

= 1,69 . 3,573 (2,021)2

= 24,6 cm4

Batang A merupakan batang tekan

Dipakai profil rangkap profil =

Dari table profil diambil ∟ 55.55.10

Iη = 11,3 cm4

Ix = Iy = 26,3 cm4

ix = iy = 1,62 cm4

F = 10.1 cm2

e = 1,72cm

Kontrol :

1. Terhadap sumbu bahan (x)

λx = = = 124 = 2,97

kg/cm2

kg/cm2

2. Terhadap sumbu bebas bahan (Y)

Dipasang 4 plat kopling

L = = cm

Potongan I-I tebal pelat kopling t = 10 mm =1 cm

Etot = e + ½. t

= 1,72 + ½ .1

= 2,22 cm

Iy tot = 2 (Iy + F .etot2 )

= 2 {26,3 + 10,1.(2,22)2}

= 152,15368 cm4

iy = cm

Syarat pemasangan kopling:

67,36 =

67,36≤ 143,77cm . . . (OK) memenuhi syarat

B. Dimensi batang bawah

a. Batang terdiri dari batang B1 sampai dengan batang B5

b. Diketahu :


(Tarik)

Panjang batang maks = 2,333 m = 233,3 cm



c. Perhitungan

= = 1400 kg/cm2 =

=

Fbr = Fn + F F = 20 %

= (2,564 + 20 % x 2,564) cm2

= 3,0768 cm2

Batang B merupakan batang tarik

digunakan profil rangkap

= 1 Profil Fbr = = 1,5384 cm2

Tabel Profil ∟ 30.30.3. F = 1,74 cm2

Karena Profil minimum yang diijinkan untuk konstruksi ringan

adalah ∟ 45.45.5

Jadi dimensi Profil yang digunakan ∟ 65.65.11

Iη = 20,7 cm4

Ix = Iy = 48,8 cm4

ix = iy = 1,91 cm4

F = 13,2 cm2

e = 2,00 cm

Kontrol:

= = 135,99 kg/cm2 ≤ 1400 kg/cm2 …… OK!

C. Batang terdiri dari batang C1 dan C2

Diketahui :

Gaya batang maksimum (P) = 788,2735 kg = 0,7882735 ton

Panjang batang = 2,333 m = 233,3 cm



perhitungan

= = 1400 kg/cm2 =

=

Fbr = Fn + F F = 20 %

= (0,563 + 20 % x 0,563) cm2

= 0,675 cm2

Batang C merupakan batang tarik

digunakan profil rangkap

Fbr = = 0,3378cm2

Tabel Profil ∟ 15.15.3 F = 0,82 cm2

Karena Profil minimum yang diijinkan untuk konstruksi ringan adalah ∟

45.45.5

Jadi dimensi Profil yang didapat F table = 4,30 cm2> Fbr = 0,52545

cm2, jadi konstruksi yang digunakan adalah ∟ 45.45.5.

Fn = Fbr - F F = 20 %

Fn = 4,3 – (20 % x 4,3)

Fn = 3,44 cm2

= = 1400 kg/cm2

=

D. Dimensi batang diagonal ( D )

a. batang terdiri dari batang D1 sampai dengan batang D12

b. diketahui


Panjang batang maks =1,116 m = 116 cm



c. perhitungan

Imin = 1,69.P.lk2

= 1,69 . 1,89 ( 116 )2

= 36,992 cm4

Batang D merupakan batang tekan ; dipakai profil rangkap.

Dipakai profil rangkap profil =

Dari table profil diambil ∟ 65.65.11

Iη = 20,7 cm4 = Imin

Ix = Iy = 48,8 cm4

ix=iy = 1,91 cm4

F = 13,2 cm2

e = 2,00 cm

Kontrol :

1. Terhadap sumbu bahan (x)

λx = x = 1,35

kg/cm2

kg/cm2

2. Terhadap sumbu bebas bahan (Y)

Dipasang 4 plat kopling

L = cm

Potongan I-I tebal pelat kopling t = 10 mm =1 cm

e0 = e + ½. t

= 2,00 + ½ .1

= 2,5 cm

Iy tot = 2 (Iy + F .e02 )

= 2 {48,8 + 10,1.(2,5)2}

= 223,85 cm4

iy = cm

Syarat pemasangan kopling: 70,72

61,03 cm

= cm ≥61,03 cm memenuhi syarat

DAFTAR DIMENSI BATANG

N

O

NAMA BATANG DIMENSI BATANG KETERANGAN

1. A1- A10 ∟ 55.55.10 Tekan

2. B1- B9 ∟ 65.65.11 Tarik

3. D1-D16 ∟ 45.45.5 Tekan

4 C1=C2 ∟ 65.65.11 tarik

3.8 Perhitungan Sambungan Las

a. Perhitungan Kekuatan Las

Lasdari 2 muka

1. Panjang las

- Batang A6

P = 3573,3225 kg

Karena dipasang dobel maka P dibagi 2

P = 3573,3225 /2 = 1786,125 kg

∟ 55.55.10 (dalam tabel profil)

b = 65 mm = 6,5 cm

d = 10 mm = 1 cm

e = 1,72 cm

d = 1cm a = 0,707 . d

= 0,707 . 1 cm = 0,707 cm

b – e = 5,5 –1,72 = 3,78 cm

Las ujung dipasang sepanjang b = l1br = 5,5 cm

L1n = l1br – 3.a

L1n = 5.5– 3.0,707 = 3,379

P1 = Ftn1 .

P1 = 3,379 . 0,707. 960 = 2293,394 kg

Karena gaya yang dipikul las lebih besar dari gaya yang

ada maka panjang las tersebut bisa digunakan

2293,394kg > 1324,7425 kg.......ok

- Batang B1

P = 3590,3455 kg


P = 3590,3455/2 = 1795,17275 kg


b = 65 mm = 6,5 cm

d = 11 mm = 1,1 cm

e = 2,0 cm

d = 1,1 cm a = 0,707 . d

= 0,707 . 1,1 cm = 0,7777 cm

b – e = 6,5 – 2 = 4,5 cm

∑ MB = 0

-P1. b + P. e = 0 P1 =

P1 = = 275,872 kg

∑H = 0

P1 + P2 – P = 0

P2 = P – P1 = 1795,17 – 275,872= 1519,2998 kg

Fgs1 = ln1 . a = 0,7777 cm . ln1

0,2873 = 0,7777 . ln1

ln1 = 0,369 cm

l1br = ln1+ 3a = 0,369 + 3.0,7777 = 1,5721 cm < lmin =

4 cm

maka l1br diambil 4 cm

Fgs2 = ln2 . a = 0,7777 cm . ln2

0,550 = 0,7777 . ln2

ln2 = 2,021 cm

ln2 = 2,021< lmin = 4cm

resume :

panjang las atas I1 = 4 cm

panjang ls bawah I2 = 4 cm

- Batang C1 = C2

P = 788,2735 kg


P = 788,2735/2 = 394,1367 kg


b = 45 mm =4,5 cm

d = 5 mm = 0,5 cm

e = 1,28 cm

d = 0,5 cm a = 0,707 . d

= 0,707 . 0,5 cm = 0,3535 cm

b – e =4, 5 – 1,28 = 3,22 cm

∑ MB = 0

-P1. b + P. e = 0 P1 =

P1 = = 112,109 kg

∑ H = 0

P1 + P2 – P = 0

P2 = P – P1 = 394,1367 – 112,1099 = 282,0268 kg

Fgs1 = ln1 . a

0,1167 = 0,3535 . ln1

ln1 = 0,3302 cm

l1br = ln1+ 3a = 0,3301 + 3.0,3535 = 1,3906 cm < lmin =

4 cm

maka l1br diambil 4 cm

Fgs2 = ln2 . a = 0,3535 cm . ln2

1,5826 = 0,3535 . ln2

ln2 =4,4769 cm

l2br = ln2+ 3a = 4,4769 + 3.0,3535 = 5,5374< lmin = 5,5

cm

maka l2br diambil 5,5 cm

Resume :

Panjang las atas l1 = 4 cm

Panjang las bawah l2 = 5,5 cm

- Batang D8

P = 1610,9831 kg


P = 1610,9831/2 = 805,49155 kg


b = 65 mm = 6,5 cm

d =11 mm = 1,1 cm

e = 2,00 cm

d = 1,1 cm a = 0,707 . d

= 0,707 . 1,1 cm = 0,7777 cm

b – e =5 5 – 2,00 = 4,5 cm

las dipakai sepanjang b = l1br= 6,5 cm

ln1 = l1br– 3.a 6,5 – 3. 0,7777 = 4,1669

P1 = Fth1 . = 4,1669 . 0,777.960

ln2 . a. = 3110,974 kg

karena gaya yang dipakai las lebih dari gaya yang ada maka panjang las

tersebut bias digunakan 3110,974 > 1324,7425 kg

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Daftar Panjang Batang (m)

Daftar Beban dan Momen

P dan M

Atap +

Gording

Beban

OrangAngin

Beban MatiBeban

Hidup

P 41,031 kg/m 100 kg 17,32 kg/m

Px

20,5155

kg/m50 kg 0

Py

35,5338

kg/m86,60 kg 17,32 kg/m

Mx

45,4107

kg.m46 kg.m 0

My 75,289 kg.m 366,4912 36,649 kg/m

N

o

Batang Panjang Batang

1 A1 = A2 = A3 = A4 = A5 2,021 m

2 B1 = B2 = B3 = B5 2,333m

3 D1 = D5 = D9 = D12 1,166 m

4 D3 = D11 = D6 = D7 =

D8 = D9

2,3334 m

5 C1 = C2 2,333 m

kg.m

Daftar Dimensi Batang

N

O

NAMA BATANG DIMENSI BATANG KETERANGAN

1. A1- A10 ∟ 55.55.10 Tekan

2. B1- B9 ∟ 65.65.11 Tarik

3. D1-D16 ∟ 45.45.5 Tekan

4 C1=C2 ∟ 65.65.11 tarik

Daftar Gaya-gaya Batang Semua Beban

BEBAN SENDIRI (KG) PLAFOND ANGIN KIRI ANGIN KANANGAYA BATANG

RENCANA

BATANG tarik (+) tekan (-)tarik (+)

tekan (-)

tarik (+)

tekan (-)

tarik (+)

tekan (-) tarik (+) tekan (-)

A1 2906,35

8 335,95 78,45 377,78 3698,535

A2 2698,84

5 335,95 78,739 378,18 3491,7141

A3 2862,38

2 167,98 78,764 252,03 3361,1571

A4 2655,03

8 167,98 78,709 252,1 3153,8257

A5 2655,03

8 167,98 472,67 63,207 3358,8904

A6 2862,38

2 167,98 479,75 63,21 3573,3225

A7 2698,84

5 335,95 787,69 315,68 4138,1719

A8 2906,35

8 335,95 787,65 315,63 4345,5935B1 2516,98 290,94 454,73 327,7 3590,35

B2215,411

3 242,44 363,94 582,22 1404,01

B31797,84

3 96,994 182,06 363,93 2440,83

B4215,411

3 242,44 182,5 218,42 858,775 B5 2516,98 290,94 363,62 3171,54 C1 788,273 0 788,274

5

C2788,273

5 0 788,274

D1 358,309

6 48,488 90,404 108,81 606,0145

D2 359,641

7 62,332 90,763 146,05 146,052 512,7363

D3 933,333

5 96,968 90,945 145,51 145,512 1121,2463

D4 959,568

6 181,89 146,14 1287,5991

D5 933,459

9 96,974 272,34 218,83 1424,6242

D6 933,459

9 96,974 544,94 219,88 219,878 1575,3714

D7 933,459

9 96,974 521,34 219,76 219,758 1551,7735

D8 933,459

9 96,974 362,16 218,39 1610,9831

D9 959,568

6 180,78 87,631 1227,9832

D10 933,333

5 96,968 181,89 218,43 218,429 1212,1914

D11 359,641

7 62,332 363 290,9 290,898 784,9747

D12 358,309

6 48,488 182,52 73,298 662,6101

Berdasarkan hasil perhitungan, ada beberapa kesimpulan yang dapat

penulis ungkapkan mengenai perencanaan dan perhitungan konstruksi kuda-

kuda rangka baja. Kesimpulan itu antara lain :

Penentuan spesifikasi dan klasifikasi konstruksi sangat

menentukan kemudahan perhitungan dan pengerjaan konstruksi.

Pada perhitungan balok gording, besarnya dimensi balok selain

dipengaruhi oleh gaya yang bekerja pada penampang juga

dipengaruhi oleh jarak antar kuda-kuda pada konstruksi atap.

Pada perhitungan pembebanan yang diakibatkan oleh angin,

besar kecilnya kemiringan suatu atap akan menentukan besar kecilnya

gaya angin yang diterima. Dengan kata lain semakin besar sudut

kemiringan atap semakin besar pula gaya yang diterima oleh atap

yang disebabkan oleh angin.

Pada perhitungan gaya batang pada tiap batang kuda-kuda.

Perhitungan gaya batang bisa dilaksanakan dengan cara manual

(grafis dan analitis) ataupun dengan bantuan program. Kedua cara

tersebut terdapat kelemahan sehingga perlu dikontrol antara satu cara

dengan cara yang lainnya.

Penentuan dimensi batang tekan harus diperhitungkan terhadap

panjang batang yang diperhitungkan. Sedangkan untuk batang tarik

hanya diperhitungkan terhadap gaya dan jumlah perlemahan yang

disebabkan oleh jenis dan banyaknya alat sambung.

Penentuan jarak dan letak alat sambung pada perhitungan

sambungan tidak boleh sembarangan, karena perletakkan yang salah

akan mempengaruhi kekuatan sambungan.

4.2 Saran

Untuk perbaikan tugas perencanaan ini dimasa yang akan datang,

pada bagian ini penulis menyampaikan beberapa saran dan masukan, saran

dan masukan itu antara lain :

Pada perhitungan dimensi gording, disarankan menghitung beberapa

percobaan dimensi, dengan tujuan agar dimensi yang dihasilkan betul-

betul sesuai dengan kebutuhan.

Penentuan gaya batang akan lebih mudah dan cepat dilaksanakan

dengan bantuan program, selain itu faktor kesalahan pada

perhitungan relatif kecil.

Perhitungan gaya batang akan lebih mudah dan cepat bila

menggunakan cara grafis.

DAFTAR PUSTAKA

Gunawan, Rudy. (1987). Tabel Profil Konstruksi Baja. Yogyakarta : Kanisius

KH, Sunggono (1995). Buku Teknik Sipil. Bandung : Nova

Salmon, Charles G. (1990). Struktur Baja. Jakarta : Erlangga

-----, (2003). Diktat Ilmu Bahan Bangunan. Bandung

laporan struktur baja

Documents