menghitung panjang batang

1

TUGAS STRUKTUR BAJA IAYU ADZANI PUTERI (07110010)

a. MENGHITUNG PANJANG BATANG1. BATANG TEGAK

Batang 11

Tan 30° =Batang114,5

Batang 11 = Tan 30° x 4,5 = 2,6 m

Batang 9 =3×Batang 11

4,5 = 1,73 m

Batang 7 =1,5×Batang 11

4,5 = 0,87 m

Batang 13 = 1,5×Batang 11

3 = 1,3 m

2


2. BATANG DIAGONAL

Batang 8 = √0,872+1,52=1,73mBatang 10 =√1,732+1,52=2,29mBatang 12 = √1,32+1,52=1,98m

3. BATANG MIRING

Kiri = √2,62+4,52=5,2m

Batang 16 = 15 = 6 = 5,23

=1,73m

Kanan = √2,62+32=3,97m

Batang 17 = 14 = 3,972

=1,98m

b. MENCARI GAYA BATANG

∑M B=0

V A ∙7,5−(4,5 ∙7,5 )−(9∙6)−(9∙4,5 )−(9 ∙3 )−(9 ∙1,5 )=0

V A=13,5 ton

∑M A=0

−V B∙7,5+(4,5∙7,5 )+(9 ∙6 )+(9 ∙4,5 )+ (9∙3 )+(9∙1,5 )=0

V B=13,5 ton

3


TITIK SIMPUL DI A

∑V=013,5+S6 Sinα−4,5=0

S6=−90,5

S6=−18 ton (tekan)

∑ H=0S1+S6 cosα=0S1=− (−18∙0,87 )S1=15,66 ton (tarik)

TITIK SIMPUL DI C

∑V=0

4


S7=0

∑ H=0S2−S1=0S2=15,66 ton (tarik)

RITTER

sinα=0,871,73

=0,5

cos α= 1,51,73

=0,87

sin β= 1,51,73

=0,87

cos β=0,871,73

=0,5

∑M D=0

5


V A ∙3−4,5 ∙3−9 ∙1,5+S15cos α ∙0,87+¿S15sin α ∙1,5=0¿13,5 ∙3−4,5 ∙3−9∙1,5+S15 ∙0,87 ∙0,87+¿S15 ∙0,5 ∙1,5=0¿1,51S15=−13,5S15=−8,94 ton (tekan)

∑M A=09 ∙1,5+S8 cos β ∙0,87+¿S8sin β ∙1,5=0¿9 ∙1,5+S8 ∙0,5 ∙0,87+¿ S8∙0,87 ∙1,5=0¿1,74 S8=−13,5S8=−7,76 ton (tekan)

TITIK SIMPUL DI D

sinα=0,871,73

=0,5

cos α= 1,51,73

=0,87

∑ H=0S3−S2+S8cos α=0S3=− (7,76∙0,87 )+15,66S3=8,9ton (tarik)

∑V=0S9−S8 sin=0S9=7,76×0,5S9=3,88ton (tarik)

Dari hail perhitungan diperoleh angka batang maksimal Gaya batang maksimal batang atas ( Tekan ) = -8,94 ton

6


Gaya batang maksimal batang bawah ( Tarik ) = 15,66 ton Gaya batang maksimal batang diagonal ( Tekan ) = - 7,76 ton Gaya batang maksimal batang vertical ( Tarik ) = 3,38 ton

c. DIMENSI RANGKA BATANG DENGAN GAYA BATANG MAKSIMAL

A. BATANG ATAS ( TEKAN )

Gaya maksimal ( P ) = - 8,94 ton = - 8,94 x 2,2 = -19,668 kip

Panjang batang ( L ) = 1,73 m = 1,73 x 3,28 = 5,67 ft

Dicoba profil 2 ┴ 2 x 2 14

A = 1,88 in2

rx = 0,609 inK = 1

λx=KLr x

=1×5,67×120,609

=111,72

Iy1 = 0,348 in4

A1 = 0,938 in2

x = 0,592 in

I y=( I y 1+A1 ∙ x2 ) ∙2 ¿ (0,348+0,938∙0,5922 ) ∙2¿1,35¿4

r y=√ I y

A

¿√ 1,351,88=0,847∈¿

λ y=KLr y

=1×5,67×120,847

=80,33

7


Ambil λmax yaitu λx=111,72

Sehingga didapat Fa = 11,54

A=Pu

Fa

¿ 19,66811,54

=1,7¿2<1,88¿2

(profil yang digunakan ekonomis)

Jadi digunakan dimensi profil 2 ┴ 2 x 2 14

B. BATANG BAWAH ( TARIK )

Gaya maksimal ( P ) = 15,66 ton = 15,66 x 2,2 = 34,452 kip



A = 0,96 in2

rx = 0,626 inK = 1

Mutu Baja A36 Fy = 36 Ksi Fu = 58 Ksi

Ag=P

0,6 F y

= 34,4520,6×36

=1,595¿2

Aeff=P

0,5Fu

= 34,4520,5×58

=1,188¿2maka⇒

Ag=Aeff

0,85=1,1880,85

=1,4¿2

Diambil luas minimum, yaitu Ag = 1,4 in2

Diameter baut (Φ) = 58∈¿

8


Luas 1 lubang baut = ( 58 + 18 )× 18=0,094¿2

Aeff netto=(Abruto−2 ( A lubang) ) ¿ (0,96−2 (0,094 ) ) ¿0,772¿2

Aeff netto<Ag

Cek batas kerampingan dengan syarat Lr=240(batas maks)

Lr= 4,92×12

0,626=94,31<240⋯ 0k‼!

(profil yang digunakan tidak ekonomis)


CAT : Profil tidak ekonomis, karena dalam tabel baja profil 2 ┴ 2 x 2 18 adalah profil

terkecil

C. BATANG DIAGONAL ( TEKAN )

Gaya maksimal ( P ) = - 7,76 ton = - 7,76 x 2,2 = -17,072 kip



A = 2,3 in2

rx = 0,601 inK = 1

λx=KLr x

=1×5,67×120,601

=115,00

Iy1 = 0,416 in4

9


A1 = 1,15 in2

x = 0,614 in

I y=( I y 1+A1 ∙ x2 ) ∙2 ¿ (0,416+1,15∙0,6142 )∙2¿0,722¿4

r y=√ I y

A

¿√ 0,7222,3=0,56∈¿

λ y=KLr y

=1×5,67×120,56

=121,00

Ambil λmax yaitu λY=121,00

Sehingga didapat Fa = 10,14

A=Pu

Fa

¿ 17,07210,14

=1,68¿2<2,3¿2

(profil yang digunakan ekonomis)


D. BATANG VERTIKAL ( TARIK )

Gaya maksimal ( P ) = 3,38 ton = 3,38 x 2,2 = 7,436 kip



A = 0,96 in2

rx = 0,626 in

10


K = 1

Mutu Baja A36 Fy = 36 Ksi Fu = 58 Ksi

Ag=P

0,6 F y

= 7,4360,6×36

=0,344¿2

Aeff=P

0,5Fu

= 7,4360,5×58

=0,256¿2maka⇒

A g=Aeff

0,85=0,2560,85

=0,3¿2

Diambil luas minimum, yaitu Ag = 0,3 in2

Diameter baut (Φ) = 58∈¿

Luas 1 lubang baut = ( 58 + 18 )× 18=0,094¿2

Aeff netto=(Abruto−2 ( A lubang) ) ¿ (0,96−2 (0,094 ) ) ¿0,772¿2

Aeff netto>Ag

Cek batas kerampingan dengan syarat Lr=240(batas maks)

Lr=2,8536×12

0,626=54,702<240⋯ 0k ‼!

(profil yang digunakan tidak ekonomis)


CAT : Profil tidak ekonomis, karena dalam tabel baja profil 2 ┴ 2 x 2 18 adalah profil

terkecil

Dari hasil perhitungan diperoleh :

Batang atas profil 2 ┴ 2 x 2 14

11


Batang bawah profil 2 ┴ 2 x 2 18

Batang diagonal profil 2 ┴ 2 x 2 516

Batang vertikal profil 2 ┴ 2 x 2 18

d. PERHITUNGAN JUMLAH BAUT

DETAIL 1

BATANG ATAS

Profil 2 ┴ 2 x 2 14=50×50×6

A s=18−8,94 ¿9,06≈9 ton

t 1=6t 2=e=1,45t 3=w=3,45

Diambil tmin=1,45cm

12


Baut ∅58, A325{Fv=17,5Ksi

F p=1,5 Fu

N tp=Ab∙ Fv

¿ 58×1,45× (1,5×58 )

¿78,84kip

N gs=Ag ∙F v

¿(2× 14×3,14× 582)×17,5

¿10,732kip

n=A s

N

¿ 9×2,210,372

=1,85≈2baut

BATANG DIAGONAL

Profil 2 ┴ 2 x 2 516

=50×50×7,5

A s=7,76 ton

t 1=7,5t 2=e=1,49t 3=w=3,45

Diambil tmin=1,49cm


F p=1,5 Fu

N tp=Ab∙ Fv

¿ 58×1,49× (1,5×58 )

¿81,02kip

N gs=Ag ∙F v

13


¿(2× 14×3,14× 582)×17,5

¿10,732kip

n=A s

N

¿ 7,76×2,210,732

=1,59≈2baut

DETAIL 2

BATANG BAWAH

Profil 2 ┴ 2 x 2 18=50×50×3

A s=15,66−8,9=6,76 ton

t 1=3t 2=e=1,40t 3=w=3,45

Diambil tmin=1,40cm


F p=1,5 Fu

N tp=Ab∙ Fv

¿ 58×1,40× (1,5×58 )

14


¿76,125kip

N gs=Ag ∙F v

¿(2× 14×3,14× 582)×17,5

¿10,732kip

n=A s

N

¿ 6,76×2,210,372

=1,39≈2baut

BATANG VERTIKAL

Profil 2 ┴ 2 x 2 18=50×50×3

A s=3,38 ton

t 1=3t 2=e=1,40t 3=w=3,45

Diambil tmin=1,40cm


F p=1,5 Fu

N tp=Ab∙ Fv

¿ 58×1,40× (1,5×58 )

¿76,125kip

N gs=Ag ∙F v

¿(2× 14×3,14× 582)×17,5

¿10,372kip

n=A s

N

15


¿ 7,76×2,210,732

=1,59≈2baut

BATANG DIAGONAL

Profil 2 ┴ 2 x 2 516

=50×50×7,5

A s=7,76 ton

t 1=7,5t 2=e=1,49t 3=w=3,45

Diambil tmin=1,49cm


F p=1,5 Fu

N tp=Ab∙ Fv

¿ 58×1,49× (1,5×58 )

¿81,02kip

N gs=Ag ∙F v

¿(2× 14×3,14× 582)×17,5

¿10,732kip

n=A s

N

¿ 7,76×2,210,732

=1,59≈2baut

DETAIL 3

16


BATANG BAWAH

Profil 2 ┴ 2 x 2 18=50×50×3

A s=15,66 ton

t 1=3t 2=e=1,40t 3=w=3,45

Diambil tmin=1,40cm


F p=1,5 Fu

N tp=Ab∙ Fv

¿ 58×1,40× (1,5×58 )

¿76,125kip

N gs=Ag ∙F v

¿(2× 14×3,14× 582)×17,5

¿10,732kip

n=A s

N

¿ 15,66×2,210,732

=3,21≈4baut

17


e. MENDIMENSI KOLOM

18


Dalam hasil perhitungan reaksi vertikal didapat = 13,5 ton = 13,5 x 2,2 = 29,7 kip

19


Ly1 = 3 m

= 9,84 ft

Lx = 6 m x 3,28 = 19,68 ft

Ly2 = 3 m

= 9,84 ft

RA

K = 1 ( sendi-sendi )

KLR

=70Fa = 16,43 ksi

A =

PFa

=28 ,716 ,43 = 1,75 in2

* Dicoba profil W6 x 12

A = 3,55 in2

rx = 2,71 in2

ry = 0,918 in2

λ=K l xr x

=1×19,68×122,71

=87,14

λ=K l y 1

r y

=1×9,84×120,918

=128,63

λ=K l y 2

r y

=1×9,84×120,918

=128,63

20


yang dipakai adalah 128,63

Fa = 9,11 ksi (h asil interpolasi )

A= PFa

=29,79,11

=3,26¿2<3,55¿2

Jadi Dimensi kolomnya adalah W 6 x 12

f. DIMENSI BASE PLATE

21


Berat sendiri kolom = 12 x 6 x 3,28 = 236,16 Lb = 0,236 kip = 107,27 kg

P = berat sendiri kolom +LL +DL

22


= 0,236 + 29,7

= 29,936 kip

Kolom yang dipakai adalah W 6 x 12 diperoleh

d = 6,03 in Berat kolom = 12 lb /ft x 1,488163991 kg/m

bf = 4 in = 17,86 kg/m

fy = 36 ksi

Luas permukaan Base plate

Fp = 0,35 fc’ = 0,35 ( 3 ) = 1,05 ksi

A2 = PF p

=29,9361.05

=28,51¿2

Pilih base plate ukuran 8 x 6 sehingga luas ( A2 ) adalah

A2 = B X N

= 6 x 8 = 48 in2

A1=148 ( 29,9360,35×3 )

2

=16,93¿2

A1=29,9360,7×3

=14,26¿2

Diambil A1 yang terbesar yaitu 16,93 in2

∆=0,5 (0,95 d−0,80b f )

¿0,5 ( (0,95×6,03 )−(0,8×4 ) )=1,26

N ≈√16,93+1,26=5,37¿

B=16,935

=3,39¿

23


A1=6×4=24 ¿2

f p=29,9366×4

=1,247ksi

m=[6−(0,95×6,03 ) ]

2=0,136∈¿

n=[ 4−(0,8×4 ) ]

2=0,4∈¿

n'=1,77∈¿

t p=1,77√ 1,2470,25×36

=0,659

Jadi digunakan Base plate 4×516

inch

menghitung panjang batang

Documents