optimalisasi profil baja iwf pada ... - …digilib.unila.ac.id/27719/3/skripsi tanpa bab...

of 77 /77
OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANG KONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015 (Skripsi) Oleh ARDINI YULIASTRI PUTRI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017

Author: dinhnhi

Post on 31-Jan-2018

244 views

Category:

Documents


4 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANGKONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015

    (Skripsi)

    Oleh

    ARDINI YULIASTRI PUTRI

    JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK

    UNIVERSITAS LAMPUNGBANDAR LAMPUNG

    2017

  • ABSTRAK

    OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANGKONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015

    Oleh

    ARDINI YULIASTRI PUTRI

    Meningkatnya pertumbuhan dan perkembangan perekonomian di Indonesiamenyebabkan meningkatnya pembangunan gudang untuk menunjangpengembangan usaha. Namun, dikarenakan anggapan tentang mahalnya hargabaja, menyebabkan penggunaan baja pada bangunan gudang menjadi tidakoptimal, sehingga diperlukan perhitungan mengenai penentuan model gable frameserta dimensi profil baja, agar penggunaan baja dapat dioptimalkan.

    Pada penelitian ini, model portal dibatasi pada empat tipe yang memilikiperbedaan pada bentang haunch yang digunakan. Penelitian ini jugamenggunakan Metode Kekakuan Langsung pada perhitungan analisis struktur danpanduan SNI 1729:2015 pada perhitungan analisis penampang.

    Dari perhitungan analisis struktur dan analisis penampang, didapat berat padamasing-masing tipe portal. Portal Tipe 1 adalah 4.771,89 kg, Portal Tipe 2adalah 3.348,18 kg, Portal Tipe 3 adalah 3.682,24 kg, dan Portal Tipe 4 adalah10.541,1506 kg.

    Berdasarkan hasil dari perhitungan berat yang didapat pada masing-masing tipeportal, dapat dilihat bahwa Portal Tipe 2 merupakan tipe portal yang memilikiberat yang paling kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa portal tersebut palingoptimal.

    Kata kunci : konstruksi gable frame, SNI 1729:2015, Metode KekakuanLangsung

  • ABSTRACT

    OPTIMALISATION STEEL IWF PROFILE IN WAREHOUSE BUILDINGGABLE FRAME CONSTRUCTION BASE ON SNI 1729:2015

    By

    ARDINI YULIASTRI PUTRI

    The increasement and development of economic growth in Indonesia causeincreasement of the construction of warehouse to support business expansion.However, there is an opinion about expensive steel prices which is causes the useof the steel its self is not optimum. In this case, there must be a calculation todetermine the model of gable frame and the dimension of steel profiles for thewarehouse.

    In this study, the frame model is limited of four types that have differences inhaunch span. This study also use the Direct Stiffness Method to calculatestructural analysis and SNI 1729: 2015 to calculate section analysis.

    From structural and section analysis, obtained weight for each type of frame.Frame Type 1 has 4.771,89 kg, Frame Type 2 has 3.348,18 kg, Frame Type 3 has3.682,24 kg and Frame Type 4 has 10.541,1506 kg.

    Based on the volume and weight calculation in each frame type, Frame Type 2has the lowest weight. Hence, this type of portal can be considered as the mostoptimum portal type.

    Keywords: gable frame construction, SNI 1729: 2015, Direct Stiffness Method

  • OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANGKONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015

    Oleh

    ARDINI YULIASTRI PUTRI

    SkripsiSebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

    SARJANA TEKNIK

    Pada

    Jurusan Teknik SipilFakultas Teknik

    UNIVERSITAS LAMPUNGBANDAR LAMPUNG

    2017

  • RIWAYAT HIDUP

    Penulis dilahirkan di Bandar Jaya, 19 Juli 1995, sebagai anak kedua dari tiga

    bersaudara dari pasangan Bapak Sriyono, B.E. dan Ibu Endang Ratnawati, S.E.

    Pendidikan Taman Kanak-kanak (TK) Al Azhar 6 Jatimulyo, Lampung Selatan

    diselesaikan tahun 2001, Sekolah Dasar diselesaikan di SD Negeri 02 Jatimulyo

    Kecamatan Jatiagung, Kabupaten Lampung Selatan tahun 2007, Sekolah

    Menengah Pertama di SMP Negeri 19 Bandar Lampung pada tahun 2010, dan

    Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 09 Bandar Lampung pada tahun 2013.

    Tahun 2013, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Program Studi Teknik Sipil,

    Fakultas Teknik, Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk

    Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Pada bulan Oktober sampai Desember

    2015, penulis melaksanakan Kerja Praktik di Proyek Pembangunan Bahan

    Bangunan Mitra 10 Bandar Lampung. Pada bulan Januari sampai Maret 2016

    penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Mulyo Dadi,

    Kecamatan Rawa Pitu, Kabupaten Tulang Bawang.

    Selama menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten dosen mata kuliah

    Analisis Struktur I Tahun ajaran 2015/2016, Analisis Struktur II Tahun ajaran

    2016/2016 dan Hidrologi Terapan Tahun ajaran 2016/2017.

  • Penulis selama perkuliahan aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik

    Sipil Universitas Lampung (HIMATEKS UNILA) sebagai anggota dan sebagai

    Sekertaris Divisi Pengembangan pada Departermen Penelitian dan

    Pengembangan Periode tahun ajaran 2015/206. Penulis juga pernah masuk

    sepuluh besar pada Lomba Beton Nasional pada tahun ajaran 2014/2015.

  • Tanpa mengurangi rasa syukurku pada Allah Subhanahu Wataala, kupersembahkankaryaku

    Kepada Bapak dan Ibu tersayang

    Terimakasih atas bimbingan, didikan, kasih sayang, kesabaran, serta doa yang selalu kalianberikan kepadaku sehingga aku bisa sampai di tahap ini.

    Kepada Keluargaku tercinta

    Kakak dan adik serta keponakan yang selalu mendoakan dan mengharapkankeberhasilanku atas kasih sayang, perhatian, dan dorongan semangatnya takkan pernah

    aku lupakan.

    Kepada Sahabat dan Teman-temanku

    Atas dukungan, kesabaran dan bantuannya sehingga karya ini dapat selesai.

    SertaAlmamater tercinta

    Fakultas Teknik Universitas Lampung

  • Hal-hal terbaik dalam hidup justru seringnya harus melalui usaha yanglama dan menguji kesabaran dulu.

    (Ika Natassa dalam Novel Critical Eleven)

    Ilmu jangan hanya objek hafalan, ilmu untuk memahami dan menuntaskanpersoalan

    (Najwa Shihab)

    Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, danboleh jadi pula kamu menyukai sesuatu padahal ia amat buruk bagimu;

    Allah mengetahui, sedangkan kamu tidak mengetahui.(QS. Al-Baqarah :216)

    Menjalankan sesuatu sesuai dengan apa yang sudah kita rencanakanadalah sesuatu yang cerdas. Tapi menjalankan sesuatu dengan menerimaapa yang sudah direncanakan-Nya adalah sesuatu yang jauh lebih baik.

    (Ardini Yuliastri Putri)

  • SANWACANA

    Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-

    Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan Judul Optimalisasi Profil Baja

    IWF pada Bangunan Gudang Konstruksi Gable Frame berdasarkan SNI 1729:2015.

    Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang tulus kepada :

    1. Bapak Bayzoni, S.T.,M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan

    ilmu pengetahuan, saran, kritik, semangat dan bimbingan dalam penelitian.

    2. Ibu Dr. Eng. Ratna Widyawati, S.T., M.T., selaku Pembimbing Kedua yang telah

    memberikan ilmu pengetahuan, saran, kritik, semangat dan bimbingan dalam

    penelitian ini.

    3. Ibu Hasti Riakara Husni, S.T.,M.T., selaku Penguji bukan Pembimbing atas

    saran, kritik, dan bimbingan dalam penelitian ini.

    4. Bapak Suyadi, S.T.,M.T., selaku Pembimbing Akademik saya.

    5. Bapak Dr. Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., selaku Ketua Bidang Jurusan Teknik

    Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

    6. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas

    Lampung.

  • 7. Bapak Prof. Dr. Ir. Hasriadi Mat Akin, M.P., selaku Rektor Universitas

    Lampung.

    8. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

    Lampung atas ilmu bidang sipil yang telah diberikan selama perkuliahan.

    9. Bapak dan Ibu Staf Administrasi dan pegawai Jurusan Teknik Sipil dan Fakultas

    Teknik Universitas Lampung, yang telah banyak membantu dalam persiapan

    pelaksanaan seminar dan penyelesaian skripsi.

    10. Bapak, Ibu, Mbak, Adek, Mas dan Ponakan tercinta yang tidak hentinya

    mendoakan dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan perkuliahan di

    Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung.

    11. Keluarga besar saya yang selalu memberikan dukungan serta doa untuk

    kesuksesan saya dalam menyelesaikan perkuliahan di Jurusan Teknik Sipil,

    Universitas Lampung.

    12. Teman sekaligus sahabat seperjuangan penelitian Sella Anggraini, terima kasih

    atas bantuan, kerja sama, saran, dan kritik selama penelitian berlangsung.

    13. Sahabat-sahabatku seperjuangan Teknik Sipil, Lintang Kurnia Aridini, Alvio

    Rini, Fakhriyah Putri, Devie Arisandy Sumantri, dan Diah Ayu terimakasih atas

    bantua, doa, persahabatan, persaudaraan, serta dukungannya selama ini.

    14. Teman-teman seperjuangan Teknik Sipil 2013, Rara, Putri, Clara, Novia, Sani,

    Melly, Ismawan, Tulus, Andrey, Yogo, Fazario, Yusrizal, Reston, Adit, Kasri,

    Ucup, Efri, Septi, Angel, Poppy, Reni dan teman-teman lain yang tidak dapat

    disebutkan satu persatu, terima kasih telah memberikan semangat, bantuan dan

    rasa persaudaraan selama kuliah.

  • 15. Sahabat terbaikku sedari bangku Sekolah Menengah Atas Nurul, Aderia,

    Nanda, Endy, Anggi, Dini, Reva, Fadillah dan Sophi yang selalu memberikan

    semangat.

    16. Teman-teman semasa KKN, Jenisa, Mba Jayanti, Ratu, Bisart, Herze, dan Bang

    Rio, atas rasa persaudaraan yang dibentuk selama 60 hari, sehingga penulis

    dapan menyelesaikan KKN dengan baik.

    Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, tetapi saya

    berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

    Bandar Lampung, Juli 2017Penulis,

    Ardini Yuliastri Putri

  • x

    DAFTAR ISI

    Halaman

    DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xii

    DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii

    DAFTAR NOTASI......................................................................................... xiv

    I. PENDAHULUAN

    A. Latar Belakang ..................................................................................... 1B. Rumusan Masalah ................................................................................ 2C. Batasan Masalah .................................................................................. 2D. Tujuan Penelitian ................................................................................. 3E. Manfaat Penelitian ............................................................................... 3

    II. TINJAUAN PUSTAKA

    A. Konstruksi Gable Franme.................................................................... 4B. Profil Wide Flange ............................................................................... 5C. Konsep Optimalisasi ............................................................................ 6D. Definisi Balok-Kolom.......................................................................... 7E. Beban ................................................................................................... 9F. Gording ................................................................................................ 15G. Batang Tarik (Trackstang) ................................................................... 17H. Ikatan Angin (Bracing) ........................................................................ 17I. Metode Kekakuan Langsung ............................................................... 18J. Persyaratan Desain............................................................................... 20K. Perencanaan Komponen Lentur ........................................................... 23L. Perencanaan Komponen Struktur untuk Geser .................................... 35M. Desain Komponen Struktur untuk Tekan ............................................ 37N. Desain Komponen Struktur untuk Kombinasi Gaya dan Torsi ........... 43

    III.METODOLOGI PENELITIAN

    A. Umum .................................................................................................. 45B. Bahan dan Alat..................................................................................... 45C. Metode Penelitian ................................................................................ 46

  • xi

    D. Model Portal......................................................................................... 47E. Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 48

    IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

    A. Tinjauan Umum ................................................................................... 50B. Penentuan Jarak Antar Gording ........................................................... 51C. Penentuan Tekanan Angin ................................................................... 52D. Perencanaan Goding ............................................................................ 55E. Perencanaan Trackstang ...................................................................... 65F. Perencanaan Bracing............................................................................ 66G. Pembebanan pada Gable Frame .......................................................... 68H. Hasil Analisis Struktur ......................................................................... 69I. Profil Balok dan Kolom ....................................................................... 70J. Volume Profil pada Portal Gable Frame ............................................. 71

    V. SIMPULAN DAN SARAN

    A. Simpulan .............................................................................................. 73B. Saran .................................................................................................... 74

    DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 75

    LAMPIRAN A. PERHITUNGAN

    1. Penentuan Jarak Antar Gording ........................................................... 792. Penentuan Tekanan Angin ................................................................... 803. Perencanaan Gording ........................................................................... 824. Perencanaan Treckstang....................................................................... 895. Perencanaan Bracing............................................................................ 916. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 1 ................................................ 927. Metode Kekakuan Langsung Tipe 1 .................................................... 978. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 1 ....................................... 1509. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 2 ................................................ 16010. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 2 ....................................... 16811. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 3 ................................................ 17912. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 3 ....................................... 18713. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 4 ................................................ 19814. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 4 ....................................... 20515. Tabel Pemilihan Profil Gording, Balok dan Atap................................ 214

    LAMPIRAN B. LEMBAR ASISTENSI ...................................................... 218

    LAMPIRAN C. SURAT MENYURAT........................................................ 224

  • xi

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar Halaman

    1. Konstruksi Gable Frame .................................................................... 5

    2. Profil Baja Wide Flange ..................................................................... 6

    3. Struktur Portal Statis Tak Tentu ......................................................... 8

    4. Distribusi Koefisien Tekanan Eksternal ............................................. 14

    5. Bagian-Bagian Penutup Atap ............................................................. 15

    6. Perletakan Batang Tarik ..................................................................... 16

    7. Ikatan Angin ....................................................................................... 17

    8. Matriks Transformasi ......................................................................... 18

    9. Matriks Kekakuan Elemen ................................................................. 19

    10. Penyusunan Matriks Kekakuan Struktur ............................................ 20

    11. Balok Terkekang Secara Lateral ........................................................ 23

    12. Portal Gable Frame dengan Haunch 1/8 bentang .............................. 47

    13. Portal Gable Frame dengan Haunch bentang ................................ 47

    14. Portal Gable Frame dengan Haunch bentang ................................ 47

    15. Portal Gable Frame dengan Haunch 1 bentang ................................. 48

    16. Diagram Alir Penelitian...................................................................... 48

  • DAFTAR TABEL

    Tabel Halaman

    1. Beban Hidup Gedung .......................................................................... 10

    2. Faktor Arah Angin (Kd)....................................................................... 11

    3. Kekasaran Permukaan ......................................................................... 12

    4. Koefisien Tekanan Internal (GCpi)..................................................... 12

    5. Koefisien Eksposur Tekanan Velositas............................................... 13

    6. Koefisien Tekanan Atap (Cp) .............................................................. 15

    7. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal F SNI 1729:2015.............. 24

    8. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan Komponen StrukturMenahan Lentur .................................................................................. 24

    9. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal E SNI 1729:2015 ............. 38

    10. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan Komponen StrukturMenahan lentur.................................................................................... 38

    11. Beban pada Sisi Kiri Atap Gable Frame ............................................ 68

    12. Beban pada Sisi Kanan Atap Gable Frame ........................................ 69

    13. Beban pada Sisi Kiri Dinding Gable Frame ....................................... 69

    14. Beban pada Sisi Kanan Dinding Gable Frame ................................... 69

    15. Gaya Lentur, Gaya Normal dan Gaya Geser Maksimum ................... 70

    16. Profil pada Konstruksi Gable Frame .................................................. 71

    17. Berat dan Volume Baja Masing-Masing Portal .................................. 71

  • xv

    DAFTAR NOTASI

    A : Luas trackstang (cm2)

    Aatap : Luas atap (m2)

    Abracing : Luass bracing (cm2)

    Ag : Luas bruto penampang dari komponen struktur (mm2)

    Aw : Luas dari badan, tinggi keseluruhan dikalikan dengan ketebalanbadan (mm2)

    bf : Lebar sayap (mm)

    C : Penampang baja kompak

    Cb : Faktor modifikasi tekuk torsi-lateral untuk diagram momentidak merata

    Cp : Koefisien tekanan eksternal

    Cv : Koefisien geser badan

    Cw : Konstanta pilin (mm6)

    D : Beban mati (N)

    d : Diameter (mm)

    dg : Jarak antar gording (m)

    dk : Jarak antar portal (m)

    E : Modulus elastis baja = 29.000 ksi (200.000 MPa)

    Fcr : Tegangan kritis (MPa)

    Fcry : Tegangan kritis terhadap sumbu y simetris (MPa)

    Fcrz : Tegangan tekuk torsi kritis (MPa)

    Fe : Tegangan tekuk elastis (MPa)

    fijin : Tegangan leleh/putus ijin (MPa)

    FL : Besaran tegangan lentur pada sayap tekan dimana tekuk lokalsayap atau tekuk lateral-torsi dipengaruhi oleh pelelehan (Mpa)

  • xvi

    Fn : Tegangan nominal (MPa)

    Fy : Tegangan leleh minimum yang disyaratkan dari tipe baja yangdigunakan (Mpa)

    G : Faktor efek tiupan angin

    G : Modulus elastis geser dari baja (MPa)

    GCpi : Koefisien tekanan internal

    h : Jarak bersih antara sayap (mm)

    H : Tinggi kolom (m)

    ho : Jarak antara titik berat sayap (mm)

    Ix,Iy : Momen inersia di sumbu utama (mm4)

    J : Konstanta torsi (mm4)

    kc : Koefisien untuk elemen langsing tak-diperkaku

    Kd : Faktor arah angin

    kv : Koefisien tekuk geser pelat badan

    Kx : Faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu x

    Ky : Faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu y

    Kz : Faktor panjang efektif untuk tekuk torsi

    Kz atau Kh : Koefisien eksposur tekanan velositas

    Kzt : Faktor topografi

    L : Beban hidup (N)

    L : Panjang tanpa di breising lateral dari komponen struktur (mm)

    L : Bentang kuda-kuda (m)

    Lb : Panjang antara titik-titik yang dibreis untuk mencegahperalihan lateral sayap tekan atau dibreis untuk mencegahpuntir penampang melintang (mm)

    Lp : Pembatasan panjang tidak dibreis secara lateral untuk kondisibatas leleh (mm)

    Lr : Pembatasan panjang tidak dibreis secara lateral untuk kondisibatas tekuk torsi-lateral inelastis (mm)

    Mc : Kekuatan lentur tersedia (N-mm)

    Mcr : Momen kritis (N-mm)

    MDx : Momen beban mati arah x (N-mm)

  • xvii

    MDy : Momen beban mati arah y (N-mm)

    Mn : Kekuatan lentur nominal (N-mm)

    Mp : Momen lentur plastis (N-mm)

    MPx : Momen beban hidup arah x (N-mm)

    MPy : Momen beban hidup arah y (N-mm)

    Mr : Kekuatan lentur perlu menggunakan kombinasi beban DFBK(N-mm)

    MRx : Momen beban merata air hujan arah x (N-mm)

    MRy : Momen beban merata air hujan arah y (N-mm)

    Mux : Momen ultimate arah x (N-mm)

    Mux 1 : Momen ultimate arah x kombinsasi 1 (N-mm)

    Mux 2 : Momen ultimate arah x kombinsasi 2 (N-mm)

    Mux 3 : Momen ultimate arah x kombinsasi 3 (N-mm)

    Mux 4 : Momen ultimate arah x kombinsasi 4 (N-mm)

    Mux 5 : Momen ultimate arah x kombinsasi 5 (N-mm)

    Muy : Momen ultimate arah y (N-mm)

    Muy 1 : Momen ultimate arah y kombinsasi 1 (N-mm)

    Muy 2 : Momen ultimate arah y kombinsasi 2 (N-mm)

    Muy 3 : Momen ultimate arah y kombinsasi 3 (N-mm)

    Muy 4 : Momen ultimate arah y kombinsasi 4 (N-mm)

    Muy 5 : Momen ultimate arah y kombinsasi 5 (N-mm)

    Mw3x : Momen beban angin atap kiri arah x (N-mm)

    Mw3y : Momen beban angin atap kiri arah y (N-mm)

    MW4x : Momen beban angin atap kanan arah x (N-mm)

    MW4y : Momen beban angin atap kanan arah y (N-mm)

    Myc : Momen di pelelehan serat terluar pada sayap tekan (N-mm)

    n : Banyak gording

    NC : Penampang baja nonkompak

    b : Faktor ketahanan untuk lentur = 0,90

    c : Faktor ketahanan untuk tekan = 0,90

    P : Beban (N)

  • xviii

    P : Beban hidup atap (N)

    p1 : Tekanan dinding angin kiri (N/mm2)

    P1 : Beban terpusat akibat beban mati trackstang (kg)

    p2 : Tekanan dinding angin kanan (N/mm2)

    P2 : Beban terpusat akibat beban air hujan trackstang (kg)

    p3 : Tekanan atap angin kiri (N/mm2)

    P3 : Beban terpusat akibat beban hidup trackstang (kg)

    p4 : Tekanan atap angin kanan (N/mm2)

    Pc : Kekuatan aksial tersedia (N)

    PDx : Beban terpusat mati arah x (kg)

    PDy : Beban terpusat mati arah y (kg)

    PLx : Beban terpusat hidup arah x (kg)

    PLy : Beban terpusat hidup arah y (kg)

    Pn : Kekuatan tekan nominal (N)

    Pr : Kekuatan aksial perlu menggunakan kombinasi beban DFBK(N)

    Rn : Kekuatan desain (N)

    Pux : Beban terpusat ultimate arah x (kg)

    Pux 1 : Beban terpusat ultimate arah x kombinasi 1 (kg)

    Pux 2 : Beban terpusat ultimate arah x kombinasi 2 (kg)

    Pux 3 : Beban terpusat ultimate arah x kombinasi 3 (kg)

    Pux 4 : Beban terpusat ultimate arah x kombinasi 4 (kg)

    Pux 5 : Beban terpusat ultimate arah x kombinasi 5 (kg)

    Puy : Beban terpusat ultimate arah y (kg)

    Puy 1 : Beban terpusat ultimate arah y kombinasi 1 (kg)

    Puy 2 : Beban terpusat ultimate arah y kombinasi 2 (kg)

    Puy 3 : Beban terpusat ultimate arah y kombinasi 3 (kg)

    Puy 4 : Beban terpusat ultimate arah y kombinasi 4 (kg)

    Puy 5 : Beban terpusat ultimate arah y kombinasi 5 (kg)

    PWx : Beban terpusat angin arah x (kg)

    PWy : Beban terpusat angin arah y (kg)

  • xix

    Px : Beban hidup atap arah x (kg)

    Py : Beban hidup atap arah y (kg)

    Q : Faktor reduksi neto yang untuk semua elemen tekan langsing

    qa : Berat atap (kg)

    qD : Beban merata mati (kg/m)

    qDx : Beban merata mati arah x (kg/m)

    qDy : Beban merata mati arah y (kg/m)

    qg : Berat gording (kg)

    qR : Beban merata air hujan (kg/m)

    qw3 : Beban merata atap angin kiri (kg/m)

    qw4 : Beban merata atap angin kanan (kg/m)

    qz : Tekanan velositas (N/m2)

    R : Beban hujan (kg)

    r : Radius girasi (mm)

    r : Panjang sisi miring atap (m)

    Rn : Kekuatan nominal (N)

    Rpc : Faktor plastifikasi badan

    rt : Radius girasi efektif untuk tekuk lateral (mm)

    rts : Radius girasi efektif (mm)

    Ru : Kekuatan perlu menggunakan kombinasi beban DFBK (N)

    rx : Radius girasi di sumbu x (mm)

    Rx : Beban merata air hujan arah x (kg/m)

    ry : Radius girasi di sumbu y (mm)

    Ry : Beban merata air hujan arah y (kg/m)

    S : Beban salju (kg)

    S : Penampang baja langsing

    Sx : Modulus penampang elastis di sumbu x (mm3)

    Sxc.Sxt : Modulus penampang elastis untuk sayap tekan dan tarik (mm3)

    tw : Ketebalan badan (mm)

    V : Kecepatan angin (m/s)

    Vn : Kekuatan geser nominal (N)

  • xx

    Vu : Kekuatan geser ultimate (N)

    W : Beban angin (kg)

    Wbracing : Berat bracing (kg)

    Wtrekstang : Berat trackstang (kg)

    x : Indeks sehubungan dengan sumbu kuat lentur

    x : Jarak setengan bentang kuda-kuda (mm)

    xo,yo : Koordinat pusat geser sehubungan dengan titik berat (mm)

    Y : Pelelehan

    y : Indeks sehubungan dengan sumbu lemah lentur

    y : Tinggi kuda-kuda (m)

    Zx : Modulus penampang plastis di sumbu x, in3 (mm3)

    : Kemiringan atap (o)

    x : Lendutan akibat beban arah x (mm)

    y : Lendutan akibat beban arah y (mm)

    : Parameter kelangsingan

    p : Parameter batas kelangsingan untuk elemen kompak

    r : Parameter batas kelangsingan untuk elemen nonkompak

    : Pi (3,14 atau 22/7)

    : Fakror ketahanan

  • 1

    I. PENDAHULUAN

    A. Latar Belakang

    Semakin meningkatnya pertumbuhan dan perkembangan perekonomian

    Indonesia di era globalisasi seperti sekarang ini, membuat meningkatnya pula

    pembangunan gedung dan prasarana lainnya yang dapat menunjang

    pengembangan usaha perusahaan-perusahaan yang bergerak di bidang

    produksi, salah satunya adalah gudang.

    Namun, konstruksi bangunan besar seperti gudang, memerlukan ruangan

    yang cukup luas tanpa tiang-tiang penyanga di tengah ruangan, sehingga

    diperlukan suatu konstruksi yang dapat digunakan untuk bentang yang cukup

    besar . Konstruksi tersebut adalah konstruksi gable frame, yaitu merupakan

    konstruksi dimana sering kali digunakan sebagai konstruksi bangunan gudang

    dengan bahan konstruksi yang digunakan adalah baja profil IWF.

    Tujuan perencanaan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang

    memenuhi kriteria terhadap kekuatan, kemampu layanan dan ekonomis.

    Sehingga dalam memilih bahan material konstruksi juga harus dipilih, apakah

    itu kayu, beton atau baja, yang mana dasar pemilihannya adalah kekuatan,

    kekakuan dan daktilitas dari suatu bahan konstruksi tersebut. (Dewobroto,

    2016)

  • 2

    Meskiput begitu, material yang unggul pada ketiga kriteria tersebut tidak

    mesti banyak dipakai, misalnya saja material baja yang mempunyai kriteria

    lebih unggul dibanding beton atau kayu, tetapi di lapangan menunjukan

    bahwa konstruksi baja masih kalah populer dibanding beton, dengan alasan

    harga yang mahal. Sehingga dikarenakan dengan alasan tersebut, konstruksi

    baja menjadi tidak optimal. Oleh karena itu, penentuan model gable frame

    serta dimensi profil baja yang akan digunakan pada konstruksi perlu

    diperhitungkan sebagai upaya dalam mengoptimalkan pemakaian baja.

    B. Rumusan Masalah

    Adapun rumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah bagaimana

    penggunaan profil baja IWF yang paling optimal pada bangunan gudang

    konstruksi gable frame berdasarkan SNI 1729-2015.

    C. Batasan Masalah

    Berdasarkan permasalahanpermasalahan yang telah di uraikan diatas, agar

    tidak menyimpang dari tugas akhir ini maka dibuat suatu batasan masalah.

    Batasanbatasan masalah dalam pembahasan tugas akhir ini adalah sebagai

    berikut :

    1. Menentukan data profil (mutu dan dimensi) penutup atap untuk struktur

    bangunan dengan bentang 30 m dengan beberapa variasi bentang haunch.

    2. Mehitung pembebanan menggunakan panduan SNI 1727-2013.

    3. Menganalisis struktur portal menggunakan bantuan Program Microsoft

    Excel.

  • 3

    4. Menghitung desain struktur menggunakan panduan SNI 03-1729-2015.

    D. Tujuan Penelitian

    Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

    1. Merencanakan profil baja untuk bangunan gudang konstruki gable frame.

    2. Mengetahui profil baja IWF yang paling optimal jika digunakan pada

    konstruksi gable frame.

    E. Manfaat Penelitian

    Adapun manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :

    1. Memberikan pengetahuan dan pemahaman bagi pembaca dan perancang

    struktur dalam menghitung dan memilih dimensi profil baja yang tepat

    untuk variasi gable frame tertentu.

    2. Dapat digunakan sebagai pedoman penentuan profil baja pada konstruksi

    gudang yang serupa.

  • 4

    II. TINJAUAN PUSTAKA

    A. Konstruksi Gable Frame

    Faktor kekuatan merupakan hal yang paling utama dalam perencanaan suatu

    struktur gedung. Dimana penerapannnya bertujuan untuk mengendalikan

    kemungkinan terjadinya runtuh yang dapat membahayakan bagi penghuni.

    Sehingga dalam penerapannya perlu ditetapkan suatu kebutuhan relatif yang

    ingin dicapai, dimana nantinya gedung akan dapat menerima beban yang

    lebih besar dari beban yang direncanakan. Kriteria dasar dari kuat rencana

    yaitu kekuatan yang tersedia kekuatan yang dibutuhkan. (Firman, 2014)

    Konstruksi gable frame adalah statis tak tentu yang memiliki komponen-

    komponen yang berperan dalam menunjang kekuatan strukturnya, yaitu

    rafter, kolom, base plate, dan haunch seperti yang dapat dilihat pada

    Gambar 1.. Penyelesaian perhitungan statis tak tentu pada konstruksi gable

    frame yaitu dengan cara bermacam-macam, namun salah satunya adalah

    metode kekakuan langsung dengan gaya-gaya yang bekerja pada batang-

    batangnya adalah N, D dan M.

  • 5

    Gambar 1. Konstruksi Gable Frame.

    Dalam perhitungan atau pemodelan struktur, beberapa komponen tersebut

    seringkali tidak diperhitungkan. Demikian juga halnya dengan haunch

    (pengaku). Dalam pelaksanaan di lapangan, gable frame biasanya diberi

    pengaku, untuk memuat alat penyambung baut dan mencukupi kekuatan

    sambungan, serta mempunyai pengaruh terhadap kekuatan struktur secara

    keseluruhan.

    B. Profil Wide Flange

    Profil Wide Flange adalah profil berpenampang H atau I dengan sumbu

    simetri ganda, yang dihasilkan dari proses canai panas (Hot rolling mill)

    atau profil tersusun buatan. Baja Profil WF-beam memiliki dimensi tinggi

    badan (H), lebar sayap (B), tebal badan (t1), tebal sayap (t2) merata dari

    ujung hingga pangkal radius (r) dengan penjelasan seperti pada Gambar 2

    berikut ini.

  • 6

    Gambar 2. Profil Baja Wide Flange.

    C. Konsep Optimalisasi

    Dalam pelaksanaan pembangunan proyek konstruksi sering mengalami

    keterlambatan akibat berbagai hal yang menyebabkan terjadinya kerugian

    materi dan waktu. Oleh karena itu dilaksanakan optimalisasi sumber daya

    yang ada khususnya sumber daya biaya dan waktu. Adapun tujuan

    mengoptimalkan suatu proyek adalah agar dapat memperoleh keuntungan

    yang lebih baik tanpa mengurangi kualitas (mutu) suatu kontruksi.

    Optimalisasi berasal dari kata dasar optimal yang berarti yang terbaik. Jadi

    optimalisasi adalah proses pencapaian suatu pekerjaan dengan hasil dan

    keuntungan yang besar tanpa harus mengurangi mutu dan kualitas dari suatu

    pekerjaan.

    Pengertian optimalisasi menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia adalah

    optimalisasi berasal dari kata optimal yang berarti terbaik, tertinggi, jadi

    optimalisasi adalah suatu proses meninggikan atau meningkatkan.

  • 7

    Pengertian optimalisasi menurut Wikipedia adalah serangkaian proses yang

    dilakukan secara sistematis yang bertujuan untuk meninggikan volume dan

    kualitas grafik kunjungan melalui mesin mencari menuju situs web tertentu

    dengan memanfaatkan mekanisme kerja atau alogaritma mesin pencari

    tersebut.

    Berdasarkan pengertian diatas penulis menyimpulkan pengertian

    optimalisasi adalah suatu proses yang dilakukan dengan cara terbaik dalam

    suatu pekerjaan untuk mendapatkan keuntungan tanpa harus mengurangi

    kualitas pekerjaan.

    D. Definisi Balok-Kolom

    Suatu komponen struktur harus mampu memikul beban aksial (tarik/tekan)

    serta momen lentur. Apabila besarnya gaya aksial yang bekerja cukup kecil

    dibandingkan momen lentur yang bekerja, maka efek dari gaya aksial

    tersebut dapat diabaikan dan komponen struktur tersebut dapat didesain

    sebagai komponen balok lentur. Namun apabila komponen struktur

    memikul gaya aksial dan momen lentur tidak dapat diabaikan salah satunya,

    maka komponen struktur tersebut dinamakan balok-kolom (Setiawan, 2008).

    Bila lentur digabungkan dengan tarikan aksial, kemungkinan

    ketidakstabilannya menjadi berkurang dan kelelehannya biasanya

    membatasi perencanaan. Sedangkan untuk gabungan lentur dengan tekan

    aksial, kemungkinan ketidakstabilannya menjadi meningkat.

  • 8

    Elemen balok-kolom umumnya dijumpai pada struktur-struktur statis tak

    tertentu, yang dimisalkan pada struktur portal statis tak tertentu pada

    Gambar 3 berikut ini.

    Gambar 3. Struktur Portal Statis Tak Tentu.

    Akibat kondisi pembebanan yang bekerja, maka batang AB tidak hanya

    memikul beban merata saja namun juga memikul beban lateral P1. Dalam

    hal ini efek lentur dan gaya tekan P1 yang bekerja pada batang AB harus

    dipertimbangkan dalam proses desain penampang batang AB, maka batang

    AB harus didesain sebagai suatu elemen balok-kolom. Selain batang AB

    yang didesain sebagai elemen balok-kolom, batang AC, BD, CE, DF, juga

    didesain sebagai elemen balok-kolom. Karena selain memikul gaya aksial

    akibat reaksi dari balok-balok AB dan CD, efek lentur dan efek gaya aksial

    yang bekerja tidak bisa diabaikan salah satunya. Berbeda dengan batang CD

    yang hanya didominasi oleh efek lentur, gaya lateral P2 telah dipikul oleh

    pengaku-pengaku (bracing) bentuk X. Sehingga batang CD dapat didesain

    sebagai suatu elemen balok tanpa pengaruh gaya aksial. (Setiawan, 2008).

  • 9

    E. Beban

    Beban adalah gaya luar yang bekerja pada suatu struktur. Penentuan secara

    pasti besarnya beban yang bekerja pada suatu struktur selama umur

    layannya merupakan salah satu pekerjaan yang cukup sulit. Dan pada

    umumnya penentuan besarnya beban hanya merupakan suatu estimasi saja.

    Meskipun beban yang bekerja pada suatu lokasi dari struktur dapat diketahui

    secara pasti, namun distribusi beban dari elemen ke elemen, dalam suatu

    struktur umumnya memerlukan asumsi dan pendekatan. Beberapa jenis

    beban yang sering dijumpai antara lain:

    1. Beban Mati

    Beban mati merupakan semua berat sendiri gedung dan segala unsur

    tambahan yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung

    tersebut. Sesuai SNI 1727:2013, yang termasuk beban mati adalah

    seperti dinding, lantai, atap, plafon, tangga, finishing dan lain-lain.

    2. Beban Hidup

    Beban hidup adalah beban gravitasi yang bekerja pada struktur dalam

    masa layanan, dan timbul akibat gangguan suatu gedung. Termasuk

    beban ini adalah berat manusia, perabutan yang dapat dipindah-pindah,

    kendaraan, dan barang-barang lain. Karena besar dan lokasi beban

    yang senantiasa berubah-ubah, maka penentuan beban hidup secara

    pasti adalah merupakan suatu hal yang cukup sulit (Setiawan, 2008).

    Beberapa beban hidup berdasarkan SNI 1727:2013 ditampilkan dalam

    Tabel 1 berikut ini.

  • 10

    Tabel 1. Beban Hidup Gedung

    Hunian atau Penggunaan Meratapsf (kN/m2)Terpusatlb (kN)

    AtapAtap dasar, berbubung, dan lengkungAtap digunakan untuk taman atapAtap yang digunakan untuk tujuan lain

    Atap yang digunakan untuk hunianlainnyaAwning dan kanopi

    Konstruksi pabrik yang didukungoleh struktur rangka

    20 (0,96)100 (4,79)

    Sama seperti huniandilayani

    5 (0,24)

    Rangka tumpu layar tertutup 5 (0,24) 200 (0,89)Semua konstruksi lainnya 20 (0,96) 2000 (8,9)Komponen struktur atap, yangterhubung langsung dengan pekerjaanlantai

    Titik panel tunggal dari batangbawah rangka atap atau setiap titiksepanjang komponen struktur utamayang mendukung atap diatas pabrik,gudang, dan perbaikan garasiSemua komponen struktur utamaatap lainnya

    300 (1,33)

    300 (1,33)

    Semua permukaan atap dengan bebanpekerja pemeliharaan

    SekolahRuang kelasKoridor di atas lantai pertamaKoridor lantai pertama

    40 (1,92)80 (3,83)100 (4,79)

    1000 (4,45)1000 (4,45)1000 (4,45)

    Bak-bak/scuttles, rusuk untuk atap kacadan langit-langit yang dapat diakses 200 (0,89)

    Pinggir jalan untuk pejalan kaki, jalanlintas kendaraan, dan lahan/jalan untuktruk-truk

    250 (11,97) 8000 (35,6)

    Tangga dan jalan keluarRumah tinggal untuk satu dan duakeluarga saja

    100 (4,79)40 (1,92)

    300300

    Gudang di atas langit-langitGudang penyimpan barang sebelumdisalurkan ke pengecer (jika diantisipasimenjadi gudang penyimpanan, harusdirancang untuk beban lebih berat)

    RinganBerat

    20 (0,96)

    125 (6,00)250 (11,97)

    Sumber : SNI 1727-2013

  • 11

    3. Beban Air Hujan

    Berdasarkan SNI 1727:2013 beban air hujan rencana dirancang pada

    setiap bagian dari suatu atap dan mampu menahan beban dari semua air

    hujan, yang dihitung berdasarkan persamaan 2.1 berikut ini

    R = 0,0098(ds + dh) .........................................................................(2.1)

    Keterangan

    R = beban air hujan pada atap yang tidak melendut, lb/ft2. (N/mm2)

    ds = kedalaman air pada atap yang tidak melendut meningkat ke

    lubang masuk sistem drainase sekunder apabila system drainase

    perimer tertutup (tinggi statis), in. (mm)

    dh = tambahan kedalaman air pada atap yang tidak melendut di atas

    lubang masuk sistem drainase sekunder pada aliran air rencana

    (tinggi hidrolik), in. (mm)

    4. Beban Angin

    Penentuan beban angin dapat dilakukan dengan menentukan parameter-

    parameter dasar yang diasumsikan berdasarkan Pasal 26 dan Pasal 27

    SNI 1727 :2013. Beban angin diasumsikan datang dari segala arah

    horizontal serta beban angin dapat diperbesar jika catatan atau

    pengalaman menunjukan bahwa kecepatan angin lebih tinggi daripada

    yang ditentukan. (SNI 1727:2013)

    a. Penentuan parameter dasar berdasarkan Pasal 26 SNI 1727:2013

    1) Kecepatan angin dasar (V), ditentukan berdasarkan instansi

    yang berwenang, sesuai kategori risiko bangunan dan struktur

  • 12

    2) Faktor arah angin (Kd), ditentukan berdasarkan Pasal 26.6 SNI

    1727:2013 yang beberapa ditampilkan pada Tabel 2 dibawah ini

    Tabel 2. Faktor Arah Angin (Kd).

    Tipe Struktur Faktor ArahAngin, KdBangunan Gedung

    Sistem Penahan Beban Angin UtamaKomponen dan Klading Bangunan Gedung

    Atap LengkungCerobong asap, Tangki, dan Struktur yangsama

    Segi empatSegi enamBundar

    0,850,850,85

    0,900,950,95

    Sumber : SNI 1727-2013

    3) Eksposur, untuk setiap arah angin yang diperhitungkan, yang

    didasarkan pada kekasaran permukaan tanah yang ditentukan

    dari topografi alam, vegetasi, dan fasilitas dibangun, kategori

    kekasaran permukaan ditampilkan pada Tabel 3 berikut ini

    Table 3. Kekasaran Permukaan

    KategoriKekasaran Daerah

    B

    Daerah perkotaan dan pinggir kota, daerah berhutanatau daerah lain dengan penghalang berjarak dekatyang banyak memiliki ukuran dari tempat tinggalkeluarga-tunggal atau lebih besar.

    C

    Dataran terbuka dengan penghalang tersebar yangmemiliki tinggi umumnya kurang dari30 ft(9,1m).Kategori ini mencakup daerah terbuka datardanpadang rumput.

    DArea datar,area tidak terhalang dan permukaanair.Kategori ini berisi lumpur halus, padang garam,dan es tak terputus

    Sumber : SNI 1727-2013

    4) Faktor Topografi (Kzt), digunakan untuk menentukan efek

    peningkatan kecepatan angin, jika kondisi situs dan lokasi

    gedung dan struktur bangunan lain tidak memenuhi semua

  • 13

    kondisi yang disyaratkan dalam Pasal 26.8.1 SNI 1727:2013, Kzt

    = 1,0.

    5) Faktor Efek Tiupan Angin (G), untuk suatu bangunan gedung

    dan struktur lain yang kaku boleh diambil sebesar 0,85.

    6) Koefisien Tekanan Internal (GCpi), diklasifikasikan pada Tabel

    4 di bawah ini.

    Tabel 4. Koefisien Tekanan Internal (GCpi)

    Klasifikasi Ketertutupan GCpi

    Bangunan gedung terbuka 0,00Bangunan gedung tertutup sebagian 0,55Bangunan gedung tertutup 0,18

    Sumber : SNI 1727-2013

    b. Penentuan koefisien eksposur tekanan velositas, Kz atau Kh

    Koefisien eksposur tekanan velositas ditentukan dalam Tabel 5

    berikut ini.

    Tabel 5. Koefisien Eksposur Tekanan Velositas

    Tinggi Atas Level Tanah(z) Eksposur

    Ft (m) B C D

    0-15 (0-4,6) 0,57 0,85 1,0320 (6,1) 0,62 0,90 1,0325 (7,6) 0,66 0,94 1,0830 (9,1) 0,70 0,98 1,1240 (12,2) 0,76 1,04 1,1650 (15,2) 0,81 1,09 1,2260 (18) 0,85 1,13 1,27

    Sumber : SNI 1727-2013

    c. Tekanan Velositas

    Tekanan velositas, qz, dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung

    dengan persamaan berikut:

    [Dalam SI: qz= 0,613KzKztKdV2 (N/m2); V dalam m/s].......(2.2)

  • 14

    Keterangan

    Kd = faktor arah angin, Tabel 2 (hal. 12)

    Kz = koefisien eksposur tekanan velositas, Tabel 5 (hal. 13)

    Kzt = faktor topografi tertentu

    V = kecepatan angin dasar

    qz = tekanan velositas dihitung menggunakan Persamaan 2.2

    qh = tekanan velositas dihitung menggunakan Persamaan 2.2

    d. Beban Angin

    Beban angin untuk bangunan bangunan gedung dari semua

    ketinggian harus ditentukan persamaan berikut:

    p = qGCp qi(GCpi) (lb/ft2) (N/m2) ..........................................(2.3)

    Keterangan

    q = qz untuk dinding di sisi angin datang yang diukur pada

    ketinggian z di atas permukaan tanah

    q = qh untuk dinding di sisi angin pergi, dinding samping,

    dan atap yang diukur pada ketinggian h

    G = faktor efek-tiupan angin, lihat Subbab E.3.(5)

    Cp = koefisien tekanan eksternal dari Tabel 6 (hal. 15)

    (GCpi) = koefisien tekanan internal dari Tabel 4 (hal. 13)

    e. Koefisien tekanan eksternal (Cp)

    Koefisien tekanan eksternal ditentukan secara bersamaan pada

    dinding dan atap berdasarkan Gambar 4 dan dalam Tabel 6 berikut

    ini.

  • 15

    Sumber : SNI 1727:2013

    Gambar 4. Distribusi Koefisien Tekanan Eksternal.

    Tabel 6. Koefisien Tekanan Atap (Cp)

    Koefisien Tekanan DindingPermukaan L/B Cp

    Dinding di sisi angin datang Seluruh nilai 0,8

    Dinding di sisi angin pergi

    0-1 -0,5

    2 -0,3

    4 -0,2Dinding tepi Seluruh -0,7

    Koefisien Tekanan Atap

    Arah AnginDi sisi angin datang Di sisi Angin PergiSudut, (derajat) Sudut, (derajat)

    h/L 10 15 10 15Tegak lurus

    terhadapbubungan

    untuk 10

    0,25 -0,7 -0,5 -0,3 -0,6

    0,5 -0,9 -0,7 -0,5 -0,6

    *Nilai disediakan untuk interpolasiSumber : SNI 1727-2013

    F. Gording

    Gording membagi bentangan atap dalam jarak-jarak yang lebih kecil pada

    proyeksi horisontal. Gording meneruskan beban dari penutup atap, reng,

    usuk, orang, beban angin, beban air hujan pada titik-titik buhul kuda-kuda.

    15

    Sumber : SNI 1727:2013

    Gambar 4. Distribusi Koefisien Tekanan Eksternal.

    Tabel 6. Koefisien Tekanan Atap (Cp)

    Koefisien Tekanan DindingPermukaan L/B Cp

    Dinding di sisi angin datang Seluruh nilai 0,8

    Dinding di sisi angin pergi

    0-1 -0,5

    2 -0,3

    4 -0,2Dinding tepi Seluruh -0,7

    Koefisien Tekanan Atap

    Arah AnginDi sisi angin datang Di sisi Angin PergiSudut, (derajat) Sudut, (derajat)

    h/L 10 15 10 15Tegak lurus

    terhadapbubungan

    untuk 10

    0,25 -0,7 -0,5 -0,3 -0,6

    0,5 -0,9 -0,7 -0,5 -0,6

    *Nilai disediakan untuk interpolasiSumber : SNI 1727-2013

    F. Gording

    Gording membagi bentangan atap dalam jarak-jarak yang lebih kecil pada

    proyeksi horisontal. Gording meneruskan beban dari penutup atap, reng,

    usuk, orang, beban angin, beban air hujan pada titik-titik buhul kuda-kuda.

    15

    Sumber : SNI 1727:2013

    Gambar 4. Distribusi Koefisien Tekanan Eksternal.

    Tabel 6. Koefisien Tekanan Atap (Cp)

    Koefisien Tekanan DindingPermukaan L/B Cp

    Dinding di sisi angin datang Seluruh nilai 0,8

    Dinding di sisi angin pergi

    0-1 -0,5

    2 -0,3

    4 -0,2Dinding tepi Seluruh -0,7

    Koefisien Tekanan Atap

    Arah AnginDi sisi angin datang Di sisi Angin PergiSudut, (derajat) Sudut, (derajat)

    h/L 10 15 10 15Tegak lurus

    terhadapbubungan

    untuk 10

    0,25 -0,7 -0,5 -0,3 -0,6

    0,5 -0,9 -0,7 -0,5 -0,6

    *Nilai disediakan untuk interpolasiSumber : SNI 1727-2013

    F. Gording

    Gording membagi bentangan atap dalam jarak-jarak yang lebih kecil pada

    proyeksi horisontal. Gording meneruskan beban dari penutup atap, reng,

    usuk, orang, beban angin, beban air hujan pada titik-titik buhul kuda-kuda.

  • 16

    Gambar 5. Bagian-Bagian Penutup Atap.

    Gording berada di atas kuda-kuda, biasanya tegak lurus dengan arah kuda-

    kuda. Gording menjadi tempat ikatan bagi usuk, dan posisi gording harus

    disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia. Gording harus berada di

    atas titik buhul kuda-kuda, sehingga bentuk kuda-kuda sebaiknya

    disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia.

    Bahan- bahan untuk gording, terbuat dari baja profil canal atau profil WF.

    Pada gording dari baja, gording satu dengan lainnya akan dihubungkan

    dengan bracing dan trackstang untuk memperkuat dan mencegah dari

    terjadinya pergerakan.

    Untuk merencanakan gording diperlukan langkah-langkah sebagai berikut:

    1. Menetukan jarak gording

    2. Menentukan profil gording

    3. Menghitung beban hidup dan beban mati pada gording

    4. Kontrol kekuatan gording.

    16

    Gambar 5. Bagian-Bagian Penutup Atap.

    Gording berada di atas kuda-kuda, biasanya tegak lurus dengan arah kuda-

    kuda. Gording menjadi tempat ikatan bagi usuk, dan posisi gording harus

    disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia. Gording harus berada di

    atas titik buhul kuda-kuda, sehingga bentuk kuda-kuda sebaiknya

    disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia.

    Bahan- bahan untuk gording, terbuat dari baja profil canal atau profil WF.

    Pada gording dari baja, gording satu dengan lainnya akan dihubungkan

    dengan bracing dan trackstang untuk memperkuat dan mencegah dari

    terjadinya pergerakan.

    Untuk merencanakan gording diperlukan langkah-langkah sebagai berikut:

    1. Menetukan jarak gording

    2. Menentukan profil gording

    3. Menghitung beban hidup dan beban mati pada gording

    4. Kontrol kekuatan gording.

    16

    Gambar 5. Bagian-Bagian Penutup Atap.

    Gording berada di atas kuda-kuda, biasanya tegak lurus dengan arah kuda-

    kuda. Gording menjadi tempat ikatan bagi usuk, dan posisi gording harus

    disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia. Gording harus berada di

    atas titik buhul kuda-kuda, sehingga bentuk kuda-kuda sebaiknya

    disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia.

    Bahan- bahan untuk gording, terbuat dari baja profil canal atau profil WF.

    Pada gording dari baja, gording satu dengan lainnya akan dihubungkan

    dengan bracing dan trackstang untuk memperkuat dan mencegah dari

    terjadinya pergerakan.

    Untuk merencanakan gording diperlukan langkah-langkah sebagai berikut:

    1. Menetukan jarak gording

    2. Menentukan profil gording

    3. Menghitung beban hidup dan beban mati pada gording

    4. Kontrol kekuatan gording.

  • 17

    G. Batang Tarik (Trackstang)

    Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording dan tegangan

    yang timbul pada arah sumbu x atau miring atap.

    Gambar 6. Perletakan Batang Tarik.

    Untuk menentukan diameter batang tarik diperlukan langkah-langkah

    sebagai berikut:

    1. Menentukan jarak trackstang

    2. Menghitung beban hidup dan beban mati pada trackstang

    3. Menentukan diameter trackstang

    4. Kontrol keamanan trackstang

    H. Ikatan Angin (Bracing)

    Penentuan diameter bracing sama dengan penentuan diameter pada

    trackstang. Ikatan angin bekerja untuk menahan gaya normal. P pada

    Gambar 7 digambarkan sebagai tekanan angin.

    Gambar 7. Ikatan Angin.

    17

    G. Batang Tarik (Trackstang)

    Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording dan tegangan

    yang timbul pada arah sumbu x atau miring atap.

    Gambar 6. Perletakan Batang Tarik.

    Untuk menentukan diameter batang tarik diperlukan langkah-langkah

    sebagai berikut:

    1. Menentukan jarak trackstang

    2. Menghitung beban hidup dan beban mati pada trackstang

    3. Menentukan diameter trackstang

    4. Kontrol keamanan trackstang

    H. Ikatan Angin (Bracing)

    Penentuan diameter bracing sama dengan penentuan diameter pada

    trackstang. Ikatan angin bekerja untuk menahan gaya normal. P pada

    Gambar 7 digambarkan sebagai tekanan angin.

    Gambar 7. Ikatan Angin.

    17

    G. Batang Tarik (Trackstang)

    Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording dan tegangan

    yang timbul pada arah sumbu x atau miring atap.

    Gambar 6. Perletakan Batang Tarik.

    Untuk menentukan diameter batang tarik diperlukan langkah-langkah

    sebagai berikut:

    1. Menentukan jarak trackstang

    2. Menghitung beban hidup dan beban mati pada trackstang

    3. Menentukan diameter trackstang

    4. Kontrol keamanan trackstang

    H. Ikatan Angin (Bracing)

    Penentuan diameter bracing sama dengan penentuan diameter pada

    trackstang. Ikatan angin bekerja untuk menahan gaya normal. P pada

    Gambar 7 digambarkan sebagai tekanan angin.

    Gambar 7. Ikatan Angin.

  • 18

    I. Metode Kekakuan Langsung

    Metode matriks adalah suatu pemikiran pada analisis struktur, yang

    berkembang bersamaan dengan makin populernya penggunaan komputer

    otomatis untuk operasi-operasi perhitungan aritmatika. Metode matriks ini

    digunakan untuk konstruksi statis tak tentu yang sudah tidak mungkin lagi

    diselesaikan hanya dengan memakai persamaan-persamaan kesetimbangan,

    untuk memenuhi persyaratan dasar analisi, yaitu

    1. Keseimbangan

    2. Hubungan gaya dalam dan deformasi

    3. Kompabiliti

    Dalam matriks ini, yang dipakai adalah Metode Kekakuan Langsung, yang

    dikerjakan dengan prosedur solusi sebagai berikut :

    1. Menentukan derajad kebebasan struktur dan beban join ekuivalen

    2. Menentukan transformasi koordinat, sesuai dengan Gambar 8 berikut

    ini

    Gambar 8. Matriks Transformasi.

  • 19

    3. Menentukan matriks kekakuan elemen, sesuai dengan Gambar 9 berikut

    ini

    Gambar 9. Matriks Kekakuan Elemen.

    Untuk penampang non prismatis besaran kekakuannya dihitung

    berdasarkan :

    EIx = EIo .....................................................................(2.4)

    EAx = EAo ....................................................................(2.5)

    Dimana

    EIo = Modulus elastisitas baja x momen inersia penampang. (Nmm)

    EAo = Modulus elastisitas baja x luas penampang. (N)

    h = Tinggi elemen pertama. (mm)

    y = Tinggi elemen kedua. (mm)

    4. Menentukan matriks kekakuan struktur

    Matriks kekakuan struktur dirakit dari komponen matriks kekakuan

    elemen yang derajat kebebasannya sesuai, yang dirakit berdasarkan

    Gambar 10 berikut ini

  • 20

    Gambar 10. Penyusunan Matriks Kekakuan Struktur.

    5. Menentukan perpindahan dan reaksi perletakan struktur

    Matriks perpindahan elemen ditentukan berdasarkan persamaan 2.6

    berikut ini

    DA = [kAA]-1[(FA - Ffa) kAADR].................................................(2.6)

    dan matriks reasksi perletakkan ditentukan berdasarkan persamaan 2.7

    berikut ini

    FR = Ffr + KRADA + KRRDR........................................................(2.7)

    6. Menentukan gaya dalam member

    Gaya dalam member ditentukan berdasarkan persamaan 2.8 berikut ini

    F = Ffa + (ki.Ti)Di ............................................................................(2.8)

    J. Persyaratan Desain

    1. Ketentuan Umum

    Desain dari komponen struktur dan sambungan harus konsisten dengan

    perilaku dimaksud dari sistem portal dan asumsi yang dibuat dalam

    analisis struktur. Kecuali dibatasi oleh peraturan bangunan gedung

    yang berlaku, ketahanan terhadap beban lateral dan stabilitas bisa

    menggunakan setiap kombinasi komponen struktur dan sambungan.

  • 21

    2. Kombinasi Beban

    Beban dan kombinasi beban harus seperti ditetapkan oleh peraturan

    bangunan gedung yang berlaku. Pada pasal ini dan yang akan

    digunakan sebagai acuan selanjutnya adalah kombinasi pembebanan

    berdasarkan :

    Desain Faktor Beban dan Kekuatan (DFBK)

    1) 1,4D

    2) 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau S atau R)

    3) 1,2D + 1,6 (Lr atau S atau R) + (L atau 0,5W)

    4) 1,2D + 1,0W + L + 0,5 (Lr atau S atau R)

    5) 1,2D + 1,0E + L + 0,2S

    6) 0,9D + 1,0W

    7) 0,9D + 1,0 E

    3. Dasar Desain

    Desain harus dibuat sesuai dengan ketentuan Desain Faktor Beban dan

    Ketahanan (DFBK).

    a. Kekuatan Perlu

    Kekuatan perlu komponen struktur dan sambungan harus

    ditentukan melalui analisis struktur untuk kombinasi beban yang

    sesuai Subbab J.2. Desain boleh dilakukan dengan analisis elastis,

    analisis inelastis atau analisis plastis.

  • 22

    b. Keadaan Batas

    Desain harus berdasarkan pada prinsip bahwa kekuatan atau

    keadaan batas kemampuan layan tidak dilampaui saat struktur

    menahan semua kombinasi beban yang sesuai.

    Desain untuk persyaratan integritas struktur dari peraturan

    bangunan gedung yang berlaku harus berdasarkan kekuatan

    nominal daripada kekuatan desain (DFBK), kecuali secara khusus

    dinyatakan lain dalam peraturan bangunan gedung yang berlaku.

    Keadaan batas untuk sambungan yang berdasarkan pembatasan

    deformasi atau pelelehan dari komponen sambungan tidak perlu

    memenuhi persyaratan integritas struktur.

    Untuk memenuhi persyaratan integritas struktur dari peraturan

    bangunan gedung yang berlaku, baut tipe tumpu di sambungan

    diizinkan memiliki lubang-lubang berslot pendek paralel terhadap

    arah beban tarik, dan harus diasumsikan terdapat pada ujung slot

    tersebut.

    c. Desain Kekuatan Berdasarkan Desain Faktor Beban dan Ketahanan

    (DFBK)

    Desain yang sesuai dengan ketentuan untuk desain faktor beban

    dan ketahanan (DFBK) memenuhi persyaratan spesifikasi ini bila

    kekuatan desain setiap komponen struktural sama atau melebihi

    kekuatan perlu yang ditentukan berdasarkan kombinasi beban

    DFBK.

  • 23

    Desain harus dilakukan sesuai dengan persamaan

    Ru Rn.................................................................................(2.9)

    Keterangan

    Ru = kekuatan perlu menggunakan kombinasi beban DFBK

    Rn = kekuatan nominal

    = faktor ketahanan

    Rn= kekuatan desain

    K. Perancangan Komponen Lentur

    1. Asumsi pada Komponen Lentur

    Titik-titik support dari balok terkekang secara lateral (tidak bisa

    mengalami perpindahan pada arah lateral dan tidak bisa mengalami

    torsi).

    Gambar 11. Balok Terkekang Secara Lateral.

    2. Perancangan Komponen Lentur Berdasarkan Bab F SNI

    1729:2015

    Bab F SNI 1729:2015 diterapkan untuk komponen struktur yang

    menahan lentur sederhana di satu sumbu utama. Untuk lentur

    sederhana, komponen struktur dibebani di suatu bidang paralel terhadap

  • 24

    sumbu utama yang melewati pusat geser atau yang ditahan terhadap

    puntir di titik-titik beban dan penumpu.

    Tabel 7. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal F SNI 1729:2015

    Pasal dalamBab F

    PenampangMelintang

    KelangsinganSayap

    KelangsinganBadan

    KeadaanBatas

    F2 C C Y, LTB

    F3 NC, S C LTB, FLB

    F4 C, NC, S C, NCY, LTB, FLB,

    TFY

    F5 C, NC, S SY, LTB, FLB,

    TFY

    F12Bentuk tidak

    simetris, selainsiku tunggal

    N/A N/ASemua

    keadaan batas

    Y = Pelelehan, LTB = tekuk tosi-lateral, FLB = tekuk lokal sayap, TFY = pelelehansayap tarik, C = kompak, NC = non kompak, S = langsing, N/A = non/asimetris

    Sumber : SNI 1729-2015

    Kemudian klasifikasi penampang menggunakan Tabel 8. dibawah ini

    Tabel 8. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan KomponenStruktur Menahan lentur

    Kasus

    DeskripsiElemen

    RasioKetebalanterhadap

    Lebar

    Batas Rasio Tebal-Lebar

    Contohp(kompak)

    r (nonkompak)

    1

    Sayap dariprofil I canaipanas , kanal,

    dan T

    b/t 0,38 1,0

    2

    Sayap dariprofil tersusun

    bentuk Isimetris ganda

    dan tunggal

    b/t 0,38 0,95

    3

    Badan dariprofil I

    simetris gandadan kanal

    h/tw 3,76 5,70Sumber : SNI 1729-2015

    24

    sumbu utama yang melewati pusat geser atau yang ditahan terhadap

    puntir di titik-titik beban dan penumpu.

    Tabel 7. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal F SNI 1729:2015

    Pasal dalamBab F

    PenampangMelintang

    KelangsinganSayap

    KelangsinganBadan

    KeadaanBatas

    F2 C C Y, LTB

    F3 NC, S C LTB, FLB

    F4 C, NC, S C, NCY, LTB, FLB,

    TFY

    F5 C, NC, S SY, LTB, FLB,

    TFY

    F12Bentuk tidak

    simetris, selainsiku tunggal

    N/A N/ASemua

    keadaan batas

    Y = Pelelehan, LTB = tekuk tosi-lateral, FLB = tekuk lokal sayap, TFY = pelelehansayap tarik, C = kompak, NC = non kompak, S = langsing, N/A = non/asimetris

    Sumber : SNI 1729-2015

    Kemudian klasifikasi penampang menggunakan Tabel 8. dibawah ini

    Tabel 8. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan KomponenStruktur Menahan lentur

    Kasus

    DeskripsiElemen

    RasioKetebalanterhadap

    Lebar

    Batas Rasio Tebal-Lebar

    Contohp(kompak)

    r (nonkompak)

    1

    Sayap dariprofil I canaipanas , kanal,

    dan T

    b/t 0,38 1,0

    2

    Sayap dariprofil tersusun

    bentuk Isimetris ganda

    dan tunggal

    b/t 0,38 0,95

    3

    Badan dariprofil I

    simetris gandadan kanal

    h/tw 3,76 5,70Sumber : SNI 1729-2015

    24

    sumbu utama yang melewati pusat geser atau yang ditahan terhadap

    puntir di titik-titik beban dan penumpu.

    Tabel 7. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal F SNI 1729:2015

    Pasal dalamBab F

    PenampangMelintang

    KelangsinganSayap

    KelangsinganBadan

    KeadaanBatas

    F2 C C Y, LTB

    F3 NC, S C LTB, FLB

    F4 C, NC, S C, NCY, LTB, FLB,

    TFY

    F5 C, NC, S SY, LTB, FLB,

    TFY

    F12Bentuk tidak

    simetris, selainsiku tunggal

    N/A N/ASemua

    keadaan batas

    Y = Pelelehan, LTB = tekuk tosi-lateral, FLB = tekuk lokal sayap, TFY = pelelehansayap tarik, C = kompak, NC = non kompak, S = langsing, N/A = non/asimetris

    Sumber : SNI 1729-2015

    Kemudian klasifikasi penampang menggunakan Tabel 8. dibawah ini

    Tabel 8. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan KomponenStruktur Menahan lentur

    Kasus

    DeskripsiElemen

    RasioKetebalanterhadap

    Lebar

    Batas Rasio Tebal-Lebar

    Contohp(kompak)

    r (nonkompak)

    1

    Sayap dariprofil I canaipanas , kanal,

    dan T

    b/t 0,38 1,0

    2

    Sayap dariprofil tersusun

    bentuk Isimetris ganda

    dan tunggal

    b/t 0,38 0,95

    3

    Badan dariprofil I

    simetris gandadan kanal

    h/tw 3,76 5,70Sumber : SNI 1729-2015

  • 25

    a. Ketentuan Umum

    Ketentuan lentur desain, bMn, harus ditentukan sebagai berikut:

    Untuk semua ketentuan dalam bab ini b = 0,90 (DFBK) dan

    kekuatan lentur nominal, Mn, harus ditentukan sesuai dengan Pasal

    F2, F3, F4, F5 dan F12.

    b. Komponen Struktur Profil I Kompak Simetris Ganda danKanal Melengkung di Sumbu Mayor (F2)

    1) Pelelehan

    Mn = Mp = FyZx ................................................................(2.10)

    Keterangan :

    Fy= tegangan leleh minimum yang disyaratkan dari tipe baja

    yang digunakan (Mpa)

    Zx= modulus penampang plastis di sumbu x, in3 (mm3)

    2) Tekuk Torsi-Lateral

    (a) Bila Lb Lp , keadaan batas dari tekuk torsi-lateral tidak

    boleh digunakan

    (b) Bila Lp < Lb LrM = C M M 0,7F S M ...(2.11)(c) Bila Lb > Lr

    Mn = FcrSx Mp ........................................................(2.12)

    Keterangan :

    Lb = panjang antara titik-titik, baik yang dibresing melawan

    perpindahan lateral sayap tekan atau dibreising melawan

    puntir penampang melintang, in. (mm)

  • 26

    F = 1 + 0,087 ................................(2.13)Keterangan

    E = modulus elastis baja = 29.000 ksi (200.000 MPa)

    J = konstanta torsi, in4. (mm4)

    Sx = modulus penampang elastis di sumbu x, in3. (mm3)

    ho = jarak antara titik berat sayap, in. (mm)

    Persamaan Spesifikasi DFBK AISC :

    M = C EI GJ + I C .................................(2.14)Pembatasan panjang

    L = 1,76r .............................................................(2.15)L = 1,95r , + + 6,76 , .....(2.16)Dimana

    r = ......................................................................(2.17)Dan koefisien c ditentukan sebagai berikut:

    (a) Untuk profil I simetris ganda : c = 1

    (b) Untuk kanal

    c = . ................................................................(2.18)(c) Untuk profil I simetris ganda dengan sayap pesegi ,

    C = ..................................................................(2.19)

  • 27

    Dan persamaan 2.17 menjadir = .........................................................................(2.20)rts boleh diperkirakan secara teliti dan konservatif sebagai

    radius girasi dari sayap tekan ditambah seperenam dari badan:r = ............................................................(2.21)c. Komponen Struktur Profil I Simetris Ganda dengan Badan

    Kompak dan Non Kompak atau Sayap Langsing Melengkungpada Sumbu Major (F3)

    1. Tekuk Lokal Sayap Tekan

    (a)Untuk penampang dengan sayap nonkompak

    M = M (M 0,7F S ) . .....................(2.22)(b) Untuk penampang dengan sayap langsingM = , . ............................................................(2.23)Keterangan

    pf = p

    pf = p adalah batasan kelangsingan untuk sayap kompak,

    Tabel 8 (hal. 24)

    rf = r adalah batasan kelangsingan untuk sayap nonkompak,

    Tabel 8 (hal. 24)k = dan tidak boleh diambil kecil dari 0,35 maupunlebih besar dari 0,76 untuk tujuan perhitungan.

  • 28

    d. Komponen Struktur Profil I Lainnya dengan BadanKompak atau Nonkompak Melengkung di Sumbu Major (F4)

    1) Pelelehan Sayap Tekan

    Mn = RpcMyc = RpcFySxc.....................................................(2.24)

    Keterangan

    Myc = momen

    2) Tekuk Torsi-Lateral

    (a) Bila Lb Lp keadaan batas dari tekuk torsi-lateral tidak

    boleh diterapkan.

    (b) Bila Lp < Lb LrM = C R M R M F S R M .......................................................................(2.25)

    (c) Bila Lb > Lr

    Mn = FcrSx R M ..................................................(2.26)Keterangan :

    Myc = FySxc ......................................................................(2.27)

    F = 1 + 0,078 ................................(2.28)Untuk 0,23 , J harus diambil sebesar nol

    Keterangan

    Iyc = momen inersia sayap tekan di sumbu y, in.4 (mm4)

    Tegangan, FL, ditentukan sebagai berikut

    (a) Untuk 0,7

    FL = 0,7 Fy ..................................................................(2.29)

  • 29

    (b) Untuk < 0,7

    F = F 0,5F . ..................................................(2.30)Pembatasan panjang tanpa dibreising secara lateral untuk

    keadaan batas dari leleh, L p ,ditentukan sebagai

    L = 1,1 r . .................................................................(2.31)Pembatasan panjang tanpa dibreising untuk keadaan batas

    tekuk torsi-lateral inelastis, Lr ditentukan sebagai

    L = 1,95r + + 6,76 . ............(2.32)Faktor plastifikasi badan, Rpc , harus ditentukan sebagai

    berikut:

    (a) Bila IycIIy > 0,23

    (i) Bila pwR = . .............................................................(2.33)

    (ii) Bila pwR = 1 . ........(2.34)

    (b) Bila Bila IycIIy > 0,23

    Rpc = 1,0 ......................................................................(2.35)

    Keterangan

    Mp= FyZx 1,6FySxc ..........................................................(2.36)

    Sxc.Sxt = modulus penampang elastis untuk sayap tekan

    dan tarik, in.3 (mm3)

  • 30

    =

    pw = P, batasan kelangsingan untuk suatu badan

    kompak

    rw = r, batasan kelangsingan untuk suatu badan

    nonkompak, Tabel 8 (hal.24)

    hc = dua kali jarak dari titik berat terhadap yang

    berikut: muka bagian dalam dari sayap tekan

    dikurangi fillet atau radius sudut, untuk profil

    canai panas; deretan terdekat dari pengencang

    pada sayap tekan atau muka bagian dalam dari

    sayap tekan bila las yang digunakan, untuk

    penampang tersusun, in. (mm)

    Radius girasi efektif untuk tekuk torsi-lateral, rt, ditentukan

    sebagai berikut:

    (a) Untuk profil I dengan sayap tekan persegi :r = . ...................................................(2.37)Keterangan:

    aw = ......................................................................(2.38)

    btc = lebar sayap tekan, in. (mm)

    ttc = ketebalan

    (b) Untuk profil I dengan suatu tutup kanal atau pelat penutup

    yang disambungkan ke sayap tekan:

  • 31

    rt = radius girasi komponen sayap dalam tekan lentur

    ditambah sepertiga dari area badan dalam tekan akibat

    penerapan sumbu major momen lentur saja,in. (mm)

    aw = rasio dari dua kali luas badan dalam tekan akibat

    penerapan dari sumbu major momen lentur saja

    terhadap area dari komponen sayap tekan

    Catatan: Untuk profil I dengan sayap tekan persegi, rt dapat

    diperkirakan secara teliti dan secara konservatif sebagai radius

    girasi sayap tekan ditambah sepertiga dari bagian tekan badan;

    dengan kata lain,r = ...............................................................(2.39)3) Tekuk Lokal Sayap Tekan

    (a) Untuk penampang dengan sayap kompak, keadaan batas

    dari tekuk lokal tidak boleh digunakan.

    (b) Untuk penampang dengan sayap nonkompak

    M = R M R M F S .......(2.40)(c) Untuk penampang dengan sayap langsingMn= 0,9EkcSxc2 ...............................................................(2.41)Keterangan

    FL didefinisikan dalam Persamaan 2.29 dan 2.30

    Rpc = faktor plastifikasi badan, ditentukan oleh Persamaan

    2.33-2.35

  • 32

    kc = dan tidak boleh diambil kecil dari 0,35 maupun

    lebih besar dari 0,76 untuk tujuan perhitungan.

    =

    pt = p, batasan kelangsingan untuk sayap kompak, Tabel 8

    (hal. 24)

    fr = r, batasan kelangsingan untuk sayap nonkompak, Tabel

    8 (hal. 24)

    4) Leleh Sayap Tarik

    (a) Bila Sxt Sxc, keadaan batas dari leleh sayap tarik tidak

    diterapkan.

    (b) Bila Sxt < Sxc

    Mn = RptMyt ...............................................................(2.42)

    Dimana

    Myt = FySxt .......................................................................(2.43)

    Faktor plastifikasi badan yang sesuai dengan keadaan batas

    leleh sayap tarik, Rpt , ditentukan sebagai berikut:

    (i) Bila pw

    R = ............................................................(2.44)(ii) Bila pw

    R = 1

    . .......(2.45)Keterangan

    =

  • 33

    pw = p batasan kelangsingan untuk badan kompak,

    didefinisikan dalam Tabel 8 (hal. 24)

    rw = r batasan kelangsingan untuk badan nonkompak,

    didefinisikan dalam Tabel 8 (hal. 24)

    e. Komponen Struktur Profil I Simetris Ganda dan SimetrisTunggal dengan Badan Langsing Melengkung di SumbuMajor (F5)

    1) Leleh sayap tekan

    Mn = RpgFySxc ..................................................................(2.46)

    2) Tekuk Torsi-Lateral

    Mn = RpgFcrSx...................................................................(2.47)

    (a) Bila Lb Lp, keadaan batas dari tekuk torsi-lateral tidak

    boleh digunakan

    (b) Bila Lb < Lp LrF = C F 0,3F F ....................(2.48)(c) Bila Lb LpF = F . ......................................................(2.49)Keterangan

    Lp didefinisikan oleh Persamaan 2.31

    Lr = r , ...................................................................(2.50)Rpg adalah faktor reduksi kekuatan lentur ditentukan sebagai

    berikut:

    R = 1 5,7 1,0...................(2.51)

  • 34

    Keterangan

    aw didefinisikan oleh Persamaan 2.38 tetapi tidak boleh

    melebihi 10

    rt adalah radius girasi efektif untuk tekuk lateral seperti

    didefinisikan dalam poin d.

    3) Tekuk Lokal Sayap Tekan

    Mn = RpgFcrSxc..................................................................(2.52)

    (a) Untuk penampang dengan sayap kompak, keadaan batas

    dari tekuk lokal sayap tekan tidak boleh digunakan.

    (b) Untuk penampang dengan sayap nonkompak

    F = F 0,3F

    . ...............................(2.53)

    (c) Untuk penampang dengan sayap langsingF = , . ...............................................................(2.54)Keterangank = dan tidak boleh diambil kecil dari 0,35 maupun

    lebih besar dari 0,76 untuk tujuan perhitungan

    = .pf = p batasan kelangsingan untuk sayap kompak, Tabel 8

    (hal. 24)

    rf = r batasan kelangsingan untuk sayap nonkompak,

    Tabel 8 (hal. 24)

    4) Leleh Sayap Tarik

    (a) Bila Sxt Sxc, keadaan batas dari leleh sayap tarik tidak

  • 35

    diterapkan.

    (b) Bila Sxt < Sxc

    Mn = FySxt ..................................................................(2.55)

    f. Profil-profil Tidak Simetris (F12)

    Kekuatan lentur nominal, Mn, harus nilai terendah yang diperoleh

    sesuai dengan keadaan batas dari leleh (momen leleh), tekuk torsi-

    lateral dan tekuk lokal dimana

    Mn = FnSmin..............................................................................(2.56)

    1) Pelelehan

    Fn = Fy..............................................................................(2.57)

    2) Tekuk Torsi-Lateral

    Fn = Fcr Fy .....................................................................(2.58)

    Keterangan

    Smin = modulus penampang elastis terendah relatif pada sumbu

    lentur, in3. (mm3)

    Fcr = tegangan tekuk lokal untuk penampang seperti

    ditentukan oleh analisis, ksi. (MPa)

    L. Perencanaan Komponen Struktur untuk Geser Berdasarkan SNI1729:2015

    1. Ketentuan Umum

    Metode untuk menghitung kekuatan geser disajikan di bawah ini.

    Metode yang dijelaskan dalam Subbab L.2 tidak menggunakan

    kekuatan pasca tekuk komponen struktur (aksi medan tarik).

  • 36

    Kekuatan geser desain, vVn, harus ditentukan sebagai berikut:

    Untuk seluruh ketentuan dalam Pasal ini kecuali Subbab L.2.a(a):

    v = 0,90 (DFBK)

    2. Komponen Struktur Dengan Badan Tidak Diperkaku Atau

    Diperkaku

    a. Kekuatan Geser

    Vn =0,6FyAwCv ........................................................................(2.59)

    1) Untuk badan komponen struktur profil-I canai panas dengan

    h/tw 2,24 E/Fv = 1,00 (DFBK)

    Dan

    Cv= 1,0 .............................................................................(2.60)

    Untuk badan dari semua profil simetris ganda dan profil

    simetris tunggal serta kanal lainnya, kecuali PSB bundar,

    koefisien geser badan, Cv, ditentukan sebagai berikut:

    a) Bila h/tw 1,10Ekvfy

    Cv= 1,0 .....................................................................(2.61)

    b) Bila 1,10 k E/F < h/tw 1,37 k E/FC = , / .......................................................(2.62)

    c) Bila h/tw > 1,37 k E/FC = ,( / ) . ...........................................................(2.63)

  • 37

    Keterangan :

    Aw = luas dari badan, tinggi keseluruhan dikalikan dengan

    ketebalan badan, dtw, in2 (mm2)

    h = untuk profil canai panas, jarak bersih antara sayap

    dikurangi jari-jari sudut atau las sudut

    = untuk penampang tersusun yang dilas, jarak bersih

    antara sayap, in. (mm)

    = untuk penampang tersusun yang dibaut, jarak antara

    sumbu pengencang, in. (mm)

    = untuk profil T, tinggi keseluruhan, in. (mm)

    tW = ketebalan badan, in. (mm)

    Koefisien tekuk geser pelat badan, kv, ditentukan sebagai

    berikut:

    a) Untuk badan tanpa pengaku transversal dan dengan h/tw 4,71 (atau > 2,25)

    Fcr = 0,877Fe .............................................................................(2.66)

    Keterangan:

    Fe = tegangan tekuk kritis elastis ditentukan sesuai dengan pers 2.67

    Fe =( )

    .................................................................................(2.67)

    Catatan: dua ketidaksetaraan untuk perhitungan batas dan

    penerapan Subbab L.3.a dan L.3.b, satu berdasarkan pada dan

    satu berdasarkan pada , memberi hasil yang sama.

  • 40

    4. Tekuk Torsi dan Tekuk Torsi-Lentur dari Komponen StrukturTanpa Elemen Langsing (E4)

    Pasal ini diterapkan untuk komponen struktur simetris tunggal dan

    asimetris, dan komponen struktu simetris ganda tetentu, seperti

    didefinisikan pada Tabel 10 (hal. 38) untuk elemen dalam tekan merata.

    Sebagai tambahan, pasal ini diterapkan untuk semua komponen struktur

    simetris ganda tanpa elemen langsing bila panjang tanpa breising tors

    melebihi panjang tanpa breising lateral. Ketentuan ini diperlukan untuk

    siku tunggal dengan b/t > 20.

    Kekuatan tekan nominal, Pn harus ditentukan berdasarkan pada keadaan

    batas dari tekuk torsi dan tekuk torsi-lentur sebagai berikut:

    Pn = FcrAg .......................................................................................(2.68)

    Fcr harus ditentukan sesuai dengan Persamaan 2.65 atau 2.66, dengan

    menggunakan tegangan tekuk elastis torsi atau torsi-lentur, Fe untuk

    komponen struktur simetris ganda ditentukan sebagai berikut:

    Fe = ( ) + GJ .................................................................(2.69)Keterangan

    Ag = luas bruto penampang dari komponen struktur, in2 (mm2)

    Cw = konstanta pilin, in6 (mm6)

    G = modulus elastis geser dari baja = 11200 ksi (77200MPa)

    H =1- ..................................................................................(2.70)

    Keterangan :

    Ix , Iy = momen inersia di sumbu utama, in4 (mm4)

    J = konstanta torsi, in4 (mm4)

  • 41

    Kx = faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu x

    Ky = faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu y

    Kz = faktor panjang efektif untuk tekuk torsi = radius girasi polar di pusat geser, in (mm)r = xo2 + yo2 + ......................................................................(2.71)rx = radius girasi di sumbu x, in (mm)

    ry = radius girasi di sumbu y, in (mm)

    xo,yo = koordinat pusat geser sehubungan dengan titik berat, in (mm)

    catatan :

    untuk profil I simetris ganda, Cw boleh diambil sebagai Iyho2/4, dimana

    ho adalah jarak antara titik berat sayap, sebagai pengganti dari analisis

    lebih teliti. Untuk T dan siku ganda, menhilangkan istilah dengan Cw

    bila dihitung Fez dan diambil xo sebesar 0.

    5. Komponen Struktur dengan Elemen Langsing (E7)

    Pasal ini diterapkan untuk komponen struktur tekan elemen-langsing,

    seperti dijelaskan dalam Tabel 10 (hal. 38) untuk elemen-elemen dalam

    tekan merata.

    Kekuatan tekan nominal, Pn, harus nilai terendah berdasarkan pada

    keadaan batas dari tekuk lentur, tekuk torsi dan tekuk torsi-lentur yang

    sesuai:

    Pn = FcrAg .......................................................................................(2.72)

  • 42

    Tegangan kritis, Fcr harus ditentukan sebagai berikut:

    a. Bila 4,71 (atau 2,25 )

    Fcr = Q 0,658 Fy .............................................................(2.73)b. Bila > 4,71 (atau

    QFyFe > 2,25 )Fcr = 0,877Fe ............................................................................(2.74)

    Keterangan:

    Fe = tegangan tekuk elastis, dihitung dengan menggunakan

    persamaan 2.67 dan 2.69 untuk komponen struktur simetris

    ganda

    Q = faktor reduksi neto yang untuk semua elemen tekan langsing

    = 1,0 untuk komponen struktur tanpa elemen langsing

    = QsQa untuk komponen struktur dengan penampang elemen-

    langsing, seperti

    Catatan :

    Untuk penampang melintang yang hanya terdiri dari elemen langsing

    tidak diperkaku, Qs(Qa = 1,0). Untuk penampang melintang yang

    hanya terdiri dari elemen langsing diperkaku, Q = Qa (Qs = 1,0).

    Untuk penampang melintang yang terdiri dari beberapa elemen

    langsing tidak diperkaku, hal yang konservatif untuk penggunaan Qs

    terkecil dari elemen langsing lebih dalam penentuan kekuatan

    komponen struktur untuk tekan murni.

  • 43

    M. Desain Komponen Struktur Untuk Kombinasi Gaya Dan Torsi

    Komponen Struktur Simetris Ganda dan Tunggal Menahan Lentur danTekan

    a. Bila 0,2+ + 1,0 ................................................................(2.75)

    b. Bila 0,2+ + 1,0.................................................................(2.76)

    Keterangan

    Pr = kekuatan aksial perlu menggunakan kombinasi beban DFBK,

    kips (N)

    Pc = kekuatan aksial tersedia, kips (N)

    Mr = kekuatan lentur perlu menggunakan kombinasi beban DFBK,

    kip-in. (N-mm)

    Mc = kekuatan lentur tersedia, kip-in. (N-mm)

    x = indeks sehubungan dengan sumbu kuat lentur

    y = indeks sehubungan dengan sumbu lemah lentur

    Untuk desain sesuai dengan Subbab I.3.c (DFBK)

    Pr = kekuatan aksial-perlu menggunakan kombinasi beban DFBK,

    kips (N)

    Pc = bPn = kekuatan aksial desain, ditentukan menurut Subbab L

    Mr = kekuatan lentur perlu menggunakan kombinasi beban DFBK,

    kip-in. (N-mm)

  • 44

    Mc = bMn = kekuatan lentur desain ditentukan menurut Subbab J,

    kip-in. (N-mm)

    c = faktor ketahanan untuk tekan = 0,90

    b = faktor ketahanan untuk lentur = 0,90

  • 45

    III. METODOLOGI PENELITIAN

    A. Umum

    Metodologi penelitian merupakan suatu cara peneliti bekerja untuk

    memperoleh data yang dibutuhkan yang selanjutnya akan digunakan untuk

    dianalisis sehingga memperoleh kesimpulan yang ingin dicapai dalam

    penelitian. Metodologi penelitian ini bertujuan untuk mempermudah

    pelaksanaan dalam melakukan penelitian guna memperoleh pemecahan

    masalah dengan maksud dan tujuan yang telah ditetapkan secara sistematis.

    B. Bahan dan Alat

    1. Bahan

    Bahan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

    a. Materi mengenai contoh perhitungan konstruksi Portal Gable

    Frame.

    b. SNI 1729:2015 dan SNI 1727:2013

    2. Alat

    Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

    a. Komputer atau laptop

    Dalam penelitian ini saya menggunakan laptop Samsung NC108,

    dengan Processor Intel Atom Inside, RAM 2 GB, System tipe 32-

    bit operating system.

  • 46

    b. Mouse dan Keyboard

    c. Perangkat lunak

    Perangkat lunak atau software yang dipakai dalam analisis

    perhitungan, meliputi:

    1) Program Microsoft Word

    2) Program Microsoft Excel

    3) Program AutoCAD 2007

    C. Metode Penelitian

    Dalam pelaksanaan penelitian ini perhitungan analisisnya menggunakan

    Metode Kekakuan Langsung.

    Secara garis besar, perhitungan optimalisasi Baja IWF pada Portal Gable

    Frame akan melalui beberapa tahap, yaitu:

    1. Menentukan data profil (mutu dan dimensi) penutup atap untuk struktur

    bangunan dengan bentang 30 m dengan beberapa variasi bentang

    haunch.

    2. Mehitung pembebanan menggunakan panduan SNI 1727:2013.

    3. Menghitung analisis portal menggunakan bantuan Program Microsoft

    Excel.

    4. Menghitung analisis penampang menggunakan panduan SNI

    1729:2015.

    5. Menghitung volume dan berat kebutuhan baja dari masing-masing tipe

    gable frame.

  • 47

    D. Model Portal

    Beberapa Tipe Portal yang akan dianalisa antara lain :

    1. Portal Gable Frame dengan Haunch 1/8 bentang

    Gambar 12. Portal Gable Frame dengan Haunch 1/8 bentang

    2. Portal Gable Frame dengan Haunch bentang

    Gambar 13. Portal Gable Frame dengan Haunch bentang

    3. Portal Gable Frame dengan Haunch bentang

    Gambar 14. Portal Gable Frame dengan Haunch bentang

  • 48

    4. Portal Gable Frame dengan Haunch 1 bentang

    Gambar 15. Portal Gable Frame dengan Haunch 1 bentang

    E. Diagram Alir Penelitian

  • 49

    Gambar 16. Diagram Alir Penelitian

  • 73

    V. SIMPULAN DAN SARAN

    A. Simpulan

    Dari hasil penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

    1. Profil baja yang digunakan pada balok konstruksi gable frame untuk

    Tipe 1 adalah WF 390x300x10x15, untuk Tipe 2 WF 294x200x8x12

    dan WF 400x200x8x13, untuk Tipe 3 adalah WF 250x250x9x14 dan

    WF 194x150x6x9, serta Tipe 4 adalah WF 400x400x13x21.

    2. Profil baja yang digunakan pada kolom konstruksi gable frame untuk

    Tipe 1 adalah WF 300x300x10x15, untuk Tipe 2 adalah WF

    340x250x9x14, untuk Tipe 3 adalah WF 294x200x8x12, serta untuk

    Tipe 4 adalah WF 400x400x13x21.

    3. Volume baja yang digunakan konstruksi gable frame Tipe 1 adalah

    0,6079, dengan berat 4.771,894 kg, Tipe 2 adalah 0,4265 m3, dengan

    berat 3.348,1755 kg, Tipe 3 adalah 0,4691 m3, dengan berat 3.682,2385

    dan Tipe 4 adalah 1.3428 m3, dengan berat 10.541,1506 kg.

    4. Berdasarkan hasil dari volume dan berat baja yang digunakan pada

    masing-masing tipe gable frame, Tipe 2 merupakan tipe gable frame

    dengan volume dan berat yang paling rendah dan meningkat ke Tipe 3,

    Tipe 1 dan Tipe 4. Hal tersebut dikarenakan perbedaan momen yang

    diterima konstruksi gable frame karena pengaruh perbedaan jarak

    haunch.

  • 74

    5. Konstruksi gable frame Tipe 2 merupakan tipe gable frame yang paling

    optimal jika digunakan pada konstruksi gable frame, dikarenakan

    volume dan berat baja yang digunakan pada konstruksi merupakan

    volume dan berat yang paling rendah.

    B. Saran

    1. Perlu dilakukan penelitian untuk bentang konstuksi gable frame yang

    lain.

    2. Perlu dilakukan penelitian untuk jenis konstruksi bangunan yang lain.

  • DAFTAR PUSTAKA

  • DAFTAR PUSTAKA

    Anonim. 2015. SNI 1729:2015 Tentang Spesifikasi untuk Bangunan Gedung BajaStruktural. Badan Standardisasi Nasional. 289 hlm.

    Anonim. 2013. SNI 1727:2013 Tentang Beban Minimum untuk PerancanganBangunan Gedung Struktur Lain. Badan Standardisasi Nasional. 196hlm.

    Anonim. Roof and Wall. Sheeting. Gunung Steel Group.http://www.gunungsteel.com/index.php?option=com_content&view=article&id=89&Itemid=193. Diakses pada 2 Mei 2017.

    Anonim. Lipped Chanel. Gunung Steel Group. http://www.gunungsteel.com/index.php? option=com_content&view=article&id=80&Itemid=185.Diakses pada 2 Mei 2017.

    Dewobroto, Wiryanto. 2016. Struktur Baja : Perilaku, Analisis dan Desain AISC 2010. Tanggerang : Penerbit Jurusan Teknik Sipil UPH. 973 hlm.

    Firman, Afif. 2014. Perencanaan Konstruksi Baja Tipe Gable Frame padaBangunan Pabrik. (Jurnal). Universitas Siliwangi. Tasikmalaya. 25pp

    Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Jakarta: Erlangga. 336 hlm

    Supartono, F.X. dan Teddy Boen. 1980. Analisa Struktur dengan Metode Matrix.Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia

    1. COVER 1.pdf2. ABSTRAK.pdf3. COVER 2.pdf4.pdf7. RIWAYAT HIDUP.pdf8. PERSEMBAHAN.pdf9. KATA MOTIVASI.pdf10. SANWACANA.pdf11. DAFTAR ISI.Ar.pdf12. DAFTAR GAMBAR.Ar.pdf13. DAFTAR TABEL.Ar.pdf14. DAFTAR NOTAS1.Ar.pdf15. Bab I. PENDAHULUAN.Ar.pdf16. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA.pdf17. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN.Ar.pdf19. BAB V. SIMPULAN DAN SARAN.Ar.pdf20. DAFTAR PUSTAKA.pdf