perancangan struktur kuda-kuda baja tipe gable.pdf

45
PERAN KUDA-KU NCANGAN STRUKTUR UDA BAJA TIPE GABLE Afret Nobel, ST Akan Ahli Struktur Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Upload: afret-nobel

Post on 20-Jan-2016

648 views

Category:

Documents


48 download

DESCRIPTION

Step by step PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.

TRANSCRIPT

Page 1: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

PERANCANGAN STRUKTUR

KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE

PERANCANGAN STRUKTUR

KUDA BAJA TIPE GABLE

Afret Nobel, ST

Akan Ahli Struktur

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 2: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 2 of 45

Daftar Isi

1. Pendahuluan ................................................................................................................................... 4

1.1 Peraturan umum ..................................................................................................................... 4

1.2 Ketentuan umum .................................................................................................................... 4

2. Perencanaan Gording ...................................................................................................................... 5

2.1 Pembebanan gording .............................................................................................................. 5

2.1.1 Beban mati ...................................................................................................................... 5

2.1.2 Beban hidup .................................................................................................................... 5

2.1.3 Beban angin ..................................................................................................................... 5

2.2 Analisis pembebanan .............................................................................................................. 5

2.2.1 Akibat beban mati ........................................................................................................... 5

2.2.2 Akibat beban hidup ......................................................................................................... 5

2.2.3 Akibat beban angin .......................................................................................................... 6

2.3 Kombinasi pembebanan .......................................................................................................... 6

2.4 Cek profil gording .................................................................................................................... 7

2.4.1 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat sayap ..................................................................... 7

2.4.2 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat badan..................................................................... 8

2.4.3 Tinjauan terhadap tekuk lateral

...................................................................................... 8

2.4.4 Kombinasi antara geser dan lentur ................................................................................. 9

Kontrol kuat geser nominal gording tanpa pengaku lateral: .......................................................... 9

Kuat geser badan tanpa adanya pengaku: ...................................................................................... 9

2.4.5 Kontrol lendutan ............................................................................................................. 9

3. Perhitungan batang tarik (Trackstang) .......................................................................................... 11

4. Perhitungan Ikatan Angin .............................................................................................................. 12

5. Perhitungan Kuda-kuda (Gable) .................................................................................................... 13

5.1 Pembebanan pada balok gable ............................................................................................. 13

5.1.1 Beban gording ............................................................................................................... 14

5.1.2 Tekanan angin pada bidang atap .................................................................................. 15

5.1.3 Tekanan angin pada bidang dinding ............................................................................. 15

5.1.4 Gambar skema pembebanan ........................................................................................ 16

5.2 Kontrol profil kuda-kuda gable .............................................................................................. 17

5.2.1 Rafter ............................................................................................................................. 17

5.2.2 Kolom ............................................................................................................................ 21

5.3 Perencanaan peletakan ......................................................................................................... 26

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 3: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 3 of 45

5.3.1 Kontrol tegangan yang timbul: ...................................................................................... 26

5.3.2

Penentuan jumlah angkur

............................................................................................. 26

5.4 Perencanaan sambungan rafter puncak ............................................................................... 27

5.4.1 Data baut ....................................................................................................................... 27

5.4.2 Data plat ujung baut ...................................................................................................... 27

5.4.3 Beban rencana ............................................................................................................... 27

5.4.4 Menentukan letak garis netral ...................................................................................... 27

5.4.5 Menentukan tegangan lentur yang terjadi ................................................................... 28

5.4.6 Menentukan gaya-gaya yang terjadi ............................................................................. 28

5.4.7 Perencanaan pengaku penumpu beban ....................................................................... 30

5.5 Perencanaan sambungan rafter dengan kolom .................................................................... 31

5.5.1 Data baut ....................................................................................................................... 32

5.5.2 Data plat ujung baut ...................................................................................................... 32

5.5.3 Beban rencana ............................................................................................................... 32

5.5.4 Menentukan letak garis netral ...................................................................................... 32

5.5.5 Menentukan tegangan lentur yang terjadi ................................................................... 33

5.5.6 Menentukan gaya-gaya yang terjadi ............................................................................. 33

5.5.7 Perencanaan pengaku penumpu beban ....................................................................... 35

6. Perhitungan Pondasi ..................................................................................................................... 38

6.1 Data Perencanaan ................................................................................................................. 38

6.2 Rencana pondasi ................................................................................................................... 38

6.3 Dimensi pondasi .................................................................................................................... 38

6.4 Kuat lentur pondasi ............................................................................................................... 38

6.5 Kuat geser pondasi ................................................................................................................ 40

6.5.1 Geser satu arah ............................................................................................................. 40

6.5.2 Geser pons ..................................................................................................................... 41

7. Kesimpulan .................................................................................................................................... 43

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 4: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 4 of 45

1. Pendahuluan

1.1 Peraturan umum

1. Rangkuman PPIUG 1983

2. SK SNI 03-1729-2002 tentang Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan

Gedung

3. Tabel profil PT. GUNUNG GARUDA STEEL

1.2 Ketentuan umum

1. Mutu baja yang digunakan adalah BJ 37

- fy = 240 Mpa

- fu = 370 Mpa

2. Alat sambung yang digunakan : Baut HTB

3. Jenis bangunan : bangunan industri

- Jarak antar kuda-kuda : 6 meter

- Bentang kuda-kuda : 30 meter

- Jarak antar gording (horizontal) : 1 meter

- Kemiringan atap : 10°

4. Bentuk atap : atap pelana

5. Profil kuda-kuda : Gable IWF

6. Profil gording : Lipped channel

7. Berat penutup atap : 0.20 kN/m2

8. Beban angin : 0.30 kN/m2

9. Beban orang : 1.00 kN/m2

Figure 1 Layout kuda-kuda gable

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 5: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 5 of 45

2. Perencanaan Gording

2.1 Pembebanan gording

2.1.1 Beban mati

- Profil yang digunakan adalah Lipped Channel 125x50x20 (3.2)

- Berat sendiri gording = 0.068 kN/m

- Berat penutup atap = q atap x jarak miring gording = 0.2 kN/m2 x 1.015 m =

0.203 kN/m

- Total beban mati = 0.068 + 0.203 = 0.271 kN/m

2.1.2 Beban hidup

- Beban air hujan

ql = 40 – 0.8 α ≥ 0.2kN/m2 = 40 – 0.8 (10) = 0.32 kN/m2

qah = ql x jarak antar gording = 0.32 kN/m2 x 1.015 m = 0.325 kN/m

- Beban orang + peralatan = 1.00 kN

2.1.3 Beban angin

- Beban angin, P = 0.30 kN/m2 (nilai minimum untuk bangunan yang jauh dari

tepi laut)

- Beban angin tekan, Wt = 0.1 x 0.30 kN/m2 x 1.015 m = 0.030 kN/m

- Beban angin hisap, Wh = -0.4 x 0.30 kN/m2 x 1.015 m = -0.122 kN/m

2.2 Analisis pembebanan

2.2.1 Akibat beban mati

- M1 = 0.07 x qd x l2 = 0.07 x 0.271 kN/m x 62 m = 0.682 kNm

- M2 = 0.125 x qd x l2 = 0.125 x 0.271 kN/m x 62 m = 1.218 kNm

- V1 = 0.375 x qd x l = 0.375 x 0.271 kN/m x 6 m = 0.609 kN

- V2 = 0.625 x qd x l = 0.625 x 0.271 kN/m x 6 m = 1.015 kN

2.2.2 Akibat beban hidup

a. Beban air hujan

- M1 = 0.07 x qah x l2 = 0.07 x 0.325 kN/m x 62 m = 0.819 kNm

- M2 = 0.125 x qah x l2 = 0.125 x 0.325 kN/m x 62 m = 1.462 kNm

- V1 = 0.375 x qah x l = 0.375 x 0.325 kN/m x 6 m = 0.731 kN

- V2 = 0.625 x qah x l = 0.625 x 0.325 kN/m x 6 m = 1.219 kN

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 6: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 6 of 45

b. Beban orang, P = 100 kN/m x Cos 10° = 0.985 kN

- M1 = 0.098 x P x l = 0.098 x 0.985 kN x 6 m = 0.579 kNm

- M2 = 0.375 x P x l = 0.375 x 0.985 kN x 6 m = 2.216 kNm

- V1 = 0.31 x P = 0.31 x 0.985 kN = 0.305 kN

- V2 = 0.69 x P = 0.69 x 0.985 kN = 0.680 kN

2.2.3 Akibat beban angin

a. Angin tekan

- M1 = 0.07 x qw x l2 = 0.07 x 0.030 kN/m x 62 m = 0.077 kNm

- M2 = 0.125 x qw x l2 = 0.125 x 0.030 kN/m x 62 m = 0.137 kNm

- V1 = 0.375 x qw x l = 0.375 x 0.030 kN/m x 6 m = 0.069 kN

- V2 = 0.625 x qw x l = 0.625 x 0.030 kN/m x 6 m = 0.114 kN

b. Angin hisap

- M1 = 0.07 x qw x l2 = 0.07 x 0.122 kN/m x 62 m = 0.307 kNm

- M2 = 0.125 x qw x l2 = 0.125 x 0.122 kN/m x 62 m = 0.548 kNm

- V1 = 0.375 x qw x l = 0.375 x 0.122 kN/m x 6 m = 0.274 kN

- V2 = 0.625 x qw x l = 0.625 x 0.122 kN/m x 6 m = 0.457 kN

2.3 Kombinasi pembebanan

Table 1 Momen Tabel 1. Momen

Mx = M.cosα My = M.sinα

Beban mati (DL) 1.218 1.200 0.212

Beban hidup (LL) 2.216 2.182 0.385

Beban hujan (qah) 1.462 1.440 0.254

Beban angin (qw) 0.548 0.540 0.095

Beban MM (kNm)

Table 2 Gaya lintang Tabel 2. Gaya Geser

Vx = V.cosα Vy = V.sinα

Beban mati (DL) 1.015 1.000 0.176

Beban hidup (LL) 0.680 0.669 0.118

Beban hujan (qah) 1.219 1.200 0.212

Beban angin (qw) 0.457 0.450 0.079

VV (kNm)

Beban

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 7: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 7 of 45

Table 3 Kombinasi pembebanan Tabel 3. Kombinasi pembebanan

Kombinasi Mx My Vx Vy

1,4DL 1.679 0.296 1.400 0.247

1,2Dl+1,6LL+0.5qah 5.363 0.946 2.630 0.464

1,2DL+1,6LL+0.8qw 4.049 0.714 2.455 0.433

1,2Dl+1,3qw+0.5qah 2.861 0.505 2.385 0.420

0,9DL+1,3qw 1.782 0.314 1.485 0.262

Used Load 5.363 0.946 2.630 0.464

2.4 Cek profil gording

Dicoba dimensi gording C150.50.20x3.2

A = 7.81 cm2 fy =240 Mpa w = 6.76 Kg/m E =200,000 Mpa Sx = 37.4 cm3 G =80,000 Mpa Sy = 8.19 cm3 fr =70 Mpa Ix = 280 cm4 H =150 mm Iy = 28 cm4 B =50 mm rx = 5.71 cm tw =3.2 mm ry = 1.81 cm C =20 mm tf =3.2 mm

Zx = (b x tf) (H – tf) + tw (0.5H – tf) (0.5H – tf)

= (50 x 3.2) (150 – 3.2) + 3.2 (0.5x150-3.2) (0.5x150-3.2)

= 39.98 cm3

2.4.1 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat sayap

- λ = B/t = 50/3.2 = 15.625

- λp = 170/√fy = 170/√240 = 10.973

- λr=370/ fy-fr =370/ 240-70=28.378

- Karena λp < λ < λr, maka pelat sayap tidak kompak

- Mp = Zx . fy = (39.98 x 103) x 240 = 9.596 kNm

- Mr = Sx (fy-fr) = (37.4 x 103) (240 -70) = 6.358 kNm

- Mn = Mp-(Mp-Mr) p

r pλ λλ λ

−−

15.625-10.973=9.596-(9.596-6.358) =8.731kNm28.378-10.973

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 8: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 8 of 45

2.4.2 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat badan

- λ = H/tw = (150-3.2x2)/3.2 = 44.88

- λp = 1680/√fy = 1680/√240 = 108.44

- λr = 2550/√fy = 2550/√240 = 164.60

- Karena λ < λp , maka pelat sayap kompak

- Mn = Mp = Zx (fy) = (39.98 x 103) x 240 = 9.56 kNm

2.4.3 Tinjauan terhadap tekuk lateral

- Lb (jarak antar pengaku/sokongan lateral) = 2000 mm

- Lp = 1.76 ry √(E/fy) = 1.76 (57.1) √(200,000/240) = 919.60 mm

- fl = fy – fr = 240 – 70 = 170 Mpa

-

3 3 33 (50×3.2 ×3)+(3.2×150 )+(3.2(20-3.2) 4btJ= = =3606mm3 3

-

. . .( / )1 2EG J AX Sxπ

=

-

200,000 80,000 3606,15 7813( / (37.4 10 )) 12608,711 2X Nmmπ

× × ×= × =

-

2

4Iy HIw t

=4 2 628 10 (150 2 3.2) 1443467200

4mm

×= − × =

-

22 339.98 10 14434672004 42 80,000 3606.15 280,000Zx IwX

IyGj

×= =×

= 3.3 x10-4 N/mm2

- 21 1 1 2XLr ry X fl

fl

= + + ×

- 12608,71 4 25.71 1 1 (3.3 10 ) 170 2768.14

170Lr mm

−= + + × × =

Karena Lp < L < Lr, maka penampang termasuk bentang menengah

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 9: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 9 of 45

- ( ( )) Lb LpMn Cb Mp Mp MrLr Lp

−= − −−

2000-919,6=9.596-(9.596-6.358) =10,01kNm2768,14-919,6

Kuat lentur penampang diambil yang terkecil dari 3 tinjauan di atas,

Mn = 8.73 kNm

2.4.4 Kombinasi antara geser dan lentur

Kontrol kuat geser nominal gording tanpa pengaku lateral:

- Kn = 5 + 5/(a/h2)2 = 5

- h/tw = (150-2x3.2)/3.2 = 44.88

Batas-batas :

- 1.10√(kn*E/fy) = 1.10√(5*200,000/240) = 71.00

- 1.37√(kn*E/fy) = 1.37√(5*200,000/240) = 88.43

Maka penampang mengalami leleh geser

Kuat geser badan tanpa adanya pengaku:

- Aw = h.tw = (150-2x3.2) 3.2 = 459.52 mm2

- Vn = 0.6 fy Aw = 0.6 (240) (459.52) = 66.17 kN

- Vu = 2.63 kN

Mu/θMn+0.625xVu/θVn ≤ 1.375

- 5.37/0.9(8.73) +0.625x2.63/0.75(66,17) =0,72 ≤ 1.375 (OK)

2.4.5 Kontrol lendutan

qdx = 0,271 x Sin 10° = 0.047 kN/m

Px = 1,00 x Sin 10° = 0.174 kN/m

4 43 35 5 0,047 6000 0.174 6000384 48 4 4384 200,000 (28 10 ) 48 200,000 (28 10 )

qdx L Px LxE Iy E Iy

δ

× × × ×× ×= =× × × × × × × × × ×

14.18x mmδ =

qdy = 0,271 x Cos 10° = 0.267 kN/m

Py = 1,00 x Cos 10° = 0.985 kN/m

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 10: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 10 of 45

4 3 4 35 5 0,267 6000 0.985 6000384 48 4 4384 200,000 (280 10 ) 48 200,000 (280 10 )

qdy L Py Lx

E Ix E Ixδ

× × × × × ×= =× × × × × × × × × ×

8,041x mmδ =

2 2240

Ldx dyδ δ δ= + ≤

2 2 600014,178 8,041 16,30 25,00( )240

OKδ = + ≤ ⇔ <

‡ Kesimpulan : profil Lipped Channel 125x50x20 (3.2) memenuhi persyaratan.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 11: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 11 of 45

3. Perhitungan batang tarik (Trackstang)

Batang tarik (Trackstang) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah

sumbu x (miting atap) sekaligus untuk mengurangi tegangan lendutan yang timbul pada arah

x. Beban-beban yang dipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap

(sumbu x), maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik Gx dan Px.

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

Px = Beban berguna arah sumbu x

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

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

P = P tot/2 = (ql. L) + Px

= {(0,642 x 6) + (1 x sin 10°)}/2

= 2,013 kN

σ = PFn

σ≤ = 160 Mpa, dimana diambil σ = σ

Fn = Pσ = 2,013 1000

160x = 12,58 mm2

Fbr = 125% x Fn = 1,25 x 12,58 = 15,73 mm2

Fbr = ¼ π d2, dimana:

4.Fbrdπ

= 4 15,73xπ

= = 4,47 mm

Maka, batang tarik yang dipakai adalah Ø 5 mm.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 12: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 12 of 45

4. Perhitungan Ikatan Angin

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

kerjanya adalah apabila salah satu ikatan angin bekerja sebagai batang tarik, maka yang

lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya apabila arah angin berubah, maka secara

bergantian betang tersebut bekerja sebagai batang tarik.

Figure 2 Pembebanan pada ikatan angin

N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya/tekanan angin.

7,626

tg β = = 1,27 → β = arc tg 1,27 = 51,78°

P = (0,25 x 7,62) = 1,91 kN

∑H = 0, → Nx = P

→ N cos β = P

cos

PNβ

= = 1,91cos51,78

= = 2,60 kN

NFn

σ = → NFn σ= = 2,6 1000160x = 16,26 mm2

Fbr = 125% x Fn = 1,25 x 16,26 = 20,33 mm2

Fbr = ¼ π d2, dimana:

4.Fbrdπ

= 4 20,33xπ

= = 5,09 mm

Maka, batang tarik yang dipakai adalah Ø 6 mm.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 13: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 13 of 45

5. Perhitungan Kuda-kuda (Gable)

5.1 Pembebanan pada balok gable

Figure 3 Gambar distribusi pembebanan

Pembebanan pada balok gable akibat beban-beban yang dipikul oleh gording

terpanjang yaitu = 6 meter.

2,03 m

15,23 m

Kaki kuda-kudaKaki kuda-kuda

Figure 4 Pembebanan yang dipikul oleh gording

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 14: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 14 of 45

Balok yang direncanakan menggunakan IWF 700x300x12x14 dengan data penampang

sebagai berikut:

H = 700 mm

A = 235.50 mm2 rx = 29.3 cm

B = 300 mm

Ix = 201,000 cm4 ry = 6.78 cm

t1 = 13 mm

Iy = 10,800 cm4

Sx = 5.760 cm3

t2 = 24 mm

Sy = 722 cm3

Figure 5 Penampang baja IWF

Pembebanan pada balok gable akibat beban-beban yang dipikul oleh 1 gording dengan

bentang 6 meter:

5.1.1 Beban gording

• Gording P1 (karena terletak pada ujung balok, maka menerima beban setengah jarak

gording = 0.508 m)

- Berat sendiri penutup atap : 6 m x 20 kg/m2 x 0.508 m = 60.96 kg

- Berat sendiri gording : 6 m x 6.76 kg/m = 40.56 kg

- Berat sendiri balok : 0.508 m x 185 kg/m = 93.98 kg

- Berat alat penyambung : 10% x BS = 9.398 kg

- Beban hidup : = 100 kg

• Gording P2 s/d P15 (karena terletak pada tengah balok, maka menerima beban satu

kali jarak gording = 1.016 m)

- Berat sendiri penutup atap : 6 m x 20 kg/m2 x 1.016m = 121.92 kg

- Berat sendiri gording : 6 m x 6.76 kg/m = 40.56 kg

- Berat sendiri balok : 1.016 m x 185 kg/m = 187.96 kg

- Berat alat penyambung : 10% x BS = 18.796 kg

- Beban hidup : = 100 kg

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 15: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 15 of 45

Dengan cara yang sama untuk mempermudah perhitungan beban-beban pada gording

dilakukan secara tabel sebagai berikut:

Table 4 Tabel pembebanan pada gording

No Pembebanan P1 (kg) P2 s/d P15

1 Berat penutup atap 60.96 121.92

2 Berat gording 40.56 40.56

3 Berat sendiri balok 93.98 187.96

4 Berat alat sambung 9.94 18.80

Σ 205.44 369.24

Beban merata akibat beban mati:

Pq=

0.5L

2(205.4)+14(369.24) 5580.16q= = =372.01kg/m

0.5(30) 15

Beban merata akibat beban hidup :

Dipilih yang terbesar antara beban orang atau beban air hujan,

Beban orang = 100 kg

Beban air hujan qah = 40 – 0.8 α ≥ 20 kg/m2 = 40 – 0.8 x 10 = 32 kg/m2

P = qah x jarak antar gording x jarak antar kuda-kuda

= 32 kg/m2 x 1.016 m x 6 m = 195.07 kg

Maka dipilih beban akibat air hujan = 195.07 kg

16(195.07) 3121.15q= = =208.08kg/m

0.5(30) 15

5.1.2 Tekanan angin pada bidang atap

Tekanan angin = 30 kg/m2

Koefisien angin tekan Ctk = 0.1 → Wt = 0.1 x 30 kg/m2 x 6 m = 18 kg/m

Koefisien angin hisap Chs = -0.4 → Wh = -0.4 x 30 kg/m2 x 6 m = -72 kg/m

5.1.3 Tekanan angin pada bidang dinding

Koefisien angin tekan Ctk = 0.9 → Wt = 0.9 x 30 kg/m2 x 6 m = 162 kg/m

Koefisien angin hisap Chs = -0.4 → Wh = -0.4 x 30 kg/m2 x 6 m = -72 kg/m

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 16: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 16 of 45

5.1.4 Gambar skema pembebanan

Figure 6 Skema pembebanan akibat beban mati

Figure 7 Skema pembebanan akibat beban hidup

Figure 8 Skema pembebanan akibat beban angin kiri

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 17: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 17 of 45

5.2 Kontrol profil kuda-kuda gable

5.2.1 Rafter

Modulus elastisitas (E) = 200,000.00 Mpa

Modulus geser (G) = 80,000.00 Mpa

Tegangan leleh (fy) = 240.00 Mpa

Tegangan putus (fu) = 70.00 Mpa

Data beban dan geometri struktur:

Momen maksimum (Mu) = 461,990,771.00 Nmm

Gaya geser maksimum (Vu) = 100,867.80 N

Gaya aksial (Nu) = 110,134.97 N

M1x = 182,417,847.00 Nmm

M2x = 461,990,771.00 Nmm

MA = 461,990,771.00 Nmm

MB = 172,164,923.00 Nmm

MC = 88,367,983.00 Nmm

Lx = 15,287.33 Mm

Ly = 1,019.00 mm

Data profil:

H = 700 mm

A = 235.50 mm2 rx = 29.3 cm

B = 300 mm

Ix = 201,000 cm4 ry = 6.78 cm

t1 = 13 mm

Iy = 10,800 cm4

Sx = 5.760 cm3

t2 = 24 mm

r = 28.00 mm Sy = 722 cm3

Efek kolom:

Menentukan panjang tekuk rafter (Jepit-jepit):

Lkx = (15,287.33 x 0.5) = 7,643.67 mm

Lky = (1,019.00 x 0.5) = 509.58 mm

Menentukan parameter kelangsingan rafter:

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 18: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 18 of 45

7,643.671 1 240 0.29293 200,000

fyLkxcxrx E

λπ π

= = =

509,581 1 240 0.0867.8 200,000

Lky fycy

ry Eλ

π π

= = =

Menentukan daya dukung nominal rafter:

Jika, λc < =0.25 maka ω = 1.00

Jika, 0.25 < λc < 1.2 maka ω = 1.43/(1.6-0.67 λc)

Jika, λc ≥ 1.2 maka ω = 1.25 λc2

5,559,938.28

5,652,000.00

fyNnx Ag NxfyNny Ag Ny

ω

ω

= × =

= × =

Digunakan Nn minimum = 5,559,938.28 N

ϕNn = 0.85 x 5,559,938.28 = 4,725,947.54 N

(Nu/ ϕNn)<1…OK

Efek balok:

Menentukan konstanta-konstanta untuk profil WF simetris:

h1 = tf + r = 24 + 28 = 52.00 mm

h2 = ht – 2(h1) = 700 – 2 (52) = 596.00 mm

h = ht – tf = 700 – 24 = 676.00 mm

J = Σbt3/3 = 3,242,281.33 mm

Iw = (Iy.h2)/4 = (108,000.6762)/4 = 1.23E+13 mm6

Zx = (b.tf)(h-tf)+tw(0.5h-tf)(0.5h-tf) = 6,352,372.00 mm3

12

EGJAXZxπ=

= 12,223.05 Mpa

( )2

2 4IwZxX

GJ Iy=

= 2.74E-04 mm2/N2

Menentukan kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lokal.

Kontrol penampang, termasuk kompak, tidak kompak atau langsing

Untuk tekuk lokal pelat sayap:

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 19: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 19 of 45

λ = bf/2tf = 6.25

λp = 170/√fy = 10.97

λr = 370/√(fy - fr) = 28.38

λ < λ p, maka Penampang Kompak

Untuk tekuk lokal pelat badan:

λ = (h - 2tf)/tw = 48.31

λp = 1680/√fy = 108.44

λr = 2550/√fy = 164.60

λ < λ p, maka Penampang Kompak

Menentukan batasan momen plastis, Mp:

Mp = Zx fy = 1,524,569,280.00 Nmm

Mr = Sx(fy - fr) = 979,200,000.00 Nmm

Maka, Mn = 1,524,569,280.00 Nmm

Menentukan kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lateral

Kontrol penampang, termasuk bentang pendek, menengah atau panjang

Panjang Lb = jarak antar pengaku/sokongan lateral = Ly

fl = fy - fr = 170.00 MPa

Lb = 1,019.16 mm

Lp = 1.76*ry*√(E/fy) = 344.06 mm

Lr = ry*(X1/fL)*√(1+√(1+X2*fL2)) = 9,722.10 mm

maka, termasuk bentang: Bentang menengah

Cb = 2.30

Untuk bentang menengah,

Mn = Cb*(Mp - (Mp - Mr) *(Lb - Lp)/(Lr - Lp)) = 1,524,569,280.00 Nmm

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 20: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 20 of 45

Momen nominal yang paling menentukan = 1,524,569,280.00 Nmm

Menentukan faktor perbesaran momen:

Momen lentur terhadap sumbu x

Ditinjau untuk kondisi portal tak bergoyang (braced)

Ncrb = Ab fy/λcx2 = 67,908,245.28 N

βm=M1x/M2x = 0.39

Cmx = 0,6-0,4βm≤1 = 0.44

δbx = (Cmx/(1-(Nu/Ncrb)))≥1 = 1.00

Ditinjau untuk kondisi portal bergoyang (unbraced):

Ncrs = Ab fy/λcx2 = 67,908,245.28 N

δsx = 1/(1-(Nu/Ncrs)) = 1.00

Menentukan momen ultimit (Mu):

Mux = δbx Mntux + δsx Mltux = 895,438,647.15

Nu/фNn = 0.02

Interaksi aksial & momen = 0.35

Kontrol kuat geser nominal tanpa pengaku:

Ketebalan minimum pelat badan tanpa adanya pengaku;

h2/tw≤6,36√E/fy h2/tw = 45.85

6,36√E/fy = 183.60

Kuat geser pelat badan tanpa adanya pengaku;

Aw = tw x ht = 9,100.00 mm2

Vn = 0,6 fy Aw = 1,310,400.00 N

Vu/фVn <1, OK = 0.10

Kesimpulan, Profil; 700x300x13x24 = AMAN

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 21: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 21 of 45

5.2.2 Kolom

Modulus elastisitas (E) = 200,000.00 Mpa

Modulus geser (G) = 80,000.00 Mpa

Tegangan leleh (fy) = 240.00 Mpa

Tegangan putus (fu) = 70.00 Mpa

Data beban dan geometri struktur:

Momen maksimum (Mu) = 461,990,771.00 Nmm

Gaya geser maksimum (Vu) = 95,575,51 N

Gaya aksial (Nu) = 130,502.06 N

M1x = 461,990,771.00 Nmm

M2x = 461,990,771.00 Nmm

MA = 432,697,393.00 Nmm

MB = 216,348,696.70 Nmm

MC = 324,523,045.00 Nmm

Lx = 5,000.00 Mm

Ly = 1,000.00 mm

Panjang rafter = 15,287.33 mm

Data profil:

H = 700 mm

A = 235.50 mm2 rx = 29.3 cm

B = 300 mm

Ix = 201,000 cm4 ry = 6.78 cm

t1 = 13 mm

Iy = 10,800 cm4

Sx = 5.760 cm3

t2 = 24 mm

r = 28.00 mm Sy = 722 cm3

Efek kolom:

Menentukan nilai perbandingan kekakuan pada rangka:

Untuk lentur terhadap sumbu x :

10.00( )I column

LGix for hingeI beam

L

∑= =∑

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 22: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 22 of 45

3.06I column

LGjxI beam

L

∑= =∑

Untuk lentur terhadap sumbu y :

10.00( )I column

LGiy for hingeI beam

L

∑= =∑

3.06I column

LGjyI beam

L

∑= =∑

Menurut Smith, 1996, faktor panjang tekuk dapat ditentukan tanpa nomogram, tetapi dengan

menggunakan rumus dan untuk portal bergoyang adalah:

1.6 4.0( ) 2.307.5

Gix Gjx Gix GjxKx

Gix Gjx× + += =

+ +

1.6 4.0( ) 2.307.5

Giy Gjy Giy GjyKy

Giy Gjy× + += =

+ +

Menentukan panjang tekuk Kolom:

Lkx = (5,000.00 x 2.30) = 11,494.73 mm

Lky = (1,000.00 x 2.30 = 2,298.95 mm

Menentukan parameter kelangsingan rafter:

7,643.671 1 240 0.43293 200,000

fyLkxcxrx E

λπ π

= = =

509,581 1 240 0.3767.8 200,000

Lky fycy

ry Eλ

π π

= = =

Menentukan daya dukung nominal rafter:

Jika, λc < =0.25 maka ω = 1.00

Jika, 0.25 < λc < 1.2 maka ω = 1.43/(1.6-0.67 λc)

Jika, λc ≥ 1.2 maka ω = 1.25 λc2

5,175,027.76

5,332,641,52

fyNnx Ag NxfyNny Ag Ny

ω

ω

= × =

= × =

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 23: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 23 of 45

Digunakan Nn minimum = 5,175,027.76 N

ϕNn = 0.85 x 5,175,027.76 = 4,398,773.60 N

(Nu/ ϕNn)<1…OK

Efek balok:

Menentukan konstanta-konstanta untuk profil WF simetris:

h1 = tf + r = 24 + 28 = 52.00 mm

h2 = ht – 2(h1) = 700 – 2 (52) = 596.00 mm

h = ht – tf = 700 – 24 = 676.00 mm

33

btJ ∑= = 3,242,281.33 mm

2 2. 108,000 6764 4

Iy hIw ×= = = 1.23E+13 mm6

Zx = (b.tf)(h-tf)+tw(0.5h-tf)(0.5h-tf) = 6,352,372.00 mm3

12

EGJAXZxπ=

= 12,223.05 Mpa

( )2

2 4IwZxX

GJ Iy=

= 2.74E-04 mm2/N2

Menentukan kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lokal.

Kontrol penampang, termasuk kompak, tidak kompak atau langsing

Untuk tekuk lokal pelat sayap:

λ = bf/2tf = 6.25

λp = 170/√fy = 10.97

λr = 370/√(fy - fr) = 28.38

λ < λ p, maka Penampang Kompak

Untuk tekuk lokal pelat badan:

Ny = A fy = 56,520.00

Nu/ϕNy = 2.57

λ = h/tw = 52.00

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 24: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 24 of 45

λp = 1680/√fy = 38,73

λr = 2550/√fy = -147.89

λ r< λ , maka Penampang langsing

Menentukan batasan momen plastis, Mp:

Mp = Zx fy = 1,524,569,280.00 Nmm

Mr = Sx(fy - fr) = 979,200,000.00 Nmm

Maka, Mn = 1,373,089,538.93 Nmm

Menentukan kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lateral

Kontrol penampang, termasuk bentang pendek, menengah atau panjang

Panjang Lb = jarak antar pengaku/sokongan lateral = Ly

fl = fy - fr = 170.00 MPa

Lb = 5,000 mm

Lp = 1.76*ry*√(E/fy) = 344.06 mm

Lr = ry*(X1/fL)*√(1+√(1+X2*fL2)) = 9,722.10 mm

maka, termasuk bentang: Bentang menengah

Cb = 1.74

Untuk bentang menengah,

Mn = Cb*(Mp - (Mp - Mr) *(Lb - Lp)/(Lr - Lp)) = 1,524,569,280.00 Nmm

Momen nominal yang paling menentukan = 1,524,569,280.00 Nmm

Menentukan faktor perbesaran momen:

Momen lentur terhadap sumbu x

Ditinjau untuk kondisi portal tak bergoyang (braced)

Ncrb = Ab fy/λcx2 = 30,028,134.88 N

βm=M1x/M2x = 0

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 25: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 25 of 45

Cmx = 0,6-0,4βm≤1 = 0.60

δbx = (Cmx/(1-(Nu/Ncrb)))≥1 = 1.00

Ditinjau untuk kondisi portal bergoyang (unbraced):

Ncrs = Ab fy/λcx2 = 30,028,134.88 N

δsx = 1/(1-(Nu/Ncrs)) = 1.00

Menentukan momen ultimit (Mu):

Mux = δbx Mntux + δsx Mltux = 895,438,647.15

Nu/фNn = 0.03

Interaksi aksial & momen = 0.74

Kontrol kuat geser nominal tanpa pengaku:

Ketebalan minimum pelat badan tanpa adanya pengaku;

h2/tw≤6,36√E/fy h2/tw = 45.85

6,36√E/fy = 183.60

Kuat geser pelat badan tanpa adanya pengaku;

Aw = tw x ht = 9,100.00 mm2

Vn = 0,6 fy Aw = 1,310,400.00 N

Vu/фVn <1, OK = 0.10

Kesimpulan, Profil; 700x300x13x24 = AMAN

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 26: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 26 of 45

5.3 Perencanaan peletakan

Gaya-gaya pada kolom

Gaya aksial (Nu) = 130,502 N

Gaya geser (Vu) = 95,575.51 N

Figure 9 Detail base plat

5.3.1 Kontrol tegangan yang timbul:

' 25Nu

b b MpaF

σ σ= ≤ =

F = a . b = 800 x 400 = 320,000 mm2

130,5020.41 25

320,000b Mpa Mpaσ = = <

5.3.2 Penentuan jumlah angkur

Diambil diameter angkur = 19 mm

fub = 370 Mpa

20.75 0.5 370 (0.25 19 ) 39,339.611

Vd fV f r f A Nn ub b

φ φ π= = = × × × =

.Vu nVd<

95,575.51 39,339.61 2.43n n buah< × → =

Digunakan 4 Ø 19 mm angkur.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 27: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 27 of 45

5.4 Perencanaan sambungan rafter puncak

Figure 10 Sambungan rafter puncak

5.4.1 Data baut

Tegangan putus, fub = (Baut A490) 780 Mpa

Diameter baut, db = (7/8 “) atau 22.23 mm

Luas baut, Ab = 388.28 mm2

Jumlah baut, n = 12 Buah

5.4.2 Data plat ujung baut

Tegangan leleh, fy = 240 Mpa

Tegangan putus, fup = 370 Mpa

Lebar plat, b = 300 mm

Tinggi plat, h = 711 mm

Tebal plat, t = 24 mm

5.4.3 Beban rencana

Gaya geser, Vu = 20,926.26 N

Momen, Mu = 182,417,847.00 Nmm

5.4.4 Menentukan letak garis netral

Jarak antar baut:

S1 = 1.5db – 3db = (1.5 x 22.23) - (3 x 22.23) = 33.35 mm – 66.69 mm

S = 2.5db – 7db = (2.5 x 22.23) – (7 x 22.23) = 55.58 mm – 155.61 mm

Sehingga digunakan S1 = 65 mm

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 28: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 28 of 45

Jarak vertikal antar baut, g = 116.20 mm

2 2 388.28 6.68116.20

Ab mmg

δ ×= = =

0.5 '( )0.5( )x x b h x h xδ = − −

2 2 23.34 112.50( 2 )x h hx x= − +

20 112.50(505,521 1,422 )x x= − +

X = 606.48 mm

H – x = 711 – 606.48 = 104.52 mm

( )13 3 0.17

1h x

σ σ σ−

= ⇔ =

5.4.5 Menentukan tegangan lentur yang terjadi

( ) ( )2 2(0.5 ) (0.5 '( ) ( )1 33 3x x b h x h x Muσ δ σ+ − − =

819,363.34 819,363.34 182,417,8471 3

Mpaσ σ+ =

819,363.34 141,211.09 182,417,8471 1

Mpaσ σ+ =

960,574.09 182,417,8471

Mpaσ =

189.911

Mpaσ =

1( 1) 102,829.40169.55

2 606.84

x SMpa

x

σσ

−= = =

3 32.73Mpaσ =

5.4.6 Menentukan gaya-gaya yang terjadi

Gaya tarik maksimum yang terjadi pada baut:

Gaya terbesar yang dipikul baris baut terbawah

6.68 116.20 169.55 131,666.652

Tu g Nδ σ= = × × =

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 29: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 29 of 45

Gaya yang dipikul satu baut terbawah:

0.5 0.5 131,666.65 65,833.331

Tu Tu N= = × =

Kuat tarik rencana satu baut:

0.75 0.75 0.75 780 388.28 170,357.28Td f F A Nub b

φ= × = × × × =

Tu < ϕf Tn …(OK)

Gaya geser yang terjadi pada baut:

20,926.261 1,743.8612

VuVu Nn

= = =

1Vd r f A m

f ub bφ=

0.75 0.4 800 380.29 1 90,857.22Vn Nφ = × × × × =

Vu1< ϕf Vn …(OK)

Gaya tumpu yang terjadi

20,926.261 1,743.8612

VuVu Nn

= = =

2,4Rd d f Tf b up p

φ=

2.4 0.75 22.23 24 370 355,324.32fRn Nφ = × × × × =

Vu1< ϕf Rn …(OK)

Kombinasi gaya geser dan tarik

20,926.261 0.4 0.75 780 1

4,659.34

Vuf r f muv f ubnA

b

φ= < = < × × ×

4.59 < 234 … (OK)

0.75 0.75 780 585f f Mpat ub

= = × =

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 30: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 30 of 45

Td f Af t b

φ=

0.75 585 388.28 170,357.28Tn Nf

φ = × × =

131,666.65 10,927.2212

Tu Nn

= =

Td> Tu/n …(OK)

5.4.7 Perencanaan pengaku penumpu beban

5.4.7.1 Cek terhadap kuat leleh pelat badan

(5 )φ = + × >Rb k N fy tw Ru

(5(13 28) 24)240 13 20,926.26φ = + + × >Rb

0.75 714,480 20,926.26= × >Rb N

535,860 20,926.26 OK= > →Rb

5.4.7.2 Cek terhadap kuat tekuk dukung pelat badan

1.520.79 1 3φ × × = + >

N E fy tftwRb tw Rutfd tw

( )1.524 200,000 240 242 130.79 13 1 3

24700 13φ

× × = × + >

Rb Ru

1,308,340.55φ = >Rb Ru

0.75 1,308,340.55 20,926.26= × >Rb N

981,255.41 20,926.26= > →Rb OK

5.4.7.3 Cek terhadap kuat tekuk lateral pelat badan

( )

( )

33 /1 0.4

32 /φ

× × × = + >

h twCr E tw tfRb Ru

h L bf

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 31: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 31 of 45

( )

( )

33 700/133.25 200,000 13 241 0.4

32700 1000/300φ

× × × = + >

Rb Ru

79,737.65φ = >Rb Ru

0.75 79,737.65 20,926.26= × >Rb N

59,803.24 20,926.26= > →Rb N OK

5.4.7.4 Cek terhadap kuat tekuk lentur pelat badan

324.08φ = >

twRb Efy Ru

h

324.08 13200,000 240 20,926.26

700φ

×= × >Rb N

523,611.43 20,926.26φ = >Rb N

0.75 523,611.43 20,926.26= × >Rb N

392,708.57 20,926.26= > →Rb N OK

� Kesimpulan : Sambungan aman dan pelat badan tidak perlu diberi pengaku.

5.5 Perencanaan sambungan rafter dengan kolom

Figure 11 Detail sambungan rafter kolom

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 32: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 32 of 45

Figure 12 Distribusi tegangan pada sambungan

5.5.1 Data baut

Tegangan putus, fub = (Baut A490) 780 Mpa

Diameter baut, db = (7/8 “) atau 22.23 mm

Luas baut, Ab = 388.12 mm2

Jarak baut ke tepi atas, S = 65 mm

Jumlah baut, n = 12 Buah

5.5.2 Data plat ujung baut

Tegangan leleh, fy = 240 Mpa

Tegangan putus, fup = 370 Mpa

Lebar plat, b = 300 mm

Tinggi plat, h = 711 mm

Tebal plat, t = 24 mm

5.5.3 Beban rencana

Gaya geser, Vu = 100,867.80 N

Momen, Mu = 461,990,771.00 Nmm

5.5.4 Menentukan letak garis netral

Jarak vertikal antar baut, g = 116.20 mm

2 2 388.12 6.68116.20

Ab mmg

δ ×= = =

0.5 '( )0.5( )x x b h x h xδ = − −

2 2 23.34 112.50( 2 )x h hx x= − +

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 33: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 33 of 45

20 112.50(505,521 1,422 )x x= − +

X = 606.50 mm

H – x = 711 – 605.84 = 104.50 mm

( )13 0.17

3 1h x

σ σ σ−

= ⇔ =

5.5.5 Menentukan tegangan lentur yang terjadi

( ) ( )2 2(0.5 ) (0.5 '( ) ( )1 33 3x x b h x h x Muσ δ σ+ − − =

819,081.79 819,081.79 461,990,771.001 3

Mpaσ σ+ =

819,081.79 141,134.23 461,990,771.001 1

Mpaσ σ+ =

960,216.02 461,990,771.001

Mpaσ =

481.131

Mpaσ =

1( 1) 260,531.11429.57

2 606.50

x SMpa

x

σσ

−= = =

3 82.90Mpaσ =

5.5.6 Menentukan gaya-gaya yang terjadi

Gaya tarik maksimum yang terjadi pada baut:

Gaya terbesar yang dipikul baris baut terbawah

6.68 116.20 429.57 333,449.802

Tu g Nδ σ= = × × =

Gaya yang dipikul satu baut terbawah:

0.5 0.5 333,449.80 166,724.901

Tu Tu N= = × =

Kuat tarik rencana satu baut:

0.75 0.75 0.75 780 388.12 170,288.74Td f F A Nub b

φ= × = × × × =

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 34: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 34 of 45

Tu < ϕf Tn …(OK)

Gaya geser yang terjadi pada baut:

100,867.801 8,405.6512

VuVu Nn

= = =

1Vd r f A m

f ub bφ=

0.75 0.4 780 380.29 1 90,820.66Vn Nφ = × × × × =

Vu1< ϕf Vn …(OK)

Gaya tumpu yang terjadi

100,867.801 8,405.6512

VuVu Nn

= = =

2,4Rd d f Tf b up p

φ=

2.4 0.75 22.23 24 370 355,324.32fRn Nφ = × × × × =

Vu1< ϕf Rn …(OK)

Kombinasi gaya geser dan tarik

100,867.801 0.4 0.75 780 1

4,657.47

Vuf r f muv f ubnA

b

φ= < = < × × ×

22.11 < 240 … (OK)

0.75 0.75 780 585f f Mpat ub

= = × =

Td f Af t b

φ=

0.75 585 388.12 170,288.74Tn Nf

φ = × × =

333,449.80 27,787.4812

Tu Nn

= =

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 35: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 35 of 45

Td> Tu/n …(OK)

5.5.7 Perencanaan pengaku penumpu beban

5.5.7.1 Cek terhadap kuat leleh pelat badan

(5 )φ = + × >Rb k N fy tw Ru

(5(13 28) 24)240 13 100,867.80φ = + + × >Rb N

0.75 714,480.00 100,867.80= × >Rb N

535,860.00 100,867.80= > →Rb N OK

5.5.7.2 Cek terhadap kuat tekuk dukung pelat badan

1.520.79 1 3φ × × = + >

N E fy tftwRb tw Rutfd tw

( )1.524 200,000 240 242 130.79 13 1 3

24700 13φ

× × = × + >

Rb Ru

1,308,340.55φ = >Rb Ru

0.75 1,308,340.55 100,867.80= × >Rb N

981,255.41 100,867.80= > →Rb N OK

5.5.7.3 Cek terhadap kuat tekuk lateral pelat badan

( )

( )

33 /1 0.4

32 /φ

× × × = + >

h twCr E tw tfRb Ru

h L bf

( )

( )

33 700/133.25 200,000 13 241 0.4

32700 1000/300φ

× × × = + >

Rb Ru

79,737.65φ = >Rb Ru

0.75 79,737.65 100,867.80= × >Rb N

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 36: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 36 of 45

59,803.24 100,867.80= < →Rb N Tidak OK

5.5.7.4 Cek terhadap kuat tekuk lentur pelat badan

324.08φ = >

twRb Efy Ru

h

324.08 13200,000 240 100,867.80

700φ

×= × >Rb N

523,611.43 100,867.80φ = >Rb N

0.75 523,611.43 100,867.80= × >Rb N

392,708.57 100,867.80= > →Rb N OK

5.5.7.5 Ukuran pengaku

φ− ≤ ×Ru Rb As fy

100,867.80 59,803.24 240− ≤ ×As

41,064.56 240≤ ×As

41,064.56

240≥As

2171.10≥As mm

5.5.7.6 Lebar pengaku

10.5

3> × −bs bf tw

1300 0.5 13

3> × − ×bs

93.50 95> ≈bs mm

5.5.7.7 Tebal pengaku

200,00093.50 0.56240

≤ts

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 37: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 37 of 45

93.50 16.70≤ts

93.50 5.78 6.0016.70

≥ = ≈ts mm

Gunakan pelat pengaku dimensi 95 x 10 mm

Kesimpulan : Sambungan aman.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 38: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 38 of 45

6. Perhitungan Pondasi

6.1 Data Perencanaan

Kuat tekan beton (f’c) = 25 mPa

Kuat tarik baja tulangan (fy) = 400 mPa

Daya dukung tanah (σ ) = 250 kN/m2

Berat jenis tanah(γ ) = 18 kN/m2

6.2 Rencana pondasi

Figure 13 Rencana pondasi

6.3 Dimensi pondasi

Dimensi pondasi dihitungan dari beban tidak terfaktor :

Kedalaman pondasi (z) = 1,5 m

Tegangan efektif tanah (σ )

zσ σ γ= − = 223 kN/m2

eksentritas (e), tidak ada momen, maka = 0

2 31 6

P P e

b bσ

×≥ +∑ ∑

Dipakai b = = 1.0 m

2 3 2

189.02

1 6 1

×+ =

∑ ∑P P e

b b = 189.02 kN/m2

< dari Tegangan efektif tanah (σ ) OK

dipakai dimensi pondasi = 1,00x1,00

6.4 Kuat lentur pondasi

Kombinasi beban

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 39: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 39 of 45

Beban Aksial = (1.2 126.63 1.6 62.39)× + × = 251.78 kN

max 2 2

251.78

1.00σ = =

P

b = 251.78 kN/m2

min 2 2

251.78

1.00σ = =

P

b = 251.78 kN/m2

( ) ( )max max min

0,3 0,3251,78 251.78 251.78

1,00 1.00σ σ σ σ= − × − = − × − = 251.78 kN/m2

20,30 2σ= × ×M B

2251.78 1.00 0,30 2= × ×M

= 11.33 kNm

minσmaxσ

σmaxσ

Figure 14 Perhitungan momen pada pondasi

Lebar Pondasi (B) = 1000 mm

Tebal pondasi = 300 mm

Tebal selimut beton = 75 mm

jarak dari tepi beton ke tulangan = 100 mm

Jarak dari beton tertekan ke tulangan tarik (d) = 200 mm

Momen rencana (Mu) = 11.33 kNm

Faktor reduksi momen (φ ) = 0,80

2n s y

aM A f dφ

= −

Dipakai 5D13

2113 5

4π= ×sA = 663.66 mm2

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 40: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 40 of 45

'0,85=

s y

c

A fa

f b

663.66 400

0,85 25 1000

×=

× ×a = 12.49 mm

( )0,8 663.66 400 200 12.49φ = × × −nM = 39.82 kNm

>Mu �OK

Tulangan minimum :

ration Tulangan minimum untuk plat ( minρ ) = 0,0018

Asmin = 0,0018 1000 300× × = 540 mm2

As > �OK

Tulangan maksimum

( )( )

'

max 1

0,85 6000,75

600

c

s w

y y

fA b d

f fβ= ×

+

( )( )max 1

0,85 25 6000,75 200 1000

400 600 400β

×= × ×

+sA = 4064.06 mm2

As < �OK

Dipakai tulangan 5D13 ⇔ D13 – 200

Tulangan susut diambil 20% dari tulangan lentur

6.5 Kuat geser pondasi

6.5.1 Geser satu arah

σmaxσ

1000

Figure 15 Gaya geser satu arah pondasi

Tegangan geser yang terjadi

( ) 2 100max

σ σ= + × ×V Bu

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 41: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 41 of 45

( )251.78 251.78 2 1000 100= + × ×Vu

= 25.18 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

'25

0,75 200 10006 6

φ φ= = ×c

c

fV bd

= 125 kN

> Vu �OK

Tidak diperlukan tulangan geser

6.5.2 Geser pons

1750

hh+d/2

Figure 16 Daerah gaya geser pons pada pondasi

Sisi panjang kolom (h) = 800 mm

sisi pendek kolon (b) = 400 mm

perbandingan h dan b ( βc ) = 2 mm

Jarak dari beton tertekan ke tulangan tarik (d) = 200 mm

(h+d) = 1000 mm

(b+d) = 600 mm

( ) ( )( )2= × + + +bo h d b d = 3200 mm

sα (Untuk kolom tengah) = 40

( ) ( )max min 2 251.78 251.78 2σ σ σ= + = +% = 251.78 kN/m2

Gaya geser pons

( ) ( )( ) ( )2 2251.78 1.00 1.0 0.6σ − + × + = − ×% B h d b d = 100.71 kN

Kuat geser pons beton

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 42: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 42 of 45

'2 011 6

f b dcV

cc

β

= +

2 25 3200 2001

1 2 6

× × = +

Vc

= 1066.67 kN

'02

2 120

d f b ds cV

c b

α = +

40 200 25 3200 2002

2 3200 12

× × × = +

Vc

= 6000 kN

1/ 3 '3 0

V f cb dc

=

1/ 3 25 3200 2003

= × ×Vc

= 1066.67 kN

dipakai Vc min = 1066.67 kN

ϕVc = 0.75 x Vc = 800 kN

Vc > Vu OK

Maka tidak diperlukan tulangan geser.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 43: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 43 of 45

7. Kesimpulan

Item Ukuran

Dimensi gording C150.50.20x3.2

Dimensi batang tarik (trackstang) Ø 5 mm

Dimensi ikatan angin Ø 6 mm

Dimensi profil gable WF 700.300.13.24

Dimensi baut pada sambungan puncak 12 Ø 7/8”

Dimensi baut pada sambungan rafter dengan kolom 12 Ø 7/8”

Dimensi base plat 400 x 800 (tebal 24 mm)

Dimensi angkur 4 Ø 19

Dimensi pondasi 1000 x 1000 mm

Tulangan pondasi 5D13 ≈ D13-200 mm

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 44: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 44 of 45

Referensi

Syahril A. Rahim & Mulia, Diktat Perancangan Stukrur Baja

Nobel, afret. 2011. Catatan kuliah Perancangan Struktur Baja semester 4

SNI 03-1729-2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung.

Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI

03-1729-2002)

Jurnal, Perancangan Struktur Baja

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Page 45: PERANCANGAN STRUKTUR KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE.pdf

Perancangan Struktur Baja

Page 45 of 45

Tentang Penulis

Afret Nobel adalah alumni Diploma Teknik Sipil Universitas Gadjah

Mada Angkatan 2005 dan Alumni Ekstensi Teknik Sipil Universitas

Indonesia Angkatan 2009. Papanya seorang petani dan Mamanya

pedagang.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Anda diperbolehkan untuk mengirimkan lewat pos dan email

dan memberikan buku elektronik ini kepada siapa saja yang

Anda inginkan, selama Anda tidak mengubah, atau mengedit

isinya dan format digitalnya.

Sebenarnya, kami akan sangat senang bila Anda membuat

duplikat buku elektronik ini sebanyak-banyaknya. Tetapi

bagaimanapun, hak untuk membuat buku dalam bentuk

cetak atas naskah ini untuk dijual adalah tindakan yang tidak

dibenarkan.

Kiranya buku ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu, saran dan kritik yang

membangun sangat kami harapkan.

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel