UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur peneliti panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, atas rahmat dan berkat-Nya peneliti dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Perbandingan Desain
Bridge Beam pada Hoist Crane dengan Double–IWF, Double Box-girder dan Rangka Baja”.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki banyak kekurangan. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman penulis. Dengan tangan terbuka dan hati yang tulus penulis menerima saran kritik Bapak dan Ibu dosen serta rekan mahasiswa demi penyempurnaan tugas akhir ini.
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, arahan dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak. Untuk semua itu, peneliti menyampaikan pernghargaan yang setinggi-tingginya dan ucapan terima kasih yang tulus kepada :
1. Bapak Ir. Torang Sitorus, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran serta motivasi kepada peneliti untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Sanci Barus, MT. selaku Koordinator Bidang Studi Struktur Departemen Teknik Sipil
5. Kedua Orang Tua penulis, Antoni salim dan Berwani Ngardjo yang telah mendukung, menyemangati serta mendoakan penulis di setiap kegiatan akademis penulis
6. Kedua saudara penulis Chealsie Anwa Salim dan Edo Anwa Salim yang terus memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.
7. Pegawai administrasi dan pegawai-pegawai Departemen Teknik Sipil USU lainnya yang bersedia membantu mengurus administrasi tugas akhir ini..
8. Seluruh Angkatan 2011 Departemen Teknik Sipil USU, khususnya Hendrik Wijaya, Windy, Ivandy Yoman, dan Eric Winson.
9. Seluruh Angkatan 2012 Departemen Teknik Sipil USU, yang selalu memberikan semangat, masukan dan saran untuk menyelesaikan tugas akhir ini
10.Abang dan Kakak senior angkatan 2009, 2010 serta adik-adik junior yang memberikan dukungan, tenaga dan semangat yang luar biasa.
11.Seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu peneliti dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Peneliti menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan-rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata peneliti mengucapkan banyak terima kasih. Peneliti berharap semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca.
Medan, Juni 2016
Danan Anwa Salim
DAFTAR ISI
ABSTRAK ………... i
KATA PENGANTAR ………. iii
DAFTAR ISI ……….. v
DAFTAR TABEL ………. ix
DAFTAR GAMBAR ……… x
DAFTAR NOTASI ……… xii
BAB I PENDAHULUAN ……… 1
1.1. Latar Belakang ………... 1
1.2. Maksud dan Tujuan……… 4
1.3. Pembatasan Masalah………. 5
1.4. Metode Penelitian ...………. 6
1.5. Sistematika Pembahasan………... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ………... 7
2.1. Tinjauan Pustaka………...… 7
2.1.1. Perencanaan Konstruksi……… 7
2.1.2. Prosedur Perencanaan……….. 8
2.1.3. Sifat Baja sebagai Material Konstruksi……… 9
2.1.3.1. Kekuatan Tinggi………10
2.1.3.2. Permanen……….. 10 2.1.3.3. Elastisitas……….. 11
2.1.3.4. Daktalitas……… 11
2.1.3.5. Keseragaman..………. 12
2.1.4. Kelebihan dan Kelemahan Baja sebagai Material Konstruksi.…….. 12
2.1.5. Diagram Tegangan –Regangan ……….. 13
2.1.6. Sifat-sifat Mekanis Baja Struktural……….. 14
2.1.6.1. Tegangan Putus (ultimate stress) …..………15
2.1.6.2. Tegangan leleh (yielding stress) ……….…….. 15
2.1.6.3. Sifat-sifat Mekanis Lainnya……….. 16
2.1.7.1. Profil Baja Wide Flange (WF)……….. …………20
2.1.7.2. Profil Baja berbentuk persegi atau persegi panjang (Box-Girder)………....……….. 20
2.1.7.3. Profil Baja Kanal C (CNP).……….. 21
2.1.7.4. Profil Baja T (tee)……… 23
2.2. Metode Perencanaan Konstruksi Baja..……… 24
2.2.1 Metode ASD (Allowable Stress Design)………...… 24
2.2.2 Metode LRFD (Load Resistance Factor Design).…………...…….. 25
2.3. Perencanaan Struktur Baja...………... 26
2.3.1. Rasio Lebar-Tebal dan Klasifikasinya……….…27
2.3.2. Perencanaan Balok Lentur..……….. ……….. 28
2.3.3. Pengaruh Tekuk Lateral dengan Perbedaan Lokasi Pembebanan …...32
2.3.4. Perencanaan Batang Tekan..……… 33
2.3.5. Perencanaan Batang Tarik....……… 35
BAB III METODE PENELITIAN ……… 36
3.1. Pendahuluan…. ………. 36
3.2. Data Desain…. ………. 38
3.2.1. Perencanaan Umum……….. 38
3.2.2. Beban-Beban yang Bekerja……….. 38
3.2.2.1. Beban Mati……….. 39
3.2.2.2. Beban Hidup………. 40
3.2.3. Kombinasi Pembebanan……….. 46
3.2.4. Kombinasi Pembebanan Pada Crane……….………….. 47
3.2.4.1. Gaya Impak Vertikal…….……….. 47
3.2.4.2. Gaya Lateral………. 48
3.3. Perhitungan Manual Menggunakan Parameter SNI 1729-2015 dan Peraturan yang Berkaitan……….. 48
3.3.1. Detail Perencanaan……….. 48
3.3.2. Batas-batas Lendutan……….………….. 48
3.3.3.1. Kuat Nominal pada Komponen Struktur I
kompak…….……….. 49
3.3.3.2. Kuat Nominal pada Komponen Struktur berbentuk persegi atau Persegi Panjang……….………. 51
3.3.4. Faktor Kelangsingan……….……….……….. 52
3.3.4.1. Faktor kelangsingan memikul tekan aksial………. 52
3.3.4.2. Faktor kelangsingan memikul Lentur………. 54
3.3.5. Perencanaan Batang Tekan…. ……….………. 56
3.3.6. Perencanaan Batang Tarik…. ……….………. 57
BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR……….. .. 62
4.1. Geometri Struktur………. 62
4.2. Data Material…. ………. 62
4.3. Pembebanan……….. 62
4.4. Proses Perhitungan ……… 63
4.4.1. Profil IWF dan Profil Box-girder……….63
4.4.2. Rangka Baja………..64
4.5. Perencanaan Balok Hoist Crane Bentang 30 meter…. ……..………. 65
4.5.1. Perencanaan Balok IWF Built-up……….……… 65
4.5.2. Perencanaan Balok Box-Girder Built-up……….. 70
4.5.3. Perencanaan Balok Rangka Baja………. 74
4.5.3.1. Pemodelan SAP…….……….. 74
4.5.3.2. Penomoran Frame………. 75
4.5.3.3. Model Pembebanan Crane pada Balok…….……….….. 75
4.5.3.4. Hasil Analisa Struktur………. 77
4.5.3.5. Perencanaan Batang Atas……….. 77
4.5.3.6. Perencanaan Batang Diagonal……….. 78
4.5.3.7. Perencanaan Batang Tengah……….. 80
4.5.3.8. Perencanaan Batang Bawah..……….. 81
4.5.3.9. Kontrol terhadap Lendutan……… 82
4.6. Perencanaan Balok Hoist Crane Bentang 20 meter…. ……..………. 83
4.6.2. Perencanaan Balok Box-Girder Built-up……….. 88
4.6.3. Perencanaan Balok Rangka Baja………. 92
4.6.3.1. Pemodelan SAP…….……….. 92
4.6.3.2. Penomoran Frame………. 93
4.6.3.3. Model Pembebanan Crane pada Balok…….……….….. 93
4.6.3.4. Hasil Analisa Struktur………. 95
4.6.3.5. Perencanaan Batang Atas……….. 95
4.6.3.6. Perencanaan Batang Diagonal……….. 96
4.6.3.7. Perencanaan Batang Tengah……….. 98
4.6.3.8. Perencanaan Batang Bawah..……….. 99
4.6.3.9. Kontrol terhadap Lendutan……… 100
4.6. Hasil dan Pembahasan………. ……..…………. 101
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……….. .. 103
5.1. Kesimpulan…….……… 103
5.2. Saran…………. ………. 103
DAFTAR TABEL BAB I
Tidak terdapat tabel
BAB II
Tabel 2-1 Sifat Mekanis Baja Struktural ……….. 14
Tabel 2-2 Nilai Koefisien Muai Logam ……….. 17
Tabel 2-3 faktor tahanan Ø ……….. 23
BAB III Tabel 3-1 Berat jenis konstruksi …….……….. 35
Tabel 3-2 Beban hidup menurut kegunaan ……….. 36
Tabel 3-3 gaya impak tambahan ……….. 42
Tabel 3-4 Batas Lendutan Maksimum……….. 43
Tabel 3-5 Faktor Kelangsingan Terhadap Tekan Aksial……….. 47
Tabel 3-6 Faktor Kelangsingan Terhadap Lentur……..……….. 49
Tabel 3-7 Faktor Shear Lag……….. 53
BAB IV
Tidak terdapat tabel
BAB V
DAFTAR GAMBAR BAB I
Gambar 1.1 Hoist Crane………... ………... 2
Gambar 1.2 Profil IWF……….………… ……… 3
Gambar 1.3 Profil Box Girder……….. ………. 3
Gambar 1.4 Rangka Baja….……….. 4
Gambar 1.5 Pemodelan Rangka Baja dengan Bentang 20 meter dan 30 meter….. 5
BAB II Gambar 2.1 Batang yang Diberikan Beban Aksial dan Grafik Hubungan Antara Beban
yang Diberikan dengan Perpendekan yang Terjadi ……… 13
Gambar 2.2 Gambar Hubungan Tegangan –Regangan Baja ………. 13
Gambar 2.3 Hubungan Modulus Elastisitas dengan Tegangan –Regangan……… 15
Gambar 2.4 Standar Tipe Penampang Profil Baja ………..…… 18
Gambar 2.5 Penampang I- WF Built Up ………….………. 18
Gambar 2.6 Penampang Box girder Built Up …..……….. 19
Gambar 2.7 Bentuk Penampang Profil C dengan dan Tanpa Perkuatan …..………… 20
Gambar 2.8 Nilai DPN pada Cold Forming Profil C ……… 20
Gambar 2.9 Profil I yang Dibelah Menjadi 2……….. 21
Gambar 2.10 Perilaku Penampang berdasarkan Klasifikasi ……… 25
Gambar 2.11 Efek Lokasi Pembebanan ……….……… 27
Gambar 2.12 Pertambatan Lateral ……… 28
Gambar 2.13 Kondisi Batas Balok Lentur ………. 28
Gambar 2.14 Efek Lokasi Pembebanan ………... 29
Gambar 2.15 nilai C2……….…… 29
Gambar 2.16 Kolom Terminal Cengkareng ……… 30
Gambar 2.17 Kurva Tekuk Elastis dan Tekuk Inelastis ………..……….…… 30
Gambar 2.18 Atap Wembley Stadion ………..……….…… 31
BAB III Gambar 3.1 Perencanaan Bridge Beam menggunakan Double IWF ………. 32
Gambar 3.2 Perencanaan Bridge Beam menggunakan Box Girder ……….... 32
Gambar 3.3 Perencanaan Bridge Beam menggunakan Rangka Baja ………. 33
Gambar 3.4 Perencanaan Dimensi Bangunan ………..………. 34
BAB IV Gambar 4.1 Pemodelan Bentang 30 meter ……… 67
Gambar 4.2 Jenis Batang ……… … 67
Gambar 4.3 Pembebanan Crane-1 pada Pinggir Bentang ……… 68
Gambar 4.4 Pembebanan Crane-2 pada Tengah Bentang ……… 68
Gambar 4.5 Pembebanan Crane-3 pada Tengah Bentang Daerah Tengah Frame…… 69
Gambar 4.6 Pemodelan Bentang 20 meter ……… 82
Gambar 4.7 Jenis Batang ……… … 83
Gambar 4.8 Pembebanan Crane-1 pada Pinggir Bentang ……… 83
Gambar 4.9 Pembebanan Crane-2 pada Tengah Bentang ……… 84
Gambar 4.10 Pembebanan Crane-3 pada Tengah Bentang Daerah Tengah Frame…… 84
BAB V