Kajian Kekuatan dan Stabilitas Struktur Bangunan Menara Tungku Pembakaran Batu Bara dengan Memperhitungkan Pengaruh Gempa, Angin dan Temperatur Tinggi

KAJIAN KEKUATAN DAN STABILITAS STRUKTUR BANGUNAN

MENARA TUNGKU PEMBAKARAN BATU BARA DENGAN

MEMPERHITUNGKAN PENGARUH GEMPA, ANGIN DAN

TEMPERATUR TINGGI

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian

Pendidikan sarjana teknik sipil

Oleh:

HENDRY TANADI

08 0404 073

Dosen Pembimbing :

Ir. TORANG SITORUS, MT

19571002 198601 1 001

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

STRAK

ada umumnya, rangka baja sering digunakan pada bangunan-bangunan tinggi seperti menara, gudang, pabrik, gedung perkantoran dll. Material baja pada rangka baja tersedia dalam berbagai jenis ukuran dan mempunyai sifat sifat yang menguntungkan dalam perencanaan struktur bangunan .

Dalam perencanaan struktur bangunan, suatu desain rangka baja harus mampu menahan beban - beban rencana yang umum seperti beban mati, beban hidup, beban gempa, beban angin dan beban khusus lainya contohnya temperatur yang tinggi. Dan untuk itu dalam Tugas Akhir ini kita akan mengkaji kekuatan sebuah desain struktur baja portal 3D bangunan menara tungku pembakaran batu bara untuk mengetahui ketahanan struktur tersebut menahan beban- beban rencana yang akan diberikan.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap yaitu desain struktur, analisis dan output. Penelitian ini menggunakan program SAP 2000 untuk menganalisis struktur 3D terhadap pengaruh beban mati, gempa, angin dan temperatur untuk mendapatkan output berupa nilai gaya-gaya dalam (momen, lintang, normal) maksimum dan juga besarnya nilai deformasi maksimum akibat beban-beban yang teraplikasi pada desain struktur baja portal 3D bangunan menara tungku pembakaran batu bara.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan anugrah, berkat dan karunia-Nya hingga terselesaikannya tugas akhir ini dengan judul Kajian Kekuatan dan Stabilitas Struktur Bangunan Menara Tungku Pembakaran Batu Bara dengan Memperhitungkan Pengaruh Gempa, Angin dan Temperatur Tinggi .

Tugas akhir ini disusun untuk diajukan sebagai syarat dalam ujian sarjana teknik sipil bidang studi struktur pada fakultas teknik Universitas Sumatera Utara Medan. Penulis menyadari bahwa isi dari tugas akhir ini masih banyak kekurangannya. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman penulis. Untuk penyempurnaannya, saran dan kritik dari bapak dan ibu dosen serta rekan mahasiswa sangatlah penulis harapkan.

Penulis juga menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, tugas akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang senantiasa penulis cintai yang dalam keadaan sulit telah memperjuangkan hingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada :

1. Bapak Ir. Torang Sitorus, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberikan saran dan bimbingan

3. Bapak Ir. Besman Surbakti, M.T. selaku dosen pembanding yang telah memberikan kritikan dan nasehat yang membangun

4. Bapak Ir. Syahrizal, M.T. selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU

5. Kedua orang tua penulis yang turut mendukung segala kegiatan akademis penulis

6. Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penyelesaian administrasi

7. Rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan semangat kepada penulis, stambuk 08, Mutiara, Arvan, Felix, Agus, Wira, Handiman, Edward, dan lainya serta senior-senior dan adik-adik yang memberikan dukungan serta info mengenai kegiatan sipil.

Walaupun dalam menyusun Tugas akhir ini penulis telah berusaha untuk mengkaji dan menyampaikan materi secara sistematis dan terstruktur, tetapi tentunya Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran yang membangun tentulah sangat penulis harapkan di kemudian hari.

Medan, September 2015 Penulis

E

v

DAFTAR GAMBAR...vii

DAFTAR TABEL ...xii

DAFTAR NOTASI...xiii

BAB I. PENDAHULUAN...1

Latar Belakang ...1

I.2. Perumusan Masalah ...4

I.3. Maksud dan Tujuan...5

I.4. Pembatasan Masalah ...5

I.5. Metodologi ...6

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ...7

II.1. Pendahuluan...7

II.2. Karakteristik Baja ...7

II.3. Bentuk Bentuk Profil Baja...18

II.4. Perencanaan Struktur ...21

II.4.1. Umum21

II.4.2. Ketentuan Perencanaan Pembebanan21

II.4.3. Pembebanan22

II.4.3.1. Beban Mati (Dead Load)22

II.4.3.2. Beban Hidup (Live Load)23

II.4.3.3. Beban Angin (Wind Load)23

.4.3.4.b.Klasifikasi Situs.28

II.4.3.4.c. Faktor Respon Gempa.29

II.4.3.4.d. Arah Pembebanan Gempa.32

II.4.3.5. Temperatur32

II.4.4. Kombinasi Pembebanan Metode LRFD35

II.5. Program SAP 2000 ...35

III. METODE PENELITIAN ...37

III.1. Umum ...37

III.2. Kerangka Pikiran ...38

III.3. Tahap Analisis ...40

III.3.1. Studi Literatur40 III.3.2. Pengumpulan Data41 III.3.3. Perhitungan Beban41 III.3.4. Analisis Respon Spektrum41 BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...43

IV.1. Permodelan Struktur...43

IV.1.1. Data Struktur43 IV.1.2. Konfigurasi Gedung46 IV.1.3. Permodelan di SAP47 IV.1.4. Data Material51 IV.1.5. Dimensi dan Penampang Struktur51 IV.1.5.1. Dimensi Balok51 IV.1.5.2. Dimensi Kolom53 IV.2. Pembebanan Struktur ...53

IV.2.1. Berat Sendiri53

V.2.4. Perhitungan Beban Gravitasi54

IV.2.5. Perhitungan Beban Angin56

IV.2.5.1. Perhitungan Beban Angin Arah Memanjang (XZ)56

IV.2.5.2. Perhitungan Beban Angin Arah Melintang (YZ)59

IV.3. Gempa ...63

IV.3.1. Data Gempa63 IV.3.2. Faktor Reduksi Gempa65 IV.4. Perhitungan Dengan Program SAP 2000 ...65

IV.5. Hasil Analisis Gaya-Gaya Dalam dan Deformasi...74

IV.5.1. Aplikasi Beban-Beban Pada Portal Dalam SAP 200076 IV.5.2. Hasil Analisis Gaya-Gaya Dan Deformasi Pada Bangunan Tanpa Aplikasi Temperatur79 IV.5.2.1. Bidang Momen Portal Struktur Bangunan79 IV.5.2.2. Bidang Lintang Portal Struktur Bangunan87 IV.5.2.3.Bidang Normal Portal Struktur Bangunan94 IV.5.2.4. Deformasi Pada Portal Struktur Bangunan97 IV.5.3. Hasil Analisis Gaya-Gaya Dan Deformasi Pada Bangunan Dengan Aplikasi Temperatur100 IV.5.3.1. Bidang Momen Portal Struktur Bangunan100 IV.5.3.2. Bidang Lintang Portal Struktur Bangunan108 IV.5.3.3. Bidang Normal Portal Struktur Bangunan115 IV.5.3.4.Deformasi Pada Portal Struktur Bangunan118 IV.5.4. Hasil Analisis Gaya-Gaya Dan Deformasi Maksimum Pada Struktur Bangunan122 ! V. KESIMPULAN DAN SARAN ...124

V.1. Kesimpulan...124

V.2. Saran ...128

"#$% #& '#()#&

*+ *,

-./0 .1 1.1 2 3 1453 41 B.6746 .689 6 .1.: 46 754;9 /0 .5.1.6B.3 4B. 1...4

*+ *,, G./0 .1 2.1 H40 46 7.6:9 7.6 7.6-<97.6 7.6= 6345= > ?: .1? 5; .@ . B.> .A 46.5... 10

G./0 .1 2.2 ;9 69 634.6: 97.6 7.6A9 B9 C... 14

G./0 .1 2.3 2 4/0 4= 3./.; 1DE?B... 19

G./0 .1 2.4 2 4/0 4F . C.6@ .62 4/0 4F.C .6; 1DE ?B... 20

G./0 .1 2.5 2G9 53 14/<9H GD 6HI9H.?6... 31

G./0 .1 2.6 J.1? .H?2 ?E.389 5.6?HF.>.:91C.@ .G:9 /G91.341... 34

*+ *,, , G./0 .13.1 :./G.5K3 .HI9H.?6<.6 75. B.6 746.6... 39

G./0 .13.2 :./G.5I9G.6I9H.?6<.6 75. B.6 746.6... 39

G./0 .13.3 :./G.52 ./G?67 D9H.?6< .6 75. B.6 746. 6... 40

G./0 .13.4 D? . 71./ AB?1893D@DBD 7?;96?B ? 3? .6... 42

*+ *,L G./0 .14.1 G./0 .1;D 13 .B A1.CM... 44

G./0 .14.2 G./0 .1;D 13 .B A1.CN... 45

G./0 .14.3 G./0 .1;D 13 .BG.@ .Elevasi +3,30m ... 46

Gambar 4.4 Permodelan Gedung 3D ... 47

Gambar 4.7 Permodelan Struktur Arah YZ ... 50

Gambar 4.8 Sketsa Pembebanan Tungku ... 54

Gambar 4.9 Sketsa Pembebanan Balok Atap Arah Memanjang ... 55

Gambar 4.10 Sketsa Pembebanan Balok Atap Arah Melintang ... 55

Gambar 4.11 Sketsa Pembebanan Angin Arah Memanjang... 56

Gambar 4.12 Sketsa Pembebanan Angin Arah Melintang ... 59

Gambar 4.13 Respon Spektrum Struktur Baja... 65

Gambar 4.14 Hasil Permodelan 3D Struktur Bangunan Pada SAP 2000... 76

Gambar 4.15 Aplikasi Beban Tungku Pada Struktur... 76

Gambar 4.16 Aplikasi Beban Angin Arah XZ Pada Struktur... 77

Gambar 4.17 Aplikasi Beban Angin Arah YZ Pada Struktur... 77

Gambar 4.18 Aplikasi Respon Spektrum Pada Struktur... 78

Gambar 4.19 Aplikasi Temperatur Pada Struktur... 78

Gambar 4.20 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal A - A ... 79

Gambar 4.21 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal B - B... 80

Gambar 4.22 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 1 - 1 ... 80

Gambar 4.23 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 2 - 2 ... 81

Gambar 4.24 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku Struktur 3D... 81

Gambar 4.25 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A... 82

Gambar 4.26 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal B - B ... 82

Gambar 4.27 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 1 - 1... 83

Gambar 4.28 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 2 - 2... 83

Gambar 4.29 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Struktur 3D ... 84

Gambar 4.30 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal A - A ... 84

Gambar 4.31 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal B - B... 85

Gambar 4.34 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Struktur 3D... 86

Gambar 4.35 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal A - A ... 87

Gambar 4.36 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal B - B... 87

Gambar 4.37 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 1 - 1 ... 88

Gambar 4.38 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 2 - 2 ... 88

Gambar 4.39 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku Struktur 3D... 89

Gambar 4.40 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A... 89

Gambar 4.41 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal B - B ... 90

Gambar 4.42 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 1 - 1... 90

Gambar 4.43 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 2 - 2... 91

Gambar 4.44 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Struktur 3D ... 91

Gambar 4.45 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal A - A ... 92

Gambar 4.46 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal B - B... 92

Gambar 4.47 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal 1 - 1 ... 93

Gambar 4.48 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal 2 - 2 ... 93

Gambar 4.49 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Struktur 3D ... 94

Gambar 4.50 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal A - A... 94

Gambar 4.51 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal B - B ... 95

Gambar 4.52 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A ... 95

Gambar 4.53 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal B - B ... 96

Gambar 4.54 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal A - A ... 96

Gambar 4.55 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal B - B ... 97

Gambar 4.56 Deformasi Arah YZ Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 1 - 1 ... 97

Gambar 4.57 Deformasi Arah XZ Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A... 98

Gambar 4.58 Deformasi Arah XZ Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal A - A ... 98

Gambar 4.61 Deformasi Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Struktur 3D ...100

Gambar 4.62 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal A - A ...100

Gambar 4.63 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal B - B...101

Gambar 4.64 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 1 - 1 ...101

Gambar 4.65 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 2 - 2 ...102

Gambar 4.66 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Tungku Struktur 3D...102

Gambar 4.67 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A...103

Gambar 4.68 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal B - B ...103

Gambar 4.69 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 1 - 1...104

Gambar 4.70 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 2 - 2...104

Gambar 4.71 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Angin pada Struktur 3D ...105

Gambar 4.72 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal A - A ...105

Gambar 4.73 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal B - B...106

Gambar 4.74 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal 1 - 1 ...106

Gambar 4.75 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal 2 - 2 ...107

Gambar 4.76 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Struktur 3D ...107

Gambar 4.77 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal A - A ...108

Gambar 4.78 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal B - B...108

Gambar 4.79 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 1 - 1 ...109

Gambar 4.80 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 2 - 2 ...109

Gambar 4.81 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Tungku Struktur 3D...110

Gambar 4.82 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A...110

Gambar 4.83 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal B - B ...111

Gambar 4.84 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 1 - 1...111

Gambar 4.85 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal 2 - 2...112

Gambar 4.88 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal B - B...113

Gambar 4.89 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal 1 - 1 ...114

Gambar 4.90 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal 2 - 2 ...114

Gambar 4.91 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Struktur 3D ...115

Gambar 4.92 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal A - A...115

Gambar 4.93 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal B - B ...116

Gambar 4.94 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A ...116

Gambar 4.95 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal B - B ...117

Gambar 4.96 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal A - A ...117

Gambar 4.97 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal B - B ...118

Gambar 4.98 Deformasi Arah XZ Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal A - A ....118

Gambar 4.99 Deformasi Arah YZ Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Portal 1 - 1 ...119

Gambar 4.100 Deformasi Arah XZ Akibat Kombinasi Beban Angin pada Portal A - A...119

Gambar 4.101 Deformasi Arah XZ Akibat Kombinasi Beban Gempa pada Portal A - A ...120

Gambar 4.102 Deformasi Akibat Kombinasi Beban Tungku pada Struktur 3D ...120

Gambar 4.103 Deformasi Akibat Kombinasi Beban Angin pada Struktur 3D...121

PQRSQ TSQU VW

XY XZZ

[\]^_`ab cde f dghijdkjdkcdg lmi nig d odp ik l qmdr d aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaabs

[\]^_`a` tdufvgwixf dyddkzxkfxumig ndjd lwdfijvg l{i| xkj|dkmdkjxkdk aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa`}

[\]^_`as tdufvgwixf dyddk{iyod aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa`}

[\]^_`a~ wd qle lud ql€lfxq aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa`

[\]^_`a‚ wvie l qlik€lfxqƒtd aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaas„

[\]^_`a… wvie l qlik€lfxqƒt† aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaas„

XY XZ‡

[\]^_~ab wvke ljxgd ql{i| xkj aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa~…

[\]^_~a` ˆ \ ‰\Šˆ\ ‰\‹ \_ \Œ \Ž‹ ^‘Œ\’“[ ^ ‘]^ ’ \‘‹^Ž”\Ž• Œ]“ Ž \’“–^] \Ž

[—Ž ”˜—aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaab``

[\]^_~as ˆ \ ‰\Šˆ\ ‰\‹ \_ \Œ \Ž‹ ^‘Œ\’“[ ^ ‘]^ ’\ ‘‹ ^Ž”\Ž•Œ]“ Ž \ ’“–^] \Ž

™Ž ”“Žaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaab``

[\]^_~a~ ˆ \ ‰\Šˆ\ ‰\‹ \_ \Œ \Ž‹ ^‘Œ\’“[ ^ ‘]^ ’\ ‘‹ ^Ž”\Ž• Œ]“ Ž \ ’“–^] \Ž

¤ ¥ ¦§¨©ª «¬¨­ ª¨¬ ® ¤¯ ¥ °± ²± ³´¨² ¨©«µ ¨© ²±© ¶ ¥ °± ²± ³´¨² ¨©ªµ ¨© ²±© · ¥ · «µ ¸± §© ¹ ¥ ¶«´¨¬­¨²± º » ¥ ¼½¾§µ§©«µ«© ²±©± ² ¨©

º1 ¥ ¶«´¨¬¿ «­ª¨

º2 ¥ ¶«´¨¬¿ «­ª¨¨À¨Á²«®¨³µ§À§©

 ¥ ¨ÁÀ«¬Á«±²

Fa ¥ ý«Ä±©±«¬©±²§©§¬²§³ª«À± ½¾¨ª«¬¾«³Åª ¨¾¨ª«À± ½¾ ¨ 0ÆǾ«²± ³È

Fv ¥ ý«Ä±©±«¬©±²§©§¬²§³ª«À± ½¾¨ª¨¬É¨¬ ®Åª¨¾ ¨ª«À± ½¾¨ 1 ¾«²±³È

Ä Ê ¥ 稲µ«µ«Á²§µ¨¬ ®¨¬Å¼Ë¨È ¿ ¥ ¼½¾§µ§©®«© «À Ì Í ¥ ¨³² ½À³« §² ¨­¨¨¬¿ «­ ª ¨ ¦ ¥ ˨¬É¨¬®´ ¨² ¨¬ ®© «²«µ¨Á­«¬¾¨ª¨²³¨¬´ «´¨¬ ¦ Î ¥ ˨¬É¨¬®­§µ ¨Ï­§µ ¨ ¼ ¥ °± ²± ³Ð§¬² §Á Ë ¥ ¿ ¨Ñ¨¨³©± ¨µ²«ÀĨ³²½ÀÅÒÈ Ó ¥ ¶«´¨¬²«À´¨ ®±À¨²¨ Ô ¥ °«³¨¬¨¬¾± ¬¨­±© Ð ¥ ¨³² ½ÀÀ«¾§³©±®«­ ª¨

Ö1 = × ØÙØÚ ÛÜ ÛÙÝÛÙÞ ÛÝ ØÜ ØßÙÛà Ý áßàà Ý ÛÞÜÙØâãäåæ ØÙçÝÛÜ ØèÛÚÝ ØÝØæ ØÝ Û Ùç áæ Ø 1

æ ÛÜçéêÙÛæ ØÚØßëÝÛÙàÛß

SDS = × ØÙØÚ ÛÜ ÛÙÝÛÙÞ ÛÝ ØÜ ØßÙÛà Ý áßàà Ý ÛÞÜÙØâÝ ØæØÝ ÛÙçáæØÝ Ûßæ ÛéêÙÛæ ØÚØßëÝÛÙàÛß

SD1 = × ØÙØÚ ÛÜ ÛÙÝÛÙÞ ÛÝ ØÜ ØßÙÛà Ý áßàà Ý ÛÞÜÙØâÝ ØæØÝ ÛÙçáæØ 1 æ ÛÜ ç éêÙÛæ ØÚØßëÝ ÛÙàÛß

SMS = × ØÙØÚ ÛÜ ÛÙÝÛÙÞ ÛÝ ØÜ ØßÙÛà Ý áßàà Ý ÛÞÜÙØâãäåÝ Øæ ØÝ ÛÙç áæ ØÝ ÛßæÛéìØß èà íæØî

æ çàÛà í ØçéØßÜÛÙî ØæØÝÝ ÛßèØ ÙíîéÛâØàà çÜíà

SM1 = × ØÙØÚ ÛÜ ÛÙÝÛÙÞ ÛÝ ØÜ ØßÙÛà Ý áßàà Ý ÛÞÜÙØâãäåÝ Øæ ØÝ ÛÙçáæ Ø 1 æ ÛÜ ç éìØß èà íæØî

æ çàÛà í ØçéØßÜÛÙî ØæØÝÝ ÛßèØ ÙíîéÛâØàà çÜíà

ï ð ïÛÚÝ ÛÙØÜí Ù

T = × ÛÙçáæ Øñí ßæ ØÚ ÛßÜØâò Øß èí ßØß

Ti = ïÛÚÝ ÛÙØÜí ÙòØÜ Øàò ØóØ

Ü ð ïÛò ØâÝ Ûâ ØÜôÚ Ú õ ö ð ÷ ÛÞÛÝØÜØß ø ð ùÛò ØßØß èçß úà ð ùÛÙ ØÜó Ûßçàò Øó Ø û ð ÷ ÛÙØÝØÜ ØßÚØà àØíæØÙØ ð × ÛÙò Øßæ çß èØßÝ áçà àáß ð ïÛèØß èØß

1 ð ïÛèØß èØßâ Ûâ Ûî

u ð ïÛèØß èØßí âÜ çÚ ØÜÛ

ð ü ÛèØß èØß

ý þÿ ä ð America Institute of Steel Construction

STRAK

3

2 3

! "

3

# # $ Rangka Baja, Struktur Portal 3D, Gempa, Angin, Temperatur,

%&%

I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Struktur baja telah banyak digunakan di seluruh pelosok dunia untuk

perencanan suatu bangunan. Struktur baja menjadi salah satu pilihan terbaik dalam

sudut pandang keuntungan bagi para perencana bangunan dibandingkan dengan

material lainnya. Struktur baja sering digunakan dalam perencanaan bangunan tinggi

contohnya seperti bangunan menara , gudang , pabrik , gedung perkantoran dan

lainnya. Material baja pada struktur baja juga tersedia dalam berbagai jenis ukuran

dan mempunyai sifat - sifat yang menguntungkan dalam perencanaan struktur

bangunan.

Dalam perencanaan struktur baja, seorang perencana harus mampu

merencanakan bangunan yang kuat dan dapat menahan beban rencana. Untuk

penentuan beban rencana yang bekerja pada struktur baja atau elemen struktur secara

tepat tidak selalu bisa dilakukan. Walaupun beban pada struktur diketahui, distribusi

beban dari elemen ke elemen pada struktur biasanya membutuhkan anggapan dan

pendekatan. Beberapa jenis beban rencana yang paling umum yaitu beban mati,

beban hidup, beban gempa, dan beban angin.

Semua struktur memikul beban angin tetapi umumnya hanya pada bangunan

dengan tinggi lebih dari tiga atau empat tingkat dan jembatan yang panjang,

Pada bangunan tipikal dengan denah dan tampak segi empat, angin

menimbulkan tekanan pada sisi di pihak angin (windward) dan hisapan pada sisi di

belakang angin (leeward), serta tekanan ke atas atau kebawah pada atap. Dalam

banyak hal, beban atap vertikal akibat angin diabaikan dengan anggapan beban salju

lebih menentukan daripada beban angin. Selain itu, beban angin lateral total

(pengaruh dipihak dan di belakang angin) dianggap bekerja pada permukaan

bangunan yang berada di pihak angin.

Berdasarkan dalil Bernoulli untuk cairan ideal yang menerpa suatu benda,

kenaikan tekanan statis sama dengan penurunan tekanan dinamis, atau

= (1.1)

Dengan q adalah tekanan dinamis pada benda tersebut, adalah kerapatan

massa udara (berat jenis w = 0,07651 psf pada ketinggian permukaan laut dan suhu

15 C), dan V adalah kecepatan angin.

Perencanaan struktur yang hanya berada pada suhu atmosfir jarang meninjau

kelakuan pada suhu tinggi. Pengetahuan tentang kelakuan ini diperlukan dalam

menentukan prosedur pengelasan dan pengaruh kebakaran.

Bila suhu melampaui 200 F (93 C), kurva tegangan-regangan mulai menjadi

tak linear dan secara bertahap titik leleh yang jelas menghilang. Modulus elastisitas,

kekuatan leleh, dan kekuatan tarik akan menurun bila suhu naik. Pada suhu antara

800 dan 1000 F (430 dan 540 C) terjadi laju penurunan maksimum. Dan untuk baja

dengan persentase karbon yang tinggi, seperti A36 dan A440, menunjukan

pelapukan regangan (strain aging) pada suhu 300 sampai 700 F (150 sampai 370

C). Ini terlihat dari kenaikan relatif titik leleh dan kekuatan tarik pada daerah suhu

akan naik kira-kira sebesar 10% di atas kekuatan pada suhu kamar dan titik leleh

dipulihkan kembali mendekati titik leleh pada suhu kamar. Pelapukan regangan

mengakibatkan turunnya daktalitas.

Penurunan modulus elastisitas tidak terlalu besar pada suhu sampai 1000 F

(540 C); setelah itu, modulus elastisitas akan menurun dengan cepat. Yang lebih

penting, bila suhu mencapai 500 sampai 600 F (260 sampai 320 C), deformasi pada

baja akan membesar dibandingkan dengan lamanya waktu pembebanan; fenomena

ini dikenal sebagai rangkak (creep). Rangkak sering dijumpai pada struktur beton; dan pengaruhnya pada baja (yang tidak terjadi pada suhu kamar) meningkat bila suhu

naik.

Untuk merencanakan suatu struktur bangunan, seorang perencana harus

mengikuti pedoman dalam merencanakan bangunan sesuai dengan standard dan

aturan yang ada. Aturan perencanaan yang paling banyak dipakai ialah aturan

perencanaan dari America Institute of Steel Construction (AISC), yang dicantumkan

dalamSpesification for the Design, Fabrication, and Erection of Structural Steel for Buildings, yang selanjutnya akan disebut Spesifikasi AISC. Dan perlu di pertimbangkan juga faktor keamanan yang diperlukan untuk perencanaan struktur

baja hakekatnya adalah gabungan dari faktor ekonomi dan statistik.

Berdasarkan latar belakang diatas, maka tugas akhir ini dimaksudkan untuk

membahas pengaruh beban rencana dan suhu pada suatu struktur bangunan baja yang

didasari dengan pedoman aturan perencanaan struktur baja dari spesifikasi AISC dan

I.2. Perumusan Masalah

Dalam tugas akhir ini model struktur baja yang akan dianalisis adalah sebuah

desain struktur baja bangunan menara tungku pembakaran batu bara (furnace).

Struktur baja ini didesain dengan ukuran panjang 8,32 meter, lebar 6,92 meter dan

tinggi 18,15 meter menggunakan jenis profil WF, yang menopang 2 buah tungku

pembakaran (furnace) seberat 2 x 1100 ton yang bertemperatur sekitar 300 C setelah

diisolasi dengan fire brick. Contoh penggambaran desain struktur baja bangunan

menara tungku pembakaran batu bara dapat dilihat pada gambar dibawah.

TUNGKU PEMBAKARAN BATU BARA

[image:20.595.131.515.310.718.2]

I.3. Maksud dan Tujuan

Dalam tugas akhir ini, penulis bertujuan menganalisa perilaku kekuatan dan

stabilitas desain struktur baja menara tungku pembakaran (furnace) batu bara

terhadap pengaruh gempa, beban angin dan pengaruh temperatur dari tungku

pembakaran batu bara terhadap desain struktur baja yang menopangnya. Dimana

penulis akan memakai bantuan program SAP 2000 v.11 untuk penginputan pengaruh

gempa, beban angin dan temperatur pada desain struktur baja ini. Dari analisa ini

akan menghasilkan kesimpulan yang dapat membantu pengguna bukan dalam hal

mendesain saja tetapi juga untuk menuntun pengguna untuk mendapatkan gambaran

mengenai gaya-gaya yang terjadi pada menara tungku pembakaran batu bara.

I.4. Pembatasan Masalah

Sebagai pembatas permasalahan yang akan dibahas dalam penulisan tugas

akhir ini adalah sebagai berikut :

a. Struktur bangunan yang dianalisis merupakan portal baja dengan profil WF

dimana rangka struktur bangunan menopang tungku pembakaran batu bara

b. Beban luar yang ditinjau terhadap struktur bangunan hanya beban gempa dan

beban angin

c. Pengaruh temperatur dihitung dari suhu tungku pembakaran batu bara terhadap

profil WF yang menopangnya

d. Berat tungku pembakaran batu bara dianggap sebagai beban terbagi rata pada

balok penahan tungku pembakaran yang terletak diatas rangka struktur profil

e. Teori dan peraturan pengaruh pembebanan yang digunakan mengacu pada

SNI 03-1729-2002

f. Perhitungan pengaruh gempa, angin dan temperatur terhadap struktur bangunan

menggunakan program SAP 2000 v.11

I.5. Metodologi

Metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah dengan

melakukan kajian teori dan peraturan untuk perhitungan pengaruh gempa, beban

angin dan temperatur yang ada pada buku-buku dan jurnal yang berhubungan dengan

pembahasan tugas akhir ini. Dan mengaplikasikan teori dan peraturan yang ada

dalam program perhitungan sehingga diperoleh hasil analisa dalam bentuk tabel

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Pendahuluan

Baja merupakan suatu bahan konstruksi yang lazim digunakan dalam struktur

bangunan sipil. Karena kekuatan yang tinggi dan ketahanan terhadap gaya luar yang

besar maka baja ini juga telah menjadi bahan pilihan untuk konstruksi rangka

struktur bangunan tungku pembakaran batu bara. Struktur baja bisa dibagi atas tiga

kategori umum :

a. Struktur rangka (framed structure), yang elemennya bisa terdiri dari batang

tarik, kolom, balok dan batang yang mengalami gabungan lenturan dan beban

aksial

b. Struktur gantung (suspension), yang sistem pendukung utamanya mengalami

tarikan aksial yang dominan

c. Struktur selaput (shell), yang tegangan aksialnya dominan.

II.2. Karakteristik Baja

Pengetahuan mengenai karakteristik baja merupakan keharusan apabila

seorang insinyur menggunakan baja sebagai pilihan untuk merencanakan suatu

bagian struktur. Sifat mekanisme yang sangat penting pada baja diperoleh

berdasarkan hukum eksperimental tegangan dan regangan yang didapatkan oleh

Robert Hooke pada tahun 1678. jika benda mengalami pembebanan, didapatkan

bahwa untuk bahan tertentu perpanjangannya berbanding lurus dengan beban yang

penampangnya sama dibebani menurut sumbunya, tegangannya sama pada seluruh

penampang dan besarnya sama dengan besar beban dibagi dengan luas

penampangnya. Regangan sumbu sama dengan pertambahan panjang dibagi dengan

panjang semula, sehinggga dapat ditulis:

σ

=

?

? (2.1)

ε

=

????

?? (2.2)

σ

=

ε

. E

(2.3)

dimana : P = gaya aksial yang bekerja pada penampang

A = luas penampang

Lo = panjang mula – mula

L = panjang batang setelah mendapatkan beban

E = modulus elastisitas

Berdasarkan persentase zat arang yang dikandung, baja dapat dikategorikan

sebagai berikut :

1. Baja dengan persentase zat arang rendah ( low carbon steel )

Yakni lebih kecil dari 0.15 %

2. Baja dengan persentase zat arang ringan ( mild carbon steel )

Yakni 0.15 % - 0.29 %

3. Baja dengan persentase zat arang sedang ( medium carbon steel )

Yakni 0.30 % - 0.59 %

4. Baja dengan persentase zat arang tinggi ( High carbon steel )

Baja untuk bahan struktur termasuk kedalam baja yang persentase zat arang

yang ringan ( mild carbon steel ), semakin tinggi kadar zat arang yang terkandung

didalamnya, maka semakin tinggi nilai tegangan lelehnya. Sifat-sifat bahan struktur

yang paling penting dari baja adalah sebagai berikut :

1. Modulus Elastisitas ( E )

Modulus elastisitas untuk semua baja ( yang secara relative tidak tergantung

dari kuat leleh ) adalah 28000 sampai 30000 ksi atau 193000 sampai 207000

Mpa. Nilai untuk desain lazimnya diambil sebesar 29000 ksi atau 200000

Mpa.

Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Indonesia ( PPBBI ), nilai

modulus elastisitas baja adalah 2,1 x 106kg/cm² atau 2,1 x 105MPa.

2. Modulus Geser ( G )

Modulus geser setip bahan elastis dihitung berdasarkan formula :

G =

?

?(???) (2.4)

Dimana μ = perbandingan poisson yang diambil sebesar 0,3 untuk baja.

Dengan menggunakan μ = 0,3 maka akan memberikan G = 11000 ksi atau

77000 MPa.

Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia ( PPBBI ),

nilai modulus geser ( gelincir ) baja adalah 0,81 x 106 kg/cm² atau 0,81 x 105

MPa.

3. Koefisien Ekspansi ( α )

Koefisien ekspansi adalah koefisien pemuaian linier. Koefisien ekspansi baja

4. Tegangan Leleh ( σ1 )

Tegangan leleh ditentukan berdasarkan mutu baja.

5. Sifat – sifat lain yang penting.

Sifat – sifat ini termasuk massa jenis baja, yang sama dengan 490 pcf atau

7,850 t/m3, atau dalam berat satuan, nilai untuk baja sama dengan 490 pcf

atau 76,975 kN/m³, berat jenis baja umumnya adalah sebesar 7,85 t/m3.

Untuk mengetahui hubungan antara tegangan dan regangan pada baja dapat

dilakukan dengan uji tarik di laboratorium. Sebagian besar percobaan atas baja akan

menghasilkan bentuk hubungan antara tegangan dan regangan seperti tergambar di

[image:26.596.205.399.384.499.2]

bawah ini.

Gambar 2.1 Hubungan Tegangan - Regangan Untuk Uji Tarik Pada Baja Lunak

Keterangan gambar :

σ = tegangan baja

ε = regangan baja

A = titik proporsional

A’ = titik batas elastis

B = titik batas plastis

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan antara

tegangan dan regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum Hooke.

Kemiringan garis OA menyatakan besarnya modulus elastisitas E. Diagram regangan

untuk baja lunak memiliki titik leleh atas ( upper yield point ), σyu dan daerah leleh

datar. Secara praktis, letak titik leleh atas ini, A’ tidaklah terlalu berarti sehingga

pengaruhnya sering diabaikan. Titik A’ sering juga disebut sebagai titik batas elastis

( elasticity limit ). Sampai batas ini bila gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka

batang tersebut akan berdeformasi. Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka

batang akan kembali ke bentuk semula. Dalam hal ini batang tidak mengalami

deformasi permanen.

Bila beban yang bekerja bertambah, maka akan terjadi pertambahan regangan

tanpa adanya pertambahan tegangan. Sifat pada daerah AB inilah yang disebut

sebagai keadaan plastis. Lokasi titik B, yaitu titik batas plastis.

Daerah BC merupakan daerah strain hardening, dimana pertambahan

regangan akan diikuti dengan sedikit pertambahan tegangan. Disamping itu,

hubungan tegangan dengan regangannya tidak lagi bersifat linier. Kemiringan garis

setelah titik B ini didefenisikan sebagai Ez. Di titik M, yaitu regangan berkisar antara

20 % dari panjang batang, tegangannya mencapai nilai maksimum yang disebut

sebagai tegangan tarik batas ( Ultimate tensile strength ). Akhirnya bila beban

semakin bertambah besar lagi maka titik C batang akan putus.

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh.

Dalam kenyataannya, sulit untuk menentukan besarnya tegangan leleh, sebab

standar menentukan besarnya tegangan leleh dihitung dengan menarik garis sejajar

dengan sudut kemiringan modulus elastisitasnya, dari regangan sebesar 0,2 %.

Harga konstanta – konstanta diatas untuk baja structural adalah :

∑ Modulus Elastisitas E = 2,1 x 106kg/cm²

∑ Modulus Geser G = 0,81 x 106kg/cm²

∑ Angka Poison μ= 0,30

∑ Koefisien Muai α1 = 12 x 10-6per º C

Sifat fisik batangan tulangan baja yang paling penting, untuk digunakan

dalam perhitungan perencanaaan beton bertulangan adalah tegangan leleh (fc) dan

modulus elastiisitas (E). Tegangan leleh (titik leleh) baja ditentukan melalui prosedur

pengujian standar sesuai dengan SII 0136-84, dengan ketentuan bahwa tegangan

leleh adalah tegangan baja pada saat meningkatnya tegangan tidak disertai lagi

dengan peningkatan regangannya. Didalam perencanaan atau analisis beton bertulang

pada umumnya nilai tegangan leleh baja tulangan diketahui atau ditentukan pada

awal perhitungan.

Disamping usaha standarisasi yang telah dilakukan masing – masing negara

produsen baja, kebanyakan negara produsen baja pada dewasa ini masih berorientasi

pada spesifikasi teknis yang ditetapkan ASTM. Di Indonesia produksi baja tulangan

Jenis Baja Tegangan Leleh (σ1) (kg/cm²)

Tegangan Ultimate (σu) (kg/cm²)

Bj34 2100 3400

Bj37 2400 3700

Bj41 2500 4100

Bj44 2800 4400

Bj50 2900 5000

[image:29.596.130.509.81.300.2]

Bj52 3600 5200

Tabel 2.1 Daftar Tegangan Dari Beberapa Jenis Baja

Baja merupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya, sehingga

harus memenuhi standar yang telah ditetapkan. Menurut sifatnya baja merupakan

bahan yang keseragamannya dari komposisinya sangat baik dan homogenitasnya

sangat tinggi terutama Fe (Ferum) dalam bentuk Kristal dan zat arang (C), dalam

pembersihan kristalnya melalui panas yang tinggi serta proses selanjutnya, kemudian

akan diperoleh besi kasar dari dapur pemroses (tanur tinggi). Untuk menjamin

daktilitas dari baja, maka persentase maksimum dari zat arang, posfor dan sulfur

dibatasi. Pembatasan komposisi maksimum dari campuran tersebut adalah 1,7 % zat

arang(C) ; 1,65 % Mangan (Mn) ; 0,6 % Silikjon ; 0,60 % Tembaga (Cu).

Kekuatan baja ini tergantung kepada kadar karbon dan mangan yang dikandungnya.

Penambahan persentase karbin meningkatkan tegangan leleh tetapi mengurangi

daktilitas, sehingga sukar dilas. Pengelasan akan ekonomis dan memuaskan bila

[image:30.596.194.386.76.209.2]

Gambar 2.2 Penentuan Tegangan Leleh

Dari titik regangannya 0,2 % ditarik garis sejajar dengan garis OB sehingga

memotong grafik tegangan regangan dan memotong sumbu tegangan.Tegangan yang

diperoleh ini disebut dengan tegangan leleh. Tegangan-tegangan leleh dari

bermacam-macam baja bangunan diperlihatkan pada tabel 2.1 diatas.

Kekuatan baja ini tergantung kepada kadar karbon dan mangan yang

dikandungnya. Penambahan persentase karbin meningkatkan tegangan leleh tetapi

mengurangi daktilitas, sehingga sukar dilas. Pengelasan akan ekonomis dan

memuaskan bila kandungan karbon baja tersebut tidak lebih dari 0,30 %.

Baja memiliki beberapa kelebihan sebagai bahan konstruksi, diantaranya :

∑ Nilai kesatuan yang tinggi per satuan berat

∑ Keseragaman bahan dan komposit bahan yang tidak berubah terhadap waktu

∑ Dengan sedikit perawatan akan didapat masa pakai yang tidak terbatas

∑ Daktilitas yang tinggi

Disamping itu baja juga mempunyai kekurangan dalam hal :

∑ Biaya perawatan yang besar

∑ Biaya pengadaan anti api yang besar ( fire proofing cost )

∑ Nilai kekuatannya akan berkurang, jika dibebani secara berulang / periodik,

hal ini biasanya disebut dengan leleh atau fatigue.

Semua bahan bangunan yang telah dikenal dan dipakai dalam konstruksi pada

umumnya mempunyai beberapa kekurangan bila dibandingkan dengan bahan baja,

seperti misalnya kayu (terlalu lemah), batu (terlalu besar volumenya), tanah liat dan

bagian-bagian pohon (terlalu temporer) atau kurang mempunyai daya tahan terhadap

kekuatan tarik dan terlalu getas terhadap benturan (batu dan beton). Disamping

kekuatannya yang besar untuk menahan kekuatan tarik dan tekan tanpa

membutuhkan banyak volume baja juga mempunyai sifat-sifat lain yang

menguntungkan sehingga menjadikannya sebagai salah satu bahan bangunan yang

sangat umum dipakai dewasa ini. Penjelasan singkat tentang beberapa sifat-sifat baja

akan diutarakan berikut ini:

1. Kekuatan Tinggi

Dewasa ini baja diproduksi dengan berbagai kekuatan yang bisa dinyatakan

dengan kekuatan tegangan tekan lelehnya Fy atau oleh tegangan tarik batas

Fu. Bahan baja walaupun dari jenis yang paling rendah kekuatannya tetap

mempunyai perbandingan kekuatan per volume lebih tinggi bila

dibandingkan degan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai. Hal

ini memungkinkan perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai

beban mati yang yang lebih kecil untuk bentang yang lebih panjang, sehingga

memberikan kelebihan ruang dan volume yang dapat dimanfaatkan akibat

2. Kemudahan Pemasangan

Semua bahan-bahan baja bisa dipersiapkan di bengkel. Sehingga satu-satunya

kegiatan yang dilakukan di lapangan adalah kegiatan pemasangan

bagian-bagian konstruksi yang telah dipersiapkan. Sebagian-bagian besar dari

komponen-komponen konstruksi mempunyai bentuk standard yang siap dan bisa

diperoleh di toko-toko besi, sehingga waktu yang diperlukan untuk membuat

bagian-bagian konstruksi baja yang telah ada juga bisa dilakukan dengan

mudah karena komponen-komponen baja biasanya mempunyai bentuk

standard dan sifat-sifat yang tertentu dan mudah diperoleh dimana-mana.

3. Keseragaman

Sifat-sifat dari baja, baik sebagai bahan bangunan maupun dalam bentuk

struktur terkendali dengan baik sekali, sehingga dapat diharapkan

elemen-elemen dari struktur bisa berprilaku sesuai dengan yang diduga dalam

perencanaan. Dengan demikian bisa dihindari terdapatnya proses pemborosan

yang biasanya terjadi dalam perencanaan akibat adanya berbagai

ketidakpastian.

4. Daktilitas

Sifat dari baja yang mengalami deformasi yang besar di bawah pengaruh

tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus disebut sifat daktilitas.

Adanya sifat ini membuat struktur baja mampu mencegah terjadinya proses

robohnya bangunan secara tiba-tiba. Sifat ini sangat menguntungkan ditinjau

dari sudut keamanan penghuni bangunan bila terjadi suatu goncangan yang

Disamping itu masih ada juga keuntungan lain yang dapat kita peroleh dari

struktur baja, seperti:

1. Proses pemasangan di lapangan berlangsung cepat.

2. Profil baja dapat dilas.

3. Komponen-komponen strukturnya bisa digunakan lagi untuk keperluan

lainnya.

4. Komponen-komponen yang sudah tidak dapat digunakan lagi masih

mempunyai nilai sebagai besi tua.

5. Struktur yang dihasilkan bersifat permanen dengan cara pemeliharaan yang

tidak terlalu sukar.

Di samping keuntungan-keuntungan tersebut, bahan baja juga mempunyai

kelemahan-kelemahan sebagai berikut:

1. Komponen-komponen struktur yang dibuat dari bahan baja perlu diusahakan

supaya tahan api sesuai dengan peraturan yang berlaju untuk bahaya

kebakaran.

2. Diperlukannya suatu biaya pemeliharaan untuk mencegah baja dari bahaya

karat.

3. Akibat kemampuannya menahan tekukan pada batang-batang yang langsing,

walaupun dapat menahan gaya-gaya aksial, tetapi tidak bisa mencegah

terjadinya pergeseran horizontal.

Perlu diperhatikan bahwa pada suhu yang tinggi seperti yang terdapat bila

terjadi kebakaran pada bangunan, kekuatan dari struktur baja akan menurun secara

baja harus dilindungi dengan bahan tahan api atau dengan cara-cara perlindungan

lainnya yang sejenis. Cara umum untuk melindungi konstruksi baja dari bahaya api

adalah dengan melapisinya kurang lebih setebal 1 inchi dengan campuran semen,

adukan beton, atau dengan lapisan lain dari bahan yang tahan api seperti gips atau

bahan lainnya.

II.3. Bentuk - Bentuk Profil Baja

Ada 2 macam bentuk profil baja yang berdasarkan cara pembuatannya, yaitu:

a. Hot rolled shapes: Profil baja dibentuk dengan cara blok-blok baja yang

panas diproses melalui rol-rol dalam pabrik. Hot rolled shapes ini

mengandung tegangan residu (residual stress). Jadi sebelum batang dibebani

pun sudah ada residual stress yang berasal dari pabrik.

b. Cold formed shapes: Profil semacam ini dibentuk dari pelat-pelat yang sudah

jadi, menjadi profil baja dengan temperatur atmosfir (dalam keadaan dingin,

ingat mengenai strain aging). Tebal pelat yang dibentuk menjadi profil disini

tebalnya kurang dari 3/16 inch. Profil macam ini ringan dan sering disebut

sebagai light gage form steel.

Terdapat banyak jenis bentuk profil baja struktural yang tersedia di pasaran.

Semua bentuk profil tersebut mempunyai kelebihan dan kelemahan tersendiri.

Beberapa jenis profil baja yang dipakai dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah

profil IWF.

Profil siku atau profil L adalah profil yang sangat cocok untuk digunakan

sebagai bracing dan batang tarik. Profil ini biasa digunakan secara gabungan, yang

Profil C atau kanal mempunyai karakteristik flens pendek, yang mempunyai

kemiringan permukaan dalam sekitar 1 : 6. Aplikasinya biasanya digunakan sebagai

penampang tersusun, bracing tie, ataupun elemen dari bukan rangka (frame

opening).

Profil IWF terutama digunakan sebagai elemen struktur balok dan kolom.

Semakin tinggi profil ini, maka semakin ekonomis untuk banyak aplikasi.

Ada 2 jenis tipe sumbu dalam bentuk-bentuk profil baja berdasarkan inersia

menurut jenis penampangnya :

1. Sumbu Utama

Sumbu utama adalah sumbu yang menghasilkan inersia maksimum

atau minimum. Sumbu yang menghasilkan inersia maksimum dinamakan

sumbu kuat, dan yang menghasilkan inersia minimum disebut sumbu lemah.

Sumbu simetri suatu penampang selalu merupakan sumbu utama, namun

sumbu utama belum tentu sumbu simetri.

Gambar 2.3 Sumbu Utama Profil

Untuk profil siku gambar 2.3 bukan sumbu simetri dan bukan sumbu

dan sumbu B-B (sumbu lemah). Sumbu X-X dan Y-Y untuk profil C dan

profil IWF pada gambar 2.3 adalah sumbu simetri, karenanya sumbu-sumbu

tersebut merupakan sumbu utama. Sumbu X-X dan Y-Y.

2. Sumbu bahan dan sumbu bebas bahan

Sumbu bahan adalah sumbu yang memotong semua elemen bahan,

sedangkan sumbu bebas bahan adalah yang sama sekali tidak memotong

elemen bahan atau hanya memotong sebagian elemen bahan. Sumbu X-X

untuk gambar 2.4 adalah sumbu bahan. Sedangkan sumbu Y-Y adalah sumbu

bebas bahan. Pada profil siku ganda yang disusun saling membelakangi,

inersia arah sumbu Y (Iy) dipastikan akan selalu bernilai lebih besar (lebih

dominan) daripada inersia arah sumbu X (Ix), berapapun jarak antara dua

[image:36.596.268.416.423.534.2]

profil tersebut.

II.4. Perencanaan Struktur

II.4.1. Umum

Tujuan perencanaan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang

stabil, cukup kuat, mampu-layan, awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti

ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila ia tidak

mudah terguling, miring, atau tergeser, selama umur bangunan yang direncanakan.

Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu-layan bila kemungkinan terjadinya

kegagalan-struktur dan kehilangan kemampuan layan selama masa hidup yang

direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang dapat diterima. Suatu struktur

disebut awet bila struktur tersebut dapat menerima keausan dan kerusakan yang

diharapkan terjadi selama umur bangunan yang direncanakan tanpa pemeliharaan

yang berlebihan.

II.4.2. Ketentuan Perencanaan Pembebanan

Pedoman pembebanan untuk kedua metode menggunakan beberapa acuan

standar sebagai berikut :

1. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung ( SNI

03-1729-2002)

2. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI

03-1726-2012)

II.4.3. Pembebanan

Berdasarkan peraturan-peraturan diatas, struktur sebuah gedung harus

direncanakan kekuatannya terhadap beban-beban berikut :

II.4.3.1. Beban Mati (Dead Load)

Beban mati adalah berat dari semua bagian suatu gedung / bangunan yang

bersifat tetap selama masa layan struktur, termasuk unsur-unsur tambahan, finishing,

mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari

gedung/bangunan tersebut. Termasuk dalam beban ini adalah berat struktur, pipa

-pipa , saluran listrik , AC, penutup lantai dan plafon. Beberapa contoh berat dari

beberapa komponen bangunan penting yang digunakan untuk menentukan besarnya

beban mati dari suatu gedung / bangunan diperlihatkan berikut ini :

Bahan Bangunan Berat

∑ Baja 7850 kg/m3

∑ Beton 2200 kg/m3

∑ Beton Bertulang 2400 kg/m3

∑ Kayu (kelas I) 1000 kg/m3

∑ Pasir (kering udara) 1600 kg/m3

Komponen Gedung Berat

∑ Spesi dari semem per cm tebal 21 kg/m3

∑ Dinding batu bata ½ batu 250 kg/m3

∑ Penutup atap genting 50 kg/m3

Beban mati yang diperhitungkan dalam struktur gedung bertingkat ini

merupakan berat sendiri elemen struktur bangunan yang memiliki fungsi struktural

menahan beban

II.4.3.2. Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup yang diperhitungkan adalah beban hidup selama masa layan.

Beban hidup selama masa konstruksi tidak diperhitungkan karena diperkirakan beban

hidup masa layan lebih besar daripada beban hidup pada masa konstruksi.

Beberapa contoh beban hidup menurut kegunaan suatu bangunan :

Kegunaan Bangunan Berat

∑ Lantai dan tangga rumah sederhana 125 kg/m3

∑ Lantai dan tangga kantor, hotel & Rumah sakit 250 kg/m3

∑ Lantai ruang olahraga 400 kg/m3

∑ Lantai pabrik, gudang, bengkel & perpustakaan 400 kg/m3

∑ Lantai gedung parkir bertingkat 800 kg/m3

II.4.3.3. Beban Angin (Wind Load)

Beban angin adalah beban yang bekerja pada struktur akibat tekanan –

tekanan dari gerakan angin, beban angin sangat tergantung dari lokasi dan ketinggian

struktur. Besarnya tekanan tiup harus diambil minimum sebesar 25 kg/m2 , kecuali

untuk bangunan – banguanan berikut :

∑ Tekanan tiup ditepi laut hingga 5 km dari pantai harus diambil minimum 40

∑ Untuk bangunan didaerah lain yang kemungkinan tekanan tiupnya lebih dari 40

kg/m2, harus diambil P = V2/16 (kg/m2), dengan V adalah kecepatan angin

(m/s)

∑ Untuk cerobong, tekanan tiup dalam kg/m2 harus ditentukan dengan rumus

(42,5 + 0,6 h ), dengan h adalah tinggi cerobong seluruhnya dalam meter.

Nilai tekanan tiup yang diperoleh dari hitungan di atas harus dikalikan dengan suatu

koefisien angin, untuk mendapatkan gaya resultan yang bekerja pada bidang kontak

tersebut.

II.4.3.4. Beban Gempa

Dalam segala pembangunan gedung, semua ahli konstruksi harus harus

memperhatikan aspek kegempaan yang ada di daerah tersebut untuk mengantisipasi

kerusakan jika terjadi gempa dan disisi lain untuk menghindari korban jiwa akibat

gempa. Aspek kegempaan tersebut dianalisis berdasarkan peraturan yang berlaku di

Negara tersebut dan salah satunya adalah Indonesia. Indonesia adalah Negara yang

rawan akan gempa sehingga Indonesia memiliki peraturan sendiri dan peta

gempanya. Saat ini di Indonesia peraturan yang berlaku adalah Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002. Dalam

peraturan ini Indonesia dibagi dalam 6 wilayah gempa. Saat ini, SNI 03-1726-2002

akan direvisi menjadi RSNI2 03-1726-2012. Dalam peraturan yang baru ini

parameter wilayah gempa sudah tidak digunakan lagi dan diganti berdasarkan dari

nilai ??( parameter respons spektral percepatan gempa pada periode pendek ) dan

nilai ??(parameter respons spektral percepatan gempa pada periode 1 detik) pada

II.4.3.4.a Gempa Rencana dan Faktor Keutamaan

Untuk berbagai kategori gedung seperti terlihat pada tabel 2.2 bergantung

pada probabilitas terjadinya keruntuhan bangunan gedung selama umur gedung yang

diharapkan. Pengaruh gempa rencana terhadap bangunan gedung harus dikalikan

dengan suatu faktor keutamaan (I). Faktor keutamaan (I) bangunan tergantung

kategori bangunan itu sendiri seperti terlihat pada tabel 2.3.

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko rendah

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk,

tapi tidak dibatasi untuk:

- Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan

- Fasilitas sementara

- Gudang penyimpanan

- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam

kategori risiko I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Perumahan

- Rumah toko dan rumah kantor

- Pasar

- Gedung perkantoran

- Gedung apartemen/ Rumah susun

- Pusat perbelanjaan/ Mall

- Bangunan industri

- Fasilitas manufaktur

- Pabrik

II

Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko tinggi

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk,

tapi tidak dibatasi untuk:

- Bioskop

- Gedung pertemuan

- Stadion

- Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit

gawat darurat

- Fasilitas penitipan anak

- Penjara

- Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk kedalam kategori

risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak

ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap

kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan,

termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Pusat pembangkit listrik biasa

- Fasilitas penanganan air

- Fasilitas penanganan limbah

- Pusat telekomunikasi

Gedung dan struktur lainnya yang tidak termasuk dalam

kategori risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk

fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan,

penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya,

bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang

mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau

peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai

batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan

cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi

kebocoran.

Gedung dan struktur lainnya yang ditunjukkan sebagai fasilitas

yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk:

- Bangunan-bangunan monumental

- Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki

fasilitas bedah dan unit gawat darurat

- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi,

serta garasi kendaraan darurat

- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan

tempat perlindungan darurat lainnya

- Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan

fasilitas lainnya untuk tanggap darurat

- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang

dibutuhkan pada saat keadaan darurat

- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki

penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur

stasiun

listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah

atau

struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam

kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat

keadaan darurat

Gedung dan struktur lainnya yang dibutuhkan untuk

mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke

dalam kategori risiko IV.

Tabel 2.2 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa,?_?

I atau II 1,0

III 1,25

[image:43.596.113.545.78.489.2]

IV 1,50

II.4.3.4.b Klasifikasi Situs

Prosedur untuk klasifikasi suatu situs untuk memberikan kriteria seimik

adalah berupa faktor-faktor amplifikasi pada bangunan. Dalam perumusan criteria

seismik suatu bangunan di permukaan tanah atau penentuan amplifikasi besaran

percepatan gempa puncak dari batuan dasar ke permukaan tanah untuk suatu situs,

maka situs tersebut harus diklasifikasikan terlebih dahulu. Profil tanah di situs harus

diklasifikasikan berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas. Penetapan kelas

situs harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan di laboratorium, yang

dilakukan oleh otoritas yang berwenang atau ahli desain geoteknik bersertifikat.

Kelas sit us ??̅ (m/ det ik) _??_{at au ?}?_{?? ??}̅ _(kPa)

SA (batuan keras) > 1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras, sangat

padat dan batuan lunak) 350 sampai 750 > 50 ≥100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak) < 175 < 15 < 50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m

tanah dengan karateristik sebagai berikut :

1. Indeks plastisitas, PI> 20

2. Kadar air, w≥ 40%

3. Kuat geser niralir, ??̅ < 25 ???

SF (tanah khusus, yang

membutuhkan investigasi

geoteknik spesifik dan

analisis respons

spesifik-situs yang mengikuti Pasal

6.10.1)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut:

- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban

gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif,

Tabel 2.4 Klasifikasi Situs

II.4.3.4.c Faktor Respon Gempa

Parameter ?? (percepatan batuan dasar pada perioda pendek) dan ??

(percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masing-masing dari

respons spektral percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik

pada Bab 14 dengan kemungkinan 2 persen terlampaui dalam 50 tahun (? ???, 2

persen dalam 50 tahun), dan dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan

gravitasi.Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa ? ??_? di permukaan

tanah, diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda

1 detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan

pada getaran perioda pendek (??) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (??) . Parameter spectrum respons percepatan pada

perioda pendek (?? ?) dan perioda 1 detik (?? ?) yang 13 disesuaikan dengan

pengaruh klasifikasi situs, harus ditentukan dengan perumusan berikut ini:

- Lempung sangat organik dan/atau gambut (ketebalan H

> 3m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7.5

m dengan Indeks Plasitisitas PI > 75) Lapisan lempung

lunak/setengah teguh dengan ketebalan H > 35 m

dengan ?_?̅ < 50 kPa

?_{? ?}= ?_??_?→?_??=2?₃*?_{? ?} (2.5)

Keterangan:

??= parameter respons spektral percepatan gempa ? ??? terpetakan untuk perioda

pendek;

?? = parameter respons spektral percepatan gempa ? ???terpetakan untuk perioda 1,0

detik.

Kelas Situs Parameter respons spektral percepatan gempa (? ???) terpetakan pada perioda pendek, T = 0,2 detik,?_?

??≤ 0.25 ?? ≤0.5 ??≤0.75 ??≤ 1.0 ??≤1.25

SA 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

SB 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

SC 1.2 1.2 1.1 1.0 1.0

SD 1.6 1.4 1.2 1.1 1.0

SE 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9

SF ???

Tabel 2.5 Koefisien Situs, Fa

Kelas Situs Parameter respons spektral percepatan gempa (? ???) terpetakan pada perioda 1 detik, ??

??≤0.1 _??≤_{0.2 ??}≤_{0.3 ??}≤ _{0.4 ??}≤_0.5

SA 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

SB 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

SC 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3

SD 2.4 2 1.8 1.6 1.5

SE 3.5 3.2 2.8 2.4 2.4

SF ???

Tabel 2.6 Koefisien Situs, Fv

Bila spektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedur gerak

tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus

1. Untuk perioda yang lebih kecil dari ??, spektrum respons percepatan desain,

??, harus diambil dari persamaan;

(2.7)

2. Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan??dan lebih kecil dari atau

sama dengan ??, spektrum respons percepatan desain, ?? , sama dengan ???;

3. Untuk perioda lebih besar dari ?_?, spektrum respons percepatan desain, ?_?,

diambil berdasarkan persamaan:

(2.8)

Keterangan:

???= parameter respons spektral percepatan desain pada perioda pendek;

?_??= parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1 detik;

[image:47.596.173.436.483.719.2]

T = perioda getar fundamental struktur.

Gambar 2.5 Spektrum Respons Desain

?? = ????0.4 + 0.6 ? ?_??

?? = ???

?

??= 0.2 ??? ???

II.4.3.4.d Arah Pembebanan Gempa

Besarnya simpangan horizontal (drift) bergantung pada kemampuan

bangunan dalam menahan gaya gempa yang terjadi. Apabila bangunan memiliki

kekakuan yang besar untuk melawan gaya gempa maka bangunan akan

mengalami simpangan horizontal yang lebih kecil dibandingkan dengan bangunan

yang tidak memiliki kekakuan yang cukup besar. Berdasarkan SNI 03-1729-2002

pasal 15.11.2.3, untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang

sembarang terhadap struktur bangunan baja, pengaruh pembebanan gempa dalam

arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan

dengan pengaruh gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama tetapi

efektifitasnya hanya sebesar minimal 30% tapi tidak lebih dari 70%.

II.4.3.5. Temperatur

Untuk komponen struktur bangunan baja disyaratkan mempunyai tingkat

ketahanan api (TKA). Untuk komponen struktur dan sambungan yang dilindungi

terhadap api, tebal bahan pelindung harus lebih besar atau sama dengan tebal yang

dibutuhkan untuk menghasilkan suatu periode kelayakan struktural (PKS) yang sama

dengan TKA yang diperlukan. Untuk komponen struktur dan sambungan yang tidak

dilindungi terhadap api maka rasio luas permukaan ekspos berbanding massa (ksm)

harus lebih kecil atau sama dengan rasio yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu

PKS yang sama dengan TKA yang diperlukan. Periode kelayakan struktural (PKS)

harus dihitung menggunakan variasi-variasi perilaku mekanis baja terhadap

untuk 2150C < T ≤ 9050C (2.10) Variasi sifat-sifat mekanis baja terhadap temperatur :

1. Variasi tegangan leleh terhadap temperatur

Pengaruh temperatur terhadap tegangan leleh baja ditentukan sebagai berikut:

??(?)

??(??)= 1,0

??(?) ??(30)

= 905−? 690

Keterangan :

fy (T) adalah tegangan leleh baja pada T oC

fy (30) adalah tegangan leleh baja pada 30 oC

T adalah temperatur baja dalamoC

Hubungan ini diperlihatkan oleh Kurva 1 pada gambar 2.6

2. Variasi modilis elastisitas terhadap temperatur

Pengaruh temperatur terhadap modulus elastisitas baja harus diambil sebagai

berikut:

?(?)

?(??)= 1.0 + ? ? ???????? ? ?????? ? ?(?) ?(??)= ?????? ? ????? ????,? Dengan,

E(T) adalah modulus elastisitas baja pada T oC

E(30) adalah modulus elastisitas baja pada 30oC

Hubungan ini diperlihatkan oleh Kurva 2 pada gambar 2.6

untuk 00C < T ≤ 2150C (2.9)

untuk 00C < T ≤ 6000C (2.11)

[image:50.596.134.506.88.406.2]

Gambar 2.6 Variasi Sifat Mekanis Baja Terhadap Temperatur

Temperatur batas baja (T1) harus di hitung sebagai berikut :

T1 = 905 – 690 rf (2.13)

dengan rf adalah perbandingan antara gaya-dalam rencana yang bekerja pada

komponen struktur akibat beban rencana untuk suatu kebakaran yang ditetapkan

menurut standar yang diakui terhadap kuat rencana komponen struktur pada

II.4.4. Kombinasi Pembebanan Metode LRFD

Kombinasi faktor beban yang digunakan dalam perencanaan dengan metode

LRFD sesuai SNI 03-1729-2002 adalah :

1) 1,4D 3) 1,0 E1+ 0,3 E2+ 1,2 D

2) 0,9D ± 1,6W

Keterangan :

D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen,

termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan

layan tetap

W adalah beban angin

E1 adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03–1726–2012

E2 adalah beban gempa arah tegak lurus

Jika ada pengaruh struktural akibat beban yang ditimbulkan oleh fluida (F),

tanah (S), genangan air (P), dan/atau temperatur (T) harus ditinjau dalam kombinasi

pembebanan di atas dengan menggunakan faktor beban: 1,3F, 1,6S, 1,2P, dan 1,2T,

sehingga menghasilkan kombinasi pembebanan yang paling berbahaya.

II.5. Program SAP 2000

SAP 2000 adalah program computer untuk merancang struktur keluaran CSi

(Computers and Structures Inc.). SAP 2000 memungkinkan banyak hal yang

sebelumnya dianggap mustahil menjadi sederhana dan mudah. SAP 2000 mampu

menggeser tugas menghitung yang rumit ke konsep perilaku struktur, pembagian

SAP 2000 benar-benar mampu mengambil tugas analisa struktur karena jika

kita sudah melakukan input data dengan benar, maka proses analisa akan langsung

diambil olah SAP 2000 dan prosesnya pun tergolong sangat cepat.

Secara garis besar, perhitungan analisa struktur rangka dengan SAP 2000 ini akan

melaui beberapa tahap, yaitu:

1. Menentukan geometri model struktur

2. Mendefinisikan data-data.

a. Jenis dan kekuatan bahan.

b. Dimensi penampang elemen struktur.

c. Macam beban.

3. Menempatkan (assign) data-data yang telah didefinisikan ke model struktur.

a. Data penampang.

b. Data beban.

4. Memeriksa input data.

5. Analisa mekanika teknik (MT).

Dalam tugas akhir ini SAP 2000 digunakan untuk menghitung perbandingan

antara analisa struktur sebuah desain struktur baja dengan beban mati (berat tungku

pembakaran batu bara) terhadap analisa struktur desain struktur baja dengan beban

mati ditambahkan dengan beban gempa, beban angin dan temperatur pada desain

struktur baja tersebut. Dari analisa SAP 2000 ini akan menghasilkan kesimpulan

yang dapat membantu pengguna bukan dalam hal mendesain saja tetapi juga untuk

menuntun pengguna untuk mendapatkan gambaran mengenai gaya-gaya yang terjadi

*+ ,- .+

P

+ /+ 0),) (/

) ))

.1.

12

u

2

3 45 46 78 7a5 75 7 9 45::;5a<=5 9 48 >? 4 a5=67@ 7 @ A4B45Ca5aa5 ya5 : ? 7D><; @<a5

;58;< 9 45: 48aE; 7 A4 Bba5? 75 :=5 A4 B76a<; < 4<;a8a5 ?=5 @8ab7678a@ a58aBa ? 4@a75

? 7945 @7 @8 B;<8; B baFa 945= Ba 8 ;5:<; A49ba<aBa5 GD; B5aC4H ba8 ; baBa ?45 :a5

A45:= B; EI 4Ba8@ 45? 7 B7@8B;<8; B?=5b4Ba8?;=b;aE8;5:<;A49ba<aBa5ya5 :? 78> A=5:

@8 B;<8; B baFa 8 4BE=?=A < 4a?=a5 ? 4@a75 @8 B;<8; B baFa 9 45= Ba 84B@ 4b;8 @4846aE

? 78a9baE<a5 A45 :aB; E :49AaJ b4ba5 a5 :75 ?= 5 A45:aB; E 8 49 A4Ba8; B ?= B7 8;5:<;

A49ba<= Ba5 ba8 ; baBa 84 BE=?= A @8B;<8 ; B baFaK L5a67@ 7@ A4Ba5 Ca5:a5 ya5: ? 7:;5=<a5

A=?= A45 46787a5 75 7 ? 7?=@=B<=5 Aa?= M=8a NaBa 3 4B45Ca5aa5 O 8 B;<8; B PaFa ;58;<

Pa5 :;5= 5 Q 4?;5 : 9 45; B;8 OR S TUVWXYZV YT T Y ?=5 M=8a NaBa 3 4B45Ca5=a5

[48aE=5a5Q 49A=\58 ;<O 8 B;<8; BQ4?;5:945; B; 8ORSTU VWXY] VYT WYK

^48 >? 4 ya5: ? 7:;5a<=5 ?=6a9 A4546787a5 75 7 ? 7ba:7 ?=6a9 87:a 8aE= A ya78 ;

? 4@= 75b4ba5 @8B;<8; BJa5a67@ 7@?=5>;8 A;8 K_a5 :84B9a@;< ?=6a98aE= A ?4@= 75 b4ba5

@8 B;<8; B a58aBa 6a75 A45 458;=5 F 45 7@ b4ba5 ; 58 ;< ? 4@= 75 @8 B;<8; B 8 7:a ? 7945 @7

b4B?= @=B<=5 A4Ba8; Ba5K O4?=5:<a5 8aE= A a5=67@ 7 @ a58aBa 6a75 a5=67@ 7@ @8 B;<8 ; B 8 7:a

? 7945 @7 ? 45:=5 949a@; <=5 a5=67@ 7@b4ba5 @ 45? 7B 7 @8B;<8 ; BJ b4ba5 8;5:<;JA45 :aB;E

:49 AaJb4ba5 a5 :75J?=58 49A4Ba8; BAa?=OL3YT TT;58;<9 45: 48aE; 7< 4< ;=8a5?=5

@8ab7678a@ @8B; <8; B A=?= ? 4@=75K M=E= A ya5 : 84Ba< E7 B ya78 ; 8aE= A >; 8A;8 ya5 :

? 7?=6a95ya 945;5 F;<<= 5 b4@= B5ya 5 76a7 @ 79A=5 :a5 8 4 Bb4@=B A=?= @8B;<8; B ? 45 :a5

` ``

.2.

abcd

n

e

k

d

P

f

k

fcd

n

g hi hj kl kai ki k amni o h obai pkiqmni r hskjamt m hmt nlai pai ulabkj klau ai lasa

phunki pk ohi ukul st mlt s bava ohi nsa l ti qmt r hobamnsai w xt si n yhz baltbasa phi qai

r hiq nst {| hsalu hi pkskul st mlt spni|hsalpt n bta{l tiqmtr hobamasaiyai qpkl }r niq

baj} mpkalauulst mlt s bava yai qpkai qqaru hbaqak bhbail hsbaqksalalhs{nparmhapnai

phunki ul st mlt s bava o hi nsa lhsuhbtl uhlhja{ pklaoba{mni r hi qast { qh or n~ bhbai

aiqki pai r hi q nst { l ho r hsalt s pasklti qmt r hobamnsai balt basa lh s{npar ulst ml t s

bava€ hunkiul st mlt s yai qpkqtiamnipnjaor hi hjklkaiki k lhja{pk shi yai nmailhsj hbk {

pn{tjt bhunsai pko hi uk r s} xkj iya h sk mtl phum skr u k ul st mlt s bava yai q pkqti nmai

pnjaor hi hjklkai ~nilasa jaki‚

ƒ „kiqqk…hi n saw ƒ† ƒ‡oz

ˆ ‰t nu€ko hi uk…hi nsawŠ o x ‹ oz

Œ g} slaj bava l kqa pk ohi u kp hiq nig s} xkj Ž

 hsal„ti qmtg hobamn saiwŽt siayhzˆƒƒ‘‘l}iut {tŒ‘‘’“

‡  g hobhbai niwbhbaioalk ~{k ptr ~niqki ~qhora pnil hor hsalt sz

” kjaya{• hora –}la … hpni

Š „ni n{pnuasv hi k u„ nia{— hpniq

[image:55.595.223.445.34.276.2]