EFISIENSI DAN OPTIMALISASI PEMAKAIAN
BAJA SEBAGAI BAHAN KONSTRUKSI
TUGAS AKHIR
Dibuat untuk melengkapi tugas-tugas Dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian
SARJANA TEKNIK SIPIL
DISUSUN OLEH :
BENI BERUTU 030 424 005
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL EXTENSION
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
EFISIENSI DAN OPTIMALISASI PEMAKAIAN
BAJA SEBAGAI BAHAN KONSTRUKSI
PROPOSAL
Dibuat untuk melengkapi tugas-tugas Dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian
SARJANA TEKNIK SIPIL
DISUSUN OLEH :
BENI BERUTU 030 424 005
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL EXTENSION
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
EFISIENSI DAN OPTIMALISASI PEMAKAIAN
BAJA SEBAGAI BAHAN KONSTRUKSI
TUGAS AKHIR
Dibuat untuk melengkapi tugas-tugas Dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian
SARJANA TEKNIK SIPIL
DISUSUN OLEH :
BENI BERUTU 030 424 005
Diketahui Oleh : Disetujui Oleh :
Dr. Ir. Bachrian Lubis, Msc Ir. Robert Panjaitan
Ketua Jurusan Teknik Sipil Dosen Pembimbing
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL EXTENSION
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
Semakin diperketatnya undang-undang Negara akan produksi kayu nasional membuat material ini semakin langka dijumpai untuk memperoleh kualitas kayu yang baik dengan harga yang cukup terjangkau. Para rekayasawan pun mulai megembangkan pemikiran-pemikiran ekonomisnya dengan membuat solusi yakni mencari material pengganti kayu dengan bahan lain yang mudah didapat, dibentuk, dirawat dan dikerjakn tanpa megabaikan bobot dan kekuatannya untuk sebuah rangkaian struktur. Maka dipilihlah material baja yang dianggap cukup layak untuk menggantikan kayu sebagai bahan struktur.
Berawal dari metode ini, penulis melanjutkan pengembangan analisa ekonomis struktur dengan mengefisiensikan dan mengoptimalisasikan baja tersebut sebagai bahan bangunan. Pada tugas akhir ini dibahas mengenai jarak portal yang paling efiisen dan optimal pada sebuah portal baja bentang 13,5 meter. Variasi jarak portal dianalisa dengan metode “crossing” yang dimulai dari jarak terpendek yakni 4 meter sampai 7 meter dengan rentang variasi 0,5 meter.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penyusun ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat
dan karunia-Nya yang senantiasa melindungi, menyertai, memimpin dan membimbing
penyusun, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik
dan tepat pada waktunya.
Tugas Akhir yang berjudul “EFISIENSI DAN OPTIMALISASI PEMAKAIAN
BAJA SEBAGAI BAHAN KONSTRUKSI” merupakan tugas yang harus diselesaikan oleh
penyusun syarat untuk dapat menyelesaikan Program Pendidikan Ekstension Strata I (S-I)
Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
Sesuai dengan judulnya, Tugas Akhir ini akan membahas mengenai Analisis
Perhitungan Kap Portal Rangka Baja Gudang. Dalam penyelesaian tugas ini, penyusun
telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa
material, spritual, informasi maupun segi administrasi. Oleh karena itu, sudah selayaknya
penyusun menyampaikan terima kasih kepada:
1.
Bapak Prof. DR.Bachrian Lbs, MSc, Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara;
2.
Bapak Ir.Faizal Ezeddin,MSc, Koordinator PPSE Jurusan Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara;
3.
Bapak Ir.Robert Panjaitan, Dosen Pembimbing dalam menyelesaikan laporan Tugas
Akhir;
4.
Bapak-bapak Dosen PPSE Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang
telah banyak memberikan didikan selama penyusun berada di bangku kuliah;
5.
Orangtua dan keluarga yang mendukung penyusun baik berupa moral maupun
iv
6.
Seluruh Personal dan Karyawan PT TOR GANDA yang telah membantu;
7.
Rekan-rekan seprofesi, dan mahasiswa PPSE Jurusan Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara yang turut membantu dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini.
Walaupun penyusun telah berusaha semaksimal mungkin namun penyusun
menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penyusun sangat
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca untuk
kesempurnaan laporan ini di masa yang akan datang.
Akhir kata semoga laporan ini bermanfaat bagi siapapun yang membacanya,
terutama bagi penyusun sendiri.
Medan, Agustus 2007
Hormat Saya:
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBARAN JUDUL ... i
LEMBARAN PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAK ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Topik Pembahasan ... 2
C. Tujuan ... 2
D. Manfaat ... 3
E. Metode Pengumpulan Data ... 3
F. Pembatasan Masalah ... 4
G. Sistematika Penulisan Laporan ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Baja Sebagai Bahan Konstruksi ... 6
B. Rencana Kap Portal dan Kemiringan Atap ... 10
C. Gording ... 11
D. Beban-Beban pada Portal Kap ... 12
BAB V. METODE KERJA PEKERJAAN KONSTRUKSI BAJA
A. Bahan ... 20
B. Tenaga Kerja ... 20
C. Peralatan ... 20
D. Metode Pelaksanaan ... 21
E. Transportasi Material ... 22
F. Pekerjaan Pemasangan ... 22
BAB IV. ANALISIS PERHITUNGAN A. Pembebanan Struktur ... 24
B. Menentukan Koefisien Kekakuan ... 26
C. Menentukan Koefisien Distribusi ... 27
D. Menentukan Momen Primer ... 28
E. Mencari Gaya Gaya Dalam ... 31
F. Pemeriksaan Terhadap Tegangan ... 37
G. Perhitungan Beban Optimal ... 42
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 152
B. Saran ... 152
DAFTAR TABEL
1. Tabel 2.1 : Tabel Tegangan Leleh dan Dasar Baja 2. Tabel 4.1 : Distribusi Momen Akibat Beban Mati
3. Tabel 4.2 : Distribusi Momen Pergoyangan Akibat Beban Mati 4. Tabel 4.3 : Momen Akhir Akibat Beban Mati
5. Tabel 4.4 : Distribusi Momen Akibat Beban Hidup (Angin)
6. Tabel 4.5 : Distribusi Momen Pergoyangan 1 Akibat Beban Hidup (Angin) 7. Tabel 4.6 : Distribusi Momen Pergoyangan 2 Akibat Beban Hidup (Angin) 8. Tabel 4.7 : Momen Akhir Akibat Beban Hidup (Angin)
DAFTAR LAMPIRAN
1. Lampiran 1. Gambar Rencana Pembuatan Konstruksi Kuda-Kuda Baja Bentang 13,5 M (Kernel Store)
2. Lampiran 2. Gambar Hasil Perhitungan Optimalisasi Pembuatan Konstruksi Kuda-Kuda Baja Bentang 13,5 M (Kernel Store)
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pertumbuhan dan perkembangan perekonomian Negara Indonesia di Era globalisasi sekarang ini menurun. Seiring dengan itu pemenuhan kebutuhan sehari-hari masyarakat semakin meningkat, membuat para investor tertarik untuk menanamkan modal dalam hal pembangunan gedung dan prasarana lainnya yang dapat menunjang pengembangan usaha.
Kota Medan merupakan kota terbesar ke-3 di Indonesia yang memiliki ± 2 juta penduduk yang setiap harinya harus memenuhi kebutuhannya, Dengan melihat jumlah penduduk yang cukup besar maka tidak tertutup kemungkinan akan terus meningkat. Oleh karena itu perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang produksi sangat membutuhkan sarana yang mengoperasikan atau bahkan mengembangkan usahanya.
Pembangunan Konstruksi oleh para Investor yang pembangunannya dipercayakan kepada para Kontraktor, merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan perekonomian dan kesejahteraan masyarakat Indonesia, khususnya di kota Medan.
2 rangkaian struktur. Maka dipilihlah material baja yang dianggap cukup layak untuk menggantikan kayu sebagai bahan struktur. Dengan keberadaan baja sebagai komponen
utama struktur pembangunan, maka penulis tertarik untuk menjadikan portal struktur baja sebagai objek perhitungan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
B. Topik Pembahasan
Pada Tugas Akhir ini penulis membahas masalah perhitungan Portal Rangka Baja yang diasumsikan sebagai Portal tunggal serta pengecekan penampang terhadap tekuk (kip) tanpa memperhitungkan akibat gaya gempa. Dan juga akan dibahas efisiensi dan optimalisasi suatu bangunan rangka baja dengan memperhitungkan jarak antar portal.
C. Tujuan
Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Untuk mengetahui cara perhitungan Portal Rangka Baja dan cara perhitungan mendesain penampang yang aman;
2. Sebagai kontrol perhitungan apakah baja tersebut memenuhi syarat keamanan. 3. Untuk mengevaluasi penampang terhadap bahaya tekuk (KIP)
4. Untuk mengetahui salah satu cara dan teknis membuat efisiensi suatu bangunan portal baja.
5. Untuk memenuhi program kurikulum Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil PPE USU, sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa/i tingkat akhir sebelum mengakhiri masa perkuliahan
D. Manfaat.
Manfaat penulisan ini diharapkan penulis adalah untuk:
1. Menambah pengetahuan dan pengalaman penulis agar mampu melaksanakan proyek yang sama nantinya setelah turun kelapangan;
2. Menjadi pedoman bagi mahasiswa lain apabila mereka mengerjakan proyek yang sama.
E. Metode pengumpulan data
Adapun berbagai metode pengumpulan data yang digunakan penulis untuk mencari dan melengkapi data yang diperlukan dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini adalah:
1. Observasi
Metode observasi adalah metode pengamatan langsung terhadap proses pelaksanaan kerja di proyek untuk memperoleh data pelaksanaan teknis di lapangan.
2. Wawancara
Metode ini dilakukan langsung di lapangan dengan cara mewawancarai ataupun bertanya langsung ke pihak pelaksana,pembimbing lapangan, pengawas lapangan ataupun para pekerja.
3. Dokumentasi
Metode ini dilakukan dengan cara pengambilan foto di lapangan untuk keperluan pengumpulan data dan melengkapi tugas akhir ini.
4 Metode ini dilakukan dengan mencari buku-buku dan sumber lain untuk digunakan sebagai acuan atau referensi penulisan tugas akhir ini.
F. Pembatasan Masalah
Masalah yang akan dibahas pada penulisan tugas akhir ini adalah mengenai perhitungan struktur portal rangka baja pada salah satu bangunan. Penulis membatasi perhitungan hanya pada perhitungan dan pelaksanaan metode kerja pemasangan kap, analisis perhitungan gording, perhitungan penampang struktur, sehingga dapat disimpulkan apakah dimensi profil yang digunakan dilapangan aman atau tidak. Serta perhitungan efisiensi dan optimalisasi jarak antar portal rangka baja.
G. Sistematika Penulisan
Tugas Akhir ini secara garis besar terdiri dari 5 (lima) bab, masing-masing bab mempunyai sub-sub bab, antara lain:
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
Bab I Pendahuluan yang meliputi latar belakang, topik pembahasan, tujuan, manfaat, metode pengumpulan data, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Umum Mengenai Proyek meliputi data umum, data khusus, bahan dan peralatan serta struktur organisasi proyek.
Bab IV Analisis Perhitungan Portal Rangka Baja pada salah satu type Bangunan meliputi pembebanan pada struktur, perhitungan akibat beban angin, pengecekan kolom dan balok terhadap kip, kontrol perhitungan dimensi balok dan kolom. Serta perhitungan efisiensi dan optimalisasi jarak per-portal bangunan rangka baja.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Baja Sebagai Bahan Konstruksi
Mulai dari tahapan perencanaan kita sudah harus dapat menentukan dan
memutuskan bahan bangunan yang akan kita gunakan didalam proses pembangunan
selanjutnya. Salah satu bahan yang sering digunakan adalah baja. Baja adalah paduan
besi karbon yang dituang dari massa cair yang memiliki komposisi sedemikian hingga
padat pada suhu tertentu, dapat ditempa dan memiliki kandungan karbon (kadar zat
arang dibawah dari 2%). Baja memiliki kekuatan yang sangat besar baik terhadap tarik
maupun tekan.
Dengan baja yang dimaksudkan suatu bahan dengan keserba-samaan yang
besar, terutama terdiri atas Ferrum (Fe) dalam bentuk hablur dan 1,7% karbon (C), zat
arang itu didapat dengan jalan membersihkan bahan pada temperatur yang sangat
tinggi. Bahan dasar untuk pembuatan baja ialah “ Besi mentah atau disebut juga besi
kasar”, yang dihasilkan dari dapur tinggi. Besi kasar adalah hasil pertama dan
merupakan hasil sementara dari pengolahan bijih-bijih besi dan belum dapat digunkan
sebagai bahan konstruksi dan besi tempa karena sifatnya rapuh, disamping itu juga
unsur-unsur yang bercampur didalam besi kasar, misalnya karbon, silikon, pospor
masih sangat tinggi. Baja struktur adalah suatu jenis baja yang berdasarkan
pertimbangan ekonomi, kekuatan, dan sifatnya cocok sebagai pemikul beban dengan
beberapa keuntungan :
- Memiliki sifat elastis (dapat kembali ke posisi awal jika beban ditiadakan);
- Memiliki kekuatan yang cukup tinggi dan merata (walau massa jenisnya besar
tetapi baja memiliki berat sendiri yang rendah karena penampangnya yang
kecil);
- Dapat disambung dengan las yang tidak memilki perlemahan penampang;
- Tahan lama jika dipelihara.
Disamping itu kerugian baja adalah :
- Memerlukan perawatan dan pemeliharaan yang teratur;
- Kekuatannya dipengaruhi temperatur;
- Karena batang-batang baja kebanyakan langsing, maka bahaya tekuk mudah
terjadi.
Jadi proses pembuatan baja adalah untuk menurunkan persentase karbon lebih
kurang 1,7%. Adapun tujuan pembuatan baja didalam dapur-dapur baja adalah:
1. Mengubah besi kasar/besi tuang menjadi baja;
2. Mengerjakan/mencairkan baja-baja rongsokan atau baja bekas.
Pemakaian baja dalam Teknik Sipil diantaranya sebagai struktur utama
misalnya:
1. Baja digunakan dalam Beton Prategang;
2. Baja digunakan dalam Beton Bertulang;
3. Baja digunakan dalam Konstruksi Baja.
Semua jenis-jenis baja sedikit banyak dapat ditempa dan disepuh, sedangkan
untuk baja lunak pada tegangan yang jauh dibawah kekuatan tarik atau batas patah B,
yaitu apa yang dinamakan batas lumer atau tegangan lumer V, terjadi sutau keadaan
yang aneh, dimana perubahan bentuk selalu berjalan terus beberapa waktu, dengan
8
Sifat-sifat baja bergantung sekali pada kadar zat-arang, semakin bertambah
kadar ini, semakin naik tegangan patah dan regang menurut persen yang terjadi pada
sebuah batang percobaan yang dibebani dengan tarikan, yaitu apa yang dinamakan
regang patah menjadi lebih kecil.
Persentase yang sangat kecil dari unsur-unsur lainnya dapat mempengaruhi
sifat-sifat baja dengan kuat sekali. Untuk membeda-bedakannya jenis-jenis baja itu
diberi nomor yang sesuai dengan tegangan patah yang dijamin dan yang terendah pada
percobaan tarik yang normal, tetapi untuk setiap jenis baja juga ditentukan suatu Bmaks.
Kekuatan maupun tegangan yang dapat dikerahkan oleh baja tergantung dari
mutu baja. Tegangan leleh dan tegangan dasar dari berbagai macam baja bangunan
adalah sebagai berikut:
Tabel II.1. Tabel Tegangan Leleh dan Dasar Baja
Macam baja Tegangan leleh Tegangan dasar
Sebutan
lama Sebutan baru
l σ
Kg/cm2 M Pa Kg/cm2 MPa
St. 33
St. 37
St. 44
St.52
Bj. 33 (Fe. 310)
Bj. 37 (Fe. 360)
Bj. 44 (Fe. 430)
Bj. 52 (Fe. 510)
2000 2400 2800 3600 200 240 280 360 1333 1600 1867 2400 133.3 160 186.7 240
1 MPa = 10 kg/cm2
MPa = mega pascal (satuan sistem internasional)
Untuk elemen-elemen baja yang tebalnya lebih dari 40 mm, tetapi kurang dari
100 mm, harga-harga dalam tabel harus dikurangi 10%. Tegangan dasar baja biasanya
menggunakan persamaan σ=σl / 1,5 . Tegangan normal yang diijinkan untuk
pembebanan tetap, besarnya sama dengan tegangan dasar. Tegangan geser yang
σ = τ 0,58
Untuk elemen baja yang mengalami kombinasi tegangan normal dan geser, maka
tegangan ideal yang terjadi tidak boleh melebihi tegangan dasar.
σ ≤ σi ² 3 ²
i= σ + τ
σ
Untuk pembebanan sementara (akibat berat sendiri, beban bangunan, beban/gaya
gempa dan angin, besarnya tegangan dasar baja dapat dinaikkan sebesar 30%.
σ = σsem 1,3
Konstanta-konstanta pada konstruksi baja adalah sebagai berikut :
1. Modulus Elastisitas (E)
Modulus elastisitas untuk semua baja (yang secara relatif tidak tergantung dari kuat
leleh) adalah 28000 sampai 30000 ksi atau 193000 sampai 207000 Mpa. Nilai untuk
desain lazimnya diambil sebesar 29000 ksi atau 20000 Mpa.
Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI), nilai
modulus elastisitas baja adalah 2,1 x 106 kg/cm2 atau 2,1 x 105 MPa.
2. Modulus Geser (G)
Modulus geser setiap bahan elastis dihitung berdasarkan formula:
) 1 ( 2 E G μ + =
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
10
3. Koefisien Ekspansi ( )
Koefisien ekspansi adalah koefisien pemuaian linier. Koefisien ekspansi baja dapat
diambil sebesar 12 x 10-6 perºC.
4. Tegangan leleh ( l)
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.
B. Rencana Kap Portal dan Kemiringan Atap
Sebelum membuat sebuah konstruksi Kap Portal kita harus terlebih dahulu
merencanakannya. Untuk itu kita harus mengetahui terlebih dahulu bagian-bagian dari
kap portal tersebut yaitu:
1. Rangka kuda-kuda
Rangka kuda-kuda ialah konstruksi rangka batang rata yang merupakan pemikul
utama konstruksi atap.
2. Gading-gading kap
Gading-gading kap ialah konstruksi rangka batang ruang yang dibentuk oleh rangka
kuda-kuda, ikatan-ikatan angin dan gording untuk memikul atap.
3. Konstruksi atap
Konstruksi atap ialah konstruksi gading-gading kap termasuk penutup atap misalnya
genteng, seng dan lain-lain.
Adapun langkah-langkah merencanakan kap portal adalah:
Dasar-dasar pertimbangannya :
a) Jenis atap yang akan digunakan;
b) Fungsi bangunan;
c) Keadaan lokasi bangunan.
2. Rencana jarak portal rangka kuda-kuda
Merencanakan :
a) Dimensi gording;
b) Penyambung gording;
c) Rencana ikatan angin.
3. Rencana diagonal rangka kuda-kuda
C. Gording
Gording merupakan gelagar yang sejajar dengan sumbu konstruksi kap, yang
berfungsi untuk mendukung bidang atap. Untuk merencanakan gording diperlukan
langkah-langkah sebagai berikut:
1. Menentukan jarak gording;
2. Menentukan jarak portal;
3. Mengetahui jumlah lapangan;
ng jarakgordi cos angan panjanglap Jlhlap × α =
4. Menghitung berat beban-beban yaitu berat sendiri, berat pekerja, beban angin dan
berat lainya;
12
D. Beban-Beban pada Portal Kap
Dalam menentukan bentuk dan ukuran-ukuran bagian-bagian suatu konstruksi
baja, kita harus menurut ketentuan yang berlaku di Indonesia dan
ketentuan-ketentuan yang memberi perintah, antara lain mengenai pengerjaan bahan, beban-beban
yang diambil dan tegangan-tegangan yang diijinkan.
Beban suatu konstruksi bangunan dapat dibedakan dalam:
1. Beban Mati/tetap
Beban mati/tetap adalah semua beban yang berasal dari berat bangunan atau unsur
bangunan termasuk segala unsur tambahan yang merupakan satu kesatuan
dengannya. Dalam perencanaan kuda-kuda type “castellated beam” ini, beban mati
yang diperhitungkan antara lain:
- berat kuda-kuda sendiri
- berat gording
- berat trackstang / sagrod
- berat bracing / ikatan angin
- berat atap, dan
- berat penyambung seperti plat sambungan, baut, mur dan lain-lain
2. Beban hidup/berguna/bergerak/tidak tetap
Beban hidup/berguna/bergerak/tidak tetap adalah semua muatan tidak tetap, kecuali
muatan angin, gempa dan pengaruh-pengaruh khusus yang misalnya selisih suhu,
susut dan lain-lain.
3. Beban angin
Beban angin ditentukan dengan anggapan adanya tekanan positif dan tekanan
negatif (isap) yang bekerja tegak lurus bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan ini
Tekanan tiup angin minimum 25 kg/m2. Tekanan tiup untuk lokasi di laut atau tepi
laut (sampai jauh 5 km dari pantai) minimum 40 kg/m2. Untuk daerah-daerah dekat laut
dan daerah lain dimana kecepatan-kecepatan angin mungkin menghasilkan tekanan tiup
yang lebih besar daripada yang ditentukan maka tekanan tiup harus ditentukan dengan
menggunakan rumus:
P = 16
2
V
(kg/cm2) , dimana V adalah kecepatan angin
Beban angin dibedakan atas 2 jenis yaitu beban angin dating (positif) dan beban
angin hisap (negatif). Beban angin datang adalah beban angin yang searah dengan
gravitasi bumi sedangkan angin hisap adalah beban angin yang berlawanan dengan
gravitasi bumi. Beban angin menjadi hisap berdasarkan sudut yang dibentuk antara
kolom dan kuda-kuda bangunan (sisi atap). Apabila sudut yang dibentuk lebih besar
dari 200 maka beban angin adalah datang, sedangkan sudut yang dibentuk lebih kecil
dari 20 maka beban angin yang terjadi adalah hisap. Karena rumusan koefisien beban
angin yang diberikan pada struktur kuda-kuda adalah 0.02α - 04. Selain itu untuk beban
angin hisap sudah mendapatkan faktor reduksi seperti rumusan yang di atas.
E. Stabilitas Balok yang Dibebani Lentur (KIP)
1. Balok-balok yang Penampangnya Tidak Berubah Bentuk
Yang dimaksud dengan balok-balok yang penampangnya tidak berubah bentuk
adalah balok-balok yang memenuhi syarat-syarat:
h/tb ≤ 75 dan L/h ≥ 1,25 b/ts
dimana:
h = tinggi balok
b = lebar sayap
14
ts = tebal sayap
L = jarak antara dua titik dimana tepi tertekan dari balok itu ditahan terhadap
kemungkinan terjadinya lendutan kesamping.
2. Balok-Balok yang Penampangnya Berubah Bentuk
a) Pada balok-balok yang tidak memenuhi syarat tersebut pada poin 1 (satu) diatas
tegangan tekan terbesar pada sayap harus memenuhi :
σ ≤ ωσtekanmaks
adalah angka tekuk menurut tabel 2, 3, 4, dan 5 dalam PPBBI 1984 yang harus
dicari dengan cara mengambil tekuk sama panjang dengan bentang sayap
tertekan yang tidak ditahan terhadap goyangan pada arah tegak lurus badan,
dimana harga jari-jari kelembaman = iytepi.
iytepi adalah jari-jari kelembaman tepi tertekan terhadap sumbu y-y;
b) Yang dimaksud tepi tertekan adalah sayap dan 1/3 tinggi badan yang tertekan
(untuk penampang simetris menjadi 1/6 tinggi badan).
badan sayap A 6 1 A '
A= +
F. Balok Kolom
Pada dasarnya setiap batang dalam suatu struktur mengalami momen lentur
dengan gaya aksial, baik itu berupa tarik aksial maupun tekan aksial. Namun demikian
apabila salah satu dari momen lentur atau gaya aksial itu relatif kecil dibandingkan
dengan yang lainnya, maka dalam perhitungannya sering diabaikan. Sehingga struktur
tersebut dianggap sebagai balok atau sebagai batang tekan atau tarik. Untuk keadaan
yang tidak memungkinkan mengabaikan baik momen lentur maupun gaya aksial, maka
dalam perencanaan haruslah diperhitungkan. Suatu batang yang menderita beban tekan
momen lentur batang tersebut akan berperilaku sebagai balok. Dilain pihak dengan
adanya desak aksial menjadikan batang tersebut berperilaku sebagai kolom.
Sesuai dengan peraturan yang ada di Indonesia, maka perencanaan balok kolom
berdasarkan pada PPBBI 1984. Adapun cara yang digunakan dalam perencanaan ini
adalah berdasarkan persamaan iteraksi terhadap tegangan ijin.
Salmon et al (1981) dalam bukunya mengelompokkan kemungkinan rusaknya
batang yang menderita kombinasi beban aksial dan momen lentur menjadi :
1. Akibat beban tarik aksial dan momen lentur akan rusak pada keadaan luluh;
2. Akibat beban desak aksial dan momen lentur satu arah akan rusak karena tekuk pada
arah bidang momen, tanpa puntiran;
3. Akibat beban desak aksial dan momen lentur arah sumbu kuat akan rusak karena
tekuk torsi-lateral;
4. Akibat beban desak aksial dan momen lentur dua arah pada batang bertampang
puntir kaku, misalnya tampang WF akan rusak karena tekuk pada salah satu arah
prinsipnya (principal direction);
5. Akibat beban desak aksial dan momen lentur dua arah pada tampang dinding tipis
terbuka akan rusak karena kombinasi momen lenturan dan puntiran pada tampang
puntir lemah;
6. Akibat beban desak aksial, momen lentur dua arah, dan puntir (torsi) akan rusak
karena kombinasi puntiran dan momen lentur apabila pusat geser tidak pada bidang
momen.
Melihat pada banyaknya kemungkinan rusaknya batang akibat kombinasi beban
aksial dan momen lentur tampaknya tidak mudah untuk menentukan suatu cara
perencanaan yang dapat mencakup seluruh kemungkinan tersebut. Pada umumnya suatu
16
1. Pembatasan pada tegangan kombinasi;
2. Menggunakan rumus iteraksi berdasarkan tegangan ijin;
3. Menggunakan rumus iteraksi berdasarkan tegangan batas.
Pembatasan pada tegangan kombinasi biasanya memerlukan stabilitas dan faktor
keamanan yang tinggi, sehingga cara iteraksi banyak disukai karena hal ini lebih dapat
mendekati kenyataan.
Sesuai dengan peraturan yang ada di Indonesia, maka perencanaan balok-kolom
berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia Untuk Gedung 1987
(PPBBG 1987), adapun caranya yang digunakan oleh peraturan lain tidak dibahas.
Perencanaan yang digunakan berdasarkan persamaan iteraksi terhadap tegangan ijinnya.
1. Balok-Kolom Melentur searah, Tanpa Gaya Lintang
Pada keadaan tidak ada gaya lintang, suatu balok-kolom hanya akan menerima
gaya aksial dan momen lentur. Untuk menjamin kekuatan balok-kolom tersebut
perlu dipilih sedemikian sehingga arah lenturan searah dengan sumbu kuat
balok-kolom tersebut. Pada umumnya sumbu kuat tersebut ditunjukkan oleh sumbu x,
sedangkan sumbu lemah ditunjukkan oleh sumbu y.
Sesuai dengan PPBBG, persyaratan iteraksi balok-kolom secara umum harus
memenuhi: σ ≤ − β + ω W M 1 n n A N
dengan = Faktor tekuk searah sumbu tekuk
N = beban aksial
A = luas tampang balok-kolom
M = momen kolom searah sumbu yang ditinjau
W = tahanan momen searah momen yang ditinjau
harus ≥ 0,4
bila panjang tekuk diperhitungkan terhadap jarak antar dukungan
harus ≥ 0,6
bila panjang tekuk sebenarnya yang digunakan dalam perhitungan
M1/M2 positif, bila menyebabkan suatu pelengkungan, dan negatif bila
menyebabkan dua pelengkungan.
n = P*/N
P* = 2 EI / L2 = 2 EA / (Lk / i)2 = 2 EA / ( )2
Adapun n merupakan faktor perbandingan antara gaya aksial dengan gaya tekuk
Euler yang akan memperbesar momen skunder balok-kolom. Sedangkan pada
ujung-ujung kolom beban yang bekerja harus memenuhi persamaan:
N / A + M / W ≤
Untuk arah sumbu lemah yang tidak dipengaruhi momen lentur harus memenuhi
persyaratan kolom biasa yaitu:
N / A ≤
2. Balok-Kolom Melentur Dua Arah, Tanpa Beban Lintang
Pada dasarnya perhitungan untuk kolom-balok yang melentur dua arah adalah
sama dengan keaadan melentur searah. Dengan menganggap bahwa keadaan bahan
masih elastis, maka berlaku superposisi tegangan. Secara umum persamaan
iteraksinya adalah:
K1 N / A + K2 Mx / Wx + K3 My / Wy≤
dengan K1 = max, faktor tekuk terbesar
K2 = x nx / nx – 1
K3 = y ny / ny – 1
1 ) M / M 3 8 ( 5 2 x 1 x
kip − ≥
σ σ
=
18
Tegangan kip, kip dihitung bedsarkan pada perhitungan balok yang menderita
lentur, sehingga terjadi tekuk puntir-lateral (lateral torsional buckling).
Pada ujung-ujung kolom akibat pembebanan harus memenuhi persamaan diatas
dengan mengambil K1 = 1, K2 = , dan K3 = 1
3. Balok-Kolom Melentur dan Dibebani Gaya Lintang
Balok-kolom yang selain dibebani gaya normal dan momen lentur juga dibebani
oleh gaya-gaya melintang harus memenuhi syarat:
σ ≤ + β − + β − Θ + ω y W Dy M 2 y M y 1 y n y n x W Dx M 2 x 1 x n x n A N maks
Untuk ujung-ujung balok-kolom harus memenuhi syarat:
σ ≤ + + + Θ + y W Dy M 2 y M x W Dx M 2 x M A N dimana:
MDx adalah momen lapangan terbesar pada kolom akibat beban melintang yang
tegak lurus sumbu x, dengan anggapan kedua ujung kolom berupa sendi. Apabila
MDx berlawanan tanda dengan Mx2 dan MDx ≤ 2Mx2, pada persamaan di atas MDx
tidak diperhitungkan. MDy seperti MDx, akibat beban melintang yang tegak lurus
sumbu y.
4. Balok-Kolom Bergoyang Penyangga Stabilitas Konstruksi
Kolom dapat bergoyang apabila portal yang didukungnya bergoyang, sehingga
balok pada portal tersebut akan menyalurkan momen tambahan akibat goyangan ke
kolom peyangga (pen-stabil) konstruksi.
Balok-kolom selain dibebani oleh gaya normal dan momen lentur juga mengalami
goyangan harus memenuhi syarat-syarat:
dan σ ≤ − + − Θ + − − + ω y W y M 1 y n y n 85 , 0 x W x M 1 y n x n 85 , 0 x W * y e ) N y V ( 1 x n x n A N y
pada ujung kolom harus memenuhi syarat:
BAB III
METODE KERJA PEKERJAAN KONSTRUKSI BAJA
A. Bahan
a. Bahan Baja (kolom beam, bracing kolom, rafter/spand, bracing rafter/spand, gording atap, gording cladding, baut joint) digunakan sesuai spesifikasi;
b. Kawat las digunakan sesuai spesifikasi;
c. Pasir untuk sand blast jika diperlukan pada spesifikasi; d. Rambu-rambu safety K3;
e. Chemical test.
B. Tenaga Kerja
Syarat:
a. Tukang yang ahli dalam pekerjaan baja dan las; b. Dapat membaca gambar;
c. Mengerti safety K3
C. Peralatan
a. Alat Ukur: - Theodolite - Waterpass; b. Travo Las;
e. Grenda; f. Tali, katrol; g. Safety belt;
h. Kunci-kunci kerja; i. Racun api;
j. Bor;
k. Compressor;
l. Truk jika diperlukan sesuai kondisi lapangan.
D. Metode Pelaksanaan
a. Pekerjaan Persiapan:
- Gambar kerja/shop drawing - Cutting schedule material - Menyiapkan lahan - Menyiapkan alat kerja - Menyiapkan bahan
- Menyiapkan tenaga kerja secukupnya
- Menyediakan bantalan kayu untuk dudukan baja sehingga material tidak langsung duduk di atas tanah;
b. Pekerjaan Pabrikasi Material Baja:
- Plate joint sesuai dimensi spesifikasi atau gambar kerja
- Plate joint dibuat lobang untuk baut joint sesuai dimensi spesifikasi
[image:31.612.128.457.275.493.2]- Material baja untuk kolom, beam, span rafter dan gording dipotong sesuai gambar kerja, cutting schedule dan kebutuhan
22 c. Sand Blasting
- Material baja yang telah di pabrikasi diletakkan pada suatu tempat untuk selanjutnya di sand blast jika diperlukan pada spesifikasi
- Material baja yang telah di pabrikasi dapat diberus jika tidak di sand blast; d. Pengecatan Material Baja
- Material baja dipakai sesuai spesifikasi dan kode warna sesuai persetujuan owner
- Pengecatan dilakukan setelah pabrikasi selesai dilaksanakan - Material baja yang akan dicat terlebih dahulu dibersihkan
- Pengecatan dapat dilakukan dengan manual atau dengan alat bantu compressor sesuai spesifikasi atau persetujuan owner;
E. Transportasi Material Dari Lokasi Pabrikasi ke Lokasi Proyek
a. Transportasi material dari lokasi pabrikasi ke lokasi proyek dipergunakan alat transport sesuai kebutuhan;
b. Material pabrikasi yang akan dimobilisasi ke lokasi proyek terlebih dahulu diperiksa pengawas dengan memberi kode material berdasarkan petunjuk gambar; c. Pemindahan material ke lokasi proyek harus hati-hati dan diletakkan berdasarkan
kode material yang diurut dari pemasangan awal sampai akhir;
d. Material yang akan diletakkan di lokasi proyek tidak boleh diletakkan langsung di atas tanah atau harus diganjal dengan kayu yang tersedia terlebih dahulu;
F. Pekerjaan Pemasangan/Erection Konstruksi Baja
a. Sebelum pelaksanaan pemasangan/erection terlebih dahulu diperhatikan - Pengecekan pondasi kolom , harus sudah cukup umur beton
- Pengecekan angker bolt, jumlah dan elevasi top beton
- Pengecekan material di lokasi pemasangan seperti kolom, beam, bracing kolom, rafter/spand, bracing rafter/spand, gording, tie rod, dan baut joint sesuai kebutuhan;
b. Urutan Pemasangan
- Pemasangan kolom dilakukan axis demi axis - Pemasangan beam penahan kolom
- Pemasangan bracing kolom
- Pemasangan rafter/spand pertama harus dibracing karena berdiri sendiri sebelum dipasang gording
- Pemasangan rafter/spand kedua dan setelah pas lalu dipasang gording untuk menyatukan rafter/spand, lalu gording, tie rod bracing, rafter/spand
- Begitu seterusnya dipasang secara berurutan sesuai dengan urutan axis
BAB IV
PEMBAHASAN
A. Pembebanan Struktur
Material untuk tiang/kolom dan kuda-kuda rangka baja terbuat dari profil IWF 250 x
125 x 6x 9 dengan data-data profil sebagai berikut:
A = Luas penampang = 37,66 cm2
q = Berat profil = 29,6 kg/m
Ix = Momen inersia penampang sb.x = 4.050 cm4
Iy = Momen inersia penampang sb.y = 294 cm4
Wx = Momen tahanan sb.x = 324 cm3
Wy = Momen tahanan sb.y = 47 cm3
Dan material untuk gording terbuat dari profil baja C 125 x 50 x 20 x 2.3 dengan data-data
sebagai berikut :
A = Luas penampang = 5.747 cm2
q = Berat profil = 4,51 kg/m
Ix = Momen inersia penampang sb.x = 137 cm4
Iy = Momen inersia penampang sb.y = 20,6 cm4
Wx = Momen tahanan sb.x = 21,9 cm3
Wy = Momen tahanan sb.y = 6,22 cm3
A.1. Beban-beban yang bekerja
Beban Mati (Berat Sendiri)
a. Beban Gelagar / Span
Berat sendiri gelalagar = 2 x 7,11m x 29,6 kg/m = 421,21 kg
Berat gording = 14 x 6m x 4.51 kg = 378,84 kg
A EIk EIk EIb EIb B C D E 550 1350 18,435 161,63 kg/m' 161,63 kg/m'
Berat sagrod ø 12 mm = 11 x 15 kg/m = 165 kg
Berat bracing (ikatan angin) ø 16 mm = 28 x 16 kg/m’ = 448 kg
Total berat gelagar (Tot 1) = 1.839,9 kg
Diperhitungkan berat penyambung = 25% = 0.25 x 1.839,9 = 460 kg
Total berat keseluruhan untuk gelagar adalah = 1.839,9 kg + 460 kg = 2.299,9 kg
Maka beban merata pada gelalagar adalah (qbs1) = Berat total keseluruhan Bentang gelagar = ' 5 . 13 9 . 2299 m Kg
= 170,4 kg/m’
[image:35.612.131.494.287.485.2]Beban merata tegak lurus bidang atap = 170,4 cos 18.4350 = 161,63 kg/m’
Gambar 4.1 Pembebanan akibat berat sendiri struktur
Beban Angin
Diperhitungkan lokasi penempatan rangka baja sejauh ± 5 km dari tepi laut, maka muatan
26
A B
C
D
E
550
1350
[image:36.612.109.533.89.686.2]18.435
Gambar 4.2 Koefisien angin dalam bangunan
a. Beban Angin
q1 = k x q angin x L = + 0.9 x 30 kg/cm2 x 5,5 m = 149 kg (tekan)
q2 = k x q angin x L = (0.02 x 18,435 – 0.4) x 30 kg/cm2 x 5,5m = -5,16 kg (hisap)
q3 = k x q angin x L = – 0.4 x 30 kg/cm2 x 5,5 m = - 66 kg/m’ (hisap)
q4 = k x q angin x L = – 0.4 x 30 kg/cm2 x 5,5 m = - 66 kg/m’ (hisap)
B. Menentukan Koefisien Kekakuan (K)
Gambar 4.3. Penentuan titik – titik koefisien
+ 0.9
0.02 a + 0.4 - 0.4
- 0.4
Dalam kasus ini tiang kolom terbuat dari besi yang sama dengan kuda-kuda yakni IWF 250 x
125 x 6 x 9 mm
Koefisien kekauan kolom:
KBA = KDE = L EI 3 = 550 3xEI
= 0.545 EI
Koefisien kekakuan span :
KBC = KCB = KCD = KDC = L EI 4 = 711 4xEI
= 0.562 EI
C. Menentukan Koefisien Distribusi
Koefisien distribusi pada titik D :
BA = BC BA BA K K K
+ = EI EI
EI 562 . 0 545 . 0 545 . 0
+ = 0,492
BC = BC BA BC K K K
+ = EI EI
EI 562 . 0 545 . 0 562 . 0
+ = 0,508
Kontrol titik kumpul = BA + BC = 1
= 0,492+ 0,508 + 0 = 1……….Ok
Koefisien distribusi pada titik D :
DC = BA = 0,508
DE = BA = 0,492
Kontrol titik kumpul = DC + DE = 1
= 0,508 + 0,492 = 1……….Ok
Koefisien distribusi pada titik C :
CB = CD CB CB K K K
+ = EI EI
EI 562 . 0 562 . 0 562 . 0
+ = 0.5
CD = CD CB CD K K K
+ = EI EI
EI 562 . 0 562 . 0 562 . 0
28 A
MBA
C'' C' C C'MCD
MCB
D E D'MDC
MDE
B B'MBC
Kontrol titik kumpul = ED + EF = 1
= 0.5+ 0.5 = 1……….Ok
D. Menentukan Momen Primer
a. Momen primer akibat berat sendiri
MBC = - MCB = 1/12 x qbs1 x L2
= 1/12 x 161.63 kg/m’ x (7,11)2 = 681,835 kgm
MDC = - MCD = 1/12 x qbs1 x L2
= 1/12 x 161.63 kg/m’ x (7,11)2 = 681,835 kgm
b. Momen primer pergoyangan 1 akibat beban mati
[image:38.612.104.527.271.513.2]
Gambar 4.4 Momen goyangan akibat beban pada DEF
Pergeseran tiang kolom sebesar ∆, sedangkan pergeseran pada titik E adalah :
E’E” = ∆ / sin ,maka momen-momen primer akibat pergoyangan adalah :
MDE = 2 3
h EIΔ
= 2
550 050 . 4
3x xExΔ
= 0,040 E∆
MBA = - MDE
MBC = 2
sin / 6
h EIΔ α
= 2
711 435 . 18 sin / 792 . 7
6x xExΔ
= 0.152 E∆
Misalkan : MBA = - 100x
A
MBA
C' C C'
C"
MCD
MCB
B' B
MBC
MDC
MDE
D' D
[image:39.612.115.512.150.655.2]E c. Momen primer akibat beban angin
Gambar 4.5 Pembebanan akibat beban angin
Maka :
MBA = - 1/8 x q1 x L2= - 0.125 x 148,5 kg/m’ x (5,5)2 = -562 kgm
MBC = 1/12 x q1 x L2= 1/12 x - 5,16 kg/m’ x (7,11)2 = -21,8 kgm
MCB = 21,8 kgm
MCD = 1/12 x q3 x L2= 1/12 x - 66 kg/m’ x (7.11)2 = - 278 kgm
MD C = 278 kg
MDE = - 1/8 x q1 x L2= - 0.125 x -66 kg/m’ x (5,5)2 = -250 kgm
30 A C B D E
MDE
MBA
Gambar 4.6 Pergoyangan 1 beban angin kiri akibat beban di EF
Maka :
MBA = 2 3
h EIΔ
= 2
550 050 . 4
3x xExΔ
= 0,040 E∆
MDE = - MBA
- MBC = 2 sin / 6
h EIΔ α
= 2
711 435 . 18 sin / 792 . 7
6x xExΔ
= - 0.152 E∆
Misalkan : MBA = -100x
Maka : MBC = - 377.958x
[image:40.612.134.525.313.491.2]e. Momen primer pergoyangan 2 beban angin kiri akibat beban di kolom
Gambar 4.7 Pergoyangan 2 beban angin kiri akibat beban di Kolom
Maka :
MBA = MDE = 2 3
h EIΔ
= 2
550 050 . 4
3x xExΔ
= 0,040 E∆
Misalkan : MBA = 100x
Titik
BA BC CB CD DC DE
Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492
M.Primer 0.000 681.835 -681.835 681.835 -681.835 0.000
0.00 0.00 0.00 0.00
-335.77 -346.07 -173.03 173.03 346.07 335.77
M.Akhir -335.77 335.77 -854.87 854.87 -335.77 335.77
C D
Titik
BA BC CB CD DC DE
Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492
M.Primer -100.00 377.96 377.96 -377.96 -377.96 100.00
-136.88 -141.08 -70.54 70.54 141.08 136.88
M.Akhir -236.88 236.88 307.42 -307.42 -236.88 236.88
Kontrol
C D
0.00 0.00 0.00
A
C
D
E B
335,77 + 236,88x
335,77 + 236,88x 335,77 + 236,88x
335,77 + 236,88x 584,87
307,42x 307,42x
E. Mencari Gaya – Gaya Dalam Dengan Metode Cross
[image:41.612.106.457.131.272.2]a. Distribusi Momen Akibat Beban Mati (Berat Sendiri)
Tabel 4.1.Distribusi momen akibat beban mati (berat sendiri)
Tabel 4.2. Distribusi momen pergoyangan 1 akibat beban mati (berat sendiri)
Dalam notasi x
[image:41.612.108.503.306.695.2]32
A
HA B
HB
335,77 + 236,88x
55 0 A HA VA C B 161,63 kg/m' 775 854,87 307,42x
Mencari koefisien ”x”
HA = (335,77 + 236,88x) / 5.5
HA = 0,61 + 0.43x...(1)
VA = VB = 0.5 x 2.299,93,5 kg = 1.149,97
MC = 0
1.149,97 x 6,75 – 1/2 x 161,63 x 7.112 – HA x 7.75 + 854,47
HA = 584,018 – 39,67x...(2)
Subsitusikan prsamaan 1 dengan persamaan 2
Batang DA DE ED EF FE FB
M.Berat Sendiri -335.77 335.77 -854.87 854.87 -335.77 335.77
M.Pergoyangan -3,449.10 3,449.10 4,476.20 -4,476.20 -3,449.10 3,449.10
M.Akhir -3,784.9 3,784.9 3,621.3 -3,621.3 -3,784.9 3,784.9
Titik
BA BC CB CD DC DE
Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492
M.Primer -561.52 -21.79 21.79 -278.43 -278.43 -249.56
64.16 128.32 128.32 64.16
255.42 263.72 131.86 117.81 235.63 228.20
-62.42 -124.84 -124.84 -62.42
30.71 31.71 15.85 15.85 31.71 30.71
-7.93 -15.85 -15.85 -7.93
3.90 4.03 2.01 2.01 4.03 3.90
-1.01 -2.01 -2.01 -1.01
0.50 0.51 0.26 0.26 0.51 0.50
-0.13 -0.26 -0.26 -0.13
0.06 0.06 0.03 0.03 0.06 0.06
-0.02 -0.03 -0.03 -0.02
0.01 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01
M.Akhir -290.62 290.62 227.79 -227.79 280.12 -280.12
Kontrol
A C D
0.00 0.00 0.00
Maka didapat :
x = 14,55
Tabel 4.3. Momen Akhir Akibat Beban Mati (Berat Sendiri)
Dalam kilogram meter
[image:43.612.112.515.188.639.2]b. Distribusi Momen Akibat Beban Angin
34
Titik
BA BC CB CD DC DE
Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492
M.Primer 100.00 -377.96 -377.96 377.96 377.96 -100.00
136.88 141.08 70.54 -70.54 -141.08 -136.88
M.Akhir 236.88 -236.88 -307.42 307.42 236.88 -236.88
Kontrol
A C D
0.00 0.00 0.00
Titik
BA BC CB CD DC DE
Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492
M.Primer -561.52 -21.79 21.79 -278.43 -278.43 -249.56
64.16 128.32 128.32 64.16
255.42 263.72 131.86 117.81 235.63 228.20
-62.42 -124.84 -124.84 -62.42
30.71 31.71 15.85 15.85 31.71 30.71
-7.93 -15.85 -15.85 -7.93
3.90 4.03 2.01 2.01 4.03 3.90
-1.01 -2.01 -2.01 -1.01
0.50 0.51 0.26 0.26 0.51 0.50
-0.13 -0.26 -0.26 -0.13
0.06 0.06 0.03 0.03 0.06 0.06
-0.02 -0.03 -0.03 -0.02
0.01 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01
M.Akhir -290.62 290.62 227.79 -227.79 280.12 -280.12
Kontrol
A C D
[image:44.612.106.504.79.218.2]0.00 0.00 0.00
Tabel 4.5. Distribusi momen pergoyangan 1 akibat beban angin
Dalam notasi x
Tabel 4.6. Distribusi momen pergoyangan 2 akibat beban angin
[image:44.612.109.505.316.612.2]A H A 55 0 B H B
148,5 kg/m ' 236,88 y + 43,6 z
290,62
A D
E
C 1145,
96 HA VA 216 kg 1.959,18 kgm 146,92x Mencari VA akibat beban angin dan pergoyangan
MB = 0
-2.246 – 209,64 y – 43,6 z – 290,62 + HA x 5,5 = 0
HA = 355,535 + 38,12 y + 7,50 z ………..(3)
Mencari VA akibat beban angin
MB = 0
(VA x 13,5) + (148,5 x 5,5 x 2,75) + (66 x 5,5 x 2,75) + (5,16 x 7,11x cos 18,435 x 10,125) –
5(,16 x 7,11 x sin 18,435 x 6,125) + (66 x 7,11 x co 18,435 x 3,375) + (66 x 7,11x sin 18,435
x 6,125) = 0
VA = - 439,94 kg (ke bawah)
Dan VE = - 40,42 kg
MC = 0
-VA x 6,75 - (148,5 x 5.5 x 5) + HA x 7,25 – 227,79 + 307,42 y + (0.5 x 5.16 x 7.112) = 0
HA = 409,596 + 563,28 + 31,42 – 42,4 y – 130,72
36 B F 2.136,84+ 131,4x HF HB 60
0 42,56y 96 kg/m'
MD = 0
(HE x 5,5) - (66 x 5,5 x 2,75) + 280,12 + 236,88 y - 43,6 z = 0
HB = 130,57 – 43,07 y + 7,93 z...(5)
H = 0
HA + HB = 0
816,75 + 363 – 11,6 + 148,48 = HA + HB
HA + HB = 1.316,62
HB = 1.316,621 – HA ...(6)
Subsitusikan persamaan 5 dan 6
355,535 + 38,12 + 7,50 z = 873,57 – 42,4 y
80,5 y + 7,50 z = 518,03...(7)
Subsitusikan persamaan 7 dan 8
130,568 – 43,09 y + 7,93 z = 1.316,62 – HA
HA = 43,07 y – 7,93 z + 1.186,05...(8)
Subsitusikan persamaan 4 dan 8
873,569 + 42,4 y = 43,1 y – 7,93 z + 1.186,05
0.67 y – 7,93 z = -312,48...(9)
Eliminasikan persamaan 7 dan 9
80,5 y + 7,50 z = 518,03
0,67 y - 7,93 z = - 312,48
Batang BA BC CB CD DC DE
M.Beban angin -290.62 290.62 227.79 -227.79 280.13 -280.13
M.Pergoyangan1 648.70 -648.70 -841.90 841.90 648.70 -648.70
M.Pergoyangan2 1,728.70 -1,728.70 0.00 0.00 -1,728.70 1,728.70
M.Akhir 2,086.8 -2,086.8 -614.1 614.1 -799.9 799.9
[image:47.612.103.507.108.210.2]Dan nilai z = 39,65
Tabel 4.7. Momen Akhir Akibat Beban Angin
Dalam kilogram meter
Tabel 4.8. Kombinasi Pembebanan
Dalam kilogram dan meter
F. Pemeriksaan Terhadap Tegangan Yang Terjadi
Dari perhitungan statika dengan metode “Cross” didapat besaran gaya-gaya dalam yang
berpengaruh pada kuda-kuda/gelagar IWF 250 adalah:
Untuk momen maximum = Mx = 3.007 kgm
Untuk lintang maximum = Dx = 1.977 kg
Untuk normal maximum = Nx = 963 kg
Mutu Baja yang digunakan adalah BJ 36 dengan tegangan dasar = 1600 kg/cm2 dan tegangan
leleh = 2400 kg/cm2
Momen Lintang Normal Momen Lintang Normal Momen Lintang Normal
BA -3,785 -688 442 2,087 788 378 -1,698 100 820
BC 3,785 -466 -653 -2,087 -398 747 1,698 -864 95
CB 3,621 1,616 -653 -614 361 747 3,007 1,977 95
CD -3,621 -466 -653 614 -261 -310 -3,007 -727 -963
DC -3,785 1,616 -653 -800 -209 -310 -4,585 1,407 -963
DE 3,785 -688 -1,533 800 -327 198 4,585 -1,015 -1,335
[image:47.612.104.532.262.516.2]38
Dari perhitungan statika dengan metode “Cross” didapat besaran gaya-gaya dalam yang
berpengaruh pada kolom IWF 250 adalah:
Untuk momen maximum = Mx = 4.585 kgm
Untuk lintang maximum = Dx = 1.015 kg
Untuk normal maximum = Nx = 1.335 kg
Mutu Baja yang digunakan adalah BJ 36 dengan tegangan dasar = 1600 kg/cm2 dan tegangan
leleh = 2400 kg/cm2
F.1 Cek Gelagar/ Span Terhadap Tegangan Geser
Rumus yang digunakan adalah :
≥ Ix t S D × × max
ijin= 0.58 x dasar
ijin= 0.58 x 1.600 kg/cm2 = 928 kg/cm2
Statis Momen = (7.5 x 12.2) + (10.71 x 5.95) = 155,225 cm3
Maka besarnya tegangan geser yang terjadi adalah:
= Ix tb S D × × max = 050 . 4 6 , 0 225 , 155 1977 ×
× = 126,30 kg/cm2
< 928 kg/cm2………….Aman sekali
F.2 Kontrol Terhadap Kips (Lentur)
a. Cek penampang (berubah bentuk atau tidak)
syarat : h / tw ≤ 75 dan (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1) l / h ≥ 1.25 b / tf (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1)
jika kedua persyaratan di atas terpenuhi maka penampang termasuk yang tidak berubah
bentuk dan sebaliknya apabila salah satu dari persyaratan tidak terpenuhi.
1.25 b / tf = (1.25 x 125) / 9 = 17,36
l / h = 200/250 = 8 < 17,36………..…..tidak memenuhi
Maka penampang profil termasuk penampang yang berubah bentuk.
A’ = A sayap + 1/6 A badan
A’ = 11.25 + 2.32 = 13.57 cm2
iy2 = 0.5 Iy / A’
iy = 10,833
λ = L / iy = 711,5 / 10,833 = 65,681
ω = 1,403
σkip ijin = σijin / ω
σkip ijin = 1600 / 1,403 = 1.140, 3 kg/cm2
Tegangan kip yang terjadi adalah :
σkip terjadi = Mmax / Wx
σkip terjadi = 300.719,3 / 324 = 928,1 kg/cm2
F.3. Cek Tegangan Yang Terjadi Pada Kolom
a. Cek penampang (berubah bentuk atau tidak)
syarat : h / tw ≤ 75 dan (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1) l / h ≥ 1.25 b / tf (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1)
jika kedua persyaratan di atas terpenuhi maka penampang termasuk yang tidak berubah
bentuk dan sebaliknya apabila salah satu dari persyaratan tidak terpenuhi.
h / tw = 250/6 = 41,67 ≤ 75…..…….……….memenuhi
1.25 b / tf = (1.25 x 125) / 9 = 17.,36
40 b. Reduksi tegangan dasar
Besarnya nilai reduksi tegangan dasar ditetapkan berdasarkan syarat-syarat di bawah ini,
yakni:
C1 ≤ 250 maka tidak akan terjadi reduksi
C1 > 250 maka tegangan kip/lentur yang terjadi menggunakan rumus:
C1 < C2 r = dasar (1 – 0.3
250 2 250 1 − − C C
)…………PPBBI pasal 5.1 (3)
C1 ≥ C2 maka tegangan kip/lentur yang terjadi menggunakan rumus:
r = 1 2
C C
x 0.7 x dasar………PPBBI pasal 5.1 (3)
Dimana : C1 = ts b h l × × = 9 , 0 5 , 12 25 1550
×× = 1.222,22 dan
C2 = 0.63 x
σ
E
= 0.63 x 1600
10 1 .
2 × 6
= 826,875
Dari nilai C1 dan C2 yang didapat disimpulkan bahwa C1 > C2
Maka rumus tegangan kip/lentur ijin yang digunakan adalah :
r = 1 2
C C
x 0.7 x dasar
r = 22 , 222 . 1 875 , 826
x 0.7 x 1.600 = 757,72 kg/cm2
maka 757,72 kg/cm2 sebagai tegangan kip
Tegangan yang terjadi menggunakan rumus :
Panjang tekuk kolom arah sb.x
Titik A : G = 10 (sendi)
Titik B : G = Lb / Ib Lc / Ic = ) 2 5 , 711 /( 1580 550 / 1580
× = 2,587
k = 2,25 x = ix Lkx = 52,88 = 1.264
Untuk Portal bergoyang nilai = 0,85
nx = 2
6 2 2 2 88 , 52 335 . 1 5 , 1 66 , 37 10 1 , 2 5 ,
1 × ×
× × × = × ×× ×λ π π x N A E = 139,22
= 5 × σ /( σ kip (8 – 3(Mx1/Mx2)))
= 5 × 1600/(757,72 (8 3×(0/4.585)))
= 1,320 Wx Mx 1 nx nx x A N x × − × β + × θ ×
ω ≤ 1,3σ
324 458500 1 22 , 39 1 22 , 139 85 , 0 88 , 37 335 . 1 320 , 1 264 , 1 × − × + ×
× ≤ 2080 kg/cm2
1.270,61 ≤ 2080 kg/cm2 ………(aman)
σ ≤ θ
+ 1,3
Wx Mx A N 1600 3 , 1 324 458500 320 , 1 77 , 36 335 . 1 × ≤ +
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
1. Dimensi gording yang didapat dari hasil pengecekan terhadap tegangan maupun
lendutannya adalah: 1143,06 kg/m2 < = 1600 kg/m2 (cek terhadap tegangan)
3,74 cm < ijin = 3,89 cm (cek terhadap lendutan) maka dapat disimpulkan bahwa
gording aman untuk digunakan.
2. Jarak Portal yang Paling Efisien dan Ekonomis adalah pada jarak 7 m, dengan
desain profil sbb :
- Profil gording CNP 125 x 50 x 20 x 3,2
- Profil span WF 200 x 150 x 6 x 9
- Proil kolom WF 200 x 150 x 6 x 9
3. Efisiensi yang terjadi pada portal yang paling efisien dan ekonomis untuk :
- Tegangan pada gording = 28,56 %
- Tegangan pada span = 9,37 %
- Tegangan pada kolom = 20,66 %
- Lendutan pada gording = 3.75 %
B. Saran
1. Penyusun menyarankan agar mahasiswa yang lain dapat memahami dengan benar
mengenai pemakaian baja di lapangan dan mampu mengefisiensikan pemakaian
baja di lapangan.
2. Mahasiswa harus dapat mengantisipasi apabila menjumpai perhitungan portal
rangka banyak dengan memahami dan menguasai cara-cara penyelesaian
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Bowles, Joseph E. 1985. Disain Baja Konstruksi (Structural Steel Design). Jakarta: Erlangga.
Gunawan, Ir.Rudy, dengan petunjuk Ir.Morisco. 1997. Tabel Profil Konstruksi Baja. Yogyakarta: Kanisius.
Sunggono kh, Ir. V.1995. Buku Teknik Sipil. Bandung: Nova.
Potma, Ir.A.P, De Vries, Ir.J.E. 1991.Teori Perhitungan dan Pelaksanaan Konstruksi
Baja.Jakarta: PT. Pradnya Paramita.
Patar, M Pasaribu. 1996. Perencanaan Gading-Gading Kap. Medan: Univ. HKBP Nomensen.
Departemen Pekerjaan Umum. 1984. Peratruran Perencanaan Bangunan Baja
Indonesia (PPBBI). Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah
Bangunan.
