BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.1 Latar Belakang
Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya, atau bisa dikatakan juga bahwa baja adalah sebagai unsur paduan utamanya, atau bisa dikatakan juga bahwa baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal dan karbon. Besarnya bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan dengan pembersihan dalam unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. Dimana pembuatan baja temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya.
dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya.
Di masa sekarang ini, kita harus bisa lebih lagi menerapkan ilmu Di masa sekarang ini, kita harus bisa lebih lagi menerapkan ilmu pengetahuan dan teknologi dan lebih peka dalam mendengar informasi khususnya pengetahuan dan teknologi dan lebih peka dalam mendengar informasi khususnya dalam hal bangunan, misalnya bangunan gedung perkantoran, pabrik, rumah sakit, dalam hal bangunan, misalnya bangunan gedung perkantoran, pabrik, rumah sakit, sekolah, dll.
sekolah, dll.
Secara umum bangunan tersebut terbuat dari material baja dan beton. Secara umum bangunan tersebut terbuat dari material baja dan beton. Untuk menghemat biaya pembangunan biasanya pemerintah atau masyarakat Untuk menghemat biaya pembangunan biasanya pemerintah atau masyarakat umum
umum menggunakan menggunakan suatu konsuatu konstrustruksi ksi yang yang kuat kuat misalnya misalnya konstrukskonstruksi i baja.baja. Semua pelaksanaan yang menyangkut struktur tidak luput dari material baja. Semua pelaksanaan yang menyangkut struktur tidak luput dari material baja. Bentuk-bentuk baja yang berada diperdagangan bebas yaitu dalam bentuk Bentuk-bentuk baja yang berada diperdagangan bebas yaitu dalam bentuk batang- batang yang biasa , bilah-bilah, serta beraneka macam pr
batang yang biasa , bilah-bilah, serta beraneka macam profil.ofil.
1.2 Tujuan Penulisan 1.2 Tujuan Penulisan
Laporan ini ditulis bertujuan guna l
Laporan ini ditulis bertujuan guna lebih memahami mengenebih memahami mengenai ai pemanfaatanpemanfaatan baja secara umum serta perhitungan baja serta jenis-jenis profil dari baja yang baja secara umum serta perhitungan baja serta jenis-jenis profil dari baja yang
akan digunakan. akan digunakan.
1.3 Data Lokasi Proyek 1.3 Data Lokasi Proyek
Lokasi
Lokasi Proyek Proyek : : UPI ( UPI ( Universitas Universitas Pendidikan Pendidikan Indonesia Indonesia ),), Fakultas Teknik
DESKRIPSI PROYEK DESKRIPSI PROYEK
a.
a. Deskripsi Deskripsi Proyek Proyek : : Portal Portal Rectangular Rectangular GabelGabel b.
b. Bahan Bahan PenutPenutup up Atap Atap : : Seng Seng GelombaGelombangng c.
c. Jarak Jarak PortaPortal l : : 4 4 mm d.
d. Panjang Panjang Bentang Bentang : : 30 30 mm e.
e. Tinggi Tinggi Kolom Kolom : : 4 4 mm f.
f. KemirinKemiringan gan Atap (Atap () ) : : 303000 g.
g. Berat Berat Crane Crane : : 25 25 TonTon h.
h. Tekanan Tekanan Angin Angin : : 50 50 kg/mkg/m i.i. Alat Alat Sambung Sambung : : Baut Baut dan dan LasLas j.
j. Pondasi Pondasi : : Telapak Telapak BetonBeton
1.4 Sistematika Penulisan 1.4 Sistematika Penulisan KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN 1.1
1.1 Latar BelakangLatar Belakang 1.2
1.2 Tujuan PenulisanTujuan Penulisan 1.3
1.3 Data Lokasi Proyek Data Lokasi Proyek 1.4
1.4 SistemaSistematika tika PenulisanPenulisan BAB II LANDASAN TEORI BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Dasar Perencanaan 2.1 Dasar Perencanaan 2.2 Mutu Bahan 2.2 Mutu Bahan 2.3 Analisis Pembebanan 2.3 Analisis Pembebanan 2.4 Kekuatan Struktur 2.4 Kekuatan Struktur
2.5 Analisis Perencanaan Struktur 2.5 Analisis Perencanaan Struktur
BAB III PERHITUNGAN KONSTRUKSI BAB III PERHITUNGAN KONSTRUKSI 3.1 Konstruksi Atap
3.1 Konstruksi Atap
3.2 Perhitungan Balok Gable 3.2 Perhitungan Balok Gable
3.5 Perhitungan Kolom 3.5 Perhitungan Kolom 3.6 Perhitungan Pondasi 3.6 Perhitungan Pondasi BAB IV PENUTUP BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan 4.1 Kesimpulan 4.2 Saran dan Kritik 4.2 Saran dan Kritik DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
BAB II BAB II
LANDASAN TEORI LANDASAN TEORI
Baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal Baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya. Baja juga mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya. Baja juga diartikan sebagai logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon diartikan sebagai logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0,21% sampai 2,1% berat sesuai
0,21% sampai 2,1% berat sesuai grade grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah
sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal ((crystal crystal latticelattice) atom besi.) atom besi.
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan, Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan, krom, vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan krom, vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (
kekerasan ( hardnesshardness ) dan kekuatan tariknya () dan kekuatan tariknya ( tensiletensile strength strength), namun disisi lain), namun disisi lain
membuatnya menjadi getas serta menurunkan keuletannya (
membuatnya menjadi getas serta menurunkan keuletannya (ductilityductility).).
Di masa sekarang ini, kita harus bisa lebih lagi menerapkan ilmu Di masa sekarang ini, kita harus bisa lebih lagi menerapkan ilmu pengetahuan dan teknologi dan lebih peka dalam mendengar informasi khususnya pengetahuan dan teknologi dan lebih peka dalam mendengar informasi khususnya dalam hal bangunan, misalnya bangunan gedung perkantoran, pabrik, rumah sakit, dalam hal bangunan, misalnya bangunan gedung perkantoran, pabrik, rumah sakit, sekolah, dll.
sekolah, dll.
2.1 Dasar Perencanaan 2.1 Dasar Perencanaan
Secara umum bangunan tersebut terbuat dari material baja dan beton. Secara umum bangunan tersebut terbuat dari material baja dan beton. Untuk menghemat biaya pembangunan biasanya pemerintah atau masyarakat Untuk menghemat biaya pembangunan biasanya pemerintah atau masyarakat
Bentuk-bentuk baja yang berada diperdagangan bebas yaitu dalam bentuk Bentuk-bentuk baja yang berada diperdagangan bebas yaitu dalam bentuk batang- batang yang biasa , bilah-bilah, serta beraneka macam pr
batang yang biasa , bilah-bilah, serta beraneka macam profilofil
Bentuk baja profil umumnya terbanyak dipakai dalam konstruksi Bentuk baja profil umumnya terbanyak dipakai dalam konstruksi baja.Profil ±profil yang biasa digiling disemua negara yang umumnya produsen baja.Profil ±profil yang biasa digiling disemua negara yang umumnya produsen baja. Ukuran-ukuran penampang profil dari berbagai negara asalnya baja. Ukuran-ukuran penampang profil dari berbagai negara asalnya
kadang-kadang berselisih sedikit. kadang berselisih sedikit.
Ada 4 empat golongan besar dari profil yaitu : Ada 4 empat golongan besar dari profil yaitu : 1.
1. profil-profil Eropa-Barat ; profil-profil Eropa-Barat ; 2.
2. profil-profil Eropa-Tengah ; profil-profil Eropa-Tengah ; 3.
3. profil-profil Inggris dan profil-profil Inggris dan 4.
4. profil-profil Amerika profil-profil Amerika 5.
5.
Profil±profil Eropa-Barat digiling di Belgia, Luksemburg, Jerman, Profil±profil Eropa-Barat digiling di Belgia, Luksemburg, Jerman, Perancis dan Belanda. Kebanyakan profil-profil ini adalah profil-profil Jerman Perancis dan Belanda. Kebanyakan profil-profil ini adalah profil-profil Jerman Normal. Profil-profil Eropa-Tengah digiling di Austria, Hongaria, dan Normal. Profil-profil Eropa-Tengah digiling di Austria, Hongaria, dan
Cekoslovakia, profil Ingg
Cekoslovakia, profil Inggris ris di Inggris dan profil Amerika di Amerika Serikat dadi Inggris dan profil Amerika di Amerika Serikat dann Kanada.
Kanada.
Perlu diketahui juga beberapa pengklasifikasian baja, guna pemakaiannya Perlu diketahui juga beberapa pengklasifikasian baja, guna pemakaiannya pada pembangunan suatu bangunan, seperti ;
pada pembangunan suatu bangunan, seperti ; 1.
1. Berdasarkan KomposisiBerdasarkan Komposisi -- Baja karbonBaja karbon
-- Baja paduan rendahBaja paduan rendah 2.
2. Berdasarkan proses pembuatannyaBerdasarkan proses pembuatannya -- Tanur baja terbukaTanur baja terbuka
-- Dapur listrik Dapur listrik
-- Proses oksidasi dasar Proses oksidasi dasar 3.
3. Berdasarkan Bentuk produk Berdasarkan Bentuk produk -- Plat batanganPlat batangan
-- TabungTabung -- LembaranLembaran -- PitaPita
- Bentuk struktural
4. Berdasarkan Kegunaan dalam Konstruksi - Baja struktural
- Baja non-struktural
-2.2 Mutu Bahan
Baja yaitu suatu logam yang dibentuk oleh orang yang terdiri dari beberapa unsur seperti besi, zat arang (C), Silisium (Si), Mangan (Mn), Posfor (P) dan Belerang (S). Banyaknya C, Si, Mn, P dan S yang sedikit ini memberikan sifat-sifat yang tertentu kepada besi. Kebanyakan dari zat-zat tersebut dapat mempertinggi kekerasan, tetapi dapat membuat logam menjadi rapuh. Pengaruh dari Posfor dan belerang biasanya tidak baik, sebaliknya zat arang, Silisium dan Mangan sangat penting untuk menimbulkan sifat-sifat yang diperlukan bagi baja.
Dari bentuk, ukuran, jenis serta mutu baja suatu baja dikatakan memiliki karakteristik yang sama maupun beda terutama dilihat dari fungsi profil tersebut apa dan digunakan didaerah yang bagaimana secara umum.
Kadar zat arang dari besi kasar adalah 3 ± 4%, kadar pada baja konstruksi hanya 0,12%. Pada pembuatan baja, zat arang ini harus dikeluarkan selanjutnya kelebihan zat Si, Mn, P dan S. Kalau besi kasar terlampau banyak Posfor, dapur tinggi untuk pembuatan baja harus dilapis dengan batu tahan api yang bersifat basa (dolomite). Pada kadar Posfor yang rendah lapisan dapat dibuat dari zat-zat
asam tahan api yang murah (Si O2).
Baja bangunan dikerjakan menurut cara-cara kerja sebagai berikut : 1. proses-konvertor asam (Bessemer);
2. proses-konvertor basa (Thomas); 3. proses-Siemens-Martin asam ; 4. proses-Siemens-Martin basa;
pengerjaan baja sebanyak-banyaknya harus dilakukan dibengkel konstruksi. Pekerjaan-pekerjaan ditempat bangunan harus terdiri pemasangan alat-alat konstruksi yang telah disiapkan dipabrik. Karena disesuaikan dengan kebutuhan dilapangan maka profil batang dan pelat-pelat harus mengalami pengerjaan.
Keuntungan baja bangunan
Kebanyakan orang memilih baja sebagai bahan konstruksi bangunan yaitu karena baja memiliki keunggulan dibandingkan material yang lainnya :
1. Konstruksi baja memiliki berat sendiri yang relatif ringan dibandingkan dengan beton.
2. Pekerjaan konstruksi dapat dikerjakan di bengkel dan dilapangan, dapat dipasang, dibongkar dan dipindah-pindahkan.
3. Baja konstruksi memiliki regang dan tegangan yang tinggi
4. Harga pengerjaan konstruksinya lebih murah daripada beton bertulang.
Kerugian baja bangunan
Disamping memiliki keuntungan baja bangunan memiliki berbagai keburukan atau kerugiannya sebagai konstruksi yaitu :
1. Baja konstruksi kurang kuat dari pengaruh karat, seperti terhadap udara,uap,air,air embun,air laut serta pengaruh zat kimia lainnya.
2. Baja konstruksi harus senantiasa dipelihara dalam kurun waktu yang ditentukan misalnya setiap lima dan sepuluh tahun sekali untuk menjamin kekuatan yan tetap.
3. Pemeliharaan yang dilakukan harus dicat, tetapi lapisan yang terkena karat harus dihilangkan dahulu dengan cara disikat dengan sikat baja atau dengan menggunakan pasir atau debu baja dengan menggunakan pesawat tiup, atau dengan cara kimiawi sehingga memerlukan biaya yang mahal.
4. Baja konstruksi tidak tahan terhadap kebakaran dan panas, sehingga bagian bajanya harus dibungkus misalnya dengan beton yang tahan panas.
2.3 Analisis Pembebanan
Sifat umum yang dialami baja sebagai konstruksi :
1. Keteguhan
Pada percobaan baja dilakukan tarikan yang dilakukan, akibat tarikan tersebut baja mengalami tegangan dan regangan, karena baja memiliki perlawanan yang baik baja tidak akan putus apabila tidak melampai batas tertentu. Baja tersebut mempunyai batas-bataas ketegangan dalam dan luar dimana dalam saat perpatahan mulai berlangsungnya, apabila batas lawan baja terdapat tarikan,
tekanan dan lentur dilampaui, baja akan putus. Pada waktu mengalami pembebanan dalam keadaan tertentu baja masih dapat menahan gaya.
2. Elastisitas
Sifat ini adalah merupakan sifat yang dimiliki baja, dimana baja memiliki keelastisan atau perubahan bentuk panjang tetapi baja masih dapat kembali ke bentuk semula.
3. Kekenyalan
Sifat ini adalah sifat yang dimiliki baja dimana baja memiliki kemampuan untuk menerima perubahan secara kasar tanpa cacat atu rusak sebelum baja mengalami patahan.
4. Kemungkinan ditempa
Sifat dalam keadaan pijar menjadi lembek dan plastik sehingga dalam keadaan ini tanpa menerima kerugian. Sifat keteguhan dapat dirubah dengan bentuk yang baik.
Untuk mempersingkat laporan perhitungan tugas ini, maka penulis akan memberikan rincian mengenai tugas ini.
Dalam laporan tugas struktur baja ini akan dibicarakan mengenai konstruksi baja untuk bangunan-bangunan pada pabrik yang terdiri dari :
1. Menganalisis bagian-bagian konstruksi dari baja tertentu saja yang terdiri dari balok dan kolom yang mengalami pembebanan pada bangunan pabrik.
3. Penentuan dimensi kolom dan balok serta perhitungan sambungan serta peninjauan kekuatannya.
2.4 kekuatan Struktur
Perkembangan teknologi membawa perubahan yang baik dan benar terhadap kemajuan di bidang konstruksi dan pembangunan infrastruktur. Perkembangan ini sangat membantu alam dan ekosistemnya yang terus menerus diperas habis oleh manusia untuk kepentingan individualistis. Berbagai contoh dapat kita temui seperti penggunaan kayu sebagai bahan dasar konstruksi rumah, furniture dan mebel serta assesoris yang berkaitan dengan bahan dasar tersebut ternyata membutuhkan kayu-kayu yang bagus dan baik.
Setiap bahan konstruksi yang digunakan pada rumah pasti mempunyai nilai kelebihan dan kekurangannya baik dari estetika dan hal yang lainnya. Seperti halnya dalam penggunaan rangka atap baja pada rumah. Konstruksi baja ringan ini sudah mengalami uji coba dan penelitian yang dilakukan oleh para ahli dan telah lolos uji kekuatan. Jika dibandingkan denagn struktur atap konvensional yaitu rangka atap dengan bahan dasar kayu, maka penggunaan rangka atap baja ringan akan mempunyai perbandingan yang berbeda dari segi pandang setiap penggunaannya. Mungkin bisa dikatakan tergantung akan lokasi dan biaya produksi untuk mendatangkan material tersebut. Kelemahan atap baja ringan dibanding dengan kayu tergantung pada lokasi rumah, yaitu pada daerah iklim tropis atau bukan tropis.
2.5 Analisis Perencanaan Struktur
Pada kasus ini, penulis akan langsung memberi contoh pengerjaan konstruksi, yaitu, sbb ;
Didalam lingkup pekerjaan konstruksi adalah juga pekerjaan-pekerjaan persiapan guna pelaksanaan rangka tap, penyediaan tenaga, bahan material, dan perlatan. Secara keseluruhan lingkup pekerjaan konstruksi rangka atap meliputi
a. Pekerjaan Konstruksi baja Atap, lingkup pekerjaannya : - Penyediaan tenaga
- Bahan material
- Peralatan untuk pelaksanaan pekerjaan konstruksi baja atap
1. Bahan
a. Rangka atap baja ringan Zinc Alume setara Smart Truss, Global Steel, atau Truss Indo
b. Usuk plat baja lapis aluminium AZ100 ( Aluminium Zinc Coated Steel Plate ) setara Global; U100 t = 0,85 mm eks Global Steel Light Steel Frames.
c. Reng Plat baja lapis aluminium
Seluruh bahan yang akan digunakan harus diberikan contohnya terlebih dahulu untuk mendapatkan persetujuan dari pengawas/Direksi sebelum boleh didatangkan dilapangan pekerjaan.
2. Pelaksanaan
a. Bnetuk dan dimensi kuda-kuda serta dimensi batang-batang dan plat simpulnya harus dilaksanakan sesuai gambar rancangan
pelaksanaan serta sesuai dengan keadaan bentang kedudukannya di lapangan pekerjaan. Oleh karena itu kontraktor Pelaksana harus membuat gambar ± gambar pelaksanaan terlebih dahulu. Pekerjaan Kuda-kuda baja ini tidak diperkenankan dilaksanakan sebelum gambar pelaksanaan disetujui direksi.
b. Pembuatan kuda-kuda baja harus dilaksanakan di tempat yang datar dengan lantai kerja yang keras. Bila dilaksanakan di luar lapangan pekerjaan, kontraktor harus minta ijin secara tertulis
konstruksi untuk mendapatkan persetujuan dari direksi sebelum pekerjaan ini dilaksanakan.
c. Pemotongan harus dilaksanakan dengana mesin standard. Pelubangan harus menggunakan bor. Tepian yang tajam akibat pemotongan maupun pemboran harus ditumpulkan dengan
gerenda.
d. Pemasangan kuda-kuda hanya boleh dilaksanakan bila kolom-kolom dan balok beton penumpunya telah berumur paling sedikit 14 hari dan baut-baut pengikatnya telah terpasang dengan benar. e. Pengangkatan kuda-kuda harus dilaksanakan secara hati-hati
hingga tidak menimbulkan puntiran-puntiran pada bidnag kuda-kuda.
f. Untuk itu, sebelum diangkat batang-batang penjepit sebagai klem pengaku bidnag kuda-kuda harus dipasang lebih dahulu dan tidak boleh dilepas sebelum trekstang dipasnag serta konstruksi
kuda-kuda telah benar-benar dalam keadaan diam.
Dengan demikian pengerjaan bangunan bisa dilanjutkan ketahapan yang selanjutnya.
BAB III
PERHITUNGAN KONSTRUKSI BAJA II (GABLE) Data Perhitungan 4.0 30° A 20.0 B C D E Ketentuan - Ketentuan :
1. Type Konstruksi : Portal Gable
2. Bahan Penutup Atap : Seng Gelombang
3. Jarak Antar Portal : 4 meter
4. Bentang kuda ± kuda (L) : 30 meter
5. Jarak Gording : 2 meter
6. Tinggi Kolom (H) : 4 meter
7. Kemiringan atap (E) : 300
8. Beban Angin : 50 kg/m2
9. Bebab Berguna (P) : 100 kg
10. Alat sambung : Baut dan Las
11. Pondasi : Telapak Beton
12. Baja Profil : C- 100 x 50
3.1 Konstruksi Atap Perhitungan Gording
A. Menghitung Panjang Balok
Diketahui (L) = 20 m y Jarak C - D Cos 300 = x / r r = 15 / cos 30 0 = 17,32 m y Jarak D ± F tan 300 = y / x y = tan 30 0. 15 = 8,66 m
y Jarak gording yang direncanakan = 2 m y Banyaknya gording yang dibutuhkan
17,32/2 + 1 = 9,66 buah = 10 buah
y Jarak gording yang sebenarnya
17,32/9 = 1,924 m
3.1.1 Perhitungan Dimensi Gording
Untuk dimensi gording dicoba dengan menggunakan profil baja C100.50dengan data-data sebagai berikut :
- A = 11,92 Cm2 - q = 9,36 kg/m - lx = 189 Cm4 - Wx = 37,8 Cm3 - ly = 26,9 Cm4 - Wy = 7,82 Cm3 sb y sb x r y C F D x = ½ L
Pembebanan pada gording : 1. Beban Mati / Dead Load
- Berat gording = 9,36 kg/m
- Berat penutup atap (1,924m x 11 kg/m2) = 21,164 kg/m q = 30,524 kg/m
Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan beban mati Px bekerja vertical, P diuraikan pada sumbu X dan sumbu Y, sehingga diperoleh: 2 5 ° X X Y q qx qy
Gambar gaya kerja pada gording
qx = q . sin = 30,524 . sin 300 = 15,262 kg/m qy = q . cos = 30,524. cos 300 = 26,434 kg/m
Gording diletakkan di atas beberapa tumpuan (kuda-kuda), sehingga merupakan balok menerus di atas beberapa tumpuan dengan reduksi momen lentur maksimum adalah 80 %.
2 5 ° X X Y q qx qy
Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna Momen maksimum akibat beban mati :
Mx 1 = 1/8 . qx . (l/2)2. 80% = 1/8 .15,262 (4/2)2. 0,8 = 6,104 kgm My1 = 1/8 . qy . (l)2. 80% = 1/8 . 26,434 . (4)2 . 0,8 = 42,294 kgm
2. Beban Hidup / Live Load
Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna
Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja di tengah-tengah bentang gording, beban ini diperhitungkan kalau ada orang yang bekerja di atas gording. Besarnya beban hidup diambil dari PPURG 1987, P = 100 kg.
Px = P . sinE
= 100 . sin 300 = 50 kg Py = P . cos E
= 100 . cos 300 = 86,6 kg
Momen yang timbul akibat beban terpusat dianggap Continous Beam.
Gambar momen akibat beban berguna
Momen maksimum akibat beban hidup
Mx 2 = (¼ . Px . l/2) . 80 % = (¼ . 50 . 4/2) . 0,8 = 20 kgm My 2 = (¼ . Py . l) . 80 % = (¼ . 86.6 . 4) . 0,8 = 69,28 kgm 3. Beban Angin
Beban angin diperhitungkan dengan menganggap adanya tekanan positif (tiup) dan tekanan negatif (hisap), yang bekerja tegak lurus pada bidang atap. Menurut PPPURG 1987, tekanan tiup harus diambil minimal 25 kg/m2 . Dalam perencanaan ini, besarnya tekanan angin (w) diambil sebesar 50 kg/m2.
Gambar gaya kerja pada beban angin K etentuan :
y Koefisien angin tekan ( c ) = (0,02 x E- 0,4) y Koefisien angin hisap ( c¶ ) = - 0,4
y Beban angin kiri (W1) = 50 kg/m2 y Beban angin kanan (W2) = 50 kg/m2 y Kemiringan atap (E) = 300 y Jarak Gording = 2 m K oefisien Angin y Angin tekan ( c ) = (0,02 . E- 0,4) = (0,02 . 300 - 0,4) = 0,2 y Angin hisap ( c1) = -0,4
y Angin Tekan (wt) = c x W1. (jarak gording)
= 0,2 . 50 . (2) = 20 kg/m
y Angin Hisap (wh) = c1 . W1. (jarak gording)
= -0,4 . 50 . (2) = -40 kg/m
Momen maksimum akibat beban angin
Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar) W max = 20 Kg/m
W x = 0, karena arah beban angin tegak lurus sumbu batang balok. Jadi momen akibat beban angin adalah :
Akibat Wx = 0 Mx3 = 1/8 . Wx . (I/2)2 . 80 % = 1/8 . 0 . 4/2 . 0,8 = 0 kgm Akibat Wy = 20 My3 = ?1/8 . W . (l)2A. 80% =?1/8 . 20 . (4)2A. 0,8 = 32 kgm
Tabel perhitungan momen
P dan M Atap + Gording (Beban Mati) Beban Orang (Beban Hidup) Angin q, P 30,524 100 20 qx, Px 15,262 50 0 qy, Py 26,434 86.6 20 Mx 6,104 20 0 My 42,294 69,28 32 4. Kombinasi Pembebanan
y Akibat Beban Tetap
M = M Beban Mati + M Beban Hidup Mx = Mx1+ Mx2
= 6,104+ 20
My = My1+ My2 = 42,294 + 69,28
= 111,574 kgm = 1157,4 kgcm
y Akibat Beban Sementara
M = M Beban Mati + M Beban Hidup + M Beban Angin Mx = Mx1+ Mx2+ Mx3 = 6,104 + 20 + 0 = 26,104 kgm = 2610,4 kgcm My = My1+ My2+ My3 = 42,294 + 69,28 + 32 = 143,574 kgm = 14357,4 kgcm 5. Kontrol Tegangan
y Akibat Beban Mati + Beban Hidup
Wx M y W y Mx ! W DW = 1600 kg/cm2 8 , 37 4 , 1157 82 , 7 2610,4 ! W = 364,429 kg/cm2 DW = 1600 kg/cm2 W = 364,429 kg/cm2 W =1600 kg/cm2 ... OK y Akibat Beban Mati + Beban Hidup + Beban Angin
Wx M y W y Mx ! W DW = 1600 kg/cm2 8 , 37 4 , 14357 82 , 7 2610,4 ! W = 713,636kg/cm2 DW = 1600 kg/cm2 W = 713,636 kg/cm2 W =1600 kg/cm2 ... OK 6. Kontrol Lendutan :
Lendutan yang diijinkan untuk gording ( pada arah x terdiri 2 wilayah yang ditahan oleh trakstang).
f ijin = 2 400 360 1 2 360 1 ! l = 0,55 cm
akibat beban mati+beban hidup f x = I y E l P x I y E l q x 4 ( /2)3 48 1 ) 2 / ( 384 5 = 9 , 26 10 1 , 2 48 ) 2 400 ( ) 5 , 0 ( 1 9 , 26 10 , 2 384 ) 2 400 ( ) 15262 , 0 ( 5 6 3 6 4 fx = 0,057 cm < fx izin = 1/300 x 400 = 1,33 cm «««.. OK f y = I x E l Py I x E l q y 3 4 ) ( 48 1 ) ( 384 5 = 189 10 . 1 , 2 48 ) 400 ( ) 866 , 0 ( 1 189 10 1 , 2 384 ) 400 ( ) 26434 , 0 ( 5 6 3 6 4 fy = 0,22cm < fy izin = 1,33 cm ... OK cm fy f x f '! 2 2 ! 0,0572 0,222 !0,22
jadi, gording C100x50 aman untuk digunakan.
Akibat beban angin
f x = 0 = 0 fx = 0, cm < fx izin = 0.55 cm «««.. OK! f y = 189 10 . 1 , 2 ) 2 / 400 ( 20 , 0 384 5 ) 2 / ( 384 5 6 4 4 ! I x E l w y = 0,01 cm fy = 0,01cm < fy izin = 1,33 cm ... OK Akibat beban angin+beban hidup+beban mati
f x = 0+0,057 = 0,057 fx = 0,057 cm < fx izin = 1,33 cm «««.. OK! f y =0,22+ 0,01 = 0,21 cm fy = 0,21 cm < fy izin = 1,33 cm ... OK
3.1.2 Perhitungan Batang Tarik (Trackstang)
Batang tarik (Trackstang) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah sumbu x (miring atap) sekaligus untuk mengurangi tegangan
lendutan yang timbul pada arah x. Beban-beban yang dipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap (sumbu x), maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik Gx dan Px.
Gx = Berat sendiri gording + penutup atap sepanjang gording arah sumbu x
Px = Beban berguna arah sumbu x P total = Gx + Px = (qx . L) + Px
Karena batang tarik dipasang dua buah, jadi per batang tarik adalah : P = P tot / 2 = (qx . L) + Px)/2 = _(15,262. 4) + 50a/2 = 55,52 kg W = F n P e = 1600 kg/cm2, dimana diambil W = Fn = W P = 1600 52 , 55 = 0,0347 cm2 F br = 125% . Fn = 1,25 . 0,0347 = 0,0433 cm2 F br = ¼ . T. d2, dimana : 23 , 0 14 , 3 0433 , 0 . 4 . 4 ! ! ! T br f d cm
Maka batang tarik yang dipakai adalah Ø 6 mm.
3.1.3 Perhitungan Ikatan Angin
Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal ( axial ) tarik saja. Adapun cara kerjanya adalah apabila salah satu ikatan angin bekerja sebagai batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan gaya apa ± apa. Sebaliknya
apabila arah angin berubah, maka secara bergantian batang tersebut bekerja sebagai batang tarik.
_
N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya / tekanan angin.
Tg F = 47 , 4 2 = 0,447 F = arc tg 0,447 = 24o6¶18,16´ 7 H = 0, Nx = P N cos F = P N = F cos P = 71,19 " 16 , 18 ' 6 24 cos 65 o ! 044 , 0 1600 19 , 71 ! ! ! ! W W F n N F n N cm2 Fbr = 125% . Fn = 1.250,044 = 0,0556 cm2. Fbr = ¼ Td2 d = T Fbr . 4 = 14 . 3 0556 , 0 4 = 0,026 cm. }2,6 mm Maka ikatan angin yang dipakai adalah Ø 10 mm
3.2 Desain Portal Gable 4.0 A B C E P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 D P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 F G H I
Gambar Sk ema Pembebanan Atap Gable
3.3 Perhitungan Portal
Pembebanan gable akibat beban-beban yang dipikul oleh gording Data-data yang diperlukan :
- Jarak antara kuda-kuda = 4 m
- Bentang kuda-kuda = 30 m
- Kemiringan atap = 300
- Dimensi kuda-kuda (dicoba) = IWF400.300.10.16
- Jarak gording = 1,924 m, 1,924:2 = 0,962
- Berat sendiri penutup atap = 11 kg/m2 Beban Yang Dipikul Gable Utama
Beban Mati
1. Akibat Beban Mati ( Dead Load )
Pembebanan pada Balok Gable akibat beban-beban yang dipikul oleh 1 gording :
a. Berat penutup atap = 11 kg/m2
P = berat penutup atap x jarak gording x jarak antar kuda-kuda
b. Berat sendiri gording
P = berat sendiri gording x jarak antar kuda-kuda
= 9,36 kg/m . 4 m = 37,44 kg
c. Berat kuda-kuda (dicoba IWF 400 . 300 . 10. 16) Berat sendiri = 107 kg/m
P = 107 kg/m . (1,924 m) = 207,259 kg
d. Berat ikatan angin (P = 25% P kuda-kuda)
P = 0,25 . 207,259 kg = 51,814 kg
e. Berat alat penyambung (10 % . P kuda-kuda)
P = 0.1 . 207,259 kg = 20,725 kg +
Berat total beban mati (DL) = 401,894 kg 2. Akibat Beban Hidup (Life Load)
Beban Hidup (LL) =100 kg
3. Akibat Beban Angin (Wind Load)
A = Luas bidang kontak Koefesien angin (C) Tekanan Angin = 50 kg/m Angin tekan (Wtk ) = 47,68 kg/m Angin hisap (Whs) = -95,36 kg/m Pwxtk = Pw sinE = 50 . sin 300 = 25 kg Pwytk = Pw cosE = 50 . cos 300 = 43,30 kg Pwxhs = Pw sin E = -95,36 . sin 300 = -47,68 kg Pwyhs = Pw cos E = -95,36 . cos 300 = -82,58 kg Untuk kombinasi pembebanan kombinasi I (1,2DL + 1,6LL) dan
kombinasi II (1,2DL + 1,6LL + 0,8WL) di hitung didalam program SAP 2000 v.9.
Untuk mencari momen, gaya lintang dan gaya normal yang terjadi pada Gable Utama ini digunakan program SA P 2000 versi 9. Hasil dari gaya-gaya dalam dan
reaksi perletakan dari Gable Utama adalah sebagai berikut :
RencanaAtap padaSA P
Input Pembebanan Pada SAP
P embebanan Akibat Beban Hidup
Pembebanan AkibatCrane
Pembebanan Axial
Pembebanan Momen 3-3
3.3.1 Desain Balok Gable Utama
h = 300 mm F = 136 cm2
t b = 10 mm Ix = 38700 cm4
ts = 16 mm Iy = 7210cm4
ix = 16,9 cm Wx= 1980 cm3
iy = 7,28 cm Wy = 481 cm3
Kontrol balok terhadap Momen Tahanan
Dari bantuan program struktur analisis program pada kombinasi 4 di dapat momen sebesar 16969,309kgm = 1696930,9 kgcm 581 , 1060 1600 9 , 1696930 ! ! ! W mak s x M W W 1980 cm3 tabel x ! e .... OK
K esimpulan : Baja pr o fil I W F 400.300.10.16 memenuhi syarat momen tahanan,
dengan demik ian dapat digunak an sebagai bal ok pada portal gable
utama.
Kontr ol terhadapT eganganLentur yang terjadi :
2 2 2 / 1600 / 035 , 857 1980 9 , 1696930 / 1600 cm k g cm k g cm k g W M x mak s ! e ! ! ! e ! W W W
K esimpulan: Baja pr o fil W F 400.300.10.16 memenuhi syarat tegangan lentur, dengan demik ian dapat digunak an sebagai bal ok pada gable utama.
Kontrol terhadap Tegangan Geser yang terjadi :
200
300 12
8
Gambar Penampang Baja pr o fil W F 400.300.10.16
o Cek profil berubah bentuk atau tidak : -ts h e 75 16 , 0 3 e 75 18,75e 75 «««. Ok!!! -h l u ts b 25 , 1 30 200 u 16 , 0 40 25 , 1 6,666 u 31,25 «««« Tidak Ok!!!
Jadi, pada penampang terjadi perubahan bentuk ( PPBBI 1984 pasal 5.1(1) )
- Terhadap bahaya lipatan KIP.
! ! (30 2.0,16) 6 1 ) 2 ( 6 1 ts h 4,9466 mm =0,494 cm 1 1 Garis N etral
Luas yang diarsir = (1,2 x 20) + (0,8 x 4,5) = 27,6 cm2 iy = ! 6 , 27 096 , 400 3,81 cm P = iy Lk
dengan L panjang batang = 1155 cm
Dimana Lk jarak antara titik-titik sokong lateral = 192.5 cm
P = ! 81 , 3 5 . 192 50,52 =51 [= 1.25 [= 1.25 tabel 3 hal 15 PPBBG
- Syarat Berubah Bentuk
W W [ e KI P ! ! ! ! 2 2 2 2 2 2 ) 81 , 3 1155 ( 2100000 14 . 3 ) ( iy L E y E KI P T P T W 225,30 kg/cm2 W W [ KI e P 1.25 x 225,30 = 281,625 kg/cm 2< W !1600kg/cm2
Jadi balok IWF 400.300.10.16aman dan tidak mengalami tegangan KIP.
e. Kontrol Terhadap Tegangan Geser yang Terjadi
I x t Sx D b. . ! X D = 1414,83 kg
Tegangan geser yang diijinkan : 0,6. 0,6.1600 960 / 2 cm k g ! ! ! W X Sx = Ix/(0,5 x h) = 11300/(0,5 x 29,4) = 768,71 cm 11300 8 . 0 71 , 768 . 83 , 1414 ! X = 139,47 kg/cm2 e 960 kg/cm2 .«««««. Ok !!!
Jadi balok aman terhadap tegangan geser
q = 56,8 kg/m = 0,568 kg/cm2 fx = I x E l q 4 384 5 = 11300 10 1 . 2 6 , 925 568 , 0 384 5 6 4 = 0,23 cm f maks = 925,6 250 1 250 1 ! L = 3,7024 cm fx = 0,23 cm ef maks= 3,7024 cm ... Ok!!!
@Balok aman terhadap lendutan
Perencanaan Dimensi Batang 1 dan 4 (Batang Tekan)
Dari hasil analisa SAP didapatkan Pu untuk kolom sebesar 38720,02 kg +25000 kg = 63720,02 kg
1. Batasan parameter kelangsingan batang tekan harus memenuhi persamaan berikut :
Dimana nilai kc pada kolom dengan asumsi ujung jepit sendi = 0,7 Tinggi kolom = 4,0 m = 400 cm Lk = 0,7 x 400 cm = 280 cm 280 L K L = L K L = L/2 L/4 L/4 L 0 ,7 L L K = 1,0 (a) K = 0,7 (c) K = 0,5 (b) K L = L K L = L/2 L/4 L/4 L 0 ,7 L L K = 1,0 (a) K = 0,7 (c) K = 0,5 (b)
2. Mencari luas bruto minimum : Min fy Pu A g . . J [ ! ; dimana J = 0,85
Nilai berdasarkan nilai :
6 10 . 1 , 2 2400 4 , 1 280 1 min 1 x E fy r Lk x c T T P ! ! = 2,15
Karena c > 1,2 maka nilai = 1,25 c2= 1,25 (2,15)2 = 5,778
Maka nilai Ag = 2400 . 85 , 0 ) 778 , 5 .( 02 , 63720 = 180,477 cm2
Coba pilih profil IWF400.300.10.26 Data Profil : b = 400 mm w = 107 kg/m h = 300 mm F = 136 cm2 t b = 10 mm Ix = 38700 cm4 ts = 16 mm Iy = 7210cm4 ix = 16,9 cm Wx= 1980 cm3 iy = 7,28 cm Wy = 481 cm3 Kontrolpenampang :
1. Chek kelangsingan penampang a) Pelat sayap p P P 5 , 12 16 200 ! ! ! tf b P 44 , 108 240 1680 1680 ! ! ! fy p P = 12,5 < p = 108,44 .Ok
b) Pelat badan p P P 66 , 16 24 400 ! ! ! tw h P 44 , 108 240 1680 1680 ! ! ! fy p P = 16,66 < p = 108,44 .Ok
2. Kuat tekan rencana kolom, J Pn
J Pn = 0,85 . Ag .Fy = 0,85 . 254,9 . 2400 = 519996 kg 2 , 0 e Pn Pu J = 519996 0,12 0,2 63720,02 e
! ,maka digunakan persamaan :
0 , 1 2 b M n x e M u x Pn Pu J J
3. Kuat lentur rencana kolom, J Mnx
Diperoleh nilai Mmax = 16969,31 kgm (hasil output SAP) Mnx = Fy . Zx = 2400 . (3840) = 9216000 kgcm = 92160 kgm 4. Rasio tegangan total
0 , 1 2 b M n x e M u x Pn Pu J J 0 , 1 ) 92160 .( 9 , 0 31 , 16969 ) 519996 .( 2 02 , 63720 e 0,265 < 1,0Ok
Jadi kolom IWF400 x 300 x 10 x 16 kuat menerima beban dan memenuhi
syarat.
Kapasitas Crane = 25 ton
Berat Sendiri Crane = 30 ton
Berat takel = 2 ton
Jarak bersih dihitung dari sisi atas rel ke puncak kolom = 1 m Berat sendiri rel (ditaksir) = 30 kg/m
Jarak roda-roda Crane = 2 m
Jarak bersih dari permukaan lur kolom ke rel = 2,25 cm Jarak minimum lokasi takel terhadap rel = 1 m
RA = ½ (30) + 17 (28,55/29,55)
RA = 31,424 ton dipikul 2 roda tekan, masing ± masing 15,712 ton b. Sekarang Tinjau Balok Crane Bentang 4 meter
Agar diperoleh momen maksimum, maka anatra resultante gaya 2 roda merupakan lokasi as balok tersebut
RA = = 15,712 ton
RB = 31,424 ± 15,712 = 15,712 ton Momen maksimun yang terjadi : Dititik b = 15,712(2-0,5-1) = 7,856 tm Dititik a = 15,712(2-1) = 15,712 tm Momen maksimum = 15,712 tm Koefisien kejut = 1,15 (PPI 1983)
Momen maksimum pada balok crane akibat beban hidup = 1,15(15,712) = 18,068 tm
c. Akibat Beban Mati
Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 30 + 150 = 180 kg/m M = (180)(4) = 90 kgm = 0,09 tm
d. Reaksi Maksimum Balok Crane
Terjadi jika salah satu roda crane tepat pada perletakkan balok tersebut,
Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 180 kg/m e. Akibat Beban Hidup Crane
RA = 15,712 + 15,712 (4-2)/4) = 23,568 ton
Koefisien kejut = 1,15, maka RA = 1,15(23,568) ton = 27,103 ton Akibat beban sendiri rel + balok crane
RA = 0,5(0,18)(4) = 0,36 ton
Jadi, RA = 27,103 + 0,36 = 27,463 ton f. Gaya Rem Melintang ( Lateral Force)
Biasanya 1/15 (beban kapasitas crane + berat takel) untuk : lintasan dimana ada 2 roda
Beban lateral per roda = 0.5* (25+2) = 0,9 ton
Kita sudah tahu bahwa akibat beban roda 15,712 ton, momen maksimum yang bekerja pada balok crane = 15,712 tm
Jadi akibat 0,9 ton, momen = (0,9/15,712)15,712 =0,9 tm g. Menentukan Profil Balok Crane
Mutu baja C 100 x 50
Momen maksimum yang dipikul = 18,518 tm Wx = = 1157,375 cm3
Coba IWF 400.300.10.16, dimana W10x = 1190 cm3.
Dikombinasikan dengan memakai profil kanal St 37, yang diikatkan pada flens IWF.
Data ± data profil : IWF400.300. 10.16 b = 400 mm w = 107 kg/m h = 300 mm F = 136 cm2 t b = 10 mm Ix = 38700 cm4 ts = 16 mm Iy = 7210cm4 ix = 16,9 cm Wx= 1980 cm3 iy = 7,28 cm Wy = 481 cm3 C240.85.13.6,5. h = 240 mm ht = 184 mm Wx = 300 cm3 b = 85 mm A = 42,3 cm2 Wy = 39,6 cm3 d = 9,5 mm q = 16,0 kg/m ix = 9,22 cm ri = 6,5 mm Ix = 3600 cm4 iy = 2,42 cm s = 22,3 mm Iy = 248 cm4
h. Tentukan Garis Berat Penampang Gabungan Berjarak y dari serat atas :
y = = 14.6707 cm
Ix = 28700 + (83.4)(18.5+0.85-14.6707)2+ 1910 +(32.2)(14.6707-2.01)2
= 28700 + 1826.1138 + 1910 + 5161.4451 = 37597.5589 cm4
Cek kembali terhadap momen maksimum : atas= = 785.5884 kg/cm 2 tekan= = 1650.5161 kg/cm 2
i. Pengecekan Tegangan Akibat Beban Lateral
Iy = Ixkanal+ Iyflens tertekan dari IWF dimana Iyflenstekan IWF diambil ½
= 2700 cm4
Momen maksimal lateral = 0.6859 tm tekan=
= 254.037 kg/cm 2
tekan total = 254.037 + 785.5884 = 1039.6254 kg/cm2 j. Mencari Tegangan Izin KIP dari Balok Crane
Karena akibat beban lateral tersebut, balok crane mengalami KIP cr = 1.0363x107 (1+0.156 ) 0.5+ k 2 Dimana :
Iy = inersia penampang total terhadap sumbu y = 2690 + 1580 = 4270 cm4
H = jarak titik berat flens tekan (terdiri dari kanal + flens IWF) terhadap titik berat flens tarik
Mencari titik berat flens tekan: y =
=
= 1.3595 cm
Jarak titik berat flens tekan kef lens tarik = (44.6+0.85-( )-40) = 4.85 cm
k. Tentukan Konstanta Torsi J = b t3
Dimana :
b = ukuran terbesar dari penampang persegi t = ukuran terkecil dari penampang persegi untuk :
badan kanal =20(0.85)3 = 4.0942 cm4
flens kanal = (7.5-0.85)(1.15)3. 2 = 6.7425 cm4 maka, J = 40.9636 cm4
M enentuk an hargak 2 dari table
n = = = 0.6 k 2= 0.7, jadi cr = 1.0363x107 (1+0.156 ) 0.5+ 0.7 = 75.9448 + 36.4524 = 112.3972 kg/cm2
Mutu baja yang digunakan gunakan St.37, y= 2400 kg/cm2 cr < ½ y««««. OK!!!!
l. Gaya Rem Memanjang
Besarnya 1/7 reaksi maksimum yang terjadi pada masing-masing roda = 1/7 (5.8833)
= 0.8405 ton. Gaya ini bekerja pada rel.
Jika tinggi rel = 7.5 cm maka momen memanjang = 0.8405(7.5 + 14.6707) = 18.6345 tcm.
Tegangan yang terjadi :
= +
= 7.2708 + 7.2713 = 14.5421 kg/cm2 Sangat kecil jadi diizinkan
m. Menentukan Hubungan Profil IWF dan Kanal Gaya lintang maksimum yang bekerja = 13.45 ton
X. b = I x Sx D . . Sx = 32.2(14.6707-2.14) = 403.4885 cm3
Flens IWF dan kanal = = 144.3424 kg/cm
Untuk sepanjang 1200 cm, gaya geser horizontal = 144.3424 * 800 = 115473.92 kg Dipikul oleh baut (pakai baut hitam mutu 4.6) M16
Ngeser 1 irisan = ¼ (1.2)20.6.1600 = 1085.7344 kg Ntumpuan = 1.7*0.9*1600*1.5 = 3672 kg
Jumlah baut = = 106.3556 pakai 2 x 60
Cek jarak baut : maksimum = 7d = 7 * 1.6 = 11.2 cm, pakai 10 cm Jadi jumlah baut satu baris = = 120 buah
Jadi, pakai 2 baris baut M16 jarak satu sama lain = 10 cm
n. Merencanakan Konsol
Reaksi balok crane pada lokasi konsol akan maksimum jika salah satu roda tepat berada di perletakkan tersebut.
RB = 5.8833 + 4.8/12(5.8833) = 8.2366 ton Koef kejut = 1.15
Jadi akibat beban crane
RB = 1.15 * 8.2366 = 9.4721 ton Akibat beban rel = 30 * 12 = 360 kg
Akibat balok crane (terdiri atas profil kanal C20+ IWF450.200.8.12) = (25.3 + 66.2)*12 = 1098 kg
Rtotal = 9.4721 + 0.36 + 1.098 = 10.9301 ton M = 10.9301 * 0.25 = 2.7325 tm
Pada lokasi gaya, bekerja tegangan geser = = 0.6 ijin A badan= = 11.3855 cm 2 Coba IWF 200.100.4,5.7
Panjang konsol ambil 25 + 20 = 45 cm,
Tinggi IWF potongan pada sisi luar kolom = = 22.5 cm, pakai
baut HTB 16 mm, jarak baut diambil 7d = 112 mm, ambil 100mm Kt baut no 1 = = 2400 kg (dipikul 2 baut)
S ebelumnya ebih baik perik sa terlebih dahulu I W F k onsol tepat di
sebelahk anan sedik it dari luar k ol om.
M = 2.7325 tm D = 10.9301 ton
Cek penampang sedikit sebelah kanan permukaan luar kolom. Data ± data : Ix = 1580 cm4 A = 23.18 cm2 y = = = 20.938 cm Ix = 1580 + (23.18)(20.938-10)2 + + 0.45(21.25)(20 + 21.25 - 20.938 ± )2+ + 10 (0.7)(20+21.25 ± 0.55)2 = 1580 + 2773.2516 + 320.709 + 25080.2512 + 0.2858 + 11595.43 = 41349.9276 cm4 atas= = 121.5267 kg/cm 2
untuk geser, anggap hanya dipikul beban
= = 609.5135 kg/cm 2 < 0.6 ijin= 960 kg/cm2««««.. OK!!! i = (3002+3*609.51352)0.5 =1097.5063 kg/cm2< 1600 kg/cm2 «« OK!!! o. Perhitungan Baut
tr =
= 597 kg/cm2 < 44ksi (3080)«..OK!!!
Gaya tarik awal T untuk 16 mm tipe A325 = 85 KN = 85000/9.8 = 8673.5 kg, tegangan geser izin (akibat gabungan tarik + tekan) ijin= Fv(1 ±
), dimana Fv = 15ksi = 1050 kg/cm
2
= 1050 (1 ± ) = 953 kg/cm2
Jumlah baut = 10 buah, gaya geser = 10.9301 ton =
= 543.6186 kg/cm2< 960 kg/cm2 «..OK!!!!
3.5 Perhitungan Base Plat/Perhitungan Kolom
Gaya Normal dan gaya lintang yang terjadi pada kolom setelah dibebani Crane adalah :
DA = 2756.7884 kg + 4053.5238 kg (beban setela Crane) = 6810.3122 kg NA = 1271.3809 kg + 1184.9 kg = (beban setelah Crane) = 2456.2809 kg
Mmax = 6621.39 kgm = 662139 kgcm
Ukuran Base Plate ditaksir 35 cm x 25 cm dan tenat 10mm = 1cm Kontrol tegangan yang timbul :
b = < bijin = 225 kg/cm 2 F = a.b =35 . 25 = 875 cm2 Wu =. a2. b =. 352 . 25 = 5104.167 cm3 b = = 2.8072 + 129.7252 = 132.5324 kg/cm2 < 225 kg/cm2««« AMAN!!!! Angker Baut
Angker yang digunakan sebanyak 4 buah
Akibat beban Gaya geser, tiap baut memikul beban
W F 2 0 0 . 2 0 0 . 1 2 . 1 2 = 2.25 cm = 22.5 mm Ambil baut 16 sebanyak 4buah
Fgs = 4 . ¼ . . d2
= 4 . ¼ . . 1.62= 8.0425 cm2 Kontrol tegangan yang terjadi
= = = 211.6982 kg/cm 2 < 960 kg/cm2«««..AMAN!!!!!
PERHITUNGAN SAMBUNGAN BAUT DAN LAS
1. Perhitungan Sambungan Baut dan Las di Titik 2 atau 4
Diketahui : Vu = 1963,791 kg Tu = 2892,37 kg
Vu
1. Menentukan UkuranBase Plate :
Wbeton = V/Fb< W b
Dimana ;
Wbeton = fc = 25 Mpa = 250 kg/cm2
Fb = a. b
a = lebar sayap kolom + 2tsk a = 200 + 2 . 12 = 224 mm = 22,4 cm maka ; b b a V !W . a . b = b V W = 250 791 , 1963 = 7,8 cm2 b = 7,8 / 22,4 = 0,34 cm nilai b diambil = 26,6 cm
Jadi ukuran base plate yang digunakan adalah 26,6 x 22,4 cm2
2. Kontrol tegangan
Wbeton = V/F < fy
= 2454,9 / (26,6 x 22,4)
= 4,12 kg/cm2< fy = 1600 kg/cm2Ok
Karena baut tidak menerima gaya tarik dan tekan, maka tegangan tekan dan tarik yang bekerja dipikul oleh beton sehingga bout angkur yang tidak diperhitungkan dan diambil 22 mm yang terangkur ke dalam beton.
Menentukan jumlah bout :
n = buah d H F H A A 0.475 1600 . ) 2 , 2 .( 14 , 3 . 4 / 1 37 , 2892 . 4 / 1 . ! 2X ! 2 ! T X
untuk kestabilan jumlah bout diambil kiri dan kanan sebanyak 2 buah 3. Kontrol terhadap Geser PadaBout Angkur
X = 380,63 2 . ) 2 , 2 .( 14 , 3 . 4 / 1 37 , 2892 2 ! kg/cm 2 X = 380,63 kg/cm2< W = 0,6 . 1600 = 960 kg/cm2 .OK
Jadi, konstruksi ini aman digunakan.
a. Perhitungan Sambungan dengan Bout di Titik 3 atau 5
M = 3389,17 kgm D = 1479,08 kg Digunakan bout 22 mm = 2,2 cm Syarat Bout : S1 = 1,5 d - 3d = (1,5 . 2,2) - (3 . 2,2) = 3,3 - 6,6 cm 4 cm S2 = 2,5 d ¬ 7d = (2,5 . 2,2) ¬ (7 . 2,2) = 5,5 ¬ 15,4 cm 14 cm
Dicoba digunakan bout 4 x 4 buah
L1= 4 cm L12 = 16 cm L2= 16 cm L22 = 256 cm L3= 30 cm L32 = 900 cm L4= 44 cm L42 = 1936 cm L5= 48 cm L52 = 2304 cm + L2 = 5396 cm
Gaya bout yang paling besar berada pada bout paling bawah :
N = k g L L M 82 , 3014 5396 48 . 338917 . 2 5 ! ! 7
Karena bout dipasang berpasangan maka tiap bout menerima gaya : P = ¼ N = ¼ . 3014,82 kg = 753,707 kg
Kontrol Tegangan yang timbul :
y Kontrol Tegangan Axial Akibat Momen ;
Waxial = 2 2 0,7.1600 1120 / . . 4 / 1 d k g cm P ! ! eW T = 2 198,37 / 2 1120 / 2 2 , 2 . . 4 / 1 707 , 753 cm k g cm k g e ! ! T ... OK
y Kontrol Terhadap geser :
Gaya baut P = 1479,08 kg, maka tiap bout menerima gaya sebesar : P = 1479,08 / 20 = 73,95 kg X = 2 2 0,6.1600 960 / . . 4 / 1 d k g cm P ! ! e W T = 2 19,46 0,6.1600 960 / 2 2 , 2 . 14 , 3 . 4 / 1 95 , 73 cm k g ! ! e ! W ...OK
y Kontrol Tegangan Idiil :
Wi = 2 2 2 2 ) 46 , 19 .( 56 , 1 37 , 198 56 , 1 ! X Wtr = 313,73 kg/cm2 <W i = 1600 kg/cm2 .OK
b. Perhitungan Sambungan dengan Las di titik 2 dan 4
D = 1479,08 kg N = 2506,36 kg
Tebal las (a) = 0,5 cm = 5 mm Panjang las (Lbr) = 20 cm
( berdasarkan PPBBI 1984 pasal 8.5.(3.3) , bahwa panjang netto las tidak boleh lebih dari 40 x tebal las = 40 . 0,5 cm = 20 cm )
Ln = Lbr 3a = 20 3. (0,5) = 18,5 cm 20 cm . OK
Fgs = Ln . a = 18,5 . (0,5) = 9,25 cm2
Karena beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, maka : P1= P2= ½ P = ½ . 1479,08 = 739,54 kg
N1= N2= ½ N = ½ . 2506,36 = 1253,18 kg
Kontrol Tegangan yang Timbul :
y Kontrol terhadap Tegangan Geser :
! ! ! 25 , 9 54 , 739 F gs P X 79,95 kg/ cm2 e X = 960 kg/ cm2.. OK y Kontrol terhadap Tegangan Tarik :
Wtr = 135,47 25 , 9 18 , 1253 ! kg/ cm2 e W tr = 1120 kg/cm2 OK y Kontrol terhadap Tegangan Idiil :
Wi = 2 2 3X W tr = 135,47 3(79,95 ) 2 2 = 193,72 kg/ cm2 e W i = 1600 kg/ cm2 OK W F 2 0 0 . 2 0 0 . 1 2 . 1 2
Gambar. Sketsa sambungan titik 2 2. Perhitungan Sambungan Baut dan Las di Titik 3 a. Perhitungan Sambungan dengan Baut di titik 3
D = 1075,41kg Digunakan bout 22 mm = 2,2 cm Syarat Bout : S1 = 1,5 d - 3d = (1,5 . 2,2) - (3 . 2,2) = 3,3 - 6,6 cm 4 cm S2 = 2,5 d ¬ 7d = (2,5 . 2,2) ¬ (7 . 2,2) = 5,5 ¬ 15,4 cm 14 cm
Dicoba digunakan baut 4 x 5 buah L1= 4 cm L12 = 16 cm L2= 16 cm L22 = 256 cm L3= 30 cm L12 = 900 cm L4= 44 cm L42 = 1936 cm L5= 58 cm L52 = 3364 cm L6= 62 cm L62 = 3844 cm + 7 L2 = 10300 cm
Gaya baut terbesar terdapat pada baut paling bawah :
N = k g L L M 1 , 2467 10300 58 . 438123 . 2 5 ! ! 7
Karena momen di titik 3 saling berlawanan arah, maka bout no.6 memikul gaya tarik akibat momen tersebut, sebagai titik putar diambil bout nomor 1.
P = ¼ N = ¼ . 2467,1 = 616,77 kg Kontrol tegangan yang timbul :
y Kontrol tegangan axial akibat momen :
Waxial = 2 2 0,7.1600 1120 / . . 4 / 1 d k g cm P ! ! eW T = 2 162,33 / 2 1120 / 2 2 , 2 . . 4 / 1 77 , 616 cm k g cm k g e ! ! T ...OK
X = 2 2 0,6.1600 960 / . . 4 / 1 cm k g d P ! ! e W T = 2 13,47 0,6.1600 960 / 2 2 , 2 . 14 , 3 . 4 / 1 21 , 51 cm k g ! ! e ! W ...OK
y Kontrol Tegangan Idiil :
Wi = W 2 1,56X2 tr = 2 2 1,56.(13,47) 33 , 162 = 163,19 kg/cm2 e W i = 1600 kg/cm2 OK
b. Perhitungan Sambungan Las di Titik 3
D = 1075,41 kg N = 2892,37 kg Tebal las (a) = 0,5 cm Panjang Las (Lbr) = 20 cm
( berdasarkan PPBBI 1984 pasal 8.5.(3.3) , bahwa panjang netto las tidak boleh lebih dari 40 x tebal las = 40 . 0,5 cm = 20 cm )
Ln = Lbr 3a = 20 3. (0,5) = 18,5 cm 20 cm . OK
Fgs = Ln . a = 18,5 . (0,5) = 9,25 cm2
Beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, sehingga : P1= P2= ½ P = ½ . 1075,41 = 537,70 kg
N1= N2= ½ N = ½ . 2892,37 = 1446,18 kg
Kontrol Tegangan yang Timbul :
y Kontrol Tehadap Tegangan Geser :
! ! ! 25 , 9 70 , 537 F gs P X 58,12 kg/cm2< W = 0,6 . 1600 = 960 kg/cm2.OK y Kontrol Terhadap Tegangan Tarik :
25 , 9 18 , 1446 ! ! br tr F N W = 156,34 kg/cm2e W = 1120 kg/cm2.. OK y Kontrol Terhadap Tegangan Idiil :
Wi = 2 2 3X W tr = 2 2 ) 12 , 58 ( 3 34 , 156
= 185,94 kg/cm2 e W = 1600 kg/cm2 .
OK
jadi, penggunaan alat sambung bout dan las memenuhi syarat perhitungan dan aman.
3.6 Perhitungan Pondasi
Sebagai data awal dari penyelidikan tanah, dari data sondir yang sudah diketahui diperoleh data sebagai berikut :
Kedalaman = 1.3 m Nilai Conus = 25 kg/cm2
= 0 ( sudut gesek dalam tanah ) = 20 KN/m3( berat volume tanah ) C = 40 KN/m3(kohesi )
Nc = 5,41 Nq = 1 N = 0
Perhitungan kapasitas daya dukung
Reaksi horizontal = 4242,33 kg = 42,423 KN
Reaksi vertikal = 34628,59 kg = 346,28 KN, 14887kg = 148,87 KN Momen = 9554,8 kg.m = 95,548 KN
Perhitungan daya duk ung tanah
Direncanakan kedalaman tanah D = 1,3 m BebanVertikal total Pv
= reaksi vertikal + berat kolom ( 175/175 ± 5,3 meter ) = 346,28 + 0,175. 0,175. 5,3 ( 16 ) = 348,87 KN
Sudut arah gaya yang di bentuk Pv dan reaksi horicontal ( RH ) dari pondasi :
! ¼½ » ¬-« ! R H P v tan E 380 423 , 42 87 , 348 tan ¼ ! ½ » ¬ -«
y Daya dukung pondasi adalah:
t
=
dimana qc = tekanan ujung konus ( kg/cm
2) SF = safety factor ( diambil = 0,5 )
t=
= 5 kg/cm
2
Ny =
Ny = factor daya dukung tanah
=
= 3,125 MPa = 31,25 kg/cm
2
y Daya dukung untuk taksiran sebesar 25 mm menurut Mayer Hoff
qa =
=
= 104,17 kg/cm
B = = = 9,57 cm2 =0,95 m 1 m Diambil dimensi B = 1,4 m
Mengingat banyaknya parameter perhitungan untuk mendesain suatu pondasi maka untuk perhitungan di tentukan terlebih dahulu dimensi pondasi bujur sangkar yaitu : B x B = 1,5 m x 1,5 m Luas pondasi = 1,5 x 1,5 = 2,25 m2 Sc = 1 + 0,2 B¶/B tg2( 45 +/2 ) =1 + 0,2 .0,98. tg2( 45 + 0/ 2 ) = 1,197 Sq = 1 86 , 0 5 , 1 3 , 1 ! ! B D Dc = 1 + 0,2 D/B¶ Tg2(45+/2) = 1 + 0,2 . 1,02 tg2( 45 + 0/2 ) = 1,2 Dq = 1 Ic = iq = 1 ± /90 = 1 ± 0,75 / 90 = 0,99 Po = D = 1,4 x 20 = 28
Kapasitas daya dukung tanah , dengan N = 0 qu = Sc.dc.ic.c.Nc + Dq . dq . iq .Po. Nq
= 1,197 .1,20 . 0,99 .40 . 5,41 + 1.1. 0,99 . 24 . 1 = 320,09
qun = qu ± D = 320,09 ± 24 = 292,09
dengan menggunakan angka keamanan = 3, maka q safe = qun/3 = 292,09/ 3 = 97,36
Dimensionering pondasi
Fc¶ = 20 Mpa
Tebal pondasi direncanakan setebal = 200 mm
D = h ± (1/2 tul pokok + degging ) = 200 ± ( ½ 20 +60 ) = 130 mm = 0,13 m Dimensi rencana dipakai bujursangkar B = 1,5 m
Stabilitas pondasi
Keliling kritis bo = 2 (( 0,3 + 0,13/2 ) + ( 0,4 + 0,13/2 )) = 1,66 m Luas kritis = ( 0,3 + 0,13/2 ) . (0,4 + 0,13/2 ) = 0,17 m 2
Luas pondasi = 1,5 x 1,5 = 2,25 m2
Luas yang terbebani geser = 2,25 ± 0,17 = 2,08
Gaya geser Vu = q safe . luas yang terbebani geser = 97,36 . 2,08 = 202,5 Vc = 4 ¥fc¶ . bo . d = 4¥20 . 1,66 . 0,13(1000) = 4316
Vu =202,5 KN Vc =0,6 . 4316 = 2589,6 KN...OK
Untuk geser pons cukup diantisipasi oleh kapasitas beton saja Kontrol geser satu arah
t = 0,2m 1,5 m
Daerah pembebanan geser satu arah
1,5 m
470 130 300
Panjang pembebanan geser = 0,13 0,42m
2 3 , 0 4 , 1 ! ¼ ½ » ¬ -«
Gaya geser Vu = q safe . 1,4 . 0,42 = 97,36 . 1,4 . 0,42 = 57,248 Vc = 1/6 ¥Fc¶ . bw. D = 1/6 ¥20. 1,4 . 0,13(1000) = 151,67
BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan
1. Deskripsi
i. Type Konstruksi : Portal rectangular gable ii. Bahan penutup atap : Seng Gelombang iii. Jarak portal : 4 m
iv. Panjang bentang : 30 m
v. Tinggi kolom : 4 m
vi. Kemiringan atap () : 300
vii. Berat Crane : 25 ton viii. Alat sambung : Las dan baut
ix. Pondasi : Telapak beton
2. Pembebanan
i. Beban mati
a. Berat sendiri atap : 84,656kg b. Berat sendiri gording : 3,44 kg
c. Berat sendiri balok : 207,29 kg d. Berat alat sambung : 20,725 kg
ii. Beban hidup : 100 kg
iii. Tekanan angin : 51,814 kg/m a. Angin tekan : 47,68 kg b. Angin hisap : -95,36 kg
3. Dimensi Portal
i. Dimensi gording : profil kanal C100x50
ii. Dimensi batang tarik (track stang ) : 6mm
iii. Dimensi ikatan angin : 10mm
iv. Dimensi balok gable : profil IWF400 . 300 . 10 . 16
v. Dimensi kolom gable : profil I W F 400 x 300 x 20 x 16
vi. Dimensi base plate : 35 cm x 25 cm dan tenat 10mm
vii. Dimensi pondasi
a. Mutu beton/baja : f¶c = 20 Mpa
b. Dimensi Pondasi bujur sangkar : BxB =1,5 x1,5m
4. Sambungan Baut dan Las
i. Jenis Las : las sejajar ii. Tebal Las Maximum : 0,4 mm
iii. Sambungan di titik A
a. Dimensi Baut : 22mm b. Banyak Baut : 4x4 baut iv. Sambungan di titik B
a. Dimensi Baut : 22mm b. Banyak Baut : 4x4 baut
4.2 Saran dan Kritik
Diharapkan buat kedepannya dalam pemasangan konstruksi rangka kuda-kuda yang terbuat dari baja, harus diperhatikan perhitungannya lebih teliti dan bahan yang akan digunakan dalam pembuatan kontruksi kuda-kuda harus lebih
teliti juga, bukan sekedar ekonomis tapi tidak memperhatikan mutu, tetapi antara ekonomis dan kualitas haruslah sejalan.
DAFTAR PUSTAKA
http;//www.wikipediaindonesia/baja
www.google.compekerjaan konstruksi rangka atap
Departemen Pendidikan Nasional. 2003, K urik ulum 2004 , K erang k a Dasar :
Departemen Pendidikan Nasional, Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah, Direktorat Pendidikan Menengah Umum
