Desain Elemen Struktur Baja Dengan Menggunakan SAP2000

(1)

SKRIPSI

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana dari UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

Oleh:

ARNITA AULIA RAHMITA

NIM : 13008001

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

(2)

i Oleh:

ARNITA AULIA RAHMITA NIM: 13008001

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

Perhitungan elemen struktur yang dilakukan dalam suatu analisis membutuhkan sebuah referensi. Referensi yang dibutuhkan adalah pedoman yang bisa dijadikan acuan dalam melakukan perhitungan, seperti misalnya LRFD AISC 1999. Dalam perhitungannya dibutuhkan waktu yang singkat, maka akan dibutuhkan software untuk membantu proses perhitungan, misalnya dengan memakai software SAP2000. Perhitungan juga akan dilakukan secara manual sehingga hasilnya dapat dilacak secara teoritis dan kesesuaian hasil akhir antara software dan manual bisa terbukti.

Model-model elemen struktur yang dibahas dalam skripsi ini yaitu balok sederhana (jepit, sendi – rol), rangka batang (tekan dan tarik) dan juga kolom portal. Elemen struktur tersebut dihitung gaya dalamnya serta dihitung desainnya pula oleh SAP2000 dan secara manual menggunakan Mathcad.

(3)

ii

By:

ARNITA AULIA RAHMITA NIM: 13008001

STUDY PROGRAM OF CIVIL ENGINEERING

The calculation of structural elements in analysis needs a reference. The reference is a guidance which can be used in calculation such as LRFD AISC 1999. It needs a short time calculate so we need a software to help the process, that is software SAP2000. It is also calculated manually, so that the result can be theoretically analyzed and the compability of the result between the software and manual can be verified.

The model of structural elements discussed in this research paper is the simple

beam (fixed moment, hang – rolled), truss (compression and tension) and also the

beam column. The structural elements will be calculated in term of its style and design by SAP2000 and manually by Mathcad.

(4)

iv

hidayah-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berbentuk skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah direncanakan.

“Desain Elemen Struktur Baja dengan Menggunakan SAP2000” merupakan judul yang diambil dalam rangka memenuhi syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik pada Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Jurusan Teknik Sipil di Universitas Komputer Indonesia.

Penulisan skripsi ini tidak akan terlaksana dan selesai tanpa bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Y. Djoko Setiyarto, ST., MT., selaku pembimbing dalam penulisan skripsi ini yang telah banyak memberikan bimbingan, nasehat dan arahan kepada Penulis.

2. Dr. Ir. Eddy Soeryanto Soegoto, selaku rektor Universitas Komputer Indonesia dan Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc., selaku dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia. 3. Ayahanda dan Ibundaku tercinta, kakak-kakakku serta seluruh keluarga

besar yang telah banyak memberikan dukungan dan pengorbanan baik secara moril maupun materil sehingga Penulis dapat menyelesaikan studi dengan baik.

4. Yatna Supriyatna, ST., MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Komputer Indonesia dan Koordinator Skripsi, serta M. Donie Aulia, ST., MT., dan Vitta Pratiwi, ST., MT., selaku dosen di Jurusan Teknik Sipil Universitas Komputer Indonsia.

(5)

v

7. Sahabat saya Dhimas Syahendra yang selalu meluangkan waktunya, membantu dan memberikan motivasi serta semangatnya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan lancar.

8. Sahabat-sahabat terbaik saya Yuri, Rizma, Ahmed, Iqbal, Wildan, Hariz, Riry, Sumi, Ushee, Iea, Cici, serta keluarga kedua saya NYE Family yang selalu setia dan memberikan dukungan serta semangatnya. 9. U-Kiss sebagai motivasi dan inspirasi terbesar saya sehingga skripsi ini

dapat diselesaikan tepat pada waktunya.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, maka saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat diharapkan demi penyempurnaan selanjutnya.

Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi Penulis dan para pembacanya.

Bandung, Agustus 2012

(6)

vi

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ... x

DAFTAR PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN ... I-1

1.1 Latar Belakang ... I-1

1.2 Tujuan Penulisan ... I-3

1.3 Batasan Masalah ... I-3

1.4 Sistematika Penulisan ... I-3

1.5 Manfaat ... 1-4

BAB II STUDI PUSTAKA ... II-1

2.1 Metode Desain ... II-1

2.2 Material Baja ... II-2

2.3 Komponen Struktur Tarik ... II-3

2.4 Komponen Struktur Tekan ... II-4

2.5 Profil Wide Flange (WF) ... II-8 2.5.1 Balok ... II-9 2.5.2 Balok Kolom ... II-15

BAB III METODE ANALISIS ... III-1

3.1 Penyajian Laporan ... III-1

(7)

vii

3.2.2.2 Batang Tarik ... III-5 3.2.3 Kolom Portal ... III-5

3.3 Gaya Dalam (Internal) ... III-6

3.4 Desain ... III-11

3.5 Contoh Perhitungan Model-model

Elemen Struktur ... III-15

BAB IV STUDI KASUS ... IV-1

4.1 Input ... IV-1

4.2 Output ... IV-5

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... V-1

5.1 Kesimpulan ... V-1

(8)

viii

Gambar II.1 Kurva Hubungan Tegangan – Regangan

(Hasil Uji Tarik) ... II-2 Gambar II.2 Eksentrisitas untuk Menghitung U ... II-4 Gambar II.3 Tekuk Lokal di Flens ... II-5 Gambar II.4 Tekuk Lokal di Web ... II-5 Gambar II.5 Menentukan Batas Kelangsingan Penampang ... II-6 Gambar II.6 Jenis-jenis Tekuk Komponen Struktur ... II-7 Gambar II.7 Kurva Nominal Mn untuk Tekuk Torsi Lateral ... II-12 Gambar II.8 Kurva Persamaan Interaksi Khusus Gaya Aksial

Tekan dan Momen terhadap Sumbu x ... II-16 Gambar III.1 Diagram Alir Perencanaan Penyajian Laporan ... III-1 Gambar III.2 Tumpuan Jepit dan reaksi yang Dapat Ditinjau ... III-2 Gambar III.3 Ilustrasi Balok Sederhana (Sendi – Rol) ... III-3 Gambar III.4 Bentuk Rangka Batang Pada Umumnya ... III-4 Gambar III.5 Contoh Bentuk Kolom Portal ... III-5 Gambar III.6 Menu untuk Menentukan Diagram Bending Momen . III-7 Gambar III.7 Bending Momen Diagram (kN.m) ... III-7 Gambar III.8 Balok Kantilever yang Dibahas ... III-11 Gambar III.9 Detail Perhitungan Check Tegangan pada Segmen 1 .. III-14 Gambar IV.1 Assign Penampang Frame ... IV-2 Gambar IV.2 Assign Beban Pelat ... IV-3 Gambar IV.3 Perletakan pada Atap yang Dihitung

Secara Terpisah ... IV-4 Gambar IV.4 Assign Beban frame, Kuda-kuda, dan Bata pada

(9)

ix

Tabel II.1 Material Properties ... II-3 Tabel II.2 Batas kelangsingan penampang sesuai dengan

(10)

x

pertama kali pada halaman LRFD Load and Resistance Factor Design Specification I-1 AISC American Institute of Steel Construction I-1

WF Wide Flange I-3

SNI Standar Nasional Indonesia II-1

JIS Japanese Industrial Standards II-10

LAMBANG

Ru Beban ultimate II-1

Rn Beban nominal II-1

ϕ Faktor tahanan II-1

γL Faktor beban II-2

f Tegangan II-2

Fu Tegangan putus tarik II-2

Fy Tegangan leleh tarik II-2

ε Regangan II-2

E Modulus elastisitas II-2

Rasio poison II-2

G Modulus geser II-2

Pu Kekuatan axial ultimate II-3

Ag Luas penampang II-3

Ae Luas neto efektif II-3

An Luas neto II-3

U Shear leg factor II-3

Batas kelangsingan II-5

r Batas kelangsingan parameter elemen non-kompak II-5

(11)

xi

Qs Pengurangan faktor kelangsingan elemen tidak kaku II-7 Qa Pengurangan faktor kelangsingan elemen kaku II-7

k Faktor panjang tekuk II-8

L Panjang II-8

R, r Jari-jari II-8

p Batas kelangsingan parameter elemen kompak II-8

Mn Momen nominal II-8

Mp Momen plastis II-8

Mr Momen reduksi II-9

S Penampang elastis II-9

Fr Tegangan sisa II-9

Z Modulus penampang plastis II-9

My Momen Leleh II-9

Zx Modulus penampang plastis sumbu-x II-12 Zy Modulus penampang plastis sumbu-y II-12

Sy Penampang elastis sumbu-y II-12

Mpx Momen plastis sumbu-x II-12

Mpy Momen plastis sumbu-y II-12

Lb Jarak antara tumpuan lateral II-12

Cb Faktor modifikasi II-12

Lp Jarak kolom dalam arah balok II-12

Lr Beban atap hidup II-12

Iy Momen inersia terhadap sumbu lemah y II-12

h0 Jarak antara pusat berat flens II-12

tf Ketebalan flange II-13

d Diameter II-13

bf Lebar flange II-13

(12)

xii

rx Jari-jari rotasi sumbu-x II-13

ry Jari-jari rotasi sumbu-y II-13

Cw Konstanta warping / terpilin II-13

h Tinggi II-13

kc Koefisien buckling II-14

Pn Kekuatan axial nominal II-15

ϕc Faktor tahanan untuk tekan II-15

ϕb Faktor tahanan untuk lentur II-15

Mux Momen ultimate sumbu-x II-15

Mnx Momen nominal sumbu-x II-15

Muy Momen ultimate sumbu-y II-15

Mny Momen nominal sumbu-y II-15

P Beban terpusat III-7

q Beban merata III-7

J Inersia untuk menghitung kuat geser III-11

Mcr Momen kritis III-12

qDL Beban merata mati III-15

(13)

I-1

Dalam sebuah struktur gedung bertingkat maupun rumah tinggal terdapat sebuah struktur yang berfungsi menghubungkan antar kolom dan menahan beban struktur lantai yang menumpang diatasnya, struktur tersebut biasa disebut dengan balok

(beam).Secara sederhana, balok sebagai elemen lentur digunakan sebagai elemen

penting dalam konstruksi. Balok mempunyai karakteristik internal yang lebih rumit dalam memikul beban dibandingkan dengan jenis elemen struktur lainnya. Kolom sebagai elemen tekan juga merupakan elemen penting pada konstruksi. Kolom pada umumnya merupakan elemen vertikal. Namun sebenarnya kolom tidak harus selalu berarah vertikal, bahkan dinding pemikul (load-bearing

wall) sebenarnya juga dapat dipandang sebagai kolom yang diperluas menjadi

suatu bidang. Umumnya, kolom tidak mengalami lentur secara langsung, karena tidak ada beban tegak lurus terhadap sumbunya. Rangka batang adalah susunan elemen-elemen linier yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga, sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak dapat berubah bentuk bila diberi beban eksternal tanpa adanya perubahan bentuk pada satu atau lebih batangnya. Setiap elemen tersebut dianggap tergabung pada titik hubungnya dengan sambungan sendi. Sedangkan batang-batang tersebut dihubungkan sedemikian rupa sehingga semua beban dan reaksi hanya terjadi pada titik hubung. Penggunaan elemen struktur perlu diperhitungkan sebelumnya agar dapat bekerja dengan baik serta kuat, namun tentunya juga dibuat sekecil mungkin karena disamping kuat terdapat tujuan perhitunghan elemen struktur yang lainya yaitu biaya konstruksi yang cepat dan ekonomis.

(14)

proses perhitungan, misalnya perhitungan dengan memakai software SAP2000. Perhitungan menggunakan software SAP2000 memang bisa dilakukan dengan singkat, akan tetapi proses perhitungannya kadang diragukan karena hasilnya akan keluar dengan instant. Maka selain dibutuhkan referensi dan juga perhitungan yang cepat, seorang engineer juga membutuhkan proses perhitungan yang akurat sehingga hasilnya bisa dipercaya. Oleh karena itu perhitungan juga akan dilakukan secara manual sehingga hasilnya dapat dilacak secara teoritis dan kesesuaian hasil akhir antara software dan manual dapat diketahui.

Struktur dengan penampang baja selain dapat dihitung menggunakan software komputer sejenis SAP2000, perhitungan juga bisa dilakukan secara manual menggunakan software biasa dengan menggunakan Mathcad. SAP2000 adalah sebuah software komputer yang dibuat untuk memudahkan dalam melakukan perhitungan struktur. Program komputer rekayasa seperti SAP2000 berbeda dengan program komputer umum (EXCEL, AutoCAD, Words, dll), karena pengguna dituntut untuk memahami latar belakang metoda maupun batasan dari program tersebut. Developer program secara tegas menyatakan tidak mau bertanggung jawab untuk setiap kesalahan yang timbul dari pemakaian program. Umumnya manual yang melengkapi program cukup lengkap, bahkan terlalu lengkap sedangkan semakin hari program yang dibuat menjadi semakin mudah digunakan tanpa harus membaca manual maka mempelajari secara mendalam materi manual program sering terabaikan. Oleh karena itu dengan disajikannya contoh penyelesaian program dan hitungan manual pembanding yang detail tetapi ringkas tentu sangat berguna.

(15)

Dalam melakukan perhitungan elemen struktur, dibutuhkan perhitungan yang cepat, akurat dan hasil yang dapat dipercaya. Dengan itu dilakukan perhitungan menggunakan software SAP2000 agar hasilnya dapat diperoleh dengan instant.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mengetahui hasil perhitungan struktur berpenampang baja WF menggunakan SAP2000 v.12 dengan Mathcad v.14.0.0.163. Sehingga hasil kedua perhitungan ini nantinya dapat diketahui dimana letak perbedaan dan juga asal riwayat perhitungan menggunakan SAP2000 v.12 yang desainnya berdasarkan peraturan atau code yang berlaku di dunia konstruksi.

1.3 Batasan Masalah

Dalam tulisan ini penulis membatasi pembahasan hanya pada:

a. Menghitung beberapa elemen struktur dengan menggunakan software SAP2000 v.12 dan Mathcad v.14.0.0.163.

b. Elemen struktur yang dimaksud adalah balok sederhana (jepit, sendi rol), rangka batang (tekan dan tarik) dan juga kolom portal.

c. Penampang baja yang digunakan adalah penampang baja profil WF, siku sama kaki dan kanal (C).

d. Standard peraturan / code menggunakan LRFD AISC 1999.

1.4 Sistematika Penulisan

Guna untuk membentuk keutuhan bagian-bagian dari penulisan ini, maka perlu disusun dalam sistematika penulisan yang urutannya sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

(16)

BAB II STUDI PUSTAKA

Studi pustaka ini berisi tentang penampang baja WF dan referensinya berupa AISC 1999.

BAB III METODE ANALISIS

Metode analisis ini berisi tentang model-model elemen struktur, gaya dalam sampai desain yang digunakan oleh masing-masing elemen struktur tersebut.

BAB IV STUDI KASUS

Studi kasus ini membahas tentang perhitungan gabungan elemen struktur yang dihitung secara keseluruhan dengan menggunakan desain baja WF yang berbeda-beda.

BAB V PENUTUP

Penutup yang merupakan bab terakhir ini berisi tentang kesimpulan dari hasil akhir pengerjaan laporan tugas akhir yang telah dilakukan penulis.

1.5 Manfaat

Dalam penulisan ini, penulis bermaksud ingin mendapatkan manfaat agar bisa digunakan sebagai bahan pertimbangan, adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagai berikut :

1. Praktisi

(17)

 Manfaat dari seorang engineer bisa melakukan suatu perhitungan yang tidak hanya cepat tapi harus akurat dan hasilnya pun dapat dipercaya. 2. Pendidikan

 Para mahasiswa dan para tenaga pengajar dapat semakin mahir menggunakan SAP2000 secara lebih detail dengan berdasarkan peraturan yang sudah ada.

(18)

II-1

LRFD dengan Analisis Elastis

o Kuat rencana setiap komponen struktur tidak boleh kurang dari kekuatan yang dibutuhkan yang ditentukan berdasarkan kombinasi pembebanan LRFD

Ru = beban yang ada Rn = kekuatan nominal

ϕ = faktor tahanan (≤ 1.0) (SNI: faktor tereduksi)

o _{LRFD memperhitungkan keamanan pada kedua sisi (efek beban dan tahanan)} o Setiap kondisi beban mempunyai faktor beban yang berbeda yang

memperhitungkan derajat uncertainly, sehingga dimungkinkan untuk mendapatkan reliabilitas seragam

o _{Analisis yang dapat dipilih untuk mendapatkan efek beban :}

 Analisis Elastis Orde Kedua, atau

 Analisis Elastis Orde Pertama dan efek orde kedua diperhitungkan dengan menggunakan faktor amplifikasi momen B1 dan B2.

o Efek inelastisitas ditinjau secara tidak langsung

Kombinasi pembebanan pada LRFD dengan analisis elastis :

 1.4D

 1.2D + 1.6L + 0.5(La atau H)

 1.2D + 1.6(La atau H) + (γLL atau 0.8W)

 1.2D + 1.3W + γLL + 0.5(La atau H)

 1.2D ± 1.0E + γLL

 0.9D ± (1.3W atau 1.0E)

(19)

0.5 jika L < 5 kPa γL =

1 jika L ≥ 5 kPa

2.2 Material Baja

Gambar II.1 Kurva Hubungan Tegangan – Regangan (Hasil Uji Tarik) Sumber: Analisis dan Desain Komponen Struktur Baja AISC, 2005

Material properties :

 Modulus Elastisitas E = 200000 MPa

 Rasio Poison = 0.3

 Modulus geser,

(20)

Tabel II.1 Material Properties

Sumber: Analisis dan Desain Komponen Struktur Baja AISC, 2005

2.3 Komponen Struktur Tarik Kuat Tarik Rencana

Luas Neto Efektif, Ae

Ae = U.An

An = luas neto U = shear leg faktor

(21)

Gambar II.2 Eksentrisitas untuk Menghitung U

2.4 Komponen Struktur Tekan

Fenomena Tekuk pada Komponen Struktur Tekan  Tekuk Lokal pada Elemen

- Tekuk Lokal di Flens (FLB) - Tekuk Lokal di Web (WLB)

 Tekuk pada Komponen Struktur - Tekuk Lentur (flexural buckling) - Tekuk Torsi (torsional buckling)

(22)

Gambar II.3 Tekuk Lokal di Flens

Gambar II.4 Tekuk Lokal di Web

Tekuk Lokal (flens dan web)

Kuat Rencana Komponen Struktur Tekan

Untuk menentukan kekuatan nominal yang bekerja pada sebuah penampang, dapat dihitung dengan persamaan :

Pu = Ag . Fcr

(23)

Ag = luas penampang

Fcr = tegangan kritis penampang, MPa

Menentukan Batas Kelangsingan Penampang

Dalam menentukan besar kekuatan tekan yang bekerja, perlu diperhatikan mengenai batas kelangsingan. Sebab dalam perhitungan antara penampang langsing dan tidak langsing sangat berbeda. Berikut ini gambar peenentuan syarat batas kelangsingan :

(24)

Tabel II.2 Batas Kelangsingan Penampang Sesuai dengan Jenis Baja

Siku Sama Kaki yang Memikul Tekan

 Untuk Fy kecil, beberapa penampang adalah langsing

 Untuk Fy yang semakin besar, semakin banyak penampang yang langsing

 Jadi, faktor reduksi untuk elemen langsing Q perlu dihitung

 Q = Qs . Qa dengan Qa = 1 bila semua elemen unstiffened

Tekuk Komponen Struktur

(25)

Tekuk Lentur

 Hanya dapat terjadi terhadap sumbu utama (sumbu dengan momen inersia max/min)

 Kelangsingan komponen struktur didefinisikan dengan

k = faktor panjang tekuk (SNI) = faktor panjang efektif (AISC) L = panjang komponen struktur tekan

R = jari-jari girasi

 Batas kelangsingan maksimum untuk komponen struktur tekan = 200

2.5 Profil Wide Flange (WF)

Dalam menghitung kekuatan normal lentur penampang pengaruh tekuk lokal dapat dibedakan menjadi tiga kategori berdasarkan kelangsingan bagian-bagian pelat tekannya, antara lain :

1. Penampang kompak (compact)

Jika penampang-penampang memenuhi , kuat nominal penampang terhadap momen lentur adalah :

2. Penampang tidak kompak (non-compact)

(26)

3. Penampang langsing (slender)

Jika penampang-penampang memenuhi , kuat nominal penampang terhadap momen lentur adalah :

a. Untuk momen terhadap sumbu lemah :

b. Untuk momen terhadap sumbu kuat :

Dimana :

- Mr = momen batas tekuk = S (fy – fr)

Fr = tegangan sisa

- Momen plastic Mp adalah momen lentur yang menyebabkan seluruh penampang mengalami tegangan leleh.

Mp diambil terkecil dari :

o _{Mp = Z . fy} o _{Mp = 1,5 . My}

(27)

2.5.1 Balok

Pengelompokan Penampang

Tabel II.3 Batas-batas p dan r profil WF

(28)

Kondisi Batas Momen Lentur

 Tercapainya Momen Plastis (yielding) – (berlaku untuk lentur terhadap sumbu kuat maupun lemah)

 Momen yang menyebabkan terjadinya Tekuk Torsi Lateral (LTB) – (hanya untuk lentur terhadap sumbu kuat)

 Momen yang menyebabkan terjadinya Tekuk Lokal di Flens Tekan (FLB) – (tidak ada untuk penampang kompak)

 Momen yang menyebabkan terjadinya Tekuk Lokal di Web (WLB) – (tidak ada untuk penampang I)

 Momen yang menyebabkan terjadinya leleh pada flens tarik (TFY) – (tidak ada untuk penampang I simetri ganda)

(29)

Momen Plastis

 Terhadap sumbu x : Mpx = ZxFy

 Terhadap sumbu y : Mpy = min(ZyFy dan 1.6 SyFy) Untuk profil WF hot rolled Standar JIS :

Zy > 1.6 Sy, maka Mpy = 1.6 SyFy

Tekuk Torsi Lateral (LTB)

 Dapat dicegah dengan memasang tumpuan lateral (cross frame, diafragma, dsb)

 Lb = jarak antara tumpuan lateral (simbol: x)

 Kekuatan LTB diperiksa disetiap segmen Lb

Gambar II.7 Kurva Momen Nominal Mn untuk Tekuk Torsi Lateral Sumber: Analisis dan Desain Komponen Struktur Baja AISC, 2005

Besaran di dalam Mn LTB

(30)

Iy = momen inersia terhadap sumbu lemah y h0 = jarak antara pusat berat flens = d - tf Besaran Penampang

Yang ada di Tabel Baja Indonesia :

 d, bf, tw, tr, r

 Ix, Iy, A, Sx, Sy, rx, ry

Yang tidak ada di Tabel Baja Indonesia :

Faktor modifikasi untuk momen tak seragam

(31)

MB = |M di Lb/2| MC = |M di Lb3/4|

Momen nominal untuk tekuk lokal flens pada profil I simetri ganda dengan web kompak. Lentur terhadap sumbu x.

Bila flens nonkompak, yaitu :

Bila flens langsing, yaitu :

dengan

ambil nilai kc diantara 0.35

sampai dengan 0.76

Momen nominal untuk tekuk lokal flens pada profil I simetri ganda dengan web kompak. Lentur terhadap sumbu y.

Bila flens nonkompak, yaitu :

Bila flens langsing, yaitu :

(32)

Tekuk Lokal Web (WLB)

Hanya mungkin terjadi pada penampang berbentuk boks (persegi maupun persegi panjang) dengan web yang non kompak.

2.5.2 Balok Kolom

Batasan Kekompakan Penampang Balok Kolom

Persamaan interaksi (harus ditinjau pada semua kombinasi pembebanan).

Untuk

(33)

[image:33.595.201.461.106.283.2]

Gambar II.8 Kurva Persamaan Interaksi Khusus Gaya Aksial Tekan dan Momen terhadap Sumbu x

(34)

III-1

[image:34.595.171.480.225.626.2]

Dalam penyajian bab ini dibuat kerangka agar memudahkan dalam pengerjaan laporan. Berikut ini adalah diagram alir tersebut :

Gambar III.1 Diagram Alir Perencanaan Penyajian Laporan Studi Pustaka

Model-model Elemen Struktur

Gaya Dalam SAP2000

Desain

(35)

3.2 Model-model Elemen Struktur 3.2.1 Balok Sederhana

Suatu balok yang disangga secara bebas pada kedua ujungnya disebut balok sederhana. Istilah “disangga secara bebas” menyatakan secara tidak langsung bahwa ujung penyangga hanya mampu menahan gaya-gaya pada batang dan tidak mampu menghasilkan momen. Dengan demikian tidak ada tahanan terhadap rotasi pada ujung batang jika batang mengalami tekukan karena pembebanan.

3.2.1.1 Jepit

Tumpuan jepit dapat memberikan reaksi vertikal, horisontal dan momen. Sifat-sifat tumpuan jepit :

o _{Tidak dapat bergeser (vertikal maupun horisontal) dan berputar} o _{Dapat menahan gaya horisontal, gaya vertikal dan momen.}

H

[image:35.595.178.501.383.504.2]

V M

Gambar III.2 Tumpuan Jepit dan Reaksi yang Dapat Ditinjau

3.2.1.2 Sendi – Rol

(36)

[image:36.595.238.451.110.190.2]

Gambar III.3 Ilustrasi Balok Sederhana (Sendi – Rol)

Perlu diperhatikan bahwa sedikitnya satu dari penyangga harus mampu menahan pergerakan horisontal sedemikian sehingga tidak ada gaya yang muncul pada arah sumbu balok.

Balok pada gambar 3.2(a) dikatakan dikenai gaya terkonsentrasi atau gaya tunggal, sedang batang pada gambar 3.2 (b) dibebani pasangan beban terdistribusi seragam.

3.2.2 Rangka Batang

(37)

[image:37.595.167.485.105.435.2]

Gambar III.4 Bentuk Rangka Batang Pada Umumnya

Sumber : http://baktidikara.blogspot.com/2011/06/baja-ringan-sebagai-konstruksi-penutup.html

3.2.2.1 Batang Tekan

(38)

3.2.2.2 Batang Tarik

Prinsip desain batang tarik dipengaruhi oleh dua hal yang harus dipenuhi agar struktur menjadi aman dan nyaman, yaitu safety dan

serviceability. Secara prinsip safety, kekuatan sangat dipengaruhi oleh parameter luas penampang, luas penampang dalam hal ini adalah luas netto, yaitu luasan penampang dikurangi dengan luasan perlemahan akibat adanya baut. Secara prinsip serviceability,

kelangsingan batang dapat menyebabkan lendutan meskipun secara struktural batang tersebut aman.

3.2.3 Kolom Portal

[image:38.595.223.429.509.658.2]

Kolom portal harus dibuat terus menerus dan lantai bawah sampai lantai atas, artinya letak kolom-kolom portal tidak boleh digeser pada tiap lantai, karena hal ini akan menghilangkan sifat kekakuan dari struktur rangka portalnya. Jadi harus dihindarkan denah kolom portal yang tidak sama untuk tiap-tiap lapis lantai. Ukuran kolom makin ke atas boleh makin kecil, sesuai dengan beban bangunan yang didukungnya makin ke atas juga makin kecil. Perubahan dimensi kolom harus dilakukan pada lapis lantai, agar pada suatu lajur kolom mempunyai kekakuan yang sama.

(39)

3.3 Gaya Dalam (Internal)

Gaya eksternal yang bekerja pada struktur akan menyebabkan timbulnya gaya internal di dalam elemen-elemen struktur. Gaya internal adalah gaya yang berasal dari dalam bangunan seperti beban bangunan itu sendiri. Beban yang ada pada bangunan terbagi dua yaitu beban mati dan beban hidup.

o _{Beban hidup : berat manusia, lemari, dan benda benda yang dapat}

dipindahkan.

o Beban mati : berat pondasi, kolom, dinding, dan sebagainya.

Gaya internal di dalam elemen yang paling umum terjadi adalah berupa tarik, tekan, lentur, geser, torsi, dan tumpu. Yang berkaitan dengan gaya-gaya internal adalah timbulnya tegangan dan regangan internal. Tegangan (stress) adalah ukuran intensitas gaya per satuan luas, dimana satuannya adalah lb/in² atau N/mm² (MPa), dan regangan (strain) adalah ukuran deformasi, dimana satuannya adalah in./in. atau mm/mm.

(40)

[image:40.595.206.420.110.412.2]

Gambar III.6 Menu untuk Menentukan Diagram Bending Momen

Gambar III.7 Bending Momen Diagram (kN.m)

Perhitungan bending momen secara manual menggunakan Mathcad P120kN q 5kN

m

 _L11.5m

P220kN _L24m

P310kN _L37.5m

VAP1 P2 P3

 

q L3 [image:40.595.138.486.450.512.2]

(41)

Segmen I

MA



P1 L1







P2 L2







P3 L3



q L3 



0.5L3





MA 325.625kN m

HA 0

N1HA x1.10m

N1 0 kN

Q1VA q x1.1

Q1 87.5 kN 

M1MA VA x1.1 q x1.1 



0.5 x1.1





M1325.625kN m

N1HA x1.21m

N1 0 kN

Q1VA q x1.1

Q1 87.5 kN 

M1MA VA x1.2 q x1.2 



0.5 x1.2





M1240.625kN m

N1HA x1.31.5m

N1 0 kN

Q1VA q x1.3 Q1 80 kN 

M1MA VA x1.3 q x1.3 



0.5 x1.3





(42)

Segmen II

N2HA x2.11.5m

N2 0 kN

Q2VA P1q x2.1 Q2 60 kN 

M2MA VA x2.1 P1 x2.1 L1







 q x2.1 



0.5 x2.1





M2200kN m

N2HA x2.22m

N2 0 kN

Q2VA P1 q x2.2 Q2 57.5 kN 

M2MA VA x2.2 P1 x2.2 L1







 q x2.2 



0.5 x2.2





M2170.625kN m

N2HA x2.33m

N2 0 kN

Q2VA P1 q x2.3 Q2 52.5 kN 

M2MA VA x2.3 P1 x2.3 L1







 q x2.3 



0.5 x2.3





M2115.625kN m

N2HA x2.44m

N2 0 kN

Q2VA P1 q x2.4 Q2 47.5 kN 

M2MA VA x2.4 P1 x2.4 L1







 q x2.4 



0.5 x2.4





(43)

Segmen III

N30 _x3.10m

N3 0 kN

Q3P3 q x3.1 Q3 10 kN 

M3q x3.1 



0.5 x3.1



 P3 x3.1

M3 0 kN m  

x3.21m N30

N3 0 kN

Q3P3 q x3.2 Q3 15 kN 

M3



q x3.2







0.5 x3.2



 P3 x3.2

M312.5kN m

N30 _x3.32m

N3 0 kN

Q3P3 q x3.3 Q3 20 kN 

M3q x3.3 



0.5 x3.3



 P3 x3.3

M330kN m

N30 _x3.53.5m

N3 0 kN

Q3P3 q x3.5 Q3 27.5 kN 

M3q x3.5 



0.5 x3.5



 P3 x3.5

(44)

1.5 m 2.5 m 3.5 m

Pu = 20 kN Pu = 20 kN Pu’ = 10 kN

qu = 5 kN/m

Segmen 1 Segmen 2 Segmen 3

WF 450.200.9.14

3.4 Desain

Ketika dihadapkan dalam desain sebuah struktur, kita perlu mempertimbangkan efisiensi struktur. Efisiensi yang dimaksud adalah desain struktur cukup kuat untuk menahan beban yang diberikan namun tetap hemat dalam hal biaya. Biaya biasanya berhubungan dengan banyak faktor, mulai dari jenis material, bentuk desain struktur, metode kerja, sumber daya, hingga biaya-biaya lainnya. Bentuk desain struktur merupakan bagian yang bisa dioptimasi untuk mencapai struktur yang efisien.

[image:44.595.209.441.358.483.2]

Berikut ini adalah contoh elemen struktur yang perhitungannya akan dibahas secara manual dan juga software :

Gambar III.8 Balok Kantilever yang Dibahas

Perhitungan secara manual sebuah struktur balok kantilever seperti gambar di atas akan dihitung dengan menggunakan Mathcad v.14.0.0.163.

o _{Properti penampang}

E = 200000 MPa Ix = 335000000 mm4 G = 80000 Mpa Iy =18700000 mm4 BJ 37 : fy = 240 MPa Sx = 1488889 mm3 WF 450.200 Zx = 1621490 mm3 A = 9680 mm2 Zy = 288500 mm3

(45)

o _{Properti penampang terhadap pertambatan lateral}

o _{Kuat nominal penampang}

Pertambahan lateral dipasang pada bagian yang ada beban terpusatnya Segmen 1

ry  Iy_A ry 43.952 mm

Lp 1.76 ry E fy



 _Lp 2233 mm

fLfy fr fL 240 MPa 

X1  Sx

E G JA

2



 _{X1 12754.28MPa} 

X2 4 Cw Iy

 Sx

G J       2

 _{X2 0} 1

Pa2



Lr ry X1 fL      

  1 1 _{X2 fL} 2

 _Lr 3303 mm

Mr Sx fy



fr



Mr 3.573 10 8N mm

MpxZx fy Mpx 3.892 10  8N mm

Mu325.625kN m  0.9 Lb1500mm _Lp 2233mm

Cb 1

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             

 if Lp Lb Lr Mcr if Lb Lr



(46)

Segmen 2

Segmen 3

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 _Mu

_Mnx0.93

Ratio"OK"

Mu200kN m _ 0.9



Lb2500mm _Lp2233mm Cb1

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             



Mnx 381.218kN m   Mnx343.097kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 _Mu

_Mnx 0.583

Ratio"OK"

Mu65.625kN m  0.9 Lb3500mm _Lp2233mm _Lr 3.303m

Mcr Cb  Lb





_{E Iy} GJ



E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mcr 337.248kN m  _{Mpx 389.158kN m}  

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             

(47)

[image:47.595.156.473.353.666.2]

Balok kantilever tersebut juga dihitung menggunakan software SAP2000, sehingga menghasilkan perhitungan sebagai berikut :

Gambar III.9 Detail Perhitungan Check Tegangan pada Segmen 1

jadi

Mcr Mp MnxMpx

Mnx 389.158kN m   Mnx350.242kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 Mu

_Mnx 0.187

(48)

3.5. Contoh Perhitungan Model-model Elemen Struktur Jepit

E = 200000 MPa Ix = 335000000 mm4 G = 80000 Mpa Iy =18700000 mm4 BJ 37 : fy = 240 MPa Sx = 1488889 mm3 WF 450.200 Zx = 1621490 mm3 A = 9680 mm2 Zy = 288500 mm3

J = 471815 mm4 Cw = 888698.8 mm6

Hasil bending momen (menggunakan SAP2000) :

Perhitungan bending momen secara manual (menggunakan Mathcad) :

Segmen I qDL 3kN

m

 _{qLL 2.5}kN

m



L6m q 



_{qDL 1.2}







_{qLL 1.6}



q 7.6kN m

 

VAq L

VA 45.6 kN

MAVA(0.5 L )

MA 136.8kN m

x1.10m M1MA VA x1.1 q x1.1 0.5 x1.1









M1136.8kN m

Segmen I Segmen II Segmen III

(49)

Mengitung ratio per segmen (menggunakan Mathcad) : Segmen II

Segmen III

Properti penampang terhadap pertambatan lateral.

x1.21m M1MA VA x1.2 q x1.2 0.5 x1.2









M195kN m

x1.32m M1MA VA x1.3 q x1.3 0.5 x1.3









M160.8kN m

x2.12m M2MAVA x2.1 q x2.1 0.5 x2.1









M260.8kN m

x2.23m M2MA VA x2.2 q x2.2 0.5 x2.2









M234.2kN m

x2.34m M2MA VA x2.3 q x2.3 0.5 x2.3









M215.2kN m

x3.10m M3q x3.1 0.5 x3.1









M3 0 kN m  

x3.21m M3q x3.2 0.5 x3.2









M33.8kN m

x3.32m M3q x3.3 0.5 x3.3









M315.2kN m

ry  Iy_A ry 43.952 mm

Lp 1.76 ry E fy



 _Lp 2233 mm

(50)

Kuat nominal penampang

Segmen 1

Segmen 2 X1 

Sx

E G JA

2



 _{X1 12754.28MPa} 

X2 4 Cw Iy

 Sx

G J       2

 _{X2 0} 1

Pa2



Lr ry X1 fL      

  1 1 _{X2 fL} 2

 _Lr 3303 mm

Mr Sx fy



fr



Mr 3.573 10 8N mm

MpxZx fy Mpx 3.892 10  8N mm

Mu136.80kN m  0.9 Lb6000mm _Lp 2233mm

Cb 1.14

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             



Mnx 224.27kN m   Mnx201.843kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 Mu

_Mnx 0.678

Ratio"OK"

Mu60.80kN m

 0.9 Lb2000mm _Lp2233mm

Cb1

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

(51)

Segmen 3

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             



Mnx 389.158kN m   Mnx350.242kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 _Mu

_Mnx 0.174

Ratio"OK"

Mu15.20kN m  0.9 Lb2000mm _Lp2233mm _Lr 3.303m Cb1

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             



Mnx 389.158kN m   Mnx350.242kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 Mu

_Mnx 0.043

(52)

(53)

(54)

(55)

Sendi – Rol

Jenis dan mutu baja yang dipakai dalam contoh perletakan sendi – rol sama dengan yang dipakai di contoh perletakan jepit.

m

 _qLL 2.5kN

m



L6m

q



_{qDL 1.2}







_{qLL 1.6}



q 7.6kN m

 

Mmax_1₈_qL2

Mmax 34.2 kN m 

VA [q L (_L0.5 L )] VB [q L (_L0.5 L )]

VA 22.8 kN _{VB 22.8 kN} 

x1.10m M1VA x1.1 q x1.1 



0.5 x1.1



M10 kN m 

x1.21m M1VA x1.2 q x1.2 



0.5 x1.2



Segmen I Segmen II Segmen III

(56)

Mengitung ratio (menggunakan Mathcad) :

Karena jenis dan mutu baja yang digunakan perletakan sendi – rol sama dengan yang digunakan pada perletakan jepit maka property penampang dan kuat nominal yang dihasilkan juga sama.

Segmen II

Segmen III

x1.32m M1VA x1.3 q x1.3 



0.5 x1.3



M130.4 kN m 

x2.12m M2VA x2.1 q x2.1 



0.5 x2.1



M2 30.4 kN m  

x2.23m M2VA x2.2 q x2.2 



0.5 x2.2



M2 34.2 kN m  

x2.44m M2VA x2.4 q x2.4 



0.5 x2.4



M2 30.4 kN m  

x3.10m M3VB x3.1 q x3.1 



0.5 x3.1



M3 0 kN m  

x3.21m M3VB x3.2 q x3.2 



0.5 x3.2



M3 19 kN m  

x3.32m M3VB x3.3 q x3.3 



0.5 x3.3



M3 30.4 kN m  

(57)

Hasil ratio (menggunakan SAP2000) : Mcr Cb 

Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             



Mnx 70.832kN m   Mnx63.749 kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 Mu

_Mnx 0.536

(58)

Kolom portal

Jenis dan mutu baja yang dipakai dalam contoh perletakan portal sama dengan yang dipakai di contoh perletakan jepit. Berikut ini akan dihitung momen dan ratio untuk baloknya saja.

m

 _{qLL 2.5}kN

m



L7m q



_{qDL 1.2}







_{qLL 1.6}



q 7.6kN m

 

VA [q L (_L0.5 L )]

VA 26.6 kN

VBVA

MA _₁₂1_qL2 _MB 1 12   

 qL2



MA 31.033kN m _MB31.033kN m

x1.10m M1MA VA x1.1 q x1.1 



0.5 x1.1



M131.033kN m

x1.21m M1MA VA x1.2 q x1.2 



0.5 x1.2



(59)

Segmen II

Segmen III

x1.32m M1MA VA x1.3 q x1.3 



0.5 x1.3



M1 6.967kN m  

x2.12m M2MA VA x2.1 q x2.1 



0.5 x2.1



M2 6.967kN m  

x2.23m M2MA VA x2.2 q x2.2 



0.5 x2.2



M2 14.567kN m  

x2.33.5m M2MA VA x2.3 q x2.3 



0.5 x2.3



M2 15.517kN m  

x2.44m M2MA VA x2.4 q x2.4 



0.5 x2.4



M2 14.567kN m  

x2.55m M2MA VA x2.5 q x2.5 



0.5 x2.5



M2 6.967kN m  

x3.10m M3MB VB x3.1  q x3.1 



0.5 x3.1



M331.033kN m

x3.21m M3MB VB x3.2  q x3.2 



0.5 x3.2



M38.233kN m

x3.32m M3MB VB x3.3  q x3.3 



0.5 x3.3



(60)

Mengitung ratio per segmen (menggunakan Mathcad) :

Karena jenis dan mutu baja yang digunakan kolom portal sama dengan yang digunakan pada perletakan jepit maka property penampang dan kuat nominal yang dihasilkan juga sama.

Segmen 1

Segmen 2

Mu31.03kN m  0.9 Lb2000mm _Lp2233mm

Cb 1

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             



Mnx 389.158kN m   Mnx350.242kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 Mu

_Mnx 0.089

Ratio"OK"

Mu15.52kN m _ 0.9



Lb3000mm _Lp2233mm Cb1

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             

(61)

Segmen 3

Mnx 366.351kN m   Mnx329.716kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 _Mu

_Mnx 0.047

Ratio"OK"

Mu31.03kN m  0.9 Lb2000mm _Lp2233mm _Lr 3.303m Cb1

Mcr Cb  Lb

 _{E Iy} GJ E Lb       2 Iy

 _Cw 

 

Mnx Mpx if Lb Lp

Mpx



Mpx Mr



Lb Lp



Lr Lp             



Mnx 389.158kN m   Mnx350.242kN m 

Ratio "OK" Mu

_Mnx 1

if

"NOT OK" otherwise

 Mu

_Mnx 0.089

(62)

(63)

(64)

Segmen 3

(65)

Dan ini adalah hasil perhitungan manual (menggunakan Mathcad) :

Syarat batas :

ΣMA= 0 → MAB + MAC = 0

Hasilnya : 2.476 θA + 0.571 θB = 31.033 ΣMB= 0 → MBA + MBD = 0

Hasilnya : 0.571 θA + 2.476 θB = 31.033

Dengan cara eliminasi atau distribusi didapatkan : θA = 16.292 dan θB = -16.292

MFAB_₁₂1_qL2 _MFBA 1 12   

 qL2



MFAB 31.033 kN m  _MFBA 31.033kN m

C0 MFAC0

_D0 _MFBD0

kAC__1.51_kN m _MFCA0

MFDB0 kBD__1.51_kN m

kAB__1.751 _kN m

MABMFAB kAB



 2 _A _B



MBAMFBA kAB



 2 _B_A



MACMFAC kAC



 2 _A _C



MCAMFCA kAC



 2 _C_A



MBDMFBD kBD 2 



  BD



(66)

Hasil momen yang didapat :

Rangka batang MAB 21.723 kN m 

MBA 21.723kN m

MAC 21.723kN m

MCA 10.862kN m

MBD 21.723kN m  

MDB 10.862kN m  

qDL 1.5kN m

 _{qLL 1}kN

m

 L9m

L13m q



_{qDL 1.2}







_{qLL 1.6}



h3m q 3.4kN

m

 

P3.4kN

A B

C D

E F

S2

S7

S1

S3 S4

(67)

Hasil keseimbangan titik (menggunakan SAP2000) :

Perhitungan keseimbangan titik secara manual (menggunakan Mathcad) :

Joint A

Joint E

HA P VA

P

 h _{P L1}  _{P 2 L1}

 



 

L



HA 3.4kN VA 2.267 kN

VB

P h _{P L1}  _{P 2 L1}

 



 

L



VB 4.533kN 

Fy 0 Fx0

S2 VA



0.5 2

 _S7P _{S2 0.5 2}







S7 5.667kN  S23.206kN

Fy 0 Fx0

S3S2



0.5 2



_S1P _{S2 0.5 2}







(68)

Joint C

Joint D

Joint F

Joint B

Fy 0 Fx0

S4

P_S3





0.5 2

 _S8_{S7 S4 0.5 2} 







S4 1.603kN  S8 4.533kN 

Fy 0 Fx0

S50 _S9_S8

S9 4.533kN 

Fy 0 Fy0

S6 P

 _S5_{S4 0.5 2}







 

0.5 2

 _S6.1 S1 S4 0.5 2 







0.5 2



S66.411kN _S6.1 6.411kN

Fx0

Fy 0

S9.1S6



0.5 2



S6.2 VB



0.5 2



(69)

(70)

(71)

(72)

Menghitung ratio dari P (tarik dan tekan) yang dihasilkan dari perhitungan rangka batang :

S7 = 5.677 kN (tarik)

Ratio = PS7 / 2 x Pu1 = 0.007 S6 = - 6.411 kN (tekan)

(73)

(74)

IV-1

balok sederhana (jepit dan sendi – rol), rangka batang dan juga kolom portal di dalam bab 3, dalam bab 4 ini akan dibahas tentang desain rumah yang perhitungannya dilakukan menggunakan SAP2000. Direncakanan pembangunan rumah 2 lantai di lokasi X dengan ukuran 10m x 7m. Rumah tersebut menggunakan balok serta kolom yang memakai baja WF 450.200 dan rangka batang atau atap memakai baja C 150.75. Dalam bab ini akan dibahas input dan output dari pengerjaan SAP2000, sedangkan prosesnya telah dibahas dalam bab sebelumnya.

4.1 Input

Setelah dibuat desain rumah 2 lantai pada SAP2000 diperlukan berbagai macam input beban pada desainnya, yaitu :

1. Assign penampang frame

(75)

[image:75.595.176.472.132.406.2]

Gambar IV.1 Assign Penampang Frame

2. Assign beban frame

Masukan berat beban dinding pada balok lantai 2 yaitu sebesar 250 kg/m2 dikalikan dengan tinggi dinding nya 3 meter, dan hasilnya adalah 750 kg/m. 3. Assign penampang dan beban pelat

(76)

[image:76.595.166.482.117.713.2]

(77)

4. Assign kuda-kuda (perletakan) pada bagian atap

[image:77.595.138.495.202.287.2]

Masukan besarnya perletakan atap yang sebelumnya telah dihitung pada SAP2000 secara terpisah.

Gambar IV.3 Perletakan pada Atap yang Dihitung Secara Terpisah

5. Assign beban pasangan bata pada bagian atap

Berat beban pasangan bata ini besarnya sama dengan berat beban dinding untuk balok lantai 2, yang membedakan adalah bentuk ditribusi beban nya yang berupa trapesium. Tinggi rangka batangnya 1.5 m, maka distribusi beban pada SAP2000 adalah 0 , 375 kg/m , 375 kg/m , 0.

[image:77.595.169.473.442.734.2]

(78)

4.2 Output

[image:78.595.149.465.229.530.2]

Setelah desain rumah dibuat dan semua beban diinput pada desain rumah dalam SAP2000 tersebut, langkah selanjutnya yang dilakukan adalah menganalisis hasil output nya. Pada analisis tersebut menghasilkan besar gaya kekuatan axial, besar gaya geser, besar gaya torsi dan juga besar momen.

(79)

[image:79.595.153.473.118.414.2]

Gambar IV.6 Bending Momen yang Ditampilkan

(80)

[image:80.595.151.454.123.417.2]

Gambar IV.7 Tampilan Desain Cek Tegangan

(81)

V-1

Elemen struktur yang dibahas ada berbagai macam seperti balok sederhana (jepit, sendi – rol), rangka batang dan juga kolom portal. Setiap elemen struktur mempunyai bentuk dan fungsi yang berbeda juga.

Dalam melakukan analisis struktur maupun desain struktur baja menggunakan SAP2000, akan diperoleh hasil yang sama dengan cara-cara teoritis secara manual (konvensional). Hasil akhir akan berbeda apabila parameter (contoh properti penampang) yang diinputnya pun berbeda. Pada analisis yang dibahas dalam bab 3 juga ada hasil perhitungan yang berbeda, seperti hasil perhitungan pada kolom portal menghasilkan perbedaan sebesar 13%.

Dalam perhitungan elemen struktur baja menggunakan SAP2000 sebaiknya diperhatikan cara penggunaannya, karena pada SAP2000 tidak menghitung fraktur pada penampang netto dan juga geser blok. Menghitung fraktur penampang netto dan geser blok menggunakan baut sedangkan pada SAP2000 tidak ada perhitungan yang memakai baut. Akan tetapi menghitung fraktur penampang netto dan geser blok itu diharuskan maka perhitungannya bisa dicari dengan cara manual saja.

ANALISIS GAYA DALAM

Model Elemen SAP2000 Manual Perbedaan (%)

(82)

DESAIN

5.2 Saran

Penggunaan SAP2000 tergantung pada “users”, salah dalam menginput data-datanya maka akan berdampak kesalahan pada outputnya pula. Kurang mengertinya pemahaman tentang rumusan atau formula yang digunakan pada SAP2000 akan berdampak terhadap ketidakpercayaan output dari SAP2000.

Model Elemen SAP2000 Manual Perbedaan (%)

(83)

baru. PT. Elex Media Komputindo, Jakarta.

2. AISC.(2000). Load and Resistance Factor Design Specification for Structural

Steel Buildings 1999. American Institute of Steel Construction, Inc., Chicago,

Illinois.

3. AISC.(2005). Analisis dan Desain Komponen Struktur Baja AISC 2005-LRFD. Terjemahan Suryoatmo, B., Unpar, Bandung.

4. Salmon, C.G. and Jhonshon, J.E.(1990). Steel Structures Design ad Behaviour, 3rd edition. Harper Collins Publishers, Inc., Singapore.

5. SAP2000.(2000). Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures Steel Design Manual. Computers and Structures, Inc., Barkeley, California, USA.

6. SAP2000.(2000). Integrated Finite Element Analysis and Design of

Structures Tutorial Manual. Computers and Structures, Inc., Barkeley,

(84)

Nama : Arnita Aulia Rahmita Tempat, Tanggal Lahir : Bandung, 05 Januari 1991 Jenis kelamin : Perempuan

Agama : Islam

Status : Belum Nikah

Kewarganegaraan : Indonesia

Suku : Jawa

Tinggi/Berat Badan : 153/54 Golongan darah : O

Alamat : Jl. Cipedes Tengah No. B 73 RT.01/RW.03 Bandung 40163

Email : aarparksm@gmail.com/metsung_couple@yahoo.com No. Telp/Hp : 087822822408