Desain Konstruksi Kuda kuda Rangka Atap

Struktur Baja I

BAB I

LANDASAN TEORI

1.1 Pengertian Baja

Baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya.

1.2 Baja Sebagai Bahan Struktur

Beberapa keuntungan yang diperoleh dari baja sebagai bahan struktur adalah sebagai berikut :

1. Baja mempunyai kekuatan cukup tinggi dan merata.

2. Baja adalah hasil produksi pabrik dengan peralatan mesin-mesin yang cukup canggih dengan jumlah tenaga manusia relatif sedikit, sehingga pengawasan mudah dilaksanakan dengan seksama dan mutu dapat dipertanggungjawabkan.

3. Pada umumnya struktur baja mudah dibongkar pasang, sehingga elemen struktur baja dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai bentuk struktur.

4. Jika pemeliharaan struktur baja dilakukan dengan baik, struktur dari baja dapat bertahan cukup lama.

1.3 Bentuk Profi Baja

Struktur Baja I

1. Kekuatan lenturnya cukup besar 2. Mudah dilakukan penyambungan

Adanya kelebihan diatas menjadikan wide flane sering digunakan sebagai kolom dan balok pada bangunan gedung, gelagar dan rangka jembatan, dan bangunan struktur lainnya. Khusus untuk wide flane

dengan perbandingan lebar sayap dan tinggi profl (b/h) sama dengan satu atau disebut juga profl H. Profl H ini sangat cocok digunakan untuk struktur pondasi tiang pancang.

1.4 Sifat Metaiurgi Baja

Sifat metalurgi baja ini sangat berkaitan erat dengan fungsi dari unsur-unsur atau komponen kimia dalam baja. Baja struktur yang biasa dipakai untuk struktur rangka bangunan adalah baja karbon (clrboa steel) dengan kuat tarik sebesar 400 MPa, sedang baja struktur dengan kuat tarik lebih dari 500 Mpa sampai 1000 Mpa disebut baja kekuatan tinggi (hinh streanth steel).

1.4.1 Sifat –sifat Baja

Sifat yang dimiliki baja yaitu kekakuanya dalam berbagai macam keadaan pembebanan atu muatan. Terutama tergantung dari :

 Cara peleburannya

 Jenis dan banyaknya logam campuran

 Proses yang digunakan dalam pembuatan.

Berikut ini ada beberapa dalil yang menyangkut sifat-sifat baja :

Daiii I

Besi murai tidlk mempuayli siflt-siflt ylan dibutuhkla uatuk dipernualkla seblnli blhla pealannuan koastruksi.

Daiii II

Struktur Baja I

dlri ailli siflt-siflt llia, misllayl bljl deanla ketenuhla tianni, istimewl llzimayl kurlan keayll.

Dalam praktek terdapat satu hal yang sangat penting bahwa sifai-sifat konstruksi dapat berarti runtuhnya seluruh konstruksi, oleh karena itu :

1. Penentuan syarat minimum harus dimuat didalam deluruh kontrak pemesanan, pembelian, atau penyerahan bahan. 2. Garansi tentang meratanya sifat-sifat itu harus didapatkan

dengan dilakukanya pengujian pada waktu penyerahan bahan.

3. Tuntutan yang tinggi tetapi tidak perlu benar, sebab beban tidak bernilai tinggi itu lebih mahal atau ekonomis.

4. Sifat –sifat ynag kita kehendaki harus ada, bukan saja pada waktu sudah dikerjakan, yaitu setelah dipotong, digergaji, di bor, ditempa, dibengkokan , dan lain-lain.

5. Sifat-sifat yang kita kehendaki harus ada bukan saja merugikan dengan cara-cara yang tidak dapat dipertanggung jawabkan .

6. bentuk-bentuk dari bagian-bagian bangunan dan sambungannya harus di terapkan.

1.5 Bentuk-bentuk baja daiam perdagangan

1. Profl baja tunggal

 Baja siku-siku sama kaki

 Baja siku tidak sama kaki (baja T)

 Baja siku tidak sama kaki (baja L)

 Baja I

 Baja Canal

 Baja

Struktur Baja I

 Dua baja L tidak sama kaki

 Dua baja I 3. Profl susun

 Dua baja I atau lebih

1.6 Macam-macam bentuk kuda-kuda Baja

a. Pratt Truss

b. Hows Truss

c. Pink Truss

d. Modifed Pink Truss

e. Mansarde Truss

f. Modifed Pratt Truss

g. Crescent Truss

1.7 Keuntungan dan kerugian Pengunaan Baja.

1.7.1 Keuntungan:

1. Bila dibandingkan dengan beton maka baja lebih ringan.

2. Apabila suatu saat konstruksi harus diubah,maka bahan baja akan lebih mudah untuk dipindahkan.

3. Bila konstruksi harus dibongkar, baja akan dapt dipergunakan lagi sedangkan konstruksi dengan beton tidak dapt digunakan lagi.

Struktur Baja I

3. Karena memiliki berat yang cukup besar, dalam melakukan pengangkutan memerlukan biaya yang besar.

4. Dalam pelaksanaan konstruksi diperlikan

tenaga ahli dan berpengalaman dalam hal konstruksi baja.

1.8 Jenis-jenis aiat Penyambung baja

1.8.1. Baut

Pemakaian baut diperlukan bila:

 Tidak cukup tempat untuk pekerjaan paku keling

 Jumlah plat yang akan disambung> 5d (d diameter baut)

 Dipergunakan untuk pegangan sementara

 Konstruksi yang dapat dibongkar pasang

1.8.2. Paku keeling

Sambungan paku keling dipergunakan pada konstruksi yang tetap, berarti tidak dapt dibongkar pasang.Jumlah tebal pelat yang akan disambung tidak boleh>6d ( diameter paku keling).Beberapa bentuk kepala paku keling:

1.8.3. Las lumer

Ada 2 macam las lumer menurut bentuknya, yaitu: 1. Las tumpul

2. Las sudut

1.9 Dasar-dasar Perhitungan

1. Perhitungan dimensi gording

2. Perhitungan dimensi batang tarik ( trackstang ) 3. Perhitungan dimensi ikatan angin

4. Perhitungan dimensi kuda-kuda 5. Perhitungan kontruksi perletakan 6. Penggambaran

1.9.1.Macam-Macam Pembebanan

Struktur Baja I

 Beban penutup atap dan gording ( tanpa tekanan angin )

 Beban berguna P = 100 kg

 Berat sendiri kuda-kuda

b.Beban Angin

 Beban angin kanan

 Beban angin kiri

c.Beban Plafond

1.9.2.Perhitungan dimensi gording

Struktur Baja I

1.9.3.Beban Sendiri

Pembebanan pada gording berat sendiri gording dan penutup atap

Dimana : a = jarak gording

L = jarak kuda-kuda

G = (1/2a+1/2a)x L meter x berat per m² penutup atap per m² gording

= ax berat penutup atap per m²

catatan: Berlt peautup ltlp ternlatuan dlri jeais peaetup ltlp

Berat jenis gording diperoleh dengan menaksirkan terlebih dahulu dimensi gording, biasanya gording menggunakan profl I, C, dan [setelah ditaksir dimensi gording dari tabel profl di dapat berat per m, _gording

Berat sendiri gording = g2 kg/m

Berat mati = b.s penutup atap + b.s gording = (g1 + g2) kg/m

Gording di letakkan tegak lurus bidang penutup atap, beban mati (g) bekerja vertikal.

gx = g cos

α

gy = g sin

α

Gording diletakkan diatas beberapa kuda-kuda, jadi merupakan balik penerus diatas beberapa balok tumpuan (continuous beam ). Untuk memudahkan perhitungan dapat dianggap sebagai balok diatas dua tumpuan statis tertentu dengan mereduksi momen lentur.

Struktur Baja I

Mmax = 80 % (1/8 gl2)

Mmax = 0,80 (1/8 gl2)

Dmax = 1/2 gl

akibat gx  Mgl = 0,80 (1/8 gx l2)

= 0,80 (1/8 sin

α

l2₎

akibat gy  Myl = 0,8 (1/8 gy l2)

= 0,80 (1/8 g cos

α

l2₎

1.9.4.Beban berguna ( P = 100 kg )

Beban berguna P = 100 kg bekerja di tengah-tengah gording

Mmax = 80 % ( ¼ PL)

Akibat Px Mx2 = 0,80 ( ¼ PxL )

= 0,80 ( ¼ P sin

α

L )

Akibat Py My2 = 0,80 ( ¼ Py L )

= 0,80 ( ¼ P cos

α

L )

1.9.5.Beban angin W

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal/aksial tarik saja. Cara bekerjanya kalau yang satu bekerja sebagai batang tarik maka yang lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya kalau arah angin berubah, maka secara berganti batang tersebut bekerja sebagai batang tarik.Beban angin dianggap bekerja tegak lurus bidang atap

Beban angin yang di tahan gording

W = a . x tekanan angin per meter = ……….kg/m2

Mmax = 80 % ( 1/8 WL2 )

= 0,80 ( 1/8 WL2 ₎

Akibat Wx  Mx3 = 0

Struktur Baja I

= 0,80 ( 1/8 WL2 ₎

1.9.6.Kombinasi pembebanan

I Mx total = Mx1 + Mx2

My total = My1 + My2

II Beban mati + Beban berguna + Beban angin

Mx total = Mx1 + Mx2

My total = My1 + My2 + My3

1.9.7.Kontrol tegangan

*kombinasi I

σ

=

Mxtotal

_Wy

+

Mytotal

_Wx

≤σ

:

σ

=

1600

kg

/

cm

2

catatan: jika

σ

:

σ

, maka dimensi gording diperbesar

*kombinasi II

σ

=

Mxtotal

_Wy

+

Mytotal

_Wx

+

¿

σ

:

≤

1

,

25

σ

catatan :jika

σ

≥

1

,

25

σ

, maka di mensi gording di perbasar

1.9.8.Kontrol lendutan

 Akibat beban mati:

F

xl

=

5

q

x

L

4

384

EI

y

cm

F

=

5

q

_y

L

4

384

EI

_x

cm

 Akibat beban berguna

F

x2

=

 Akibat beban angin

Struktur Baja I

Fx total = (Fx1+Fx2),

¿

F

Fy total = (Fy1+Fy2+Fy3),

¿

F

F

1

=

√

f

x2

+

f

2y

≤

f

catatan : jika F>F maka dimensi gording di perbesar

1.9.9.Perhitungan Dimensi Tracktang (Batang Tarik)

Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah sumbu x (kemiringan atap dan sekaligus untuk mengurangi tegangan lentur pada arah sumbu x.

Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka :

Gx = berat sendiri gording + penutup atap arah sumbu x

Px = beban berguna arah sumbu x

Pbs = Gx + Px

Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :

P

_ts

=

Gx

+

₂

Px

σ

=

_Fn

F

≤σ

⇒

ambil σ

=

Gx

+

Px

2

Fn

=

σ

⇒

Fn

=

Gx

+

₂

Px

σ

Fbr =125 % Fn

Fbr = ¼ п d2

Dimana : Fn = luas netto

Fbr = luas brutto

A = diameter batang tarik (diper oleh dari tabel baja )

Struktur Baja I

Fn =

p

σ

Dimana: Fn = Luas penampang netto

P = Gaya batang

σ

_{= Tegangan yang diijinkan}

Fbr = Fn + ∆ F

⇒

Fbr = 125%

1.9.11. Batang Tekan Imin = 1,69 P.Lk²

Dimana: Imin = momen inersia minimum cm4

P = gaya batang tekan, Kg

Lk = panjang tekuk, cm

Setelah diperoleh Imin lihat tabel propil maka diperoleh dimensi/ ukuran propil.

Kontrol:

1. terhadap sumbu bahan

2. terhadap sumbu bebas bahan

Untuk profl rangkap dipasang kopel plat atau plat kopling

Catatan:

a. Konstruksi rangka baja kuda-kuda biasanya dipakai prfl C

b. Pada batang tarik yang menggunakan profl rangkap perlu dipasang kopel plat satu buah ditengah-tengah bentang

c. Pada batang tekan pemasangan kopel plat mulai mulai dari ujung batang tengah ke tengah bentang dengan jumlah ganjil

1.9.12. Perhitungan Gaya-gaya Batang

Struktur Baja I

lentur pada kolom.Perhitungan dapat diselesaikan dengan membuat batang-batang tambahan(fktif)

Selanjutnya dapat diselesaikan dengan cara cremona.

Ada dua cara untuk mencari besarnya gaya batang yaitu dengan cara :

1. Grafs, yaitu dengan cara cremona dan car cullman

2. Analistis, yaitu dengan cara ritter, cara Henenberg, cara keseimbangan titik kumpul.

Untuk mencari gaya batang pada konstuksi kuda-kuda, biasanya dipakai dengan cara cremona kemudian di kontrol dengan cara ritter. Selisih kesalahan cara cremona ddan cara ritter maksimum 3 %jika lebih maka perhitungan harus di ulang.

Ada beberapa asumsi yang di ambil dalam penyelesaian konsrtuksi rangka batang, terutama untuk mencari besarnya gaya batang, yaitu :

1. Titik simpul dianggap sebagai sendi (M=o)

2. Tiap batang hanya memikulgaya normal atau axial tarik atau tekan

3. Beban dianggap bekerja pada titik simpul

a. Beban mati dianggap bekerja vertikal pada tiap-tiap titik simpul batang tepi atas

b. Beban angin, dianggap bekerja tegak lurus bidang atap pada tiap-tiap simpul batang tepi atas

c. Bahan fapon, dianggap bekerja vertikal pada tiap-tiap titik simpul batang tepi bawah

4. Gaya batang tekan arahnya mendekati titik simpul dan gaya batang tarik arahnya menjauhi titik simpul

a. Cara Cremona ( Cara Grafs

Struktur Baja I

1. Ditetapkan segala gaya ,yaitu dari satuan Kg/ton menjadi satuan cm.

2. Penggambaran gaya batang dimulai dari titik simpul yang hanya terdapat maksimum dua gaya batang yang belum diketahui.

3. Urutan penggambaran dapat searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam.Keduanya jangan dikombinasikan.

4. Akhir dari penggambaran gaya batang harus kembali pada titik ,dimana dimulai penggambaran gaya batang. Prosedure penyelesaian cara cremona:

1. Gambar bentuk kuda-kuda rencana dengan skala yang benar,lengkap dengan ukuran gaya-gaya yang bekerja. 2. Tetapkan skala gaya dari Kg atau ton menjadi cm. 3. Cari besar resultan dari gaya yang bekerja.

4. Cari besar arah dan titik tangkap dari reaksi perletakan. 5. Tetapkan perjanjian arah urutan penggambarandari

masing-masing gaya batang pada titik simpul searah jarum jam atau berlawanan jarum jam.

6. Gambar masing-masing gaya batang sesuai ketentuan pada patokan yang berlaku.

7. Ukuran panjang gaya batang, tarik (+),atau tekan (-). 8. Besarnya gaya yang dicari adalah panjang gaya batang

dikalikan skala gaya.

b. Cara Ritter ( Anaiisis

Mencari gaya-gaya dengan cara ritter bersifat analitis dan perlu diperhatikan ketentuan berikut:

a. Membuat garis potong yang memotong beberapa batang yang akan dicari.

Struktur Baja I

Catatan :

Sebaikanya ditinjau bagian konstruksi yangterdapat gaya lebih sedikit, hal ini untuk mempercepat perhitungan

Urutan cara penggambaran:

1. Gambar bentuk konstruksi rangka batang yang akan dicari ,gaya batang lengkap dengan ukuran dan gaya-gaya yang bekerja.

2. Cari besar reaksi perletakan

3. buat garis potong yang memotong batang yang akan dicari gaya batangnya.

4. Tinjau bagian konstruksi yang terpotong tersebut dimana terdapat gaya-gaya yang lebih sedikit.

5. Tandai arah gaya dari batang yang terpotong tersebut dimana terdapat gaya yang lebih sedikit.

6. Cari jarak gaya trhadap titik yang ditinjau. 7. Selanjutnya didapat gaya batang yang dicari.

perhitungan dapat diperhitungkan pada penentuan besarnya tegangan geser dan tumpuan yang diijinkan.

Akibat pembebanan (tarik/tekan), pada baut bekerja gaya dalam berupa gaya geser dan gaya normal. Gaya normal menimbulkan tegangan tumpu pada baut, sedangkan gaya geser menimbulkan tegangan geser pada baut. Untuk perhitungan sambungan dengan baut perlu diketahui besarnya daya pikul 1 baut terhadap geser dan tumpu.

Struktur Baja I

Ftp = d. Smin

Dimana :

Fgs = Luas bidang geser

Ftp = Luas bidang tumpu

Smin = Tebal plat minimum

d = diameter baut

Cltltla:

 Untuk sambungan tunggal (single skear) Ngs = ¼ .  . d2

 Untuk sambungan ganda (double skear) Ngs = ¼ .  . d2. C

Struktur Baja I

BAB II

KONSTRUKSI BAJA

Glmblr 2.1 Koastruksi Atlp Bljl

Keterangan:

Tipe konstruksi atap baja : D

Bahan penutup atap : Asbes

Jarak gading-gading kap (l) : 3,1m

Bentang kap (L) : 12.5m

Kemiringan atap (α) : 37.5°

Beban angin kiri : 50kg/m2

Beban angin kanan : 40kg/m2

Beban plafond : Triplek

Beban berguna : 100kg

Struktur Baja I

BAB III

PERHITUNGAN PERANCANGAN KONSTRUKSI BAJA

Glmblr 3.1.1 Koastruksi Seteanlh Atlp Bljl

3.1 Perhitungan Panjang Batang

b=12.5₂

¿6,25m

tan37.5°=a_b

a=6,25×tan37.5°

= 4.796 m x=

_√

6.252+4.7962=7.878m

a1=a2=a3=a4=7.878₄ =1.969m

Struktur Baja I

b1=1₄x b=1₄x6.25=1.5625m

b2=b3=2₄ x b=2₄x6.25=3.125m

c1=1₄ x a=1₄x4.796=1.199m

c2=3₄ x a=3₄x4.796=3.597m

d1=d2=

√

(1₂x3.125)

2

+¿ ¿

d3=

√

(1₂x3.125)

2

+¿ ¿

Tabel 3.1.1 Panjang Batang

Nama Batang Panjang Batang

(m)

b2 = b3 = b4 3.125

a1 = a2 = a3 = a4 = a5 = a6 = a7 = a8

1.969

c1 = c4 1,199

c1 = c2 3.597

d1 = d2 = d5 = d6 2.861

Struktur Baja I

3.2 Perhitungan Dimensi Gording

Mutu baja yang digunakan adalah mutu baja 37 = σ´it=1600kg/cm2

 Beban mati : Berat sendiri gording (kg/m)

Berat sendiri penutup atap (kg/m2)

 Beban hidup : Beban berguna = 100kg

 Beban angin : Jarak gading-gading kap (l) = 3,1m

Kemiringan atap = 37,5°

Berat sendiri penutup atap (asbes) = 11kg/m2

Jarak antar gording = 1,969m

 Beban air hujan

a. Beban Mati

Beban mati pada gording terdiri atas :

 Berat sendiri gording (q1)

Untuk dimensi gording, dicoba menggunakan profl baja Canal

6,5 dengan berat q₁=7,09kg/m

 Berat sendiri penutup atap (q2)

q2 = berat sendiri penutup atap (asbes) × jarak antar

gording

= 11kg/m2×1,969m

= 21,659kg/m

Maka, qtot = q1+q2

= 7,09+21,659

Struktur Baja I

qx = q. Sin 37,50 _{qy = q. Cos 37,5}0

= 28,749 . Sin 37,50 _{= 28,749 . Cos 37,5}0

= 17,501 kg/m = 22,808 kg/m

Karena dianggap sebagai balok menerus diatas dua tumpuan (Continous beam) maka untuk mempermudah perhitungan dapat diasumsikan sebagai berat bertumpuan ujung. Sehingga momen yang timbul akibat berat sendiri atap dan gording adalah:

Menggunakan 1 buah trackstang, maka l dibagi 2.

Mx=1₈qx

(

₂l

)

2

80 %

¿1₈×17,501×

(

3,1₂

)

2

×0,8

¿4,205kg m

My=1₈qy(l)280 %

¿1₈×22,808×(3,1)2×0,8

¿21,919kg m

q.cos α q.sin

α

q

Y X

α

Struktur Baja I

b. Beban Berguna

Beban berguna atau beban hidup adalah beban yang bekerja di tengah-tengah bentang gording. Beban ini diperhitungkan jika ada orang di atas gording.

Diketahui : Beban berguna (p) = 100kg

Kemiringan atap = 37,5°

Maka,

px=psin 37,5°

¿100 sin 37,5°

¿60,876kg

py=pcos37,5°

¿100 cos37,5°

¿79,335kg

Momen yang timbul akibat beban terpusat (hidup) dianggap continous beam (PBI 1971)

Mx=1₄ px

(

₂l

)

80 %

¿1₄×60,876×

(

3,1₂

)

×0,8

¿18,872kg m

My=1₄ py(l)80 %

¿1₄×79,335×3,1×0,8

c. ¿49,188kg mBeban Angin

Beban angin dianggap tegak lurus bidang atap. Diketahui : Beban angin kiri (q1) = 50kg/m2

Beban angin kanan (q2) = 40kg/m2

Maka,

Koefsien angin tekan (wt) = 0,02α –0,4

= 0,02(37,5)–0,4

= 0,35

Koefsien angin hisap (wh) = −0,4

 Beban angin kiri = 50kg/m2(q1)

Angin tekan(wt)

w ₌c ×q1× d1

gording)

= 0,35×50×1,969

= 34,457kg/m

Angin hisap (wh)

w ₌ c ×q1× d1

= −0,4×50×1,969

= −39,38kg/m

 Beban angin kanan = 40kg/m2(q₂)

Angin tekan (wt) w = c ×q2× a1

= 0,35×40×1,969

= 27,566kg/m

`Angin hisap (wh) w = c ×q2× a1

=

−0,4×40×1,969

=−31,504kg/m

Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar) :

w_max=34,457kg/m

w_x=0kg/m

w_y=34,457kg/m

 Momen akibat beban angin

Mx=1₈×wx×

(

₂l

)

2

×80 %

¿1₈×0×3,1₂ ×0,8

¿0kg m

`

My=1₈× wy×(l)

2

×80 %

¿1₈×34,457×(3,1)2×0,8

¿33,114kg m

d. Beban Air Hujan

Perhitungan beban :

qair=40−0,8α

¿40−0,8(27)

¿10kg/m2

q=q_air× d1

¿10×1,969

¿19,69kg/m

qx=q ×sinα

¿19,69×sin 37,5°

¿11,986kg/m

qy=q ×cosα

Struktur Baja I

Mx=₈×qx×

(

₂

)

×80 % My=₈× qy×(l) ×80 %

¿1₈×11,986×

(

3,1₂

)

2

×0,8 ¿1₈×15,621×(3,1)2×0,8

¿2,880kg m ¿15,012kg m

Tabel 3.2.2 Beban Hidup

Tabel 3.2.1 Beban Mati

Tabel 3.2.3 Beban Angin

Struktur Baja I

Dari tabel profl baja diketahui profl baja Canai 6,5wx=17,7cm3

wy=5,07cm3

 Kombinasi 1

Mxtot=b . mati+b . hidup

¿4.205+18.872

¿23,07629kg m

¿2307.629kg cm

Mytot=b . mati+b . hidup

¿21.919+49.188

¿71,10651kg m

¿7110.651kg cm

σ=Mxtot

wy +

Mytot

wx

¿2307.629_5.07 +7110.651_17.7

σ=856.885kg/cm2(≤_σ´_it=1600kg/cm2)→ OK

 Kombinasi 2

Mxtot=(b . mati+b .hidup)+b . angin

¿23,07629+0

¿23,07629kg m

¿2307.629kg cm

Mytot=(b .mati+b . hidup)+b . angin

¿71,10651+33.114

¿104,22016kg m

Struktur Baja I

¿2307.629_5.07 +10422.016_17.7

σ=1043.968kg/cm2(≤σ´it=1600kg/cm

2

)→ OK

 Kombinasi 3

Mxtot=(b . mati+b .hidup+b . angin)+b . air hujan

¿23,07629+2.880

¿25,95605kg m

¿2595.605kg cm

Mytot=(b .mati+b . hidup+b . angin)+b . air hujan

¿104,22016+15.012

¿119,23207kg m

¿11923.207kg cm

σ=Mxtot

wy +

Mytot

wx

¿2595.605_5.07 +11923.207_17.7

σ=1185.581kg/cm2(≤σ´it=1600kg/cm2)→ OK

3.2.2 Kontroi Terhadap Lendutan

Ketentuan :

 E = 2,1 . 106 _kg/cm2

 l = 3,7 m = 370 cm

 Ix = 57.5 cm4

 Iy = 14.1 cm4

Syarat lendutan yang diizinkan untuk balok pada konstruksi kuda-kuda terlindung adalah :

Struktur Baja I

 Akibat Beban Hidup

px=60.876kg

 Akibat Beban Angin

wx=0

 Akibat Beban Air Hujan

Struktur Baja I

¿0.04442+0.1595+0+0.030424=0.234347cm(≤´f=1,24cm→ OK)

fytotal=fy1+fy2+fy3+fy4

¿0.22714+0.40778+0.34315+0.155565

¿1.133628cm(≤´f=1,24cm →OK)

∴f_total=

_√

₍f_xtotal)2₊₍f_ytotal)2

¿

_√

(0.234347)2+(1.133628)2

¿1.157597cm(≤´f=1,24cm→OK)

Struktur Baja I

sumbu x dan sekaligus untuk mengurangi tegangan lentur yang timbul pada arah sumbu x batang tarik dipasang satu buah.

Batang tarik menahan gaya tarik qxdan px ,maka :

- Akibat beban mati (28,749 x 3,1) = 89,122 kg

- Akibat beban orang = 60,876 kg +

Pbs = 149.998 kg

Karena batang tarik (trackstang) yang dipasang satu buah, maka :

pts=149.998₁ =149.998kg

σ=p_fts

n ≤σ´it=1333

kg cm2

fn=

pts

σ =149.9981333 =0,1125cm2

Fbr=125 %× fn

¿1,25×0,1125=0,1407cm2

Fbr=1₄ π d2

∴d=

√

Fbr

1 4π

=

√

0,14071 4 π

=0,4232cm=4,232mm

Karena dalam tabel baja nilai d yang paling kecil adalah 6 mm, maka

Struktur Baja I

axial tarik saja. Cara kerjanya kalau yang satu bekerjanya sebagai batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya kalau arah anginya berubah, maka secara berganti-ganti batang tersebut bekerja sebagai batang tarik.

Perubahan pada ikatan angin ini datang dari arah depan atau belakang kuda-kuda. Beban angin yang diperhitungkan adalah beban angin terbesar yang disini adalah angin sebelah kanan yaitu: 50 Kg/ m2

Glmblr 3.4.1 Glyl kerjl pldl ikltla lania

Ket :

P = Gaya/tetapan angin

N = Dicari dengan syarat keseimbangan ΣH = 0

Nx = P N cos β = P N = P / cos β

Luas Kuda−kuda=1₂×bentang kuda−kuda ×tinggi kuda−kuda

¿1₂×12,5×4,796

Jumlah titik simpul (n) = 9 buah

tanβ=panjang batang miring kuda_{jarak gading} −kuda −gading kap =

7,878

3,1 =2,541

β=tan−12,541

Struktur Baja I P= _n

−1 = 9−1 =187,34kg

N=_cosP_β=_{cos 68,52}187,34 _°=511,61kg/m2

Karena batang tarik dipasang satu buah, maka :

σ=_FP

n≤ σit=1333kg/cm

2

Fn=P_σ=511,61₁₃₃₃ =0,384cm

2

Fbr=125 %× Fn

¿125 %×0,384

¿0,479cm2

Fbr=π₄×d2

d=

√

Fbr

π

4

=

√

0,479π

4

=0,780cm=7,80mm

Struktur Baja I

Glmblr 3.5.1 Koastuksi Atlp Bljl

a. Akibat Beban Sendiri

Ketentuan :

 Berat penutup asbes = 11 kg/m2

 Bentang kap (L) = 12.5 m

 Jarak antar gording = 1,96 m

 Jarak gading-gading kap (l) = 3,1 m

a) Berat penutup atap

p=a ×berat penutup atap× l

¿1,96×11×3,1 ¿66,836kg

b) Berat akibat beban berguna

p=100kg

c) Berat sendiri gording (C-6,5)

pg=berat gording × jarak gading−gading kap(l)

¿7,09×3,1 ¿21,979kg

d) Berat sendiri kuda-kuda

L = 12,5 m

l = 3,1 m

n = 9 buah

gk=(L−2)l (L+4)l

gk₁=(L−2)l=(12,5−2)3,1=32,55kg/m

Struktur Baja I

∴Gk=gk × L_n −1 =

51,8×13

9−1 =65,35kg

e) Berat branching (ikatan angin)

Branching ¿20 %× berat sendirikuda−kuda

¿0,2×65,35 ¿13,07kg

∴ P_total berat sendiri

¿b . penutupatap+b . gording+b . kuda−kuda+b . branching

= 66,836 + 21,979 + 65,35 + 13,07 = 167,235 kg

b. Akibat Beban Piafond

Jarak gading-gading kap (l) = 3,1 m

Panjang batang bawah = 3,125 m

Berat plafond + penggantung = 11 kg/m2 Pf=λ × l×Gf=3,125×3,1×11=106,5625kg

c. Akibat Beban Angin

Ketentuan :

 Koefsien angin tekan (c) = (0,02 ¿α ) – 0,4

= (0,02 . 37,5) – 0,4 = 0,35

 Koefsien angin hisap (c)) = -0,4

 Angin kiri (q1) = 50 kg/m2  Angin Kanan (q2) = 40 kg/m2

 Angin tekan = W

 Angin hisap = W)

 Jarak gading-gading kap (l) = 3,1 m

Struktur Baja I

¿0,35x1,96x3,1x50 ¿106,33kg

¿−0,4x1,96x3,1x50

Angin Kanan

w=c x a x l x q2

¿0,35x1,96x3,1x40 ¿85,064kg

w '=c ' x a x l x q1

¿−0,4x1,96x3,1x40

d. Akibat beban hidup

Beban air hujan :

qair=40−0,8α

¿40−0,8(37,5)

¿10kg/m2

∴q=qairx l x Jarak antar gording

¿10x3,1x1,96 ¿60,76kg

Beban Orang Po = 100 kg

Jadi beban hidup = beban air hujan + beban orang = 60,07 + 100 = 160,76 kg

Tabel 3.5.1 Tabel Pembebanan

Beban Nilai

Tekan Hisap

Angin Kiri 106.33 121.52

Angin

Kanan 85.064 97.261

Mati 167.235

Hidup 160.76

Struktur Baja I

3.6.1. Akibat Beban Mati

P = 167,235 kg

Tabel 3.6.1 Daftar gaya batang akibat beban mati Bata

ng

Beban Mati (Kg

Cremona SAP

A1 -961.27 -961.27

A2 -961.27 -961.27

A3 -686.62 -686.62

A4 -686.62 -686.62

A5 -686.62 -686.62

A6 -686.62 -686.62

A7 -961.27 -961.27

A8 -961.27 -961.27

B1 762.61 762.61

B2 653.67 653.67

B3 435.78 435.78

B4 653.67 653.67

B5 762.61 762.61

C1 -167.20 -167.20

C2 -167.20 -167.20

C3 -167.20 -167.20

C4 -167.20 -167.20

D1 199.56 199.56

D2 -199.56 -199.56

D3 351.70 351.70

D4 351.70 351.70

D5 -199.56 -199.56

Struktur Baja I

P = 160,76 kg

Tabel 3.6.2 Daftar gaya batang akibat beban hidup

1.

Bata ng

Beban Hidup (Kg

Struktur Baja I

P = 106,5625 kg

Tabel 3.6.4 Daftar gaya batang akibat beban Plafond Bata

ng

Beban Piafond (Kg

Cremona SAP

A1 -306.3 -306.33

A2 -306.3 -306.33

A3 -218.80 -218.80

A4 -218.80 -218.80

A5 -218.80 -218.80

A6 -218.80 -218.80

A7 -306.3 -306.33

A8 -306.3 -306.33

B1 243.02 243.02

B2 190.94 190.94

B3 130.19 130.19

B4 190.94 190.94

B5 243.02 243.02

C1 0.00 0.00

C2 0.00 0.00

C3 0.00 0.00

C4 0.00 0.00

D1 95.39 95.39

D2 -31.80 -31.80

D3 140.09 140.09

D4 140.09 140.09

D5 -31.80 -31.80

Struktur Baja I

Angin Tekan = 85,064 Kg Angin Hisap = 97,261 Kg

Tabel 3.6.4 Daftar gaya batang akibat beban Angin Kanan

Bata ng

Beban Angin Kanan (Kg

Struktur Baja I

Angin Tekan = 106,33 Kg Angin Hisap = 121,52 kg

Tabel 3.6.5 Daftar gaya batang akibat beban Angin Kiri

Bata ng

Beban Angin Kiri (Kg

A1 -961.27 -961.27 -924.24 -924.25 -306.3 -306.33 66.1 66.15 -13.22 -13.22 -2205.06 66.15 A2 -961.27 -961.27 -924.24 -924.25 -306.3 -306.33 140.73 140.78 -94.81 -94.81 -2286.65 140.78

A3 -686.62 -686.62 -660.17 -660.18 -218.80 -218.80 14.01 14.03 43.76 43.76 -1565.60 57.79 A4 -686.62 -686.62 -660.17 -660.18 -218.80 -218.80 88.63 88.67 -37.83 -37.83 -1603.44 88.67 A5 -686.62 -686.62 -660.17 -660.18 -218.80 -218.80 -30.17 -30.12 110.59 110.63 -1595.73 110.63 A6 -686.62 -686.62 -660.17 -660.18 -218.80 -218.80 35.11 35.14 17.35 17.39 -1565.60 52.52 A7 -961.27 -961.27 -924.24 -924.25 -306.3 -306.33 -75.74 -75.70 175.69 175.75 -2267.54 175.75 A8 -961.27 -961.27 -924.24 -924.25 -306.3 -306.33 -10.46 -10.44 82.45 82.50 -2202.28 82.50 B1 762.61 762.61 733.24 733.24 243.02 243.02 -22.83 -22.88 -21.88 -21.88 -44.76 1738.87 B2 653.67 653.67 628.49 628.49 190.94 190.94 57.5 57.01 -109.21 -109.21 -109.209 1530.11 B3 435.78 435.78 418.99 419.00 130.19 130.19 216.79 216.77 -283.87 -283.87 -283.87 1201.74 B4 653.67 653.67 628.49 628.49 190.94 190.94 356.53 356.47 -483.44 -483.48 -483.48 1829.57 B5 762.61 762.61 733.24 733.24 243.02 243.02 426.38 426.32 -583.23 -583.29 -583.29 2165.19 C1 -167.20 -167.20 -160.76 -160.76 0.00 0.00 122.6 122.60 -134.03 -134.03 -461.99 122.60 C2 -167.20 -167.20 -160.76 -160.76 0.00 0.00 122.59 122.60 -134.03 -134.03 -461.99 122.60 C3 -167.20 -167.20 -160.76 -160.76 0.00 0.00 -107.22 -107.20 153.18 153.18 -435.16 153.18 C4 -167.20 -167.20 -160.76 -160.76 0.00 0.00 -107.22 -107.20 153.18 153.18 -435.16 153.18 D1 199.56 199.56 191.87 191.88 95.39 95.39 -146.33 -146.33 159.97 159.97 -146.325 646.80 D2 -199.56 -199.56 -191.87 -191.88 -31.80 -31.80 146.33 146.33 -159.97 -159.97 -583.21 146.33 D3 351.70 351.70 338.15 338.15 140.09 140.09 -257.89 -257.88 281.92 281.92 -257.88 1111.87 D4 351.70 351.70 338.15 338.15 140.09 140.09 225.55 225.49 -322.17 -322.20 -322.198 1055.44 D5 -199.56 -199.56 -191.87 -191.88 -31.80 -31.80 -127.98 -127.95 182.80 182.82 -551.19 182.82 D6 199.56 199.56 191.87 191.88 95.39 95.39 127.97 127.95 182.80 -182.82 -182.822 614.78

2165.19

-461.99

1111.87 -2286.65

. Dlftlr nlyl bltlan mlksimum uatuk tilp bltlan :

A. Batang – batang atas (a) = 2286,65 (tekan) B. Batang – batang bawah (b) = 2165,19 (tarik) C. Batang – batang diagonal (d) = 1111,87 (tarik) D. Batang – batang tegak dalam (c) = 461,19 (tekan)

a. Dimensi Batang Atas (d)

 Batang atas adalah batang tekan

 Diketahui :

- Gaya batang maksimum = 2286,65 kg = 2,28665 ton - Panjang batang (Lk) = 1,969 m = 196,9 cm

- Tegangan ijin (σit) = 1600 kg/cm2

- Digunakan profl rangkap baja siku sama kaki.

 Perhitungan :

Imin=1,69× P × Lk

2

¿1,69×2,28665×(1,969)2

¿14,98cm4

Batang a merupakan batang tekan. Dipakai profl rangkap ¿14,98₂ =7,49cm4

- Kontrol terhadap sumbu bahan (x)

L= Lk (n−1)=

196,9

(4−1)=65,63cm

Potongan I – I tebal plat kopling t = 10 mm = 1cm

Etot=e+1₂× t

¿1,56+1₂×1

¿2,06cm

IYtot=2(Iy+F × etot2)

¿2(17,9+8,24×2,062)

¿105,734cm4

IY=

√

IYtot

Ftot=

√

105,734

2×8,24=2,533cm

τ=Lk_I Y=

196,9

2,533=77,73→ ω=1,567(tabel baja)

Syarat pemasangan kopling L ≤1₂τ[4−3ω× p

F ×´τ ]

65,63≤1_{2 77,73}[4−31,425_2×8,24×2965,28_×1600 ]

- Batang bawah adalah batang tarik

- Gaya batang maksimum = 2165,19 kg = 2,16519 ton - Panjang batang (Lk) = 6,25 m = 6,25 cm

- Tegangan ijin (σit) = 1600 kg/cm2

- Digunakan profl rangkap baja siku sama kaki.

 Perhitungan :

Batang b merupakan batang tarik. Dipakai profl rangkap

Fbr=1,6915₂ =0,84575

Dengan tabel profl didapat  ∟ 15.15.4

Karena profl minimum yang diizinkan untuk konstruksi adalah ∟

45.45.5

Jadi tabel profl diambil adalah ∟ 45.45.5

In = 3,25 cm4

- Panjang batang (Lk) = 5,044 m = 504,4 cm

- Tegangan ijin (σit) = 1600 kg/cm2

- Digunakan profl rangkap baja siku sama kaki.

 Perhitungan :

Batang ini merupakan batang tarik. Dipakai profl rangkap

Fbr=0,8686₂ =0,4343

Dengan tabel profl didapat  ∟ 15.15.3

Karena profl minimum yang diizinkan untuk konstruksi adalah ∟

45.45.5

Jadi tabel profl diambil adalah ∟ 45.45.5

 Diketahui :

- Gaya batang maksimum = 461,19 kg = 0,46119 ton - Panjang batang (Lk) = 3,597 m = 359,7 cm

- Tegangan ijin (σit) = 1600 kg/cm2

- Digunakan profl rangkap baja siku sama kaki.

 Perhitungan :

Imin=1,69× P × Lk2

¿1,69×0,46119×(3,597)2

¿10,08cm4

Batang a merupakan batang tekan. Dipakai profl rangkap ¿10,08₂ =5,04cm4

- Kontrol terhadap sumbu bahan (x)

τx=Lk_i

- Kontrol terhadap sumbu bebas bahan (y) Dipasang 4 plat kopling

L= Lk (n−1)=

359,7

(4−1)=119,9cm

¿1,50+1₂×1

¿2,00cm

IYtot=2(Iy+F × etot2)

¿2(12,8+5,69×2,002)

¿71,12cm4

IY=

√

IYtot

Ftot=

√

71,12

2×5,69=2,49cm

τ=Lk_I Y=

359,7

2,49 =144,45→ ω=4,002(tabel baja)

Syarat pemasangan kopling L ≤1₂τ[4−3ω × p

F ×´τ ]

119,9≤1_{2 144,45}[4−3₂4,002_×5,69×461,19_×1600]

119,9≤266,936cm… … … ok ‼(memenuhi syarat)

DAFTAR PROFIL BATANG

Tabel 3.7.1 profl batang

BATANG UKURAN PROFIL TARIK/TEKAN

Atas (a 50.50.9 Tekan

Bawah (b 45.45.5 Tarik

Diagonai (d 45.45.5 Tarik

pada setiap batang, maka diperoleh :

- σ = 1600 kg/cm2

- τ ns = 0,8 . σ = 0,8 . 1600 = 1280 kg/cm2

- σ tp = 2 . σ = 2.1600 = 3200 kg/cm2

- Tebal plat diambil 10 mm = 1cm

- ⌀ lubang 1,1 cm

Digunakan paku keling 11 mm = 1,1 cm, disambung secara double, maka :

 Digunakan paku keling ø11 mm : Ngs = 2.¼ .π. d2 _{. τ ns}

= 2.¼ .3,14.1,12_{. 1280}

= 2432,85 kg

 Jumlah paku keling (n) minimum : Ntp = d. Smin..σtp

= 1,1.1.3200 = 3520 kg

 Jumlah paku keling (n) minimal adalah 2 buah

 Nmin = Ngs = 2432,85 kg

 n = _{N min}P

 untuk perencanaan sambungan pada masing-masing titik simpul ambil batang dengan gaya batang rencana akibat pembebanan yang paling besar.

a. Jumlah paku keling pada titik simpul 1

 Batang A1

n =

2205,06

2432,85

=

0

,

906

≈

2

_buah

 Batang B1

n =

1738,87

n =

c. Jumlah paku keling pada titik simpul 3

 Batang A1

d. Jumlah paku keling pada titik simpul 4

 Batang D2

n =

583,21

2432,85

=

0

,

240

≈

2

_buah

e. Jumlah paku keling pada titik simpul 5

 Batang B2

f. Jumlah paku keling pada titik simpul 6

n =

h. Jumlah paku keling pada titik simpul 8

 Batang B3

n =

2432,85

=

0

,

656

≈

2

buah

j. Jumlah paku keling pada titik simpul 10

 Batang A6

k. Jumlah paku keling pada titik simpul 11

l. Jumlah paku keling pada titik simpul 12

 Batang B5

n =

2165,19

2432,85

=

0

,

890

≈

2

_buah

 Batang B4

n =

1829,57

2432,85

=

0

,

752

≈

2

_buah

 Batang C4

n =

435,16

2432,85

=

0

,

179

≈

2

_buah

 Batang D6

n =

614,78

2432,85

=

0

,

253

≈

2

_buah

m.Jumlah paku keling pada titik simpul 13

 Batang B5

n =

2165,19

2432,85

=

0

,

890

≈

2

_buah

 Batang A8

n =

2202.28

4.1 Kesimpuian

Berdasarkan hasil perhitungan, ada beberapa kesimpulan yang dapat penulis ungkapkan mengenai perencanaan dan perhitungan konstruksi kuda-kuda rangka baja. Kesimpulan itu antara lain :

1. Penentuan spesifkasi dan klasifkasi konstruksi sangat menentukan kemudahan perhitungan dan pengerjaan konstruksi.

2. besarnya dimensi gording dipengaruhi oleh gaya yang bekerja dan jarak kuda-kuda.

3. Pada perhitungan pembebanan yang diakibatkan oleh angin, besar kecilnya kemiringan suatu atap akan menentukan besar kecilnya gaya angin yang diterima.

Pada perhitungan gaya batang pada tiap batang kuda-kuda. Perhitungan gaya batang bisa dilaksanakan dengan cara manual (grafs dan analitis) ataupun dengan bantuan program.

Berikut daftar dimensi batang hasil perhitungan desain :

BATANG UKURAN PROFIL TARIK/TEKAN

Atas (a 50.50.9 Tekan

Bawah (b 45.45.5 Tarik

Diagonai (d 45.45.5 Tarik

pada bagian ini penulis menyampaikan beberapa saran dan masukan, saran dan masukan itu antara lain:

1. Pada perhitungan dimensi gording, disarankan menghitung beberapa percobaan dimensi, dengan tujuan agar dimensi yang dihasilkan betul-betul sesuai dengan kebutuhan.

2. Penentuan gaya batang akan lebih mudah dan cepat dilaksanakan dengan bantuan program, selain itu faktor kesalahan pada perhitungan relatif kecil.