ANALISA DAN DESIGN RUNWAY BEAM PADA HOIST CRANE DALAM BANGUNAN INDUSTRI

ANALISA DAN DESIGN RUNWAY BEAM PADA HOIST CRANE DALAM BANGUNAN INDUSTRI TUGAS AKHIR. Disusun oleh : HENDRY GUNAWAN 11 0404 047. Dosen Pembimbing :. Ir.Daniel Rumbi Teruna, M.T. NIP 19480206 198003 1003. SUB JURUSAN STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKIK UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2018. Universitas Sumatera Utara.

ANALISA DAN DESIGN RUNWAY BEAM PADA HOIST CRANE DALAM BANGUNAN INDUSTRI. ABSTRAK. Masalah pengangkatan terutama untuk beban-beban berat merupakan masalah yang telah ada sejak lahirnya manusia.Seiring dengan berkembangnya zaman maka diciptakan jenis peralatan yang membantu dalam memindakan barang misalnya crane.namun bagaimana pun juga kebutuhan manusia tidak akan ada habisnya sehingga semakin lama beban yang dipikul oleh crane pun semakin beratPada pembuatan crane indoor khususnya hoist crane sering dihiraukan design runway beam dan lebih terfokus pada design bridge beam sehingga mengakibatkan banyak terjadinya kegagalan pada runway beam yang disebabkan terjadinya lateral torsional buckling pada runway beamTugas akhir ini bertujuan untuk membahas mengenai analisis buckling yang terjadi pada runway beam dengan profil yang berbeda kemudian hasil yang didapat akan dievaluasi dan diambil design profil yang paling ekonomis.Hasil analisis menunjukkan bahwa pada bentang runway beam 29 m profil I dengan sistem truss merupakan profil yang paling ekonomis untuk digunakan serta tahan terhadap lateral torsional buckling Kata Kunci: crane,runway beam,bridge beam,lateral torsional buckling. i Universitas Sumatera Utara.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan berkat-Nya hingga selesainya tugas akhir ini dengan judul “Analisis dan Design Hoist Crane Pada Bangunan Industri”.Tugas akhir ini disusun untuk diajukan sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi dalam ujian sarjana Teknik Sipil bidang Studi Struktur pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU). Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki banyak kekurangan.Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman penulis.Dengan tangan terbuka dan hati yang tulus penulis menerima saran kritik Bapak dan Ibu dosen serta rekan mahasiswa demi penyempurnaan tugas akhir ini. Penulis juga menyadari bahwa selesainya tugas akhir ini tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan semua pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Daniel Rumbi Teruna, M.T., Ph.D, IP-U, selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam memberikan bimbingan yang tiada hentinya kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.. ii Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, S.T, M.T., selaku ketua departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir. Andy Putra Rambe MBA, selaku sekretaris departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Prof.Dr.Ing Johannes Tarigan, M.T. &Ibu Rahmi Karolina, S.T., M.T., selaku pembanding yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam memberikan masukkan-masukkan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Teristimewa kepada kedua Orang Tua penulis, yang telah mendukung, menyemangati serta mendoakan penulis di setiap kegiatan akademis penulis. 6. Teman seangkatan 2011 khususnya Hendrik Wijaya ST yang telah memberikan kontribusi besar kepada penulis dalam hal memberikan semangat dan arahan hingga selesainya tugas akhir ini. 7. Teman-teman jurusan Teknik Sipil, terutama teman-teman seangkatan 2011 yang senantiasa membantu dikala penulis menemui kendala, abang/ kakak stambuk 2008,2009 dan 2010 serta adik-adik angkatan 2012 sampai 2016 terima kasih atas dukungan dan informasi mengenai kegiatan sipil selama ini. 8. Para pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU atas ketersediannya untuk mengurus administrasi Tugas akhir ini.. iii Universitas Sumatera Utara.

9. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Terima kasih untuk semuanya.. Medan, Januari 2018 Penulis. Hendry Gunawan 11 0404 047. iv Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR ISI ABSTRAK.. i. KATA PENGANTAR. ii. DAFTAR ISI. v. DAFTAR TABEL. ix. DAFTAR GAMBAR. x. DAFTAR NOTASI. xiii. BAB 1 PENDAHULUAN. 1. 1.1.. LatarBelakang. 1. 1.2. Perumusan Masalah. 7. 1.3. MaksuddanTujuan. 9. 1.4.. PembatasanMasalah. 10. 1.5.. MetodePenelitian. 10. 1.6.. SistematikaPembahasan. 11. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.. 13. TinjauanPustaka. 13. 2.1.1. PerencanaanKonstruksi. 14. 2.1.2. ProsedurPerencanaan. 15. 2.1.3. Sifat Baja sebagai Material Konstruksi. 15. 2.1.3.1. KekuatanTinggi. 15. 2.1.3.2. Permanen. 16. 2.1.3.3. Elastisitas. 16. 2.1.3.4. Daktalitas. 17. 2.1.3.5. Keseragaman. 17. 2.1.4. KelebihandanKelemahan Baja sebagai Material Konstruksi. 17. 2.1.5. Diagram Tegangan – Regangan. 18. 2.1.6. Sifat-sifatMekanis Baja Struktural. 20. 2.1.6.1. TeganganPutus(ultimate stress). 20. 2.1.6.2. Teganganleleh (yielding stress). 20. 2.1.6.3. Sifat-sifatMekanisLainnya. 21. 2.1.7. Baja Sturktural yang UmumDigunakan. 2.1.7.1. Profil Baja Wide Flange (WF). 24 25 v Universitas Sumatera Utara.

2.1.7.2. Profil BajaKanal C (CNP) 2.2.. 2.3.. 26. MetodePerencanaanKonstruksi Baja. 28. 2.2.1 Metode ASD (Allowable Stress Design). 28. 2.2.2 Metode LRFD (Load Resistance Factor Design). .. PerencanaanStruktur Baja. 30. 2.3.1. RasioLebar-TebaldanKlasifikasinya. 30. 29. 2.3.2. PerencanaanBalokLentur. 31. 2.3.3. PengaruhTekuk Lateral denganPerbedaanLokasiPembebanan. 35. BAB III METODE PENELITIAN. 37. 3.1.. Pendahuluan. 39. 3.2.. Data Desain. 39. 3.2.1. PerencanaanUmum. 39. 3.2.2. Beban-Beban yang Bekerja. 40. 3.3.. 3.2.2.1. BebanMati. 40. 3.2.2.2. BebanHidup. 42. 3.2.3. KombinasiPembebanan. 42. 3.2.4. KombinasiPembebananPada Crane. 43. 3.2.4.1. Gaya ImpakVertikal. 43. 3.2.4.2. Gaya Lateral. 44. Perhitungan Manual Menggunakan Parameter SNI 1729-2015danPeraturan yang Berkaitan. 45. 3.3.1. Detail Perencanaan. 45. 3.3.2. Batas-batasLendutan.. 45. 3.3.3. KuatLentur Nominal Penampang. 46. 3.3.3.1. Kuat Nominal padaKomponenStrukturI kompak. 46. 3.3.3.2. Kuat Nominal pada Komponen Struktur Berbentuk Persegi atau Persegi Panjang. 48. 3.3.4. FaktorKelangsingan. 49. 3.3.4.1. Faktorkelangsinganmemikul tekan aksial. 49. 3.3.4.2. Faktorkelangsingan memikul Lentur. 51. vi Universitas Sumatera Utara.

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR. 54. 4.1.. GeometriStruktur. 54. 4.2.. Data Material. 55. 4.3.. Pembebanan\. 55. 4.4.. Perencanaan Gording. 55. 4.5.. PerencanaanBalok Hoist Crane. 61. 4.6.. PerencanaanBalok Console. 65. 4.7.. Analisa Struktur Balok atap dan Kolom. 66. 4.8.. Design Struktur Balok Atap(Rafter). 70. 4.9.. Design Struktur Kolom. 72. BAB V DESIGN RUNWAY BEAM. 75. 5.1.. Bentuk Runway beam. 75. 5.2.. Pembebanan pada runway beam. 77. 5.3. Desain Profil WF. 79. 5.3.1 Properti Penampang. 79. 5.3.2 Perhitungan Kuat Nominal Penampang. 80. 5.3.3 Kontrol terhadap Lendutan. 82. Desain Profil WF dengan channel cap. 83. 5.4. 5.4.1 Properti Penampang. 5.5. 5.6. .. 83. 5.4.2 Perhitungan Kuat Nominal Penampang. 87. 5.4.3 Kontrol terhadap Lendutan. 89. Desain Profil dengan Truss. 90. 5.5.1. Geometri Sistem Truss. 90. 5.5.2. Properti Penampang Balok. 90. 5.5.3. Perhitungan Kuat Nominal Penampang. 91. 5.5.3 Dimensi Sistem Truss. 92. 5.5.3 Kontrol Lendutan. 93. Perbandingan Ekonomi Tiap Tipe Runway Beam. 94. vii Universitas Sumatera Utara.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN. 95. 5.1.. Kesimpulan. 95. 5.2.. Saran. 96. DAFTAR PUSTAKA. viii Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR TABEL. Nomor Tabel. Judul. Halaman. 2-1. Sifat Mekanis Baja Struktural. 22. 2-2. Nilai Koefisien Muai Logam. 24. 3-1. Berat Jenis Konstruksi. 41. 3-2. Beban Hidup menurut Kegunaan. 42. 3-3. Gaya Impak Tambahan. 44. 3-4. Batas Lendutan Maksimum. 45. 3-5. Faktor Kelangsingan Terhadap Tekan Aksial. 50. 3-6. Faktor Kelangsingan Terhadap Lentur. 52. 4-1. Analisa Struktur Pada balok atap dan kolom. 69. 5-1. Perhitungan Titik berat profi built up. 84. 5-2. Perhitungan Properti Penampang ekuivalen. 85. 5.3. Perbandingan berat besi tipe runway beam. 94. ix Universitas Sumatera Utara.

Daftar Gambar Nomor Gambar 1.1. Hoist Crane. 1. 1.2. Gerakan hoist crane. 5. 1.3. Jalur lintasan hoist crane. 6. 1.4 2.1 Beban. Halaman. Judul. Profil baja yang ditinjau. 8. Batang yang Diberikan Beban Aksial dan Grafik Hubungan Antara yang Diberikan dengan Perpendekan yang Terjadi. 18. 2.2. Gambar Hubungan Tegangan – Regangan Baja. 19. 2.3. Hubungan Modulus Elastisitas dengan Tegangan – Regangan. 19. 2.4. Standar Tipe Penampang Profil Baja. 21. 2.5. Penampang I- WF Built Up. 25. 2.6. Bentuk Penampang Profil C dengan dan Tanpa Perkuatan. 26. 2.7. Nilai DPN pada Cold Forming Profil C. 27. 2.8. Efek Lokasi Pembebanan. 29. 2.9. Pertambatan Lateral (. 34. 2.10. Kondisi Batas Balok Lentur. 34. 2.14. Efek Lokasi Pembebanan. 35. 2.12. nilai C2. 36. 3.1. Perencanaan Runway Beam menggunakan Profil I. 37. 3.2. Perencanaan Runway Beam menggunakan Profil I Channel cap. 38. 3.3. Perencanaan Runway Beam menggunakan Rangka Baja. 38. 3.4. Perencanaan Dimensi Bangunan. 39. 4.1. Portal Baja. 54. 4.2. Perencaan Balok hoist crane. 61. 4.3. Gaya Ultimit pada balok hoist crane. 62. 4.4. Perencanaan Console. 65. 4.5. Perencanaan Atap dan Kolom. 65. 5.1. Gambar Profil yang digunakan. 76. 5.2. Gambar Konfigurasi sistem crane. 77. 5.3. Gaya –gaya yang terjadi pada runway beam. 78. 5.4. Pusat geser penampang ekuivalen. 86. ). x Universitas Sumatera Utara.

5.5. Konfigurasi rumway beam dengan Truss. 90. 5.6. Model sistem rangka ( Beban mati ). 92. 2.8. Model sistem rangka ( Beban hidup ). 92. xi Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR NOTASI. Fy. Mutu Baja. L. Panjang bentang. Ix. Momen inersia terhadap sumbu x. Iy. Momen inersia terhadap sumbu y. H. tebal atau tinggi komponen struktur. Mn. Momen Nominal. E. Modulus Elastisitas Baja. Λ. Kelangsingan Penampang. T. Torsional Stress. J. Konstanta Torsi. G. Modulus Geser. LL. Beban hidup. DL. Beban Mati. t. tebal flens. b. lebar flens. tw. tebal badan. hw. tinggi badan. P. Beban yang dipikul. A. Luas Profil. Cw. Torsi Warping xiii Universitas Sumatera Utara.

α. koefisien pemuaian Tegangan Terjadi Tegangan Izin Lendutan. B. Lebar profil. be. Lebar efektif. G. Modulus geser.. H. beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air. H. Tinggi profil. Ix. Inersia sumbu x. Iy. Inersia Sumbu y. J. Konstanta torsi regangan geser. γbaja. Massa jenis baja. L. Panjang bentang Panjang bentang antara 2 pengekang yang berdekatan. LR. beban hidup di atap. Mmax. Momen maksimum pada bentang yang ditinjau.. Ø. Faktor reduksi (tahanan). xiv Universitas Sumatera Utara.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1. Latar Belakang. Perkembangan teknologi sekarang telah banyak menghasilkan kreasi yang bertujuan untuk memudahkan pekerjaan manusia,serta dapat meningkatkan kualitan dan kuantitas produksi. Terutama untuk bagian konstruksi dan industry yang dikenal dengan suatu alat yang dinamakan crane.Crane sangat dibutuhkan untuk mengangkat serta memindahkan suatu barang dari satu tempat ke tempat lainnya.Crane adalah gabungan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan rangka untuk mengangkat atau sekaligus mengangkat dan memindahkan muatan yang dpat digantungkan secara bebas atau diikatkan pada crane Crane merupakan salah satu pesawat pengangkat dan pemindah material yang banyak di gunakan.Crane juga merupakan mesin alat berat (heavy equitment) yang memilki bentuk dan kemampuan angkat yang besar dan mampu berputar hingga 360 derajat dan jangkauan hingga puluhan meter.Crane biasanya digunakan dalam pekerjaan pekerjaan proyek, pelabuhan, perbengkelan,industri, pergudangan dll.. Sumber: http://suryapatrialift.com/2016/09/02/jual-hoist-crane-malang-blitar-kediri/. Gambar 1.1. 1. Hoist crane Universitas Sumatera Utara.

Pada penelitian ini yang akan diobservasi adalah hoist crane yang digunakan pada bangunan-bangunan industry.Pada zaman dulu terutama di tempat industry alat-alat berat,barangbarang yang penting atau pun proses produksi perpindahannya masih menggunakan tangan sehingga sangat tidaklah ekonomis dalam hal tenaga maupun waktu sehingga perlu digunakan alat yang memudah kan perpindahan barang yaituHoist Crane, Hoist Crane adalah salah satu dari jenis pesawat angkat yang banyak dipakai sebagai alat pengangkat dan pengangkut pada daerahdaerah industri, pabrik, maupun bengkel. Pesawat angkat ini dilengkapi dengan roda dan lintasan rel agar dapat bergerak maju dan mundur sebagai penunjang proses kerjanya. Crane Hoist digunakan dalam proses pengangkatan muatan dengan berat ringan hingga muatan dengan berat medium. Crane Hoist biasa digunakan untuk pengangkatan dan pengangkutan muatan di dalam ruangan.Letak Crane Hoist berada di atas, dekat dengan atap ruangan.Hoist Crane saat ini memang sangat dibutuhkan dalam berbagai industri, Hoist Crane terbukti dapat meningkatkan efektifitas kinerja perusahaan yang akhirnya akan mendatangkan profit untuk masa yang akan datang. 2 Universitas Sumatera Utara.

Cara Kerja hoist crane Crane..ini dibagi atas 3 gerakan, yaitu : 1. Gerakan naik/turun 2. Gerakan Transversal. 3. Gerakan Longitudinal 1.Gerakan Hoist (Naik/Turun). Gerakan ini adalah gerakan naik/ turun beban yang telah dipasang pada kait diangkat atau diturunkan dengan menggunakan drum, dalam hal ini putaran drum disesuaikan dengan drum yang sudah direncanakan. Drum digerakkan oleh motor listrik dan gerakan drum, dihentikan dengan rem sehingga beban tidak akan naik atau turun setelah posisi yang ditentukan sesuai dengan yang direncanakan.. (a). 2.Gerakan Transversal.. Gerakan ini adalah berpindah arah melintang. Untuk gerakan tersebut diperlukan motor troli, dimana motor troli ini akan bergerak pada gelagar utama.. 3 Universitas Sumatera Utara.

Jarak pemindahan bahan dapat diatur sesuai yang diinginkan. Rem pengontrol dipasang pada poros motor dan bekerja menurut prinsip elektromagnet.. (b) 3.Gerakan Longitudinal. Gerakan ini adalah gerakan memanjang (longitudinal) disepanjang rel yang terdapat dilokasi dimana portal crane berada. Gerakan ini diperoleh dengan pemakaian motor ke roda jalan.. (c) Gambar1.2 (a) Gerakan Naik/Turun,(b)Gerakan Transversal,(c)Gerakan Longitudinal 4 Universitas Sumatera Utara.

Jenis – Jenis Pesawat Angkat. Pesawat angkat hoisting crane terdiri dari beberapa jenis, antara lain: 1.. .. (a) Jenis ini mempunyai empat buah roda gantung yang berjalan, yang masingmasing pada bagian dalam rel. Jenis ini dioperasikan untuk beban ringan dengan penggerak tangan atau pengerak listrik.. 2.. .. (b). Jenis ini berjalan diatas dua buah rel, bobot jenis ini kira-kira diatas 550 ton. Jika dioperasikan selama kurang dari 25% dari waktu kerja, maka dianjurkan memakai motor. 5 Universitas Sumatera Utara.

listrik, untuk beban diatas 10 ton selalu dipakai rem jalan untuk beban-beban yang lebih kecil berlaku hal yang sama. Gambar1.3 (a)Hoisting Crane dengan Lintasan Atas Berpalang Tunggal (b) Hoisting Crane dengan Lintasan Atas Berpalang Ganda. Sering kali dalam pemasangan hoist crane banyak dihiraukan gaya –gaya yang terjadi pada crane sehingga setelah beberapa tahun crane digunakan, terjadinya keruntuhan crane akibat buckling. oleh karena itu dalam penelitian ini saya akan memfokuskan pada analisis gaya –gaya yang terjadi pada hoist crane sehingga dapat dihasilkan design hoist crane yang optimal terhadap macam-macam bentang/runway beam yang dapat menahan lateral torsional buckling. 6 Universitas Sumatera Utara.

Dalam penelitian yang dilakukan oleh Prakash M Mohite dalam jurnal nya yang berjudul “Buckling analysis of Cold Formed Steel” for Beams menyimpulkan bahwa total beban yang dipikul oleh sebuah profil proporsional terhadap gaya lateral torsional yang terjadi. Penelitian yang dilakukan olehH.R.Kochar dalam jurnal nya yang berjudul “LateralTorsional Buckling of Steel Beam” menyimpulkan bahwa Torsi yang terjadi pada sebuah bangunan itu sangat fatal dan harus diperhitungkan berdasarkan bentuk profil dan total beban yang dipikul. Penelitian yang dilakukan oleh Dongxiao Wu P. Eng dalam jurnal nya yang berjudul “Crane Load and Crane Runway Beam” mengatakan bahwa selain gaya lateral,gaya horizontal juga sangat mempengaruhi total beban yang dipikul oleh crane. Penelitian yang dilakukan oleh A.Y.T dalam jurnal nya yang berjudul “Exact dynamic stiffness for axial-torsional buckling of structural frames” mengatakan bahwa dalam menghitung axial torsional buckling ,dynamic stiffness juga sangat berpengaruh. 7 Universitas Sumatera Utara.

1.2. PERUMUSAN MASALAH Permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah bagaimana cara untuk menhitung /menganalisis terjadinya buckling.sewaktu crane mengangkat beban yang sangat berat sangat memungkinkan terjadinya lateral trosional buckling di bagian runway beam yang memikul bridge beam akibatnya runway beam akan mengalami keruntuhan. Oleh sebab itu,di dalam tugas akhir ini akan dibahas suatu gudang dengan crane dan beban yang telah ditentukan dianalis untuk mengetahui perhitungan buckling dan juga ukuran – ukuran profil yang paling sesuai dan eknomis. Adapun profil yang digunakan dalam tugas akhir ini berupa 3 macam profil yaitu :. (a). 8 Universitas Sumatera Utara.

(b). (c) Gambar 1.3.Profil bangunan yang ditinjau (a)Profil IWF, (b)Profil IWF dengan channel cap dan (c) Sistem Truss 9 Universitas Sumatera Utara.

1.3. MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dan tujuan daripada penulisan tugas akhir ini adalah : 1. untuk melakukan analisis terhadap buckling yang dialami oleh tiap profil sehingga menghasilkan suatu bobot 2. bobot yang dihasilkan akan membantu penulis dalam mendesign runway beam sehinga dihasilkan bangunan yang lebih ekonomis. 1.4. PEMBATASAN MASALAH Pembatasan masalah yang diambil dari pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Profil yang ditinjau hanya 3 model yakni profil IWF ,profil I dengan channel cap dan profil I dengan bantuan Truss 2.Panjang runway beam yang akan dipakai.adalah 6m 3. Perhitungan pembebanan dengan sni pembebanan 2013 4. SNI baja yang dipakai adalah SNI 2015 5.Mutu baja yang digunakan adalah 240 Mpa 6.Profil Baja yang digunakan adalah portal garuda. 7.Beban crane yang digunakan sebesar 2,5 ton 8 Panjang Bridge Beam yang digunakan sepanjang 29 m. 10 Universitas Sumatera Utara.

1.5. METODE PENELITIAN Dalam penulisan tugas akhir ini, metode penulisan yang digunakan oleh penulis adalah dengan mengumpulkan teori-teori dan rumus-rumus yang dibutuhkan untuk melakukan analisa melalui beberapa sumber antara lain: text book (buku-buku yang berkaitan dengan tugas akhir ini), jurnal-jurnal, standar-standar yang berkaitan dengan tugas akhir ini dan sebagainya. Kemudian, analisa dilakukan berdasarkan dengan teori-teori dan rumus-rumus yang telah dikumpulkan. Dalam melakukan analisa tersebut, penulis akan menggunakan bantuan perangkat lunak (software) SAP2000 untuk membantu perhitungan analisis.. 1.6 SISTEMATIKA PENULISAN Gambaran garis besar penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Terdiri. dari. latar. belakang,studi. literatur,perumusan. masalah,maksud. dan. tujuan,pembatasan masalah,metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang penjelasan umum,teori-teori yang berkaitan dan mendukung penelitian tentang tugas akhir dan juga aplikasi lapangan. BAB 3 : METODE PENELITIAN Berisi tata cara perhitungan dan analisa yang dilakukan di penelitian ini. BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi tentang hasil analisa dan perhitungan lalu perbandingan hasil penelitian tugas akhir. 11 Universitas Sumatera Utara.

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dan saran dalam tugas akhir ini.. 12 Universitas Sumatera Utara.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Tinjauan Pustaka Baja adalah bahan dasar vital untuk industri.Semua segmen kehidupan,mulai dari peralatan dapur,transportasi,generator pembangkit listrik,sampai kerangka gedung dan jembatan menggunakan baja.Eksploitasi besi baja menduduki peringkat pertama di antara barang tambang logam dan produknya melingkupi hampir 95 persen dari produk barang berbahan logam Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa elemen lainnya, termasuk karbon. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Elemen berikut ini selalu ada dalam baja: karbon, mangan, fosfor, sulfur, silikon, dan sebagian kecil oksigen, nitrogen dan aluminium. Selain itu, ada elemen lain yang ditambahkan untuk membedakan karakteristik antara beberapa jenis baja diantaranya: mangan, nikel, krom, molybdenum, boron, titanium, vanadium dan niobium(Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas).. 13 Universitas Sumatera Utara.

2.1.1. Perencanaan Konstruksi Perencanaan (desain) konstruksi dapat didefenisikan sebagai perpaduan antara seni (artistik / keindahan) dan ilmu pengetahuan (science) untuk menghasilkan suatu struktur yang aman dan ekonomis serta memenuhi fungsi tertentu dan persyaratan estetika. Untuk mencapai tujuan ini, seorang perencana harus mempunyai pengetahuan yang baik tentang sifat – sifat fisis material; sifat – sifat mekanis material; analisa struktur dan hubungan antara fungsi rancangan dan fungsi struktur.. Perencanaan (desain) konstruksi harus memiliki kekuatan dan ketahanan yang cukup, sehingga dapat berfungsi selama umur layanan. Desain harus menyediakan cadangan kekuatan untuk menanggung beban layanan, terutama terhadap kemungkinan kelebihan beban. Kelebihan beban dapat terjadi akibat perubahan fungsi struktur ataupun rendahnya taksiran atas efek-efek beban karena penyerderhanaan yang berlebih dalam analisis structural. Perencanaan sebuah profil baja mungkin saja memiliki tegangan leleh dibawah nilai minimum yang dispesifikasikan, namun masih dalam batas batas statistik yang masih dapat diterima.. Dengan kata lain, Tujuan dari perencanaan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, cukup kuat, awet, stabil, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan.Suatu struktur disebut stabil bila ia tidak mudah terguling, miring, atau tergeser, selama umur bangunan yang direncanakan.. 14 Universitas Sumatera Utara.

2.1.2 Prosedur Perencanaan Prosedur perencanaan / desain terdiri dari beberapa langkah utama, yaitu : 1. Pemilihan tipe dan rancangan struktur. 2. Penentuan besarnya beban – beban yang bekerja pada struktur 3. Menentukan gaya – gaya dalam dan momen yang terjadi pada struktur. 4..Pemilihan komponen – komponen struktur beserta sambungannya yang memenuhi kriteria kekuatan, kekakuan dan ekonomis. 5. Pemeriksaan ketahanan struktur akibat beban kerja. 6. Perbaikan akhir. 2.1.3. Sifat Baja Sebagai Material Konstruksi Penggunaan baja sebagai bahan struktur utama dimulai pada akhir abad kesembilan belas ketika metode pengolahan baja yang murah dikembangkan dengan skala yang luas. Baja merupakan bahan yang mempunyai sifatstruktur yang baik. Baja mempunyai kekuatan yang tinggi dan sama kuat pada kekuatan tarik maupun tekan dan oleh karena itu baja adalah elemen struktur yang memiliki batasan sempurna yang akan menahan beban jenis tarik aksial, tekan aksial, dan lentur dengan fasilitas yang hampir sama.. Sifat yang dimiliki baja yaitu kekakuannya dalam berbagai macam keadaan pembebanan atau muatan, terutama tergantung pada: . Cara peleburannya. . Jenis dan banyaknya logam campuran. . Proses yang digunakan dalam pembuatan. 2.1.3.1. Kekuatan Tinggi. Kekuatan baja per volume adalah paling tinggi jika dibandingkan dengan material lain baik dari segi tarik, tekan maupun lentur. Baja struktural umumnya mempunyai. 15 Universitas Sumatera Utara.

tegangan putus minimum (fu). antara 340 s/d 550 Mpa dan tegangan leleh minimum (f y). antara 210 s/d 410 Mpa. Oleh karena itu baja dapat menahan berbagai tegangan seperti tegangan lentur.. 2.1.3.2. Permanen. Sifat-sifat baja baik sebagai bahan bangunan maupun dalam bentuk struktur dapat terkendali dengan baik sekali dikarenakan sifat – sifat baja tidak berubah terhadap waktu dan hampir seluruh bagian baja memiliki sifat - sifat yang sama sehingga menjamin kekuatannya.. Para ahli dapat mengharapkan elemen elemen dari konstruksi baja ini akan berperilaku sesuai dengan yang diperkirakan dalam perencanaan. Dengan demikian bisa dihindari terdapatnya proses pemborosan yang biasanya terjadi dalam perencanaan akibat adanya berbagai ketidakpastian. 2.1.3.3. Elastisitas. Kemampuan atau kesanggupan untuk dalam batas–batas pembebanan tertentu sesudahnya pembebanan ditiadakan kembali kepada bentuk semula.Elastisitas baja mendekati perilaku seperti asumsi yang direncanakan oleh perencana, karena mengikuti hukum Hooke, walaupun telah mencapai tegangan yang cukup tinggi. Modulus elastisitasnya sama untuk tarik dan tekan.. 16 Universitas Sumatera Utara.

2.1.3.4. Daktalitas. Daktalitas adalah kemampuan struktur atau komponennya untuk melakukan deformasi inelastik bolak – balik berulang diluar batas titik leleh pertama, sambil mempertahankan sejumlah besar kemampuan daya dukung bebannya. Manfaat daktalitas bagi kinerja struktural adalah pada saat baja mengalami pembebanan yang melebihi kekuatannya, baja tidak langsung hancur tetapi akan meregang sampai batas daktalitas. Demikian juga pada beban siklik, daktalitas yang tinggi menyebabkan baja dapat menyerap energi yang besar.. 2.1.3.5. Keseragaman. Bahan konstruksi baja adalah bahan yang diproduksi oleh pabrik sehingga sifat baja lebih homogen dan konsisten. Bentuk dan kualitas lebih terkendali sehingga bangunan dari material baja akan lebih sesuai dengan perencanaan.. 2.1.4. Kelebihan dan Kelemahan Baja Sebagai Material Konstruksi. Dibandingkan dengan konstruksi lain seperti beton atau kayu pemakaian baja sebagai bahan konstruksi mempunyai keuntungan dan kerugian, yaitu:. 17 Universitas Sumatera Utara.

a) Keuntungan : . Baja lebih mudah untuk dibongkar atau dipindahkan. . Konstruksi baja dapat dipergunakan lagi. . Bila dibandingkan dengan beton baja lebih ringan. . Pemasangannya relatif mudah. . Baja sudah mempunyai ukuran dan mutu tertentu dari pabrik. b) Kekurangan: . Baja dapat terkena karat sehingga membutuhkan perawatan. . Memerlukan biaya yang cukup besar dalam pengangkutan. . Dalam pengerjaannya diperlukan tenaga ahli dalam hal konstruksi baja. . Bila konstruksi terbakar maka kekuatannya berkurang. 2.1.5. Diagram Tegangan-Regangan. Apabila terdapat sebatang baja yang memiliki penampang konstan sepanjang bentangnya kemudia diberikan beban sebesar P. maka akan mendapatkan sebuah gambar tegangan-regangan sebagai berikut:. Gambar 2.1 batang yang diberikan beban aksial dan grafik hubungan antara beban yang diberikan dengan perpendekan yang terjadi 18 Universitas Sumatera Utara.

Dengan asumsi bahwa beban yang bekerja konsentris, maka regangan pada titik yang trjadi di titik manapun pada potongan penampang menjadi. dantegangan yang terjadi di. titik manapun pada potongan penampang menjadi f = P / A. gambar dibawah merupakan gambar hubungan tegangan – regangan secara umum. Gambar 2.2.gambar hubungan tegangan – regangan baja. 19 Universitas Sumatera Utara.

2.1.6. Sifat – Sifat Mekanis Baja Struktural Sifat mekanis suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut memberikan perlawanan apabila diberikan beban pada bahan tersebut atau dapat dikatakan sifat mekanis adalah kekuatan bahan didalam memikul beban yang berasal dari luar.Sifat penting pada baja adalah kuat tarik Dalam SNI 03 – 1729 – 2002, sifat baja struktural yang digunakan dalam desain suatu struktur bangunan harus memenuhi persyaratan minimum yang diberikan.. 2.1.6.1. Tegangan Putus ( Ultimate Stress ) Tegangan putus (ultimate stress) adalah nilai tegangan yang terjadi disaat baja telah mencapai kekuatan maksimum (ambang batas) yang bias mengakibatkan baja terpustus. Tegangan putus untuk perencanaan (Fu) tidak boleh diambil melebihi nilai yang telah ditetapkan. 2.1.6.2. Tegangan Leleh ( Yielding Stress ) Tegangan leleh (yield stress) adalah nilai tegangan yang terjadi saat melampaui tegangan dasar atau masuk ke daerah inelastis (gambar2.2), maka material akan meregang dengan sangat cepat. Tegangan Leleh untuk perencanaan (Fy) tidak boleh diambil melebihi nilai yang telah ditetapkan. 20 Universitas Sumatera Utara.

2.1.6.3. Sifat – Sifat Mekanis Lainnya Sifat – sifat mekanis lain baja struktural untuk maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut : a) Modulus Elastisitas : E = 200.000 Mpa Pada umumnya bahan struktural berperilaku elastis dan linear saat mulai dibebani sampai titik tertentu maka akan berubah kurvanya seperti pada gambar 2.3.. Gambar 2.3.hubungan modulus elastisitas dengan tegangan – regangan Sehingga nilai modulus elastisitas didapat dari kemirinagn kurva tegangan regangan dengan bantuan hukum hooke. Dengan. adalah tegangan aksial,. adalah regangan aksial, dan E adalah modulus elastisitas.. …..pers (3.1). 21 Universitas Sumatera Utara.

b) Modulus Geser : G = 80.000 Mpa. Jika pada modulus elastisitas adalah berhubungan dengan tegangan maka modulus geser memiliki hubungan dengan torsi. Dengan bantuan hokum hooke maka didapatkan persamaan berikut dimana,. adalah tegangan geser,. adalah. regangan geser, dan G adalah modulus geser.. …..pers (3.2). Khusus untuk kasus tarik pada modulus elastisitas dapat dihubungkan dengan kasus geser dengan persamaa berikut:. …..pers (3.3) Dimana. adalah poisson ratio. Dikarenakan poisson ratio pada bahan. biasa bernilai antara nol dan setengah, maka dapat disimpulkan bahwa nilai modulus geser memiliki nilai hampir sepertiga atau setengah dari nilai modulus elastisitas.. Jenis Baja. Tegangan putus minimum, fu (MPa). Tegangan leleh minimum, fy (MPa). Peregangan minimum (%). BJ 34 BJ 37 BJ 41 BJ 50 BJ 55. 340 370 410 500 550. 210 240 250 290 410. 22 20 18 16 13. Tabel 2.1Sifat Mekanis Baja. 22 Universitas Sumatera Utara.

c) Poisson Ratio :. = 0.3. Poisson ratio adalah perbandingan antara perpanjangan arah lateral dengan arah longitudinal. Dengan kata lai dapat dismpulkan persamaaan poisson ratio adalah. …..pers(3.4). Dengan ketentuan saat mengalami tarik regangan bernilai positif dan sebaliknya. Untuk bahan isotropic utuk bahan seperti meral memiliki nilai poisson ratio antara 0,25 sampai 0,35. Untuk bahan seperti gabus maka memiliki nilai poisson sebesar 0. Pada beton didapatkan nilai poisson sebesar 0,1 sampai 0,2. Poisson ratio memiliki nilai limit atau batas sebesar 0,5 salah satu bahan yang kita kenal memiliki nilai poisson tersebut adalah karet. d) Koefisien Pemuaian : α = 12 x 10 ^ -6 / ºC. Pemuaian adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena panas(kalor).Singkat cerita pemuaian adalah perubahan ukuran benda jika terkena suhu.Koefisien pemuaian adalah bilangan yang menyatakan pertambahan panjang tiap satuan panjang zat pertingkatan suhu tabel koefisien muai panjang adalah sebagai berikut:. 23 Universitas Sumatera Utara.

No. Jenis Zat. 1. Aluminium. koefisin muai panjang/ o C 0,000026. 2. Tembaga. 0,000017. 3. Besi. 0,000012. 4. Baja. 0,000011. Tabel 2.2 Nilai Koefisien Muai Logam. 2.1.7. Baja Struktural yang Umum Digunakan Fungsi struktur merupakan faktor utama dalam menentukan konfigurasi struktur. Berdasarkan konfigurasi struktur dan beban rencana, setiap elemen atau komponen dipilih untuk menyanggah dan menyalurkan beban pada keseluruhan struktur dengan baik. Adapun jenis – jenis baja struktural yang umum digunakan adalah profil baja giling/ canai panas (rolled steel shape) dan profil baja yang dibentuk dalam keadaan dingin (cold formed steel shapes).. Gambar2.4 Standar Tipe Penampang Profil Baja. 24 Universitas Sumatera Utara.

2.1.7.1 Profil Baja Wide Flange (WF). Profil WF (Wide Flange) adalah salah satu profil baja struktural yang paling populer digunakan untuk konstruksi baja. Namun, profil ini ternyata punya banyak nama. Ada yang menyebutnya dengan profil H, HWF, H-BEAM, IWF, dan I. ``Profil WF terutama digunakan sebagai elemen struktur balok dan kolom. Semakin tinggi profil ini, maka semakin ekonomis. Untuk banyak aplikasi profil M mempunyai penampang melintang yang pada dasarnya sama dengan profil W, dan juga memiliki aplikasi yang sama.. Gambar 2.5.penampang I- WF. 25 Universitas Sumatera Utara.

2.1.7.2. Profil Baja Kanal C (CNP) Profil C merupakan salah satu profil baja tipis yang dibentuk secara dingin (cold formed), dan banyak digunakan untuk struktur yang ringan, misalnya untuk balok gording. Apabila dilihat dari bentuk geometri profil C yang tidak simetris, serta rasio lebar dan tebal (b/t) yang besar, maka stabilitas dari profil semacam ini sangat kurang. Kegagalan yang dialami oleh profil C ini biasanya ialah kegagalan karena stabilitas, misalnya profil akan mengalami tekukan atau puntiran yang besar sebelum kekuatan bahannya mencapai tegangan lelehnya.. Ketidak-stabilan profil C pada dasarnya disebabkan oleh bentuk geometri penampang dan rasio b/t yang sangat besar, sehingga upaya untuk membuat stabil profil C dapat dilakukan dengan memberi perkuatan pada bagian sayap yang terbuka. Dengan memberi perkuatan dengan baja tulangan yang menghubungkan antara sayap atas dan bawah pada bagian sisi profil yang terbuka (Gambar 2.5) ini diharapkan dapat menambah stabilitas penampang, disamping juga untuk mengurangi ketidak-simetrisan bentuk profil C. Pekuatan ini dipasang pada jarak tertentu dengan variasi jarak adalah kelipatan dari tinggi profil (h), dan disambung dengan las pada bagian bibir profil C.. Gambar 2.6.Bentuk Penampang Profil C 26 Universitas Sumatera Utara.

Profil C merupakan salah satu profil yang dibentuk secara dingin (cold formed), dan biasanya profil semacam ini mempunyai rasio lebar dan tebal (b/t) yang besar. Menurut Tall (1974), proses pembentukan secara dingin ini mengakibatkan perubahan property materialnya, dan biasanya akan meningkatkan tegangan lelehnya. Gambar 2.6 menunjukkan pengaruh dari coldforming profil C, dimana angka-angka yang ditunjukkan merupakan nilai kekerasan material yang dinyatakan dalam Diamond Penetration Number (DPN). Nilai DPN ini menunjukkan peningkatan tegangan lelehnya.. Gambar 2.8.Nilai DPN pada Cold Forming Profil C. 27 Universitas Sumatera Utara.

2.2. Metode Perencanaan Konstruksi Baja Terdapat 2 metode perencanaan konstruksi baja, yaitu: . Metode ASD ( Allowable Stress Design ). . Metode LRFD ( Load Resistance Factor Design ). 2.2.1. Metode ASD ( Allowable Stress Design ) Metode ASD (Allowable Stress Design) merupakan metode yang paling konvensional dalam perencanaan konstruksi. Metode ini menggunakan beban servis sebagai beban yang harus dapat ditahan oleh material konstruksi. Agar konstruksi aman maka harus direncanakan bentuk dan kekuatan bahan yang mampu menahan beban tersebut. Tegangan maksimum yang diizinkan terjadi pada suatu konstruksi saat beban servis bekerja harus lebih kecil atau sama dengan tegangan leleh (σy). Untuk memastikan bahwa tegangan yang terjadi tidak melebihi tegangan leleh (σy) maka diberikan faktor keamanan terhadap tegangan izin yang boleh terjadi.. Besaran faktor keamanan yang diberikan lebih kurang sama dengan 1,5 / faktor reduksi ( ) ; nilai factor reduksi ( ) sebesar 0,9 sehingga boleh dipastikan bahwa nilai safety factor ( ) adalah sebesar 1,67 ; dengan kesimpulan bahwa nilai tegangan izin tidak lebih besar dari 0,6 Fy. Perencanaan memakai ASD akan memberikan penampang yang lebih konvensional.. 28 Universitas Sumatera Utara.

2.2.2. Metode LRFD ( Load Resistance Factor Design ) Metode LRFD ( Load Resistance Factor Design ) lebih mementingkan perilaku bahan atau penampang pada saat terjadinya keruntuhan. Seperti kita ketahui bahwa suatu bahan (khususnya baja) tidak akan segera runtuh ketika tegangan yang terjadi melebihi tegangan leleh (Fy), namun akan terjadi regangan plastis pada bahan tersebut. Apabila tegangan yang tejadi sudah sangat besar maka akan terjadi strain hardening yang mengakibatkan terjadinya peningkatan tegangan sampai ke tegangan runtuh / tegangan ultimate (FU). Pada saat tegangan ultimate dilampaui maka akan terjadi keruntuhan bahan. Metode LRFD umumnya menggunakan perhitungan dengan menggunakan tegangan ultimate (FU) menjadi tegangan izin, namun tidak semua perhitungan metode LRFD menggunakan tegangan ultimate (FU) ada juga perhitungan yang menggunakan tegangan leleh (Fy), terutama pada saat menghitung deformasi struktur yang mengakibatkan ketidakstabilan struktur tersebut.. Metode LRFD menggunakan beban terfaktor sebagai beban maksimum pada saat terjadi keruntuhan. Beban servis akan dikalikan dengan faktor amplikasi yang tentunya lebih besar dari 1 dan selanjutnya akan menjadi beban terfaktor. Selain itu kekuatan nominal (kekuatan yang dapat ditahan bahan) akan diberikan faktor resistansi juga sebagai faktor reduksi akibat dari ketidak sempurnanya pelaksanaan dilapangan maupun di pabrik.. Besaran faktor resistansi berbeda – beda untuk setiap perhitungan kekuatan yang ditinjau, misalnya : untuk kekuatan tarik digunakan faktor reduksi 0,9 dan untuk kekuatan tekan digunakan faktor reduksi 0,75. Dapat dilihat bahwa untuk penampang yang sama. 29 Universitas Sumatera Utara.

hasil kekuatan nominal yang akan didapat dari metode LRFD akan lebih tinggi dari metode ASD. Sumber: SNI 1729-2015. 2.3. Perencanaan Struktur Baja 2.3.1.Rasio lebar – tebal dan klasifikasinya Klasifikasi profil adalah salah satu tahapan awal dalam perencanaan struktur baja. Klasifikasi profil dipakai untuk antisipasi terhadap tekuk lokal dari elemen – elemen penyusun profilkarena perbedaan nilai momen nominal yang dapat dilihat pada gambar 2.10. Elemen – elemen penyusun profil diklasifikasi menjadi 3, yaitu: . Elemen kompak. . Elemen non – kompak. . Elemen langsing. Elemen kompak adalah konfigurasi geometri penampang yang paling efisien digunakan dalam pemanfaatan material. Dikarenakan kemampuan profil mencapai momen plastis, yaitu perilaku keruntuhan yang bersifat daktail, sehingga termasuk kriteria yang lebih ketat , termasuk jarak pertambatan lateralnya. Elemen non kompak adalah konfigurasi geometri penampang yang satu tigkat lebih kecil jika dibandingkan dengan penampang kompak. Ketika penampang non – kompak dibebani maka serat tepi terluar dapat mencapai nilai tegangan leleh sehinggaakan membentuk tekuk lokal terlebih dahulu. Elemen langsing adalah konfigurasi geometri penampang yang paling tidak efisien jika ditinjau dari segi pemakaian material. Ketika penampang langsing dibebani maka tegangan akan mencapai kondisi leleh setelah terjadi tekuk lokal... 30 Universitas Sumatera Utara.

Sumber:Desain Struktur Baja Berdasarkan AISC 2011, Wiryanto Dewobroto,2010.. Gambar 2.9 gambar kurva baja 2.3.2. Perencanaan Balok Lentur Suatu komponen yang mendukung beban transversal seperti beban mati dan beban hidup menurut SNI 1729-2015 memiliki beberapa persyaratan, yaitu: a) Hubungan Antara Pengaruh Beban Luar. Untuk sumbu kuat (sb x) harus memenuhi Untuk sumbu lemah (sb y) harus memenuhi ,. ≤Ø ≤Ø. . .. = Momen lentur terfaktor arah sumbu x dan y, N.mm. = Kuat nominal dari momen lentur memotong arah y, N.mm.. Ø. = Faktor reduksi (0,9).. 31 Universitas Sumatera Utara.

= Kuat nominal dari momen lentur penampang.. diambil nilai. yang lebih kecil dari kuat nominal penampang, N-mm.. b) Tegangan Lentur dan Momen Plastis. Tegangan lentur merupakan tegangan yang diakibatkan oleh bekerjanya momen lentur pada benda. Sehingga pelenturan benda disepanjang sumbunya menyebabkan sisi bagian atas tertarik, karena bertambah panjang dan sisi bagian bawah tertekan, karena memendek. Dengan demikian struktur material benda di atas sumbu akan mengalami tegangan tarik, sebaliknya dibagian bawah sumbu akan mengalami tegangan tekan. Distribusi tegangan pada sebuah penampang akibat momen lentur dapat dilihat pada gambar 2.11 dibawah. Pada daerah beban layan, penampang masih memiliki sifat elastis pada gambar 2.11.1, kondisi tersebut dapat berlangsung hingga tegangan pada serat terluar mencapai kuat lelehnya ( ). Setelah mencapai tegangan leleh (εy), tegangan akan terus naik tanpa diikuti kenaikan tegangan. Ketika kuat leleh tercapai pada serat terluar (gambar 2.11.2), tahanan momen nominal sama dengan momen leleh Myx, dan besarnya adalah : …..persamaan(2.9) Dan pada saat kondisi semua serat dalam penampang melampaui regangan lelehnya maka dinamakan kondisi plastis (gambar 2.11.4). Tahanan momen nominal dalam kondisi ini dinamakan momen plastis Mp, dan besarnya : …..persamaan(2.10). 32 Universitas Sumatera Utara.

Gambar2.8 Efek Lokasi Pembebanan c) Stabilitas Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap elemennya. Stabilitas pada balok yang harus diperhitungkan adalah lentur, geser, dan lendutan. Jika balok dapat dihitung pada keadaan stabil dalam kondisi plastis penuh maka kekuatan momen nominal dapat diambil sebagai kapasitas momen plastis. …..persamaan(2.11) d) Kuat Lentur Nominal dengan Pengaruh Tekuk Lateral (LTB) Kuat momen pada tipe kompak merupakan fungsi panjang tanpa pertambatan,. (gambar 2.12). Yang didefinisikan sebagai jarak antara. titik-titik pada dukung lateral atau pertambatan. Kuat lentur nominal dengan pengaruh tekuk lateral (LTB) dapat dilihat pengaruhnya pada gambar2.13 terbagi atas 3 bagiandan , yaitu:. 33 Universitas Sumatera Utara.

. LB< LP. . LP< LB < LR. . LR< LB. Gambar2.9 Pertambatan Lateral. Gambar 2.10 Kondisi Batas Balok Lentur. 34 Universitas Sumatera Utara.

. 2.3.3. Pengaruh tekuk lateral dengan perbedaan lokasi pembebanan. . Penelitian untuk mengevaluasi efek dari perbedaan lokasi pembebanan. balok. pada. pengaruh. tekuk. lateral. telah. dilakukan.melalui pengujian serta penelitian analitis lokasi pembebanan terhadap balok ditemukan sangat berkontribusi terhadap pengaruh tekuk lateral. Lokasi pembeanan yang dicertakan diatas dapat dilihat melalui gambar 2.11.. . Pengaruh tekuk lateral pada letak pembebanan yang berbeda juga menentukan nilai momen kritis (Mcr). Pada penelitian Clark and Hill (1960), tentang “LATERAL BUCKLING OF BEAMS” telah menemukan solusi mendapatkan nilai momen kritis (Mcr) terdapat pada persamaan(2.9).. . √. [√. ( (. ). . ). √. ]. ....persamaan(2.12) . 35 Universitas Sumatera Utara.

. Persama namaan diatas masih kekurangan 1 bagian penjelasan yaitu tentang besar kecilnya nilai C2. Nilai C2. adalah nilai. berdasarkan jenis pembebanan serta jenis perletakan yang direncanakan seperti gambar 2.15.. Gambar 2.12 Perletakan Beban. 36 Universitas Sumatera Utara.

BAB III METODE PENELITIAN. 3.1. Pendahuluan. Bagian ini membahas tentang metodologi penelitian perencanaan runway beam pada hoist crane dengan menggunakan 3 model,yaitu: . IWF. Gambar 3.1 Profil I. 37 Universitas Sumatera Utara.

. Profil WF Dengan Channel Cap. Gambar 3.2 Profil I dengan channel cap. . Sistem Truss. Gambar 3.3 Profil I dengan sistem Truss. Struktur akan didesain seekonomis mungkin dan mengacu pada persyaratanpersyaratan kinerja lendutan, momen, gaya lintang, tegangan, dsb sesuai dengan SNI 1729-2015.. 38 Universitas Sumatera Utara.

Tahapan penelitian yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Menentukan desain dan ukuran gudang. 2. Membuat variasi permodelan dengan bentang 29 m. 3. Menggunakan pembebanan terpusat sebesar 2,5 ton. 4. Menghitung pembebanan yang terjadi pada bridge beam. 5. Memasukkan parameter utama yaitu panjang bentang,berat beban dan masing-masing desain runway pada hoist crane, antara lain profil IWF, profil wf dengan channel cap, serta sistem truss dengan bantuan program SAP2000. 6. Setelah masing-masing model bangunan mendapatkan kekuatan yang memenuhi ijin, maka ditetapkanlah sebagai model akhir. 7. Dari gambar akhir bangunan inilah, dihitung volume berat baja yang dipakai untuk masing-masing model. 8. Dari ketiga model tersebut akan diambil penarikan kesimpulan model yang mana lebih ekonomis untuk digunakan pada bentang 29 meter.. 3.2. Desain Data. 3.2.1. Perencanaan Umum. Gambar 3.4. Perencanaan Dimensi Bangunan. Dimensi bangunan yang direncanakan pada penelitian ini adalah : 39 Universitas Sumatera Utara.

. Menggunakan desain sendi – sendi dalam perencanaan.. . Bentangbridge beam ( sendi – sendi) yang digunakan adalah sebesar 20 meter (bentang menengah) dan 30 meter (bentang panjang).. . Kemiringan (α) rangka bridge beam yang dipakai adalah sebesar45o. . Mutu profil baja. . Fungsi bridge beam adalah untuk pemasangan hoist crane untuk gudang. diambil = 240 Mpa ( 2400 kg/cm2 ). ataupun industri. . Bangunan hanya ditinjau dalam dua dimensional. Apabila bangunan cukup kuat setelah ditinjau dalam dua dimensi, maka secara teoritis dan literatur yang sudah pernah ada sebelumnya, bangunan otomatis lebih kuat apabila ditinjau secara tiga dimensional.. 3.2.2. Beban-Beban yang Bekerja Beban adalah gaya luar yang bekerja pada suatu struktur.gaya adalah sebuah vector yang mempunyai besar dan arah. Pada umumnya penentuan besarnya beban hanya merupakan perkiraan. Meskipun beban yang bekerja pada suatu lokasi dari struktur dapat diketahui secara pasti, namun distribusi beban dari elemen ke elemen lainnya umumnya memerlukan asumsi dan pendekatan pada beban yang bekerja secara maksimum. Jenis beban yang biasa diperhitungkan pada perencanaan struktur bangunan antara lain :. 3.2.2.1. Beban Mati Menurut (Peraturan Pembebanan Indonesia,1983), beban mati merupakan berat dari semua bagian dari suatu struktur yang bersifat tetap selama masa layannya, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur tersebut. Yang termasuk beban mati adalah berat struktur sendiri dan juga semua benda yang tetap pada posisinya selama struktur berdiri. Beban mati tetap berada pada struktur dan tidak berubah sesuai dengan sistem struktur dan material yang digunakan.. 40 Universitas Sumatera Utara.

Beban mati yang biasanya diperhitungkan terdiri dari : a. Berat kolom sendiri. b. Berat sendiri balok . c. Berat dinding. d. Berat pelat lantai. Besarnya beban mati pada suatu bangunan dapat dilihat pada tabel di bawah ini : N0. Konstruksi. Berat. Satuan. 1. Baja. 7850. kg/m3. 2. Beton Bertulang. 2400. kg/m3. 3. Beton. 2200. kg/m3. 4. Dinding pas bata ½ bt. 250. kg/m2. 5. Dinding pas bata 1 bt. 450. kg/m2. 6. Curtain + wall. 60. kg/m2. 7. Cladding +rangka. 20. kg/m2. 8. Pasangan batu kali. 2200. kg/m3. 9. Finishing Lantai(tegel). 2200. kg/m3. 10. Plafon + penggantung. 20. kg/m2. 11. Mortar. 2200. kg/m3. 12. Tanah,Pasir. 1700. kg/m3. 13. Air. 1000. kg/m3. 14. Kayu. 900. kg/m3. 15. Baja. 7850. kg/m3. 16. Aspal. 1400. kg/m3. Tabel 3-1 Berat bangunan berdasarkan SNI 03-1727-501989-F. Pada tugas akhir ini beban mati yang akan bekerja haya ada 1 macam, yaitu : berat sendiri balok dengan mengunakan baja.. 41 Universitas Sumatera Utara.

3.2.2.2. Beban Hidup. Menurut (Peraturan Pembebanan Indonesia, 1983), beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu struktur termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari berat manusia, barang-barang yang dapat berpindah, mesin-msin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur dan dapat diganti selama masa layan dari struktur tersebut sehingga menyebabkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut. Khusus untuk atap, beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh butiran air.. Beban Hidup Lantai Bangunan. Besar Beban. Perkantoran,ruang kuliah,asrama,dll. 250 kg/m2. Tangga dan Borders. 300 kg/m2. Beban Pekerja. 100 kg/m2. Lantai Atap. 100 kg/m2. Tabel 3-2Beban hidup menurut kegunaan Berdasarkan SNI 03-1727-1989F Pada tugas akhir ini beban hidup yang akan bekerja haya ada 1 macam, yaitu : berat hoist crane.. 3.2.2.3. Kombinasi Pembebanan. Menurut SNI 1727-2013 Struktur, komponen, dan fondasi harus dirancang sedemikian rupa sehingga kekuatan desainnya sama atau melebihi efek dari beban terfaktor dalam kombinasi berikut:. 42 Universitas Sumatera Utara.

1) 1,4 D 2) 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (LR atau S atau R) 3) 1,2 D + 1,6 (LR atau S atau R) + (L atau 0,5 W) 4) 1,2 D + 1,0 W + 0,5 (LR atau S atau R) 5) 1,2 D + 1,0 E + L + 0,2 S 6) 0,9 D + 1,0 W 7) 0,9 D + 1,0 E. 3.2.4. Kombinasi Pembebanan pada Crane (derek) Pembebanan derek tidak bisa kita samakan dengan kombinasi pembebanan diatas. Dikarenakan derek yang bergerak memiliki nilai beban terpusat yang cukup besar sehingga diperlukan parameter tersendiri 3.2.4.1. Gaya Impak Vertikal Beban hidup derek adalah berdasarkan nilai kapasitas dari derek tetapi pada bagian beban rencana untuk balok, runway beam dan sebagainya harus memasukan nilai dari gaya impak vertikal dan lateral yang diakibatkan oleh derek yang bergerak. Impak menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia adalah benturan (tumbukan) dan dampak yang kuat (pengaruh). Dalam perancangan struktur dengan beban getaran yang tidak biasa dan ada gaya impak perlu pengaturan yang tersendiri.Berikut adalah persamaanentase nilai dari pengaruh gaya impak vertikal atau gaya getaran beban derek menurut SNI 1727-2013,. 43 Universitas Sumatera Utara.

JENIS DEREK. PERSAMAANENTAS E (%). Derek rel tunggal (dengan tenaga). 25. Kabin dengan operator atau derek jembatan dioperasikan secara remote( dengan tenaga) Derek jembatan dioperasikan dengan gantungan (dengan. 10. tenaga) derek jembatan atau derek rel tunggal dengan jembatan. 0. gigi berkendali tangan, troli, dan alat pengangkat Sumber : SNI Pembebanan 2013 Tabel3-3 Gaya Impak pada Crane. 3.2.4.2. Gaya Lateral Pada balok runway beam tentunya memiliki gaya horizontal . Gaya lateral diasumsikan bekerja arah horizontal pada permukaan traksi dari balok runway. Gaya lateral pada derek balok runway beam dengan troli bertenaga listrik menurut SNI 1727-2013 diambil nilai sebesar 20 % dari jumlah nilai kapasitas derek dan beban dari alat angkat dan troli.. 44 Universitas Sumatera Utara.

3.3. Perhitungan Manual Menggunakan Parameter SNI 1729-2015. 3.3.1. Detail Perencanaan. Gambar-gambar kerja atau spesifikasi atau kedua-duanya untuk komponen struktur atau struktur baja secara keseluruhan harus mencantumkan hal-hal berikut: 1) ukuran dan peruntukan tiap-tiap komponen struktur; 2) ukuran dan kategori baut dan pengelasan yang digunakan pada sambungansambungan; 3) ukuran-ukuran komponen sambungan; 4) lokasi dan detail titik kumpul, serta sambungan dan sambungan lewatan yang direncanakan; 5) setiap kendala pada saat pelaksanaan yang diasumsikan dalam perencanaan; 6) lawan lendut untuk setiap komponen struktur; 7) ketentuan-ketentuan lainnya.. 3.3.2. Batas-Batas Lendutan. Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai peraturan yang berlaku. Batas lendutan maksimum menurut AS 1418.18—2001 diberikan dalam Tabel 3-3.. Batas lendutan. Kondisi defleksi statis vertikal karena semua beban mati dan beban hidup tanpa faktor dinamis (untuk semua bentuk girder) lendutan lateral flens atas yang disebabkan oleh gaya inersia (maksimum 10 mm) *. Tabel 3-4 Batas lendutanmaksimum. 45 Universitas Sumatera Utara.

* L adalah panjang bentang. 3.3.3. Kuat Lentur Nominal Penampang. Kuat lentur nominal, Mn , harus nilai terendah yang diperoleh sesuai dengan keadaan batas dari leleh (momen plastis) dan tekuk torsi lateral.. 3.3.3.1. Kuat Nominal pada Komponen Struktur I Kompak. Pada SNI 1729-2015 komponen struktur I kompak adalah sebagai berikut:. 1) Untuk komponen struktur yang memenuhi. kuat nominal. komponen struktur terhadap momen lentur adalah. 2) Untuk komponen struktur yang memenuhi. kuat nominal. komponen struktur terhadap momen lentur adalah. [. -. (. )]. 3) Untuk komponen struktur yang memenuhi. kuat nominal. komponen struktur terhadap momen lentur adalah Mn = Fcr Sx ≤ Mp. Dimana:. 46 Universitas Sumatera Utara.

√. (. ). ( ). √. √. √√. (. ). Keterangan : Mmax. = Momen maksimum pada bentang yang ditinjau.. MA. = Momen pada ¼ bentang.. MB. = Momen pada ½ bentang.. MC. = Momen pada ¾ bentang.. Cb. = Koefisien pengali momen tekuk torsi lateral. =Panjang bentang antara 2 pengekang yangberdekatan,mm. = Jari-jari girasi terhadap sumbu tengah, mm.. A. = Luas penampang, mm2.. 47 Universitas Sumatera Utara.

3.3.3.2.. Sx. = Modulus penampang, mm3.. J. = Konstanta torsi,mm4. Cw. = Konstanta wraping,mm6. Kuat Nominal pada Komponen Struktur Berbentuk Persegi atau Persegi Panjang. Pada SNI 1729-2015 komponen struktur berbentuk persegi atau persegi panjang adalah sebagai berikut:. a. Tekuk lokal pelat sayap 1. Untuk penampang kopak, keadaan batas dari tekuk lokal sayap tidak diterapkan 2. Untuk penampang sayap non kompak. 3. Untuk penampang dengan sayap langsing. b. Tekuk lokal pelat badan 1. Untuk penampang kompak, keadaan batas dari tekuk lokal badan tidak diterapkan. 2. Untuk penampang dengan badan nonkompak. 48 Universitas Sumatera Utara.

Keterangan : =Panjang bentang antara 2 pengekang yangberdekatan,mm. A. = Luas penampang, mm2.. Sx. = Modulus penampang, mm3.. J. = Konstanta torsi,mm4. Se. = modulus penampang efektif ditentukan. dengan. lebar efektif, be , dari sayap tekan diambil sebesar:. 49 Universitas Sumatera Utara.

3.4. Faktor Kelangsingan. 3.4.1.Faktor Kelangsingan memikul tekan aksial Pada SNI 1729-2015 rasio tebal terhadap lebar elemen tekan komponen struktur memikultekan aksial adalah. Rasio lebar tebal. λr batas tidak langsing. No. ELEMEN. 1. Sayap profil gilas IWF, UNP dan Tee,atau siku ganda tanpa spasi, juga pengaku pada profil gilas. 2. Sayap profil built-up IWF simetri ganda dan pelat pengakunya. 3. Lengan profil siku tunggal atau ganda dengan pemisah, atau pelat pengaku bebas yang lain. √. 4. Lengan profil Tee. √. 5. Badan profil I simetri ganda dan UNP. √. DESKRIPSI PENAMPANG. √. √. 50 Universitas Sumatera Utara.

6. Sayap profil kotak ketebalan sama. √. 7. Cover-plate / pelat diaphragm antar alat sambung. √. 8. Elemen profil yang tertahan secara umum. √. 9. pipa. √. Tabel 3-4 faktorkelangsinganterhadaptekanaksial ( Table B4.1a SNI 1729-2015). 3.4.2.Faktor Kelangsingan memikul lentur. Pada SNI 1729-2015 rasio tebal terhadap lebar elemen tekan komponen struktur memikul lentur adalah :. 51 Universitas Sumatera Utara.

ELEMEN. Rasio lebar tebal. λp kompak / nonkompak. λr kompak / nonkom pak. Sayap profil gilas I-WF, UNP dan Tee. √. √. Sayap profil tersusun I-WF, simetri ganda dan tunggal. √. √. Lengan profil siku tunggal. √. √. Sayap profil IWF dan UNP pada sumbu lemah. √. √. Lengan profil Tee. √. √. Badan profil I simetri ganda dan UNP. √. √. DESKRIPSI PENAMPANG. 52 Universitas Sumatera Utara.

Badan profil I simetri tunggal. √. Sayap profil kotak ketebalan sama. √. √. Sayap pelat penutup/ diaphragm antar alat sambung. √. √. Badan profil kotak ketebalan sama. √. √. pipa. √. √. Tabel 3-5faktorkelangsinganterhadaplentur ( Table B4.1b SNI 1729-2015. 53 Universitas Sumatera Utara.

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR PORTAL BAJA. 4.1 GEOMETRI STRUKTUR. L = 30 meter. Gambar 4.1 Portal Baja. ϴ = 10 H = 8 meter H’ = 6 meter Y = ( L/2 )*tan ϴ = 2,645 meter Lrafter. = ( L/2 )*cotan ϴ = 15,232 meter. Lportal. = 6 meter. Lconsole. = 0,5 meter. 54 Universitas Sumatera Utara.

4.2DATA MATERIAL Material baja yang digunakan dalam desain struktur baja ini adalah baja Hot-Rolled ( Profil WF , C , L , dan H ) dengan kekuatan leleh ( Fy ) sebesar 240 Mpa. E = 200.000 Mpa , G = 76923 Mpa 4.3 PEMBEBANAN Pembebanan yang ditinjau sebagai beban desain dalam perhitungan perencanaan struktur portal baja dalam penelitian ini yaitu : 1. Beban Mati ( Dead Load ) Mencakup berat sendiri profil baja dan beban atap qatap = 10kg/m2 2. Beban Hidup ( Live Load ) Mencakup beban-beban sebagai berikut : qatap. = 20 kg/m2. Pcrane. = 10000 kg. 3. Beban Angin ( Wind Load ) Beban angin yang bekerja diambil , qangin = 30 kg/m2. 4.4 PERENCANAAN GORDING Direncanakan gording dengan jumlah gording dalam 1 balok atap sebanyak :. Digunakan jarak antar gording sebesar , S = 1,2 m n. = 12,7 buah. Jadi , digunakan 12 buah gording dengan jarak 1,2 m dan 1 buah gording dengan jarak 0,832 meter.. Beban yang bekerja pada gording : 1. Beban mati Berat sendiri gording. = q kg/m. Berat atap. = 10 kg/m2 . Sgording = 12 kg/m. 55 Universitas Sumatera Utara.

2. Beban hidup Beban hidup atap. = 20 kg/m2 . Sgording = 24 kg/m. Kombinasi pembebanan yang ditinjau dalam perencanaan gording : 1,2 DL + 1,6 LL Pada arah sumbu lemah ( sumbu y ) digunakan track stang dengan jarak antar track stang sebesar 2 meter.. Digunakan profil Lip-channel C 150 x 50 x 20 x 3 dengan data sebagai berikut : q = 6,37 kg/m Ix = 265 cm4 Iy = 27 cm4 ry = 1,82 cm Zx= 35,4 cm3 Zy= 7,8 cm3 Cw= 1334 cm6 J = 2432 mm4 Perhitungan gaya-gaya dalam pada gording :. 56 Universitas Sumatera Utara.

Perhitungan gaya terhadap sumbu – x : qx = [1,2( 12+ q ) + 1,6( 24 )] cos ϴ = 60,44 kg/m Mx = (1/8)( qx )( Lportal )2 = 264,735 kgm Perhitungan gaya terhadap sumbu – y : qy = [1,2( 12 + q ) + 1,6( 24 )] sin ϴ = 10,373 kg/m Mx = (1/8)( qy )( Ly )2 = 5,2 kgm. Cek kelangsingan penampang : 1. Penampang sayap ( flange ) ( Tabel B4.1b SNI 1729:2015 ) B/tf = 50/3 = 16,67 Batas penampang kompak , Batas penampang non kompak ,. √. 10,748 √. 28,28. Maka penampang badan adalah penampang non kompak. 57 Universitas Sumatera Utara.

2. Penampang badan ( web ) ( Tabel B4.1b SNI 1729:2015 ) H/t = 150/3 = 50 √. Batas penampang kompak ,. 106,34. Maka penampang badan adalah penampang kompak. Perhitungan kekuatan nominal lentur penampang : 1. Terhadap sumbu - x Untuk perhitungan kekuatan nominal profil kompak kanal melengkung di sumbu major dapat dilihat pada SNI 1729:2015 bagian F2 a. Kondisi Leleh Mn = Mp = Fy.Zx = 1359,36 kgm b. Tekuk Torsi Lateral Lb = 2000 mm √. Lp =. √. rts = √. c = ( )√. Lr =. 920,93 mm. 23,15 mm = 1,00. √. √(. ). (. ) = 2792 mm. Karena Lp< Lb<Lr , maka nilai Mn dapat dicari dengan persamaan : 58 Universitas Sumatera Utara.

Mn = (. )(. ). 343,1 kgm. Mn = 0,9( 343,1 ) = 308,7 kgm. Cek persyaratan strength limit state : Mn> Mux 308,7 kgm > 264,735 kgm Stress strength ratio = 0,86. 2. Terhadap sumbu – y Untuk perhitungan kekuatan nominal profil kompak kanal melengkung di sumbu major dapat dilihat pada SNI 1729:2015 bagian F6 a. Kondisi Leleh Mn = Mp = 1,6.Fy.Zy = 304 kgm b. Tekuk Lokal Sayap Untuk penampang sayap non kompak , momen nominal penampang adalah : Mn =. (. ) = 125,83 kgm. Mn = 0,9( 125,83 ) = 113,247 kgm. Cek persyaratan strength limit state : Mn> Mux 113,247 kgm > 5,2 kgm Stress strength ratio = 0,046. 59 Universitas Sumatera Utara.

Cek terhadap persyaratan strength limit state :. 0,86 + 0,046 < 1 0,9< 1. Cek terhadap lendutan : Lendutan diperiksa terhadap kondisi beban layan ( faktor beban = 1 ) qx = 37,78 kg/m . cos ϴ = 37,2 kg/m qy = 37,78 kg/m . sin ϴ = 6,56 kg/m. √. 18,46 mm. Lendutan izin dalam kondisi layan :. Karena < Δizin , maka profil memenuhi syarat lendutan.. 60 Universitas Sumatera Utara.

4.5 PERENCANAAN BALOK HOIST CRANE Balok hoist crane direncanakan dengan menggunakan balok double box-girder dengan data profil sebagai berikut :. Gambar 4.2 Perencanaan balok Hoist crane. B. = 300 mm. H. =1000 mm. tw. = 10 mm. tf. = 14 mm. Hw. = 974 mm. H0. = 988 mm. Data properti penampang : Ix. =(. ). Iy. =(. ). Zx. =*. Zy. = *. ). *( ⁄ +. (. (. ). +. ) (. (. + = 3,151.109 mm4` ) =2,828.108 mm4 ) =3,65.106 mm3. 1,78.107 mm3. 61 Universitas Sumatera Utara.

A. = 2.[( B.tf ) + ( Hw.tw )] = 27920 mm2. q. = A.γbaja = 219,2 kg/m. Perhitungan gaya-gaya ultimit pada balok hoist-crane :. Gambar 4.3 Gaya ultimit pada balok hoist crane. Panjang bentang hoist-crane : L = 30 m – 2.Lconsole = 29 meter Beban pada 1 balok box-girder : P = Pcrane/2 = 5 Ton Faktor kejut ( impact factor ) = 1,25 Beban crane desain : P = 5 Ton . 1,25 = 6,25 Ton Kombinasi pembebanan ultimit : 1,2DL + 1,6LL. Momen maksimum akibat berat sendiri : 23043 kgm. Momen maksimum akibat beban crane : 11328,125 kgm. Momen ultimit : Mu = 1,2MDL + 1,6MLL =34371,525 kgm. 62 Universitas Sumatera Utara.

Gaya geser ultimit : Vu = 1,2( q.L) + 1,6( P/2 ) = 8878,16 kg Cek kelangsingan penampang : 1.. Penampang sayap ( flange ) λ = B/2.tf = 10,71 Batas penampang kompak ,. √. 10,748. Maka penampang sayap adalah penampang kompak 2.. Penampang badan ( web ) H/t = 976/10 = 97,6 Batas penampang kompak ,. √. 106,34. Maka penampang badan adalah penampang kompak. Perhitungan kekuatan nominal lentur penampang : Kekuatan nominal penampang untuk penampang boks dapat dilihat pada SNI 1729:2015 bagian F7 yaitu : Kondisi pelelehan : Mn = Mp = Zx.Fy = kgm *Karena penampang kompak , maka tekuk lokal tidak terjadi Cek terhadap persyaratan strength limit state : Mn> Mu 0,9() kgm > 33263 kgm kgm > 33263 kgm. 63 Universitas Sumatera Utara.

Cek terhadap lendutan : 45mm. Lendutan izin dalam kondisi layan :. Karena < Δizin , maka profil memenuhi syarat lendutan.. Cek terhadap geser : Kuat tahanan geser nominal diatur dalam SNI 1729:2015 bagian G5 yaitu : Untuk profil pelat badan dari simetri tunggal atau ganda yang direncanakan tanpa memanfaatkan kekuatan pasca tekuk , kuat geser nominal adalah sebagai berikut : Vn = 0,6 Fy Aw Cv Vn = 0,6 ( 240 ) ( 2 x 10 x 976 ) ( 1,0 ) Vn = 281088 kg. Persyaratan limit state : ϕVn> Vu 0,75 ( 281088 ) kg > 8878,16 kg 210816 kg > 8878,16 kg. 64 Universitas Sumatera Utara.

4.6 PERENCANAAN CONSOLE Console direncanakan sebagai dudukan dari runway beam dan bridge beam dan bekerja sebagai balok kantilever terhadap kolom struktur.. Gambar 4.4 Perencanaan Console. Dimana : P = Vu.2 = 8878,16kg.2 = 17756.32 kg Mu = P.Lconsole = 8878,16 kgm. Digunakan profil WF 400x200x8x13 : Zx = 1190 cm3 ry = 4,54 cm Lp =. √. 2306 mm. Karena Lb = 500 mm < Lp = 2306 mm , maka Mn diambil pada kondisi pelelehan : Mn = Zx.Fy = 28560 kgm. 65 Universitas Sumatera Utara.

Cek terhadap persyaratan strength limit state : Mn> Mu 0,9( 28560 ) kgm > 8878,16 kgm 25704 kgm > 8878,16 kgm. 4.7 ANALISA STRUKTUR UNTUK BALOK ATAP DAN KOLOM Beban angin yang bekerja pada struktur portal baja :. Gambar 4.5 atap dan kolom. Dimana untuk bangunan tertutup : . Di pihak angin. : ϴ< 65 65 <ϴ< 90. . Di belakang angin. :. C1 = 0,02.ϴ - 0,4 C1 = 0,9 C2 = -0,4. Maka gaya angin yang bekerja pada struktur portal baja adalah : Q1 = 30 kg/m2 . 6 m . 0,9 = 162 kg/m Q2 = 30 kg/m2 . 6 m . (-0,2) = -36 kg/m Q3 = 30 kg/m2 . 6 m . (-0,4) = -72 kg/m 66 Universitas Sumatera Utara.

Q4 = 30 kg/m2 . 6 m . (-0,4) = -72 kg/m Beban pada balok atap meliputi : Beban mati : 10kg/m2 . 6 m = 60 kg/m Berat sendiri balok diasumsi 100kg/m Total berat sendiri balok atap = 160 kg/m Beban hidup : 20 kg/m2 . 6 m = 120 kg/m. Kombinasi pembebanan ultimit yang disyaratkan pada SNI 1727:2013 pasal 2.3.2 adalah sebagai berikut : 1. 1,4DL 2. 1,2DL + 1,6LL + 0,5Lr 3. 1,2DL + 1,6Lr + ( L atau 0,5W ) 4. 1,2DL + 1,0W + L + 0,5Lr 5. 1,2DL + 1,0E + L + 0,2S 6. 0,9DL + 1,0W 7. 0,9DL + 1,0E. Dengan mempertimbangkan beban-beban yang bekerja pada struktur maka digunakan beberapa kombinasi dari kombinasi diatas yaitu kombinasi (1),(2) dan (4). 67 Universitas Sumatera Utara.

Analisa struktur dilakukan dengan bantuan program SAP2000 dengan permodelan beban sebagai berikut : 1. Beban mati ( DL ). 2. Beban hidup ( LL ). Beban hidup crane diposisikan pada kondisi crane diposisi sebelah kiri portal.. 68 Universitas Sumatera Utara.

Gaya horizontal yang bekerja saat crane bekerja sebesar 15% sesuai dengan persyaratan pembebanan SNI 2013. 3. Beban angin ( WL ). Hasil perhitungan analisa struktur ditampilkan dalam tabel berikut : Balok atap. Struktur. Balok. Kombinasi. Mu ( kgm ). Vu ( kg ). 1,4DL. 12716. 3030. 1,2DL+1,6LL. 21231,7. 5096,5. 1,2DL+1,0L+1,0W. 10182. 3306. 1,2DL+1,0L-1,0W. 24532. 5011. Kombinasi. Mu ( kgm ). Vu ( kg ). Pu ( kg ). 1,4DL. 11173,8. 1900. 7861,6. 1,2DL+1,6LL. 18059. 3069. 14662,945. 1,2DL+1,0L+1,0W. 8543. 1938. 10778. 1,2DL+1,0L-1,0W. 21213. 3443. 12603,7. Kolom. Struktur. Kolom. Tabel 4.1 Analisa Struktur Pada balok atap dan kolom 69 Universitas Sumatera Utara.

4.8 DESAIN STRUKTUR BALOK ATAP ( RAFTER ) Gaya-gaya ultimit yang bekerja pada balok atap : Mu. = 25432 kgm. Vu. = 5011 kg. Digunakan balok WF 450x200x14x9 dengan data sebagai berikut : Ix. = 33500 cm4. Iy. = 1870 cm4. Zx. = 1668,8 cm3. Zy. = 209,44 cm3. Sx. = 1490 cm3. Sy. =187 cm3. ry. = 4,4 cm. Cek kelangsingan penampang : 1.. Penampang sayap ( flange ) λ = B/2.tf = 7,14 Batas penampang kompak ,. √. 10,748. Maka penampang sayap adalah penampang kompak 2.. Penampang badan ( web ) H/t = 50 Batas penampang kompak ,. √. 106,34. Maka penampang badan adalah penampang kompak. 70 Universitas Sumatera Utara.

Perhitungan kekuatan nominal lentur penampang : Untuk perhitungan kekuatan nominal profil kompak simetris ganda melengkung di sumbu major dapat dilihat pada SNI 1729:2015 bagian F2 a.. Kondisi Leleh Mn = Mp = Fy.Zx = 40051 kgm. b.. Tekuk Torsi Lateral Lb = 1200 mm ( Lb = jarak antar gording , karena gording juga berfungsi sebagai pengaku lateral pelat sayap atas ) Lp =. √. 2235 mm. Karena Lb< Lp , maka kondisi yang terjadi adalah pelelehan sehingga Mn = Mp. Cek terhadap persyaratan strength limit state : Mn> Mu 0,9( 40051 ) kgm >25432 kgm 36045 kgm >25432 kgm. 71 Universitas Sumatera Utara.

4.9 DESAIN STRUKTUR KOLOM Gaya-gaya ultimit yang bekerja pada balok atap : Mu. = 18059 kgm. Vu. = 3069 kg. Pu. = 14662,945 kg. Digunakan balok WF 450x200x14x9 dengan data sebagai berikut : Ix. = 33500 cm4. Iy. = 1870 cm4. Zx. = 1668,8 cm3. Zy. = 209,44 cm3. Sx. = 1490 cm3. Sy. =187 cm3. ry. = 4,4 cm. Cek kelangsingan penampang : 1. Penampang sayap ( flange ) λ = B/2.tf = 7,14 Batas penampang kompak ,. √. 10,748. Maka penampang sayap adalah penampang kompak 2. Penampang badan ( web ) H/t = 50 Batas penampang kompak ,. √. 106,34. Maka penampang badan adalah penampang kompak. 72 Universitas Sumatera Utara.

Untuk struktur kolom , digunakan lateral bracing berupa C150x50 pada arah sumbu lemah dengan membagi tinggi kolom menjadi 4 , sehingga panjang tekuk kolom terpanjang adalah sebesar , Lb = 2 meter. Perhitungan kekuatan nominal lentur penampang : Untuk perhitungan kekuatan nominal profil kompak simetris ganda melengkung di sumbu major dapat dilihat pada SNI 1729:2015 bagian F2 a. Kondisi Leleh Mn = Mp = Fy.Zx = 40051 kgm b. Tekuk Torsi Lateral Lb = 2000 mm √. Lp =. = 888698800000 mm6. Cw = √. rts = √. 52,3 mm. c = ( )√ J= ∑. Lr =. 2235 mm. =1 = 468412,6 mm4. √. √(. ). (. ) = 6673 mm. Karena Lb< Lp, maka nilai Mn dapat dicari dengan persamaan : Mn =. = 40051 kgm. Mn = 36045,9 kgm. 73 Universitas Sumatera Utara.

Cek kekuatan aksial penampang : Kelangsingan profil , λ = KL/ry = 2000 mm/44 mm = 45,45 Batas kelangsingan profil , 4,71√ Karena λ <4,71√. = 133,2. = 133 , maka tekuk yang terjadi adalah tekuk inelastis. Maka, Fcr = (. ).Fy. Dimana, Fe = tegangan tekuk euler = 960,94 N/mm2. Fe =. Fcr = 216N/mm2 Pn = A.Fcr = 9680 mm2.( 216 N/mm2 ) = 144288 kg ϕPn = 115430 kg. Cek terhadap persyaratan strength limit state : Pu/ϕPn = 0,127 Mu/ϕMn = 0,501 + (. )< 1. 0,572 < 1 (ok). 74 Universitas Sumatera Utara.

BAB V DESAIN RUNWAY BEAM. 5.1 BENTUKRUNWAY BEAM Runway. beam. dalam. penelitian. ini. ditinjau. dengan. 3. bentuk. untuk. memperhitungkan keefektifan dan keekonomisan dari desain profil yang digunakan dalam perencanaan runway beam.Adapun bentuk-bentuk runway beam yang ditinjau sebagai berikut : a. Profil WF. b. Profil WF dengan Channel cap. 75 Universitas Sumatera Utara.

c. Profil WF dengan sistem Truss. Gambar 5.1 Profil -profil yang digunakan. Dasar dari pemilihan bentuk-bentuk sistem runway beam adalah untuk mengantisipasi gaya horizontal yang bekerja pada runway beam ( sesuai dengan persyaratan pembebanan SNI 2013 ) yaitu sebesar 15% dari beban crane sehingga menimbulkan momen pada arah sumbu lemah dari runway beam.. 76 Universitas Sumatera Utara.

5.2 PEMBEBANAN PADA RUNWAY BEAM Beban dari bridge beam dan angkatan crane didistribusikan menjadi 2 beban terpusat pada runway beam dengan jarak antar roda crane ( s ) sebesar 1500 mm.. Gambar 5.2 . Konfigurasisistem crane. Beban-beban yang bekerja pada runway beam terdiri dari : 1. Beban angkatan crane P = Pcrane.(1,25)/2 = 1562,5 kg H = 0,2( P )= 235 kg. 2. Berat sendiri Bridge beam qbridge-beam = 220 kg/m Lcrane. = 29 meter. Beban akibat berat sendiriBridge beam yang ditahan oleh runway beam : P = 220kg/m . 29 m / 2 = 3190 kg. 77 Universitas Sumatera Utara.

Perhitungan gaya-gaya maksimum pada runway beam :. Px. Py Gambar5.3 Gaya –gaya yang terjadipada runway beam. Kombinasi pembebanan yang ditinjau : 1,2DL + 1,6LL 1,2DL = 1,2( 3190 kg ) = 3828 kg 1,6LL = 1,6( 1562,5 kg ) = 2500 kg 1,6LL = 1,6( 235 kg ) = 376 kg. Jadi , Px = 6328 kg Py = 376 kg. Momen maksimum akibat beban crane pada sumbu kuat : Mux = Px ( ½ ( Lp – s )) = 14238 kgm. Momen maksimum akibat beban crane pada sumbu lemah : Muy = Py ( ½ ( Lp – s )) = 846 kgm. Torsi pada penampang WF : T = Py ( H/2 ) = 94 kgm. 78 Universitas Sumatera Utara.

5.3 DESAIN PROFIL WF 5.3.1 PROPERTI PENAMPANG Digunakan profil WF 450x200x9x14 dengan data penampang sebagai berikut : Ix. = 33500 cm4. Iy. = 1870 cm4. Sx. = 1490 cm3. Sy. = 187 cm3. Zx. = 1670 cm3. Zy. = 300 cm3. ry. = 44 mm. Hw. = 422 mm. H0. = 436 mm. J = ∑(. ). mm4. Zy ( sayap atas ) = Cw =. 140 cm3. = 8,89 . 1011 mm6. Momen akibat berat sendiri : Mx = (1/8)( q )( Lportal )2 = 342 kgm. 79 Universitas Sumatera Utara.

5.3.2 PERHITUNGAN KUAT NOMINAL PENAMPANG Cek kelangsingan penampang : 1.. Penampang sayap ( flange ) λ = B/2.tf = 6,25 √. Batas penampang kompak ,. 10,748. Maka penampang sayap adalah penampang kompak 2.. Penampang badan ( web ) H/t = 468/10 = 46,8 √. Batas penampang kompak ,. 106,34. Maka penampang badan adalah penampang kompak Rumusperhitungandiambildari SNI Baja 2015 hal 50 tentangKomponenstruktur I danKanal yang kompak Perhitungan kekuatan nominal lentur penampang : 1. Terhadap sumbu - x a. Kondisi Leleh Mn = Mp = Fy.Zx = 40021 kgm b. Tekuk Torsi Lateral Lb = 6000 mm √. Lp = √. rts = √. 2236 mm. 52,3 mm. c = ( )√. = 1,00 √. Lr =. √(. ). (. ) = 6677 mm. Karena Lp< Lb<Lr , maka nilai Mn dapat dicari dengan persamaan : Mn = (. (. )(. ). 27300 kgm. Mn = 0,9( 27300 ) = 24570 kgm 80 Universitas Sumatera Utara.

2. Terhadap sumbu y Karena penampang adalah kompak sehingga tekuk lokal tidak terjadi.Maka momen nominal penampang terhadap sumbu y adalah : Mny = Zy.Fy = 7200 kgm. 3. Terhadap gaya Torsi Torsi bekerja pada pelat sayap atas profil sehingga kelelehan yang terjadi adalah pada pelat sayap atas profil.Maka tegangan geser akibat torsi pada pelat sayap atas adalah :Rumus ini diambil dari rumus tegangan torsi dengan penampang tipis terbuka ( FT = ( (. )(. ) )(. ). )=2,01 Mpa. Momen kearah sumbu y akibat torsi dikonversikan dari nilai tegangan yang terjadi pada pelat sayap atas. 21,42 Mpa. Cek terhadap persyaratan strength limit state : Mux/ϕMnx = 0,6 Muy/ϕMny = 0,1175 FT/ϕFy = ( 2,01+21,42 )/( 0,54 x 240 ) = 0,18. Total rasio = 0,9< 0,95. 81 Universitas Sumatera Utara.

5.3.3 KONTROL TERHADAP LENDUTAN Lendutan sumbu x :. Lendutan izin dikontrol sebesar L/500 = 20 mm. Lendutan sumbu y :. Lendutan izin dikontrol sebesar L/500 = 20 mm. Jadi desain runway beam dengan profil WF dibutuhkan profil WF 450x200.. 82 Universitas Sumatera Utara.

5.4 DESAIN PROFIL WF DENGAN CHANNEL CAP 5.4.1 PROPERTI PENAMPANG Digunakan profil WF 350x175x11x7 dengan data : Ix. = 13600 cm4. Iy. = 792 cm4. Sx. = 641 cm3. Sy. = 91 cm3. Zx. = 718 cm3. Zy. = 145,6 cm3. ry. = 38,8 mm. Hw. = 328 mm. H0. = 339 mm. A. = 6314 mm2. Untuk channel-cap , digunakan profil UNP 250x90x9x13 dengan data : A. = 4407 mm2. e. = 24,3 mm. Ix. = 4180 cm4. Iy. = 306 cm4. Sx. = 335 cm3. Sy. = 46,5 cm3. 83 Universitas Sumatera Utara.

Tabel 5-1PerhitunganTitikBeratprofil built-up Perhitungan titik berat profil built-up : Section. Area(mm2). Yb(mm). A.Yb. Ix0. W. 6314. 175. 1104950. 1,36E+08. C. 4407. 354,5. 1562281,5. 4,18E+07. Total. 10721. 2667231,5. 1,78E+08. Yb. = 249 mm. Yt. = 110 mm. Momen inersia dari profil built-up : ∑. (. ). (. ). Iy = Iy(WF) + Iy(WC) = 1,29. 107 mm4. Menghitung tebal pelat sayap ekuivalen :. Iy-atas = (1/12).B3.tf + Iy(WC) = 7,97 .106 mm4 84 Universitas Sumatera Utara.

Aatas = B.tf + Ac = 6332 mm2 Dimana : Be = lebar ekuivalen pelat sayap atas Te = tebal ekuivalen pelat sayap atas. Maka , nilai Be dan Te dapat dicari dengan persamaan : Ae = Aatas Iy(e) = Iy-atas Didapatkan nilai : Be = 122,92 mm Te = 51,5 mm. Tabel 5-2Perhitungan property penampangekuivalen Menghitung properti penampang ekuivalen :. A. Section. Yb 2. mm 1925 2296 6332 10553. A B C ∑. mm 5,5 175 364,76. A*Yb 3. mm 10587,5 401800 2309637,984 2722025,484. Ix0 mm4 19410,42 20584405,33 27181,66 20630997,41. Yb = 257,94 mm Yt = 132,57 mm. Momen inersia penampang pelat bawah : Iy-bawah = (1/12).(B).tf3 = 4,913 .106 mm4 Total momen inersia : Iy = 12,883 . 106 mm4 Radius girasi : ry = √. = 35,48 mm 85 Universitas Sumatera Utara.

Section properties penampang : Sx-atas = Ix / Yt = 1845 cm4 Sy-bawah = Ix/Yb = 948 cm4 ( Sx-bawah/Sx-atas ) = 0,51 < 0,7 Konstanta torsi penampang : J = JWF + JC = 192784 + 192570 = 385354 mm4. Menghitung pusat geser penampang ekuivalen : d’ = Htotal – ( Te + tf )/2 = 390,5 – ( 51,5 – 11 )/2 = 370,25 mm α = 1/( 1 + (Be/B)3(Te/tf) ) = 0,38 Y0 = Yt – ( Te/2 ) – α.d’ = 33,875 mm ( diatas Yt ). Gambar 5.4Pusat geser penampang ekuivalen. Torsi pada penampang : T = H ( Yt – Y0 ) = 376 kg ( 0,132 – 0,033 ) = 37,6 kgm 86 Universitas Sumatera Utara.