Merencana Baja

(1)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA | Merencana Konstruksi Baja

_i

MERENCANA

KONSTRUKSI BAJA

K a r y o t o

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2011

(2)

_ii

Kata Pengantar

Buku pegangan ini dibuat dengan maksud dapat dijadikan panduan bagi

mahasiswa yang memprogram mata kuliah Merencana Konstruksi Baja.

Buku ini berisi tentang penerapan PPBBI-83 dalam merencana bangunan

konstruksi baja dengan menggunakan metode tegangan ijin (Analysis strenght design).

Mudah-mudahan buku pegangan ini dapat memberikan kemudahan pada

mahasiswa dan pembelajaran menjadi suasana yang menyenangkan.

(3)

_iii

Daftar Isi

Kata pengantar ... i

Daftar isi ... ii

I. Perencanaan Gudang terbuka

... 1

II. Perencanaan Gudang tertutup

... 17

III. Bangunan dengan keran (Crane)

... 15

IV. Balok

... 37

V. Balok-kolom

... 67

VI. Komposit

... 76

VII. Sambungan

... 89 Daftar Pustaka.

(4)

₁

I. PERENCANAAN GUDANG TERBUKA

Data perencanaan:

Bentang kuda-kuda = 16,000 m Panjang gudang = 40,000 m Tinggi kolom = 9,000 m Jarak kolom = 5,000 m Tipe kuda-kuda : Polenceau Penutup atap : Seng gelombang

Mutu baja : BJ.37 tegangan dasar (



) = 1600 kg/cm2 Peraturan muatan : PMI tahun 1983

Peraturan baja : PPBBI-1983

Metode : Analisis elastis (ASD) Bagian-bagian perencanaan :

Gambar 1.1 : Bagian-bagian perancanaan

(5)

₂

A. Perhitungan Gording

Panjang lereng atap = 8: 0,9563 = 8,366 m

Jumlah lapangan gording = 8,366 : (1,80-0,20) = 5,235 m Jarak gording = 8,366 : 5 = 1,674 m

Direncanakan gording C.120.60.20.2,5

A = 6,525 cm2 _{g = 5,122 kg/m} _{Ix = 148,24 cm}4

Iy = 32,96 cm4 _{Wx = 24,706 cm}3 _{Wy = 8,429 cm}3

Penggantung gording dipasang 3 (tiga) lapangan pada sumbu y. Pembebanan :

1. Akibat beban mati :

Beban atap seng = 10 x 1,674 x 1 = 16,74 kg/m Beban sendiri gording = 5,122 kg/m Jumlah = 21,862 kg/m Besi-besi kecil 10% = 2,186 kg/m Jumlah = 24,048 kg/m Bibulatkan = 25,000 kg/m y x q.sin



q q.cos



Gambar 1.3 : Uraian pembebanan pada gording Sudut atap 17 0

Mx = 1/8.(25.0,9563). 52_{= 74,711 kgm}

My = 1/8.(25.0,2924).(5/3) 2_{= 7,615 kgm (dipasang trekstang 2 bh)}

2. Akibat pembebanan angin

-1,2 -0,4 +0,8

Keadaan I Keadaan II

Gambar 1.4 : Koefisien angin (c) pada bangunan terbuka Yang menentukan q = 0,8x40x1,674 = 53,57 kg/m dibulatkan = 54 kg/m Mx = 1/8x 54x 52_{=168,75 kgm}

(6)

₃

3. Akibat beban P = 100 kg Mx = 1/4x(100x0,9563)x 5 = 119,54 kgm My = 1/4x(100x0,2924)x(5/3) = 12,18 kgm 4. Kontrol tegangan : a. Kombinasi beban 1 + 2 :

429 ,

8 )

0

5 ,

761 (

706 ,

24 )

16875

1 ,

7471

(







= 985,5 + 90,4 = 1075,9 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2 b. Kombinasi beban 1 + 3 :

429 ,

8 )

1278

5 ,

761 (

706 ,

24 )

11954

1 ,

7471

(



_







= = 786,3 + 234,9 = 1021,2 kg2 _{< 1600 kg/cm}2 5. Kontrol lenturan a. Kombinasi 1 + 2 : fx =

24 ,

148

10

1 ,

2

384

500 )

54 ,

0 2391

,

0 (

5

6 4

x



= 2,04 cm fy =

96 ,

32

10

1 ,

2

384 )

3 /

500 (

)

0

073 ,

0 (

5

6 4

x



= 0,011 cm f = 2 2

)

11 ,

0 (

)

04 ,

2 (



= 2,05 cm b. Kombinasi 1 + 3 : fx =

24 ,

148

10

1 ,

2

48

500

53 ,

96

24 ,

148

10

1 ,

2

384

500 2391

,

0

5

6 3 6 4

x



= 1,43 cm fy =

96 ,

32

10

1 ,

2

48 )

3 /

500 (

24 ,

29

96 ,

32

10

1 ,

2

384 )

3 /

500 (

073 ,

0

5

6 2 6 4

x

_

= 0,052 cm f = 2 2 ) 052 , 0 ( ) 43 , 1 (  =1,44 cm

(7)

₄

B. Perhitungan Penggantung Gording

T/sin T T T/sin   T 5,000m

Gambar 1.5 : Penggantung gording dan uraian gaya T = 6x(7,615x5/3+29,24) = 252 kg T/sin = 2 2 ) 679 , 1 ( ) 3 / 5 ( : 674 , 1 252

 = 319 kg diterima batang tarik Luas bt.tarik = 319/1600 = 0,228 cm2_,digunakan_{10 dengan A=0,79 cm}2

C. Perhitungan Regel (Pengaku)

0,500m 8,500m

5,000m

Gambar 1.6 : Pemasangan Regel (pengaku) Beban sendiri ( C.120.60.20.2,5) = 10,244 kg/m Perangkai = 10,244 kg/m Jumlah (q) = 20,288 kg/m ,dibulatkan = 21 kg/m Ix = (2x32,96)+(6,525x502_{)= 16378 cm}4 _{; S = 5,122x25 = cm}3 Mx = 1/8x21x52_{= 65,625 kgm}



= (6562,5 x25):16378 = 9,5 kg/cm2_{< 1600 kg/cm}2

Tinjauan perangkai diagonal (baja 10)



= D.S/b.I = 0,5 kg/cm2

Gaya pada batang = (0,5x5,122)xcos.45=1,82 kg



= 1,82 :(1/4x3,14x12_{) = 2,32 kg/cm}2_{< 1200 kg/cm}2

Penghubung menggunakan las (a=3mm) Panjang las min.=(10x0,3)+(3x0,3)= 4 cm

(8)

₅

Diagram Cremona (Perhitungan gaya batang)

Gambar 1.7 : Pembebanan pada konstruksi kuda-kuda

(9)

₆

Gambar 1.9 : Diagram Cremona akibat beban angin dari kiri

(10)

₇

Tabel 1.1 : Gaya-gaya batang

Nomor Batang Beban mati (kg) Beban angin

(kg) Beban gabungan (kg) Panjang

batang Profil Angin

kiri Angin kanan 2+3 2+4

1 2 3 4 5 6 7 8 1 +231 +270 +270 +501 +501 1,063 50.50.6 2 +231 +189 +189 +420 +420 1,673 50.50.6 3 -1705 -1512 -1620 -3297 -3405 1,673 50.50.6 4 -2142 -1755 -1890 -3897 -4032 1,673 50.50.6 5 -2730 -2430 -2484 -5160 -5214 1,673 50.50.6 6 -2730 -2430 -2457 -5106 -5187 1,673 50.50.6 7 -420 -2376 -243 -690 -663 1,673 50.50.6 8 -420 -270 -324 -517 -544 1,000 40.40.5 9 +1701 +2349 +1269 +4050 +2970 1,600 40.40.5 10 +2058 +1971 +1512 +4029 +3570 1,600 40.40.5 11 +2058 +1836 +1377 +3894 +3435 1,600 40.40.5 12 +1470 +932 +589 +2402 +2059 3,200 40.40.5 13 -210 -284 -297 -494 -507 0,500 14 -210 -1782 -1890 -3987 -4095 1,870 15 +3360 +162 +189 +3522 +3549 0,968 16 -525 -270 -324 -795 -849 2,150 17 +50 -162 -162 -112 -112 1,436 18 -50 +216 +189 +166 +106 2,486 19 -567 -810 -729 -1377 -162 1,903 20 +820 +1215 +999 +2038 +1819 2,175 21 +567 +675 +648 +1242 +1215 1,673 22 -651 -810 -729 -1461 -1380 1,004 23 +1533 +2079 +1890 +3612 +3423 2,175 24 +459 +459 +378 +918 +837 1,046 25 -432 -459 -405 -891 -837 1,000 26 -651 -675 -594 -1326 -1245 1,000 27 +945 +594 +486 +1539 +1431 1,673

(11)

₈

D. Perhitungan Rangka Batang Kuda-kuda

1. Beban yang bekerja a. Beban mati (P)

Beban atap : 18,81x5x10 = 940,5 kg Beban gording : 14x5x6,31 = 441,7 kg

Beban rangka : 112 x 2 x 3,77 = 844,5 kg (ditafsir 50.50.5, g=3,77 kg/m) Jumlah = 2226,7 kg

Besi-besi kecil 20% = 445,34 kg Jumlah = 2672,04 kg

Beban mati (P) = 2672,04 : 13 = 205,55 kg, dibulatkan = 210 kg b. Beban angin (W), coef.angin = +0,8

W = 1,674x40x0,8x5 = 267,84 kg, dibulatkan = 270 kg

2. Perhitungan gaya-gaya batang menggunakan Diagram Cremona yang hasilnya dimasukkan kedalam tabel.

3. Perhitungan ukuran batang-batang: a. Batang tekan 5

F6 = - 5214 kg Lx =Ly=1,673 m

o Pendekatan menurut EULER: Ix =1,690xAxL2_(untuk_{= 1400 kg/cm}2₎

o Pendekatan menurut BUSTRAAN: A =



P

+2,5.L2_{( untuk profil )} o Syarat : i min = Lk : 200 Pendekatan : EULER : Ix =1,69x5,214x1,6732_{= 24,67 cm}4 BUSTRAAN: A =5,216/1,6+2,5x1,6732 _{= 10,26 cm}2 i min = 167,3 : 200 = 0,84 cm

Dicoba profil 50.50.6 Ix=25,6cm4_{, A=11,38 cm}2_{, ix=iy=1,5 cm}

x = 167,3:1,5 = 122 x =2,421 x =

38 ,

11 5214

421 ,

2 x

= 1110 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2 _{... OK}

Tinjauan sumbu bebas bahan (y-y):

Iy = 2 x (Iy + A.e2_{) = 2 x (12,88 + 5,69. 1,95}2₎ = 68,87 cm2 iy = 69 , 5 2 87 , 68 x = 2,46 cm y = 167,3 : 2,46 = 68 , y = 1,438 y = 1,438 x 5214 : 11,38 = 659 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 __{OK !} y e = 5+14,5 =19,5mm x x 60 60 10 60 y Gb.1.11: Penampang profil Pemasangan pelat kopel pada bentangan Ly:

iy = 1,5 cm, jarak kopel = 60 x 1,5 = 90 cm

(12)

₉

b. Batang tarik 9. F9 = +4050 kg Lx =Ly = 1,600 m An = F : (0,75x) = 4050 : (0,75x1600) = 3,375 cm2 i min = (Lk/240) = 1600 : 240 = 0,667 cm

Dipakai profil 40.40.5 A = 2x3,24 = 6,48 cm2 _{,iy = 1,20 cm}

4. Perhitungan Sambungan

a. Apabila menggunakan baut 10 mm

P ijin geser = (1/4 x 3,14 x 12_{)x 2 x (0,6 x 1600) =}₁₅₀₇_kg

P ijin tumpu = 1 x 1 x (1,2 x 1600) = 1920 kg b. Apabila menggunakan paku keling 11 mm

P ijin geser = (1/4 x 3,14 x 1,12_{) x 2 x (0,8x1600) =}₂₄₃₁_kg

P ijin tumpu = 1,1x (1,6x1600) = 2816 kg

c. Apabila menggunkan las, tebal las (a) = 0,7x0,5 = 3,5mm Pijin las = 2 x 0,35 x (0,58x1600) = 649,6 kg tiap 1 cm Contoh:

Batang 6, F6=5214 kg

a. Apabila menggunakan baut 10 mm, n = 5214:1507 = 4 buah

b. Apabila menggunakan paku keling 11 mm, n = 5214:2431 = 3 buah c. Apabila menggunakan las, l netto = 5214 : (5214x4) = 2,25 cm (4 sisi)

l bruto = 2,25 +(3x0,35) = 3,3 cm

F. Perhitungan Kolom

1. Beban vertikal (V)

Beban mati = 7x210 = 1470 kg Beban angin = 4,7x270 = 1269 kg Beban kolom (ditafsir) = 9x45 = 405 kg

Jumlah = 3144 kg Besi-besi kecil = 20% = 629 kg Jumlah (V) = 3773 kg Beban horisontal (H) = 540 kg V H Mx1 0,5m 9m Mx2

Gambar 1.12 : Pembebanan pada kolom

V = 3773 kg H = 540 kg Mx1 = 0 Mx2 =540 x 9 = 4860 kgm Lkx = 2.9 = 18 m Lky = 8,50 m

(13)

₁₀

a. Direncanakan profil tunggal

Pendekatan : Ix = 1,69 x 3,773 x 92_{= 517 cm} ix = (2x900) : 200 = 9 cm iy = 850 : 200 = 4,25 cm  Dicoba profil WF.300.200.8.12 A = 73,38 cm2 _{; b = 200 mm; h = 294 mm; tb =8 mm ; ts =12mm; ix = 12,5 cm; iy=} 4,71 cm; Wx = 771 cm3_{; Wy = 160 cm}3_{; Ix = 11300 cm}4 _{; Iy =1600 cm}4 b. Faktor KIP (



) Lky =850 cm h/tb = 29,4:0,8 = 36,75 < 75 L/h = 850: 147 = 57 >1,25x b/ts = 20,8 Katagori: penampang tidak berubah bentuk

C1 =

1041

2 ,

1

20

4 ,

29

850 



x

bxts

Lxh

; C2 =

827 1600

10

1 ,

2

63 ,

0

63 ,

0

6



x

xE



< 1041

889 1600

7 ,

0 1041

827 _



x

kip



kg/cm2

19 ,

1 )

4860

0

3

8 .(

889 1600

5 





x



c. Kontrol lipat

Kontrol lipat pada sayap:

r



= 3267 kg/cm2

631

52

771 486000

38 ,

72 3773

_

_

_



d



= 683 kg/cm2 bs/ts = 10/1,2=8,4 <

21 ,

8

683 3267

10 

 OK

Kontrol lipat pada badan:



6 2

)

4 ,

29

8 ,

0 .(

10 .

266 ,

1

pl



93 kg/cm2 1



=52+631=683 kg/cm2_; 2



=52-631=-579 kg/cm2

85 ,

0

683

579 _

_







;







kr



= 19,1x93=1776 kg/cm2_{> 1600 kg/cm}2 kr



= 5,35x93=497 kg/cm2 _{< 928 kg/cm}2



= 540:(0,8x29,4)=23 kg/cm2 Rumus kontrol : 2 2

)

497

23 (

)

1600

683 (



= 0,44 < 1 --- OK

d. Faktor pembesaran momen

)

1 (



nx

 = (2x900):12,5 = 144 < 200, ex = 1000 kg/cm2 nx =Ax ex/V = 72,28x1000/3773 = 19 ; nx/(nx-1) = 19/18 = 1,06

(14)

₁₁

e. Faktor tekuk (max)

Lky = 850 cm ; y = 850: 4,71 = 181 >x yang menentukan  mak = 6,323 f. Kontrol interaksi 1.

771 486000

04 ,

1

19 ,

1

85 ,

0

38 ,

72 3773

323 ,

6 x

x

_





= 994 kg/cm2_{< 1600 kg/cm}2 2.

771 486000

19 ,

1

8 ,

72 3773

x







= 804 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2

Profil WF.300.200 dapat dipakai.

G. Perencanaan Kaki Kolom

V=3773 kg M=4860 kgm H=540 Kg 340 mm L T T 50 300 50 53 294 53

Gambar 1.13 : Penampang kaki kolom Pemeriksaan tegangan :

a. Tinjauan las (tebal las 5mm)

Ix las= 2x(1/12x0,5x273_{)+ 2x(0,5x19,2x13,5}2_{)+2x(0,5x20x14,7}2_{) = 9461 cm}4 M = 4860 kgm ; b= (486000x14,7)/9461 = 756 kg/cm2 V = 3773 kg ; d= 3773 : 66,2 = 56 kg/cm2 H = 540 kg ;  = 540 : 27 = 20 kg/cm2 2 2 ) 20 .( 3 ) 56 756 (    i



= 813 kg/cm2 _{< 0,58x1600 = 928 kg/cm}2 b. Pemeriksaan angker T = 486000/34 + 3773/2 =16181 kg

(15)

₁₂

Luas angker = 16181 : 1600 = 10,12 cm2

Dipasang 3 22, A=11,39 cm2 _>10,12cm2_---OK

akibat M,  = 16181 : 11,39 = 1420 kg/cm2 akibat H,  = 540 : 22,78 = 24 kg/cm2 2 2 ) 24 .( 3 1420   i



= 1421 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2 Panjang angker: lekat = 15 kg/cm2 ; _L=

)

2 ,

2

14 ,

3 (

2

15 16181

x

= 79 cm

c. Pemeriksaan pelat kaki Dicoba ukuran 300x400 mm  beton = 60 kg/cm2  terjadi = 2

60

40

6

1 486000

40

30 3773

x



= 23,4 kg/cm 2 _{< 60 kg/cm}2 _{ OK}

Tebal pelat kaki :

M = 1/12x23,4x272 _{= 1422 kgcm}

1

6 /

1 1600

1422

x

t



= 2,31 cm

H. Perhitungan Pondasi

V=3773kg M=4860 kgm H=540 Kg 50 50 100

Kolom pondasi

40x60

Balok pondasi

40x60

Pelat pondasi

ht=15 cm

200 200

(16)

₁₃

Beban pondasi: Beban V : = 3772 kg Kolom 40/60 : 0,4.0,6.2..2400 = 1152 kg Balok 40/60 : 0,4.0,6.2.2400 = 1152 kg Pelat (15 Cm): 0,15.2..2..2400 = 1480 kg Tanah sirtu : 2..2..1,5.1850 = 11000 kg Total = 18557 kg M pada pondasi = 4860 + (540.2) = 5940 kgm ijin

cm

kg









2



2

0 ,

96 /

200 .

6 /

1 594000

200 .

200 18557

OK ! Perhitungan dimensi beton bertulang:

Beban balok = 3773 +1152 = 4925 kg Beban pelat = 3773 + 1152 + 1152 = 6077 kg 2 2 2 2

/

5975

2 .

6 /

1 5940

2 .

2 6077

/

6687

2 .

6 /

1 5940

2 .

2 4927

m

kg

q

m

kg

q

pelat balok











a. Kolom pondasi 40/60 cm M = 5940 kgm V = 3773 + 1152 = 4925 kg L = 2 m Penulangan :... b. Pelat pondasi (ht=15 cm) M = ½. . 5975. 12_{= 2987,5 kgm} D = ½. . 5075. 1 = 2987,5 kg Penulangan :... c. Balok pondasi 40/60 cm M = ½. .(2.5687). 12_{= 6687 kgm} D = ½. . (2.5687).1 = 13374 kg Penulangan :...

(17)

₁₄

I. Perhitungan Ikatan Angin

3,348m 5,022m

S1

5,000m

H1 5,022m H2 3,348m H3

Gambar 1.14 : Pembebanan pada ikatan angin Pada bangunan terbuka pembebanan seluas 30%

Tekanan angin = 0,9x40 = 36 kg/m2 H1 = A1x36x0,3=2,1x36x0,3 = 23 kg H2 =A2x36x0,3= 7,6x36x0,3 = 83 kg H3 =A3x36x0,3=11.55x36x0,3 = 125 kg R = 23+83+0,5x125 = 168,5 kg S1= (168,5):(5/7,09) = 239 kg

A = 239:1600 = 0,15 cm2 _{digunakan baja}



_{12, A=1,13 cm}2 _{> 0,15 cm}2

Tinjauan terhadap bentangan (PPBBI-1983):

Gudang terdiri dari 9 buah kuda-kuda, bentang kuda-kuda di antara dua buah ikatan angin (n) = 6 bentang.

Q = (2672,04 : 5) : 6 = 34 kg/cm2

dk = 5 m (jarak kuda-kuda) dg = 1,674 m (jarak gording)

h = 5m (jarak kuda-kuda ikatan angin) L = 8,37x2=16,74 m (miring atap) A tepi 50.50.5 = 11,38 cm2 Q = n.q.dk.L = 17074,8 kg N/L= 0.298 38 , 11 10 1 , 2 8 , 17074 25 , 0 6 x x x  = 0,02  OK

(18)

₁₅

I. Perhitungan penurunan di titik D

Gambar 1.15: Pembebanan 1 satuan di puncak

(19)

₁₆

Tabel 1.2 : Perhitungan penurunan kuda-kuda

No.

batang Beban(P) (kg) Panjang(L) (cm) Luas(A) ₍ 2

cm )



=PL/E .A(cm) Beban 1 satuan u=5x6 _(cm) 1 2 3 4 5 6 7 1 +231 104,6 7,51 +0,002 0 0 2 +231 167,3 7,51 +0,003 0 0 3 -1785 167,3 11,38 -0,013 -0,9 +0,012 4 -2142 167,3 11,38 -0,015 -1,2 +0,018 5 -2730 167,3 11,38 -0,019 -2,1 +0,040 6 -2730 167,3 11,38 -0,019 -2,1 +0,040 7 -420 167,3 11,38 -0,003 -1,6 +0,005 8 -220 100 11,38 -0,002 0 0 9 +1701 160 7,51 +0,017 +0,9 +0,016 10 +2058 160 7,51 +0,011 +1,1 +0,024 11 +2058 160 7,51 +0,021 +1,3 +0,028 12 +1470 320 7,51 +0,030 +0,8 +0,024 13 -210 50 11,38 -0,001 0 0 14 -2205 187 11,38 -0,018 +1 +0,018 15 +3360 96,8 7,51 +0,021 +0,3 +0,007 16 -525 215 11,38 -0,005 -0,4 +0,002 17 +50 143,6 7,51 +0,001 +0,2 +0,001 18 -50 248,6 11,38 -0,001 -0,2 +0,001 19 -567 190,3 11,38 -0,005 -0,5 +0,003 20 +820 217,3 7,51 +0,012 +0,8 +0,010 21 +567 167,3 7,51 +0,006 +0,8 +0,005 22 +651 100,4 11,38 +0,003 -1 +0,003 23 +533 217,5 7,51 +0,022 +1,7 +0,038 24 +459 104,6 7,51 +0,003 0 0 25 -432 100 11,38 -0,002 0 0 26 -651 100 11,38 -0,003 -1 +0,003 27 +945 167,3 7,51 +0,010 +1,6 +0,016 Jumlah +0,476 Penurunan di titik D = 2x0,476 = 0,953 cm

(20)

₁₇

II. PERENCANAAN GUDANG TERTUTUP

Bentang kuda-kuda : 16,000 m Panjang gudang : 40,000 m Tinggi kolom : 9,000 m Jarak kolom : 5,000 m

Penutup atap : Seng gelombang Dinding : Pasangan batu bata

Mutu baja : BJ.37 Tegangan dasar ( ) = 1600 kg/cm2

Peraturan muatan : PMI-1983 Peraturan perencanaan : PPBBI-1983 Tipe kuda-kuda : Portal gewel Metode : Analisis elastis Bagian-bagian perencanaan:

Peggantung gording Ikatan angin atap (Trek stang)

3,344 Gording

3,344 1,672

Kolom antara Regel Penerangan

Pintu Ikatan angin dinding

Ikatan angin diding

Gambar 2.1 : Bagian-bagian konstruksi +0,4

-0,9 (0,02.-0,4) +0,9 +0,9 +0,4

(21)

₁₈

A. Perhitungan Ikatan Angin

3,344 3,344 1,672 2,45m 3,00m 3,00m

3,00m 1,6 3,2 3,2 8,00 m R s1 s2 s3 5m 1,672 3,344 3,344 H1 H2 H3 H4

Gambar 2.3 : Pemasangan regel dan kolom antara (a) Kerangka Ikatan Angin pada atap (b) Beban angin = 0,9x40 = 36 kg/m2 H1 =(9+9,24)x(1/2x0,8)x36x1/2 =132 kg H2 =(9,24+9,98)x(1/2x3,2)x36x1/2 =554 kg H3 =(9,98+10,96)x(1/2x3,2)x36x1/2 =604 kg H4 =(10,96+11,45)x(1/2x0,6)x36x1/2=609 kg R =132+554+604+304,5 =1594,5 kg S1 =(1594,5-132):(5/5,272) =1543 kg Dipakai baja 12, A=1,13 cm2

(22)

₁₉

B. Ikatan Angin Pada Dinding Melintang

H1 3,00m 3,00m s1 s2 s3 3,00m H2 Rh 1,6m Rav Rbv C D S1 S2 S3 405 910 A B 2278 2278

Gambar 2.4 : Diagram gaya

H1=H2=36x4,5x2,5= 405 kg Rav=Rbv=405,9:1,6=2278 kg Rbh=H1+H2=810 kg MC=0 -S3x1,6+2278x1,6-405x3=0 S3=1520 kg (tarik) MB=0 S1x1,6+2278x1,6=0 S3=-2278 kg (tarik) V=0 S9=(405x32):1,6=810 kg A=1520:1600=0,95 cm2 Digunakan baja 12 A=1,13 cm2

C. Ikatan Angin Pada Dinding Memanjang

H1 3,00m 3,00m s1 s2 s3 3,00m H2 Rh A B 5,00m Rav Rbv C D S1 S2 S3 1596 3190 A B 2873 2873

Gambar 2.5 : Diagram gaya

H1=H2=1595 kg Rav=Rbv=1595x9:5=2873 kg Rh=H1+H2=3190 kg MD=0 S1=1920 kg (tarik) MA=0 S3=-2813 kg (tarik) V=0 S2=1865 kg A=1865:1600=1,17 cm2

(23)

₂₀

D. Perhitungan Kolom O-C

Beban angin pada dinding (qx) = 0,9x40x3,2 =115,2 kg/m2

Mx =1/8x115,2x11,452 _{=1887,9 kgm} V =50x11,45 = 572,5 kg i min = 1145:200 = 5,725 cm Dicoba profil WF.200.100.5,5.8 x = 1145 : 8,24 = 139 ;  =3,729 x = = 79 + 1027 = 1106 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2

E. Perhitungan Regel

1. Regel tidak menahan beban vertikal Beban angin = 36 x 3 = 108

M = 1/8 x 108 x 52_{= 837,5 kgm}

W = 33750 : 1600 = 21,1 cm3

Dipakai profil WF.125.60.6.8 , Wx=66,1 cm3

2. Regel Yang Menahan Beban Vertikal (di bawah regel ada jendela) Beban anginn (qy) = 36 x 1,5 = 54 kg/m

Beban dinding (qx) = (0,15x1700x1,5)+31,5= 414 kg/m Mx = 1/8x414x52 _{= 1294 kgm, diperlukan Wx = 87 cm}3

My = 1/8x54x52 _{= 169 kgm, diperlukan Wy = 10,6 cm}3

Dipakai profil WF.150.150.7.10 ; Wx=219 cm ; Wy= 75,1 cm Kontrol lenturan:

fx = = 0,98 cm fy = = 0,38 cm f total = = 1,05 cm

(24)

₂₁

F. Perhitungan Portal Gewel

1. Analisis statika

a. Akibat beban mati

q= 190 kg/m C EI EI 2,45m 170 B D EI EI 9,00m A 16,00 m E

Gambar 2.6 : Pembebanan pada portal gewel Beban atap : 18,81 x 5 x 10 = 940,5 kg Beban gording : 14 x 5 x 5,12 = 358,4 kg Beban kuda-kuda : 18,81 x 65 = 1222,65 kg Jumlah = 2521,55 kg Besi-besi kecil 20% = 504,31 kg Beban total = 3025,86 kg Beban merata (q) = 3025,86 : 16 = 190 kg/m

Perhitungan momen menggunakan metode Moment distribution (Chu-Kia Wang: Statically Indeterminate Structure) :

q= 190 kg/m C 2,45m B EI EI D EI EI 9m A E 16 m

Gambar 2.7 : Pembebanan dan EI

Perhitungan :

1) Distribution factor (DF). Titik B dan D :

Kba:Kbc = 3EI/9 : 4EI/8,36 = 25,08 : 36 DFba = Dfde = 0,411 Dfbc = Dfdc = 0,589 Titik C : Kcb:Kcd = 4EI/8,36 : 4EI/8,36 = 1:1 DFcb = Dfcd = 0,500

(25)

₂₂

1) Distribusi momen tahap I (titik B dan D dipasang pendel)

-FEMbc=+FEMcb = -FEMcd = +FEMdc = 1/12.190.82_{= 1014 kgm}

Joint B C D Member BA BC CB CE DC DE DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411 FEM -1014 +1014 -1014 +1014 +416 +598 +299 -299 -598 -416 0 0 MI +416 -416 +1313 -1313 +416 -416 2) Distribusi momen tahap II (pendel di titik B dan D dilepas)



B C D

A E Gambar 2.8 : Pergoyangan titik

B,C,D C”  C’  C CC” = /sin = 3,41.  FEMba : FEMbc = ₂ ₂

3 ,

8 .

.

6 :

9 .

.

3 EI



EI



= 209,67 : 1657,26 pergeseran sebesar  diumpamakan: FEMba = -FEMde = 1000 kgm pada pergeseran sebesar CC” :

-FEMbc = -FEMcb = +FEMcd =+FEMdc = (1657,26/209,67).1000 = 7905 kgm Joint B C D Member BA BC CB CE DC DE DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411 FEM +1000 -7905 -7905 +7905 +7905 -1000 +2838 +4067 -2034 -2034 -4067 -2838 0 0 MI +3838 -3838 +5871 -5871 +3838 -3838

(26)

₂₃

Gaya dorong : 190 kg/m 1520 kg C Mbc Mcb 2,45m B HB’ Vb = 1520 kg B HB Mba 9 m A 8 m

Gambar 2.9 : Freeboby dan gaya luar

Kerjakan Mbc dan Mcb dengan tanda positip (+)

Balok A-B : MA = 0 +Hb.9 + Mba = 0 Hb = - (Mba/9) Balok B-C : MC = 0 -HB’.2,45+1250.8 – 1520.4 + Mbc +Mcb = 0

HB’ = (Mbc + Mcb + 6080)/2,45 Keseimbangan : Hb + Hb’ = 0

-(Mba/9) + (Mbc+Mcb+6080)/2,45 = 0 Diperoleh persamaan keseimbangan :

-2,45 (Mba) +9(Mbc+Mcb) = -54720 Bilangan penghapus (x) :

Substitusikan hasil distribusi momen tahap I dan II pada pers. di atas. -1019 – 9403.x + 8073 – 87381.x = - 54720 -96784.x = -62774 x = 0,638 3) Momen disain : Joint B C D Member BA BC CB CE DC DE MI +416 -416 +1313 -1313 +416 -416 MII.X +2449 -2449 -3746 +3746 +2449 -2449 M disain +2865 -2865 +2433 -2433 +2865 -2865 4) Reaksi-reaksi : VB = VD = 1520 +0 = 1520 kg HA = + 2865/9 = 319 kg

(27)

₂₄

b. Beban Angin : TahapI: q1 q2 C 2,45 m EI EI B D EI EI 9 m q3 q4 A 16 m E Tahap II: C C” B D D’ C’ A E Tahap III: C’ C C” B B’ D A E

Gambar 2.10 : Pembebanan tahap I, II dan III

q1 = (0,02 x 17 - 0,4) x 40 x 5 = -12kg/m q2 = q4 = -0,4 x 40 x 5 = -80 kg/m q3 = +0,9 x 40 x 5 = 180kg/m Perhitungan :

1) DF : sama seperti di atas 2) Momen primer :

a) Tahap I (titik B dan D dipasang pendel) FEM :

FEMba=1/8.180.92_{= 1828 kgm}

FEMbc=-FEMcb=1/12.12.8,362_{= 70 kgm}

FEMcd=-FEMdc=1/12.80.8,362_{= 466 kgm}

(28)

₂₅

b) Tahap II (pendel di titik D dilepas)

terjadi pergeseran  pada batang ED dan CC’= 1/2. /sin = 1,71. pada batang BC dan CD 1/2. C C”  C’

Gambar 2.11 : Pergeseran titik C FEMde = ₂

9 .

.

3 EI



= -1000kgm (dimisalkan)

FEMdc =FEMcd=-FEMcb=-FEMbc= 6EI.1,71./8,362_{= 3964 kgm}

c) Tahap III (pendel di B dilepas) FEMba = ₂

9 .

.

3 EI



= -1000kgm (dimisalkan) FEMbc = FEMcb = -FEMcd = -FEMdc = ₂

35 ,

8 .

71 ,

1 .

.

3 EI



= 3964 kgm 3) Distribusi momen : Tahap I. Joint B C D Member BA BC CB CD DC DE DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411 FEM +1828 +70 -70 +446 -466 +540 1 -780 -1118 -559 -22 -44 -30 +47 +92,5 +92,5 +47 2 -19 -28 -14 -14 -28 -19 +7 +14 +14 +7 3 -3 -4 -4 -3 MI +1026 -1026 -537 +537 -488 +488 Tahap II. Joint B C D Member BA BC CB CD DC DE DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411 FEM -3964 -3964 +3964 +3964 -1000 1 +1629 +2335 +1168 -873 -1746 -1218 -74 -147,5 -147,5 -74 2 +30 +44 +22 +22 +44 +30 -11 -22 -22 -11 3 +4 +7 +4 +4 +7 +4 -2 -4 -4 -2 4 +0,5 +1,5 +1,5 +05 MI +1664 -1664 -2944 +2944 +2184 -2184

(29)

₂₆

Tahap III. Joint B C D Member BA BC CB CD DC DE DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411 FEM -1000 +3964 +3964 -3964 -3964 1 -1218 -1746 -873 +1168 +2335 +1629 -74 -147,5 -147,5 -74 2 +30 +44 +22 +22 +44 +30 -11 -22 -22 -11 3 +4 +7 +4 +4 +7 +4 -2 -4 -4 -2 4 +05 +1,5 +1,5 +0,5 MI -2184 +2184 +2944 -2944 -1664 +1664 4) Gaya dorong : 96 kg Mcb C C Mcd 560 kg Mbc 30kg 171kg Hc Hc’ Mdc 2,45 m B Vc Vc’ D 1620 kg Mba Mde 720 kg 9 m A Ha He E 8 m

Gambar 2.12 : Free body dan gaya luar Kerjakan Mbc,Mcb,Mcd,Mdc dengan tanda positip (+) Balok A- B : MB = 0 Ha.= 810-(Mba/9)

Balok A-B-C : H = 0 Hc = 1620 – 30 – Ha = 780 + (Mba/9) Balok D-E : MD = 0 He = 360 –(Mde/9)

Balok C-D-E : H = 0 Hc’ = -171-720+He = -531 – (Mde/9) Keseimbangan : Hc = Hc’

780 + (Mba/9) = -531 – (Mde/9) Mba +Mde = -11799 ( Persamaan I ) Balok A-B-C : MA = 0 -Vc.8-Hc.11,45-30.10,225-96.4+1620.4,5+Mcb = 0 Vc = -0,16.Mba+0,125.Mcb-292 Balok C-D-E : ME =0 -Vc’.8+Hc.11,45+171.10,225+560.4+720.4,5+Mcd=0 Vc’ = -0,16.Mde+0,125.Mcd+149

(30)

₂₇

Keseimbangan : Vc = Vc’ -0,16.Mba+0,125.Mcb-292 = -0,16.Mde+0,125.Mcd+149 0,125.(Mcb-Mcd) - 0,16 ( Mba-Mde ) = 436 ( Persamaan II ) Faktor penghapus : Pers. I : 1514 – 520.x – 520.y = - 11799 atau - x - y = - 19,7788 Pers. II : 134,25 – 736.x +736.y -86 – 616.x +616.y = 436 -1352.x + 1352.y = 388 atau –x + y = - 0,2870 diperoleh harga: x = 9,7459 ; y = 10,0329 5) Momen disain : Batang BA BC CB CD DC DE MI +1026 -1026 -537 +537 -488 +488 MII.x +16217 -16217 -28692 +28692 +21285 -21285 MIII.y -21912 +21912 +29537 -29537 -16695 +16695 Mdisain -4669 +4669 -308 +308 +4102 -4102 6) Reaksi-reaksi: Balok A-B-C : MB = 0 Va.18 + 2340.4,5 + 141.10,225 + 96.12 + 560.4 = 0 Va = -853 kg V = 0 Vb = -656 +853 = 197 kg Ha = 810 – (-200) = 1010 kg He = 360 – (-773) = 1133 kg 7) Momen disain gabungan:

Beban BA BC CB CD DC DE Mati +2865 -2865 -2433 +2433 +2865 -2865 Angin -4669 +4669 -308 -308 +4102 -4102 Jumlah -1804 +1804 -2741 +2741 +6957 -6957 8) Reaksi-reaksi gabungan: VA = 1520 - 853 = 667 kg VD = 1520 + 197 = 1717 kg HA = 319 + 1010 = 1329 kg HE = 319 + 1133 = 1452 kg

(31)

₂₈

C 2741kgm 2,45m 1804kgm B D 6957kgm 9,00m A 1329kg E 1452kg 16,00m 667kg 1717kg

Gambar 2.13 : Diagram M dan reaksi-reaksi

G. Analisis Dimensi Kuda-kuda (Balok CD)

1. Pembebanan 364kg 2741kgm 1452kg 6957kgm 1189 kg 1452kg 1645kg 502kg 1717kg

Gambar 2.14 : Pembebanan pada kuda-kuda Gaya aksial (F) = 1189+502 =1691 kg

Gaya lintang (D) = 1645+364 = 2009 kg Panjang (L) = 8,36 m

a. Direncanakan profil tunggal

Pendekatan : i min = 836 : 200 = 4,18 cm Dicoba : WF.350.175.7.11

A =63,14 cm ; b =175 mm ; h =350 mm; tb =7 mm; ts =11mm Iy =984 cm4_{; Wx=775 cm}3_{; ix =14,7 cm; iy=3,95 cm; g =49,6kg/m}

b. Faktor KIP (



)

Lky =167 cm (jarak gording) h/tb = 350:7 = 50 < 75

L/h = 167 : 35 = 4,8 < 1,25x 175/11 = 19,88 Katagori: penampang dapat berubah bentuk A’=A1+Ab/6 = 17,7x1,1+(351-2,2x0,7)/6= 73,7 cm2 iA’= =2,58 cm Lk =167 cm  =167/2,58=65 , A’=1,399 1 x

(32)

₂₉

1144 399 , 1 1600   x kip



kg/cm2

21 ,

1 )

6957

5848

3

8 .(

1144

1600

5 _





x



c. Kontrol lipat

r



= 3267 kg/cm2

1052

775 695700

14 ,

63 1691







d



kg/cm2 bs/ts = 8,75/1,1=7,95 <

1052

3267

10

=17,6 --- OK



6 2

)

8 ,

32

7 ,

0 .(

10 .

266 ,

1

pl



580 kg/cm2 1



=27+1025=1052 kg/cm2 2



=27-1025=-998 kg/cm2

95 ,

0 1052

998 









< -0,5 ;







kr



= 13,5x580 =7830 kg/cm2_{> 1600 kg/cm}2 kr



= 5,35x580 =3103 kg/cm2 _{> 928 kg/cm}2



= 2009 :(0,7x32,8) =87,5 kg/cm2 Rumus kontrol : 2 2

)

928

5 ,

87 (

)

1600

1052

(



= 0,67 < 1 --- OK

d. Pada portal bergoyang



x



0 ,

85

e. Faktor pembesaran momen

)

1 (



nx

 = (2x836):14,7 = 144 <200 ; ex = 1000 kg/cm2 nx =Ax ex/V = 63,14x1000/1691 = 59 ; nx/(nx-1) = 59/58 = 1,02 f. Faktor tekuk (max)

Lky = 167 cm ; y = 167 : 3,95 = 43 >x yang menentukan mak= 2,508 g. Kontrol interaksi 1)

775 695700

02 ,

1

21 ,

1

85 ,

0

14 ,

63 1691

508 ,

2 x

x

_





= 956 kg/cm2_{< 1600 kg/cm}2 2)

775 695700

21 ,

1

14 ,

63 1691

x







= 1025 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2

(33)

₃₀

H. Analisis Dimensi Kolom AB/DE

1. Pembebanan 1717kg 6957kgm 1210kg Mx2 1,5m Mx1 1,5m 6m

Gambar 2.15 : Pembebanan pada kolom a. Direncanakan profil tunggal

Lkx = 9 m, Lky = 6 m

Pendekatan : i min = 900 : 200 = 4,50 cm Dicoba : WF.350.175.7.11

A= 63,14 cm ; b= 175 mm ; h= 350 mm; tb= 7 mm; ts=11mm Iy= 984 cm4_{; Wx= 775 cm}3_{; ix= 14,7 cm; iy= 3,95 cm; g=49,6 kg/m}

b. Faktor KIP (



)

Lky =150 cm (jarak lateral braching) h/tb = 350:7 = 50 < 75

L/h = 150 : 35 = 3,57 < 1,25x 175/11 = 19,88 Katagori: penampang dapat berubah bentuk A’=A1+Ab/6 = 17,7x1,1+(351-2,2x0,7)/6 = 73,7 cm2 iA’=

'

.

5 ,

0 A

Iy

=2,58 cm Lk =150 cm  =150/2,58 = 59 , ’=1,328 1 x

M

= 7,5/9 . 6957 = 6615 kgm ;

M

_x₂= 6957 kgm 1204 328 , 1 1600   x kip



kg/cm2

21 ,

1 )

6957

6615

3

8 .(

1208

1600

5 





x



c. Kontrol lipat

r



= 3267 kg/cm2

1052

775 695700

14 ,

63 1717

_

_



d



kg/cm2

(34)

₃₁

bs/ts = 8,75/1,1=7,95 <



1052

3267

10

17,6 --- OK



6 2

)

8 ,

32

7 ,

0 .(

10 .

266 ,

1

pl



580 kg/cm2 1



=27+1025 = 1052 kg/cm2 2



=27-1025 = -998 kg/cm2

95 ,

0 1052

998 _

_







< -0,5 ;







kr



= 13,5.580 =7830 kg/cm2_{> 1600 kg/cm}2 kr



= 5,35.580 =3103 kg/cm2 _{> 928 kg/cm}2



= 1234 :(0,7x32,8) =54 kg/cm2 Rumus kontrol : 2 2

)

928

54 (

)

1600

1052

(



= 0,67 < 1 --- OK

d. Pada portal bergoyang



_x



0 ,

85

e. Faktor pembesaran momen

)

1 (



nx

Gb= 10 (sendi) Ga= (Ic/h):(Ib/L) = (1/9):(1/1672)=1,86 Diperoleh harga k (koefisien tekuk) = 2 Lkx=2x9=18 m

x =Lkx/ix=1800:14,7=123 < 200 ex =1370 kg/cm2

nx =A x ex/F = 63,14x(1370/1720) = 50,32 nx/(nx-1)=50,32:49,32=1,02

f. Faktor tekuk (maksimum) Lky = 150 cm

y = 150 : 3,95 = 76 < x yang menentukan mak= 2,92 g. Kontrol interaksi 1.

775 695700

02 ,

1

21 ,

1

85 ,

0

14 ,

63 1717

92 ,

2 x

x

_





= 1155 kg/cm2_<1600kg/cm2 2.

775 695700

21 ,

1

14 ,

63 1717

x







= 1268 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2

(35)

₃₂

I. Analisis Sambungan

1. Sambungan baut 20 100 V M 120 H 120 100 100 pengaku

Gambar 2.16 : Detail sambungan M=6957 kgm V=1717 kg 2

e



=(102₊₂₀2₊₃₂2₊₄₂2₊₅₂2_{)=6500 cm} N=

6500

2

49 695700

x

=2968 kg 2

2

14 ,

3

4 /

1 2968

x

t





= 964 kg/cm2 _<



_{0 x}

_,

₇

₁₆₀₀



t



1120 kg/cm2 2

2

14 ,

3

4 /

1

10 1717

x





= 55 kg/cm2 2 2 ) 55 .( 3 ) 964 (   i



= 1066 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2 _{--- OK} 2. Kontrol pengaku: y x 12 7x12 60 7 60

Gambar 2.17 : Pelat pengaku

H=6957/0,586 =14687 kg Ix=1/12.1,2.12,73 _{=204 cm}4

ix=3,65 cm



=(0,7x35):3,65=6,7 =1



=725 kg/cm2 _{< 1600 kg/cm}2_{--- OK}

(36)

₃₃

10 11 1717kg y1 10 336 193 324 173 1452kg 10 6957kgm 11 10 y2 169 250 10 11 10 10 84 7 84 10

Gambar 2.18 : Penampang sambungan las

5 ,

17

8 ,

16

8 ,

33

8 ,

16

8 ,

16

8 ,

64

8 ,

16

5 ,

17

05 ,

47 )

1

6 ,

21 (

1 ,

38 )

1

8 ,

16 (

36 ,

19 )

7

324 (

6 ,

2 )

7

8 ,

16 (

5 ,

0 )

1

5 ,

17 (

1 





x

y

(16,8x1)x56+(17,5x1)x58,1







5 ,

17

8 ,

16

8 ,

33

8 ,

16

8 ,

16

8 ,

64

8 ,

16

5 ,

17

75 ,

1016

8 ,

940

29 ,

1590

8 ,

640

8 ,

604

8 ,

4604

64 ,

7250

68 ,

43

75 ,

8

1 y

y1 = 33,6 cm = 336 mm y2 = 250 mm ) 5 , 3 8 , 16 ( ) 4 , 1 8 , 16 ( ) 3 , 14 8 , 64 4 , 32 1 ( 2 ) 34 8 , 16 ( ) 1 , 33 5 , 17 ( 2 2 ₁₂1 3 2 2 2 x x x x x x x Ix     

)

5 ,

24

5 ,

17 (

)

4 ,

22

8 ,

16 (

)

45 ,

13

8 ,

33

9 ,

16

1 (

2

₁₂1

_x

3



_x

2



_x

2



_x

2



Ix = 102970 cm4 M = 695700+1452x173=815304 kgm

102970

6 ,

33 815304x

t





= 266 kg/cm2 d



= 1452 : 200,8 = 6,2 kg/cm2



= 17,5 kg/cm2 ) 5 , 17 3 ( ) 2 , 6 266 ( 2 x 2 i   



= 270 kg/cm2 _{< 896 kg/cm}2 _{--- OK}

Tebal las (a) = 270/896 = 0,4 mm

J. Perhitungan tumpuan sendi

Gaya H=1452 kg ditahan oleh 2 baut Ø 22 mm

2 2 2 4 1

_.

₃

_,

₁₄

_.

₂

_,

₂

250 /

928 /

.

2 1452

cm

kg

cm

kg







OK !

(37)

₃₄

H=1452 kg

Baut Ø 22 mm

Gambar 2.19 : Baut penahan gaya geser Perhitungan lainnnya dapat dilihat pada contoh Bangunan terbuka.

(38)

₃₅

III. BANGUNAN DENGAN KERAN (CRANE)

A. Pendahuluan

Balok keran banyak digunakan pada bangunan industri. Pada pembebanan yang kecil, balok keran dapat direncanakan dengan profil tunggal (contoh : WF). Sedangkan pada pembebanan yang besar digunakan balok gabungan dari beberapa profil (contoh : profil kanal + WF).

(a) (b)

1 2 3

(c) (d)

Gambar 2.20 : (a,b,c)Bangunan industri, (d)Profil balok keran 1. Balok WF digunakan untuk bentang pendek dan beban ringan 2. Balok diperkuat dengan dengan pelat

(39)

₃₆

1. Data Teknis Balok Keran

c d

cabin

a f e a. Potongan melintang bangunan

b

b. Tampak atas konstruksi keran Gambar 2.21 : Data teknis balok keran 2. Pembebanan

a. Beban sendiri keran

Dimensi dan beban Kapasitas keran (ton)

5 10 20 30 50

Untuk semua bentang d(mm) e(mm) f(mm) 1300 860 680 1680 1070 840 2190 1140 970 2900 1370 990 3360 1520 1220 Untuk bentang 12 m a(mm) c(mm) b(mm)

Berat sendiri :keran +takel (ton) Berat takel (ton)

Berat roda maksimum (ton)

200 1800 3000 10 2 5,5 200 2200 3000 12 4 9 250 2300 3800 18 7 16 275 2400 4000 23 10 22 300 2500 4700 32 17 34 Untuk bentang 18 m a(mm) c(mm) b(mm)

225 1900 3600 14 2 7 225 2200 3600 17 4 10 250 2300 3800 23 7 11 275 2400 4000 29 10 24 300 2600 4800 40 17 37 Untuk bentang 24 m a(mm) c(mm) b(mm)

225 2000 4000 20 2 9 250 2250 4100 24 4 13 275 2300 4100 31 7 20 300 2400 4300 38 10 27 300 2600 5000 50 17 40

(40)

₃₇

b. Beban hidup keran

Beban sendiri keran + muatan hidup yang harus diangkat, dalam posisi keran induk dan keran angkat (crab=takel) yang maksimum bagi struktur yang ditinjau adalah :

1. Sebagai beban rencana diambil sama dengan beban keran dikalikan koofisien kejut. koofisien kejut  = (1+ k1.k2.v)  1,15

v = kecepatan angkat maksimum (m/detik) pada pengangkatan maksimum tidak perlu diambil lebih dari 1 m/detik

k1 = koefisien yang bergantung pada kekakuan struktur keran induk, dimana untuk keran induk berupa struktur rangka, harga k1 = 0,6

k2 = koefisien yang tergantung pada sifat-sifat mesin angkat dari keran angkatnya, dan diambil sebagai berikut:

- pada mesin listrik biasa atau mesin-mesin lain dengan sifat sejenis k2=1 - pada mesin dengan pembatas percepatan otomatis (rem)

dengan alat cengkeran : k2 = 0,75 dengan alat kait : k2 = 0,50 Hz= 1/7 Rmak Hz Hx Hx Hx Hx Hx=1/30.berat keran+bebannya

Alat penyambung ini menahan gaya rem memanjang (Hz) Hx= gaya rem melintang Hz= haya rem memanjang Gambar 2.22 : Pembebanan pada konstruksi keran 2. Gaya rem memanjang keran induk

Gaya rem memanjang keran induk adalah gaya yang bekerja horisontal memanjang di atas lintasan di tempat masing-masing roda keran yang di rem, besarnya = 1/7 reaksi maksimum yang terjadi pada masing-masing roda.

3. Gaya rem melintang keran angkat

Gaya rem melintang keran angkat adalah gaya yang bekerja horisontal melintang di atas keran induk. Gaya rem ini dibagikan pada roda-roda keran induk pada masing-masing lintasannya.

Besarnya gaya rem melintang = 1/15 berat keran angkat + beban kerja, untuk masing-masing lintasannya.

(41)

₃₈

B. Merencanakan Bangunan dengan keran (Crane)

1. Data Perencanaan

Bentang kuda-kuda : 16,000 m Panjang gudang : 40,000 m Tinggi kolom : 9,000 m Jarak kolom : 5,000 m

Penutup atap : Seng gelombang Dinding : Pasangan batu bata

Mutu baja : BJ.37 Tegangan dasar ( ) = 1600 kg/cm2

Peraturan muatan : PMI-1983 Peraturan perencanaan : PPBBI-1983 Tipe kuda-kuda : Portal gewel Data keran : Kapasitas keran : 20 t

Berat takel : 7 t Berat sendiri keran : 16 t Berat sendiri rel (ditafsir) : 30 kg/m Jarak roda keran : 3,8 m 2. Bagian Konstruksi Keran

2,45m 3m 6m 50 100 50 1500 50

Gambar 2.23 : Bangunan konstruksi keran 3. Pembebanan Pada Balok Keran

1m P=27t

Q=16t

A B Ra 15 m Rb

Gambar 2.24 : Pembebanan pada balok keran Ra =

15

14

27

2

16 x



= 33,2 t ; Rb = 9,8 t Ra dipikul 2 roda keran masing-masing = 16,6 t Rb masing-masing = 4,9 t

(42)

₃₉

4. Perhitungan Balok Keran

a. Perhitungan momen 1) Beban mati 0,95 0,95 1,90 16,6t 16,6t A C D E F B R Ra 3m 3m Rb Gambar 2.25 : Pembeban roda keran pada balok keran Ra = 16,6 .(3,95+0,15)/6 = 11,34 t Rb = 16,6.(4,85+2,05)/6 = 21,86 t Mc = 11,34 . 2,05 = 23,247 tm Md = 11,34 . 3 – 16,6 . 0,95 = 18,25 tm Me = 11,34 . 3,95 – 16,6 . 1,9 = 12,42 tm Mf = 21,86 . 0,15 = 3,279 tm

Koefisien kejut = 1,15 ; M maksimal = 1,15 x 23,247 = 26,735 tm 2) Beban mati

Beban mati ditafsir = 150 kg/m Beban rel = 30 kg/m Jumlah = 180 kg/m

M = 1/8 x 180 x 62_{= 135 kgm = 0,135 tm}

3) Beban hidup +mati

M beban hidup+mati = 26,735 + 0,135 = 23,382 tm b. Reaksi (Gaya lintang)

1) Beban hidup

16,6t 16,6t

A B Ra 3,8m 2,2m Rb

Gambar 2.26 : Pembebanan roda keran pada gaya lintang maksimum Koefsisien kejut = 1,15

Ra = 1,15 ( 16,6 + 16,6.2,2/6) = 26,105 t 2) Beban mati

Ra = ½ . 0,18 . 6 = 0,54 t

3) Gabungan 1)+2) : Ra = 26,105 + 0,54 = 26,645 t

(43)

₄₀

c. Beban gaya rem melintang

16,6t 16,6 t 0,9t 0,9t N=2,371t y

Gambar 2.27 : Kombinasi pembebanan pada balok keran Beban = 1/15.(Beban kapasitas keran+ tekel)

= 1/15.(20+7) = 1,8 t ; untuk satu roda = ½ .1,8 = 0,9 t M =

.(

23 ,

247 )

6 ,

16

9 ,

0

= 1,261 tm D = 0,9 +0,9.2,2/6 = 1,23 t d. Beban gaya rem memanjang

Beban = 1/7 x Reaksi maksimum pada roda keran = 1/7 x 16,6 = 2,371 t

M = 2,371 x (20 + 7,5 ) = 65,203 tcm = 0,652 tm e. Analisis profil balok keran

Gambar 2.28 : Profil balok keran

L = 6 m

Beban yang bekerja adalah : Mx = 26,735 +0,652 = 27,387 tm My = 1,261 tm Dx = 26,645 t ; Dy = 1,23 t N = 2,371 t 1) Direncanakan profil WF. 450.300.11.18 A = 157,4 cm2_{; b =300 mm; h =440 mm; tb =11 mm; ts =18mm} Wx =2550 cm4_{; Wy =541 cm}3_{; ix =18,9 cm; iy =7,18 cm ; g =124kg/m} 2) Faktor KIP (



)

21

18

300 .

25 ,

1

64 ,

13

440 6000

/

75

40

11

440 /











h

L

tb

h

-- Penampang tidak dapat berubah bentuk

2 6

/

1894

1600

.

7 ,

0 .

489

827

827 1600

10 .

63 ,

0

2

489

11 .

300

440 .

600

1 cm

kg

C

kip





(44)

₄₁

1

53 ,

0 )

2738700

0 .

3

8 (

.

1894

1600

5 







x



3) Kontrol lipat

r



= 3267 kg/cm2

1074

15 2550

2738700

4 ,

157 2371









d



= 1089 kg/cm2 bs/ts = 150/1,8 = 8,9 <



1089

3267

10

17,3 --- OK



6 2

)

440

11 .(

10 .

266 ,

1

pl



791 kg/cm2 1



= 15 + 1074 = 1089 kg/cm2 2



= 15 – 1074 = - 1058 kg/cm2

97 ,

0 1089

1058











< - 0,5 ;







kr



= 23,8 . 791 = 18892 kg/cm2_{> 1600 kg/cm}2 kr



= 5,35 . 791 = 4232 kg/cm2 _{> 928 kg/cm}2



= 26635 : (1,1 . 41,8) = 580 kg/cm2 Rumus kontrol : 2 2

)

928

580 (

)

1600

1089

(



= 0,93 < 1 --- OK

4) Pada portal bergoyang



_x



0 ,

85

5) Faktor pembesaran momen

)

1 (



nx

dan

)

1 (



ny

Lkx = 600 cm x = Lkx/ix = 600 : 18,9 = 32



_x



1 ,

081

nx = A . ex/F = 157,4. 20240/2371 = 1344 nx/(nx-1) = 1,0007 Lky = 600 cm y = Lky/iy = 600 : 7,18 = 84



y 1,687 ny = A x ey/F = 157,4. 2937/2371 = 195 ny/(ny-1) = 1,005 6) Kontrol interaksi

541 126100

005 ,

1

85 ,

0 2550

2738700

0007

,

1

85 ,

0

4 ,

157 2371

.

687 ,

1 x

x







= 25 + 914 + 199 = 1138 kg/cm2_{< 1600kg/cm}2

541 126100

2550

2738700

1

4 ,

157 2371

_



x



= 1323 kg/cm2_{< 1600kg/cm}2 2 2

8 ,

41 .

1 ,

1 26645

.

3

4 ,

157 2371































= 1005 kg/cm2_{< 1600kg/cm}2 _{--- OK}

(45)

₄₂

5. Analisis Balok Konsol

a. Beban pada balok konsol

Salah satu roda keran tepat pada perletakan Beban hidup = 26,645 t

Beban konsol = 0,15 t

Total P = 26,645 + 0,15 = 26,8 t

Konsol sebelah kanan = 8,25+0,15 = 8,4 t b. Analisis profil balok konsol

M = 26,8 x 0,5 = 13,4 tm D = 26,8 t

P=26,8 t

25 25

Gambar 2.29 : Pembebanan dan rencana profil konsol c. Cara lain adalah dengan memasang kolom ganda

(46)

₄₃

C. Perhitungan Portal menggunakan SAP

1. Pembebanan

a. Beban mati b. Beban angin

c. Beban keran 2. Hasil analisis

a. Hasil kombinasi Beban mati+Angin+Keran

(47)

₄₄

b. Hasil kombinasi Beban mati+ Keran

3. Analisis Dimensi Kolom a. Pembebanan V= 27810+80.9=28530 kg 2740 kg B + 5850 kgm +10340 kgm 3 m C +16460 kgm 6 m A 2740 kg

Gambar 2.35 : Pembebanan pada kolom b. Kolom direncanakan WF.500.200.11.19

Pendekatan : i min = 900 : 200 = 4.5 cm

A=131,3 cm2_{; b=210 mm; h=506 mm; tb=11 mm; ts=19mm}

Ix=56500 cm4_{; Wx=2230 cm}3_{; ix=20,7 cm; iy=4,33 cm ; g=80kg/m}

c. Faktor KIP (



)

Lky =300 cm (jarak lateral braching) h/tb = 506:11 = 46 < 75

L/h = 300 : 50,6 = 5,92 < 1,25. 201/19 = 13,2 Katagori: penampang dapat berubah bentuk A’=A1+Ab/6 = 21,.1.1,9+(50,6-2,2).0,7/6= 47,06 cm2

(48)

₄₅

iA’=

'

.

5 ,

0 A

Iy

=5,2 cm  =300/5,2 = 58 , ’=1,317 1214 317 , 1 : 1600   kip



kg/cm2

90 ,

0 )

16015

15138

3

8 .(

1214

1600

5 





x



----



= 1 d. Kontrol lipat

r



= 3267 kg/cm2







2230

1646000

3 ,

131 28530

d



218+739= 957 kg/cm2 bs/ts = 10,5/1,1= 9,54 <



1077

3267

10

17,4 --- OK



6 2

)

6 ,

50

1 ,

1 .(

10 .

266 ,

1

pl



598 kg/cm2 1



=218 +739 = 957 kg/cm2 2



=218 – 718 = - 490 kg/cm2

5 ,

0

957

490 _

_







< -0,5 ;







kr



= 13,5 . 598 = 8073 kg/cm2_{> 1600 kg/cm}2 kr



= 5,35 . 598 = 3199 kg/cm2 _{> 928 kg/cm}2



= 2740 : (1,1. 50,6) = 66 kg/cm2 Rumus kontrol : 2 2

)

928

66 (

)

1600

957 (



= 0, 7 < 1 --- OK

e. Pada portal bergoyang



_x



0 ,

85

f. Faktor pembesaran momen

)

1 (



nx

Gb= 10 (sendi)

Ga= (Ic/h) : (Ib/L) = (1/9) : (0,5/16,72) = 3,72 Diperoleh harga k (koefisien tekuk) = 1,7 Lkx=1,7 . 9 = 15,3 m x=Lkx/ix=1530 : 20,7 = 74 ly = Lkly/iy = 300 : 4,43 = 68 x total =

74

2



68

2



101

< 200 ex = 2032 kg/cm2 _(tabel) nx = A . ex/F= 131,2. 2032/35656 = 7,49 nx/(nx-1) = 7,49/6,49 = 1,16

g. Faktor tekuk (maksimum) Lky = 300 cm

(49)

₄₆

h. Kontrol interaksi