MAKALAH PERENCANA AN STRUKTUR BAJA

(1)

MAKALAH

PERENCANAAN KONSTRUKSI

KUDA

–

KUDA BAJA

DOSEN PEMBIMBING :

ZAINURI, S.T., M.T

DISUSUN OLEH :

BEBY SARIANTI SUMBARI

NIM : 11.222.01.074

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LANCANG KUNING

PEKANBARU

(2)

Struktur Baja I 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Baja merupakan salah satu bahan bangunan yang unsur utamanya terdiri dari besi. Baja ditemukan ketika dilakukan penempaan dan pemanasan yang menyebabkan tercampurnya besi dengan bahan karbon pada proses pembakaran, sehingga membentuk baja yang mempunyai kekuatan yang lebih besar dari pada besi.

Bila dibandingkan dengan bahan konstruksi lainnya, baja lebih banyak

memiliki keunggulan-keunggulany yang tidak terdapat pada bahan-bahan konstruksi lain. Disamping kekuatannya yang besar untuk menahan kekuatan tarik dan kekuatan tekan tanpa membutuhkan banyak volume, baja juga mempunyai sifat-sifat lain yang menguntungkan sehingga menjadikannya sebagai salah satu material yang umum dipakai.Sifat-sifat baja antara lain :

1. Kekuatan tinggi

Kekuatan baja bisa dinyatakan dengan kekuatan tegangan leleh fy atau kekuatan

tarik fu. Mengingat baja mempunyai kekuatan volume lebih tinggi dibanding

dengan bahan lain, hal ini memungkinkan perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai beban mati yang lebih kecil untuk bentang yang lebih panjang, sehingga struktur lebih ringan dan efektif.

2. Kemudahan pemasangan

Komponen-komponen baja biasanya mempunyai bentuk standar serta mudah diperoleh dimana saja, sehingga satu-satunya kegiatan yang dilakukan dilapangan adalah pemasangan bagian-bagian yang telah disiapkan.

3. Keseragaman

(3)

Struktur Baja I 2

4. Daktilitas ( keliatan )

Daktilitas adalah sifat dari baja yang dapat mengalami deformasi yang besar dibawah pengaruh tegangan tarik tanpa hancur atau putus. Daktilitas mampu mencegah robohnya bangunan secara tiba-tiba.

Terlepas dari semua kekurangan dan kelebihannya, baja struktur sangat cocok digunakan pada elemen – elemen truss, seperti kuda – kuda atap, menara antena, maupun struktur jembatan truss. Dalam tugas Baja I ini akan dibahas perhitungan struktur truss baja yang didasarkan pada peraturan baja.

1.2. Rumusan Masalah

Dari rangkaian latar belakang dapat di rumuskan dalam perencanaan mendesain kuda-kuda rangka baja yaitu :

1. Bagaimana merencanakan dimensi gording dan dimensi kuda-kuda sehingga

mampu menahan beban yang direncanakan.

2. Bagaimana menganalisis gaya-gaya yang terjadi pada sebuah kuda-kuda sehingga kuda-kuda mampu menahan beban dengan dimensi gording dan dimensi kuda-kuda yang sudah direncanakan.

3. Bagaimana merencanakan sambungan menggunakan las dan baut.

1.3. Tujuan dan Manfaat

1.3.1. Tujuan Perencanaan

1. Agar dapat merencanakan dimensi gording dan kuda-kuda sesuai dengan peraturan yang sudah di tentukan.

2. Agar dapat menganalisis gaya-gaya yang bekerja sesuai dengan peraturan yang ada baik SNI maupun PPPBI.

3. Agar kita mengetahui bagaimana perhitungan jika menggunakan sambungan

las maupun sambungan baut.

1.3.2. Manfaat Perencanaan

Manfaat yang diambil pada perencanaan ini adalah diharapkan dapat menambah pengetahuan dibidang perencanaan struktur khusunya dalam perencanaan struktur atap.Serta diharapkan menjadi referensi para praktisi

(4)

Struktur Baja I 3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Material Baja

Material baja unggul jika ditinjau dari segi kekuatan, kekakuan dan daktilitasnya.Jadi tidak mengherankan jika di setiap proyek-proyek konstruksi bangunan (jembatan atau gedung) maka baja selalu ditemukan, meskipun tentu saja volumenya tidak harus mendominasi.

2.1.1. Sifat bahan baja

Material baja unggul jika ditinjau dari segi kekuatan, kekakuan dan daktilitasnya.Jadi tidak mengherankan jika di setiap proyek-proyek konstruksi bangunan (jembatan atau gedung) maka baja selalu ditemukan, meskipun tentu saja volumenya tidak harus mendominasi.

Tinjauan dari segi kekuatan, kekakuan dan daktilitas sangat cocok dipakai mengevaluasi struktur yang diberi pembebanan. Tetapi perlu diingat bahwa selain kondisi tadi akan ada pengaruh lingkungan yang mempengaruhi kelangsungan hidup struktur bangunannya. Jadi pada suatu kondisi tertentu, suatu bangunan bahkan dapat mengalami kerusakan meskipun tanpa diberikan beban sekalipun (belum berfungsi).Jadi ketahanan bahan material konstruksi terhadap lingkungan sekitarnya adalah penting untuk diketahui agar dapat diantisipasi baik.

Baja merupakan bahan campuran besi (fe), 1.7% zat arang karbon (C), 1.65% mangan (Mn), 0.6% silicon (Si), 0.6% tembaga (Cu). Baja di hasilkan dengan menghluskan biji besi dan logam besi tua bersam adengan bahan-bahan tambahan pencampur yang sesuai, dalam tunggku bertemperatur tinggi untuk menghasilkan massa-massa besi yang besar, selanjutnya dibersihkan untuk menghilangkan kelebihan zat arang dan kotoran lainnya.Berdasarkan persentase zat arang yang dikandung, baja dapat dikategorikan sebagai berikut:

1) Baja dengan persentase zat arang rendah (low carbon steel) yakni lebih kecil

(5)

Struktur Baja I 4

2) Baja dengan persentase zat arang ringan (mild carbon steel) yakni 0.15% - 0.29%

3) Baja dengan persentase zat arang sedang (medium carbon steel) yakni 0.3%

- 0.59%

4) Baja dengan persentase zat arang tinggi (high carbon steel) yahni 0.6% - 1.7%.

Baja untuk bahan struktur termasuk kedalam baja dengan persentase zat arang (mild carbon steel), semakin tinggi kadar zat arang yang terkandung didalmnya, maka semakin tinggi nilai tegangan lelehnya. Sifat-sifat bahan struktur yang paling penting dari baja adalah sebagai berikut:

1) Modulus elastisitas (E) berkisar antara 193000 Mpa sampai 207000 Mpa. Nilai untuk desain lazimnya diambil 210000 Mpa.

2) Modulus geser (G) dihitung berdasarkan persamaan:

G = E/2 (1+μ) w

Dimanaa: μ = Angka perbandingan poisson

Dengan mengambil μ = 0.30 dan E = 210000 Mpa, akan memberikan G = 81000 Mpa.

3) Koefisien ekspansi (α),diperhitungkan sebesar : α = 11,25 × 106 per oC 4) Berat jenis baja (γ), diambil sebesar 7.85 t/m3.

2.1.2. Jenis baja

Menurut SNI 2002, baja struktur dapat dibedakan berdasrkan kekuatannya menjadi beberapa jenis, yaitu BJ 34, BJ 37, BJ 41, BJ 50 dan BJ 55. Besarnya tegangan leleh (fy) dan tegangan ultimate (fu) berbagai jenis baja struktur sesuai dengan SNI 2002, disajikan dalam table dibawah ini :

Tabel2.1Kuat tarik batas dan tegangan leleh

Jenis Baja Kuat Tarik Batas (fu)MPa Tegangan Leleh (fy)MPa

(6)

Struktur Baja I 5

2.1.3. Profil baja

Terdapat banyak jenis bentuk profil baja struktural yang tersedia di pasaran.Semua bentuk profil tersebut mempunyai kelebihan dan kelemahan tersendiri. Beberapa jenis profil baja menurut ASTM bagian I diantaranya adalah profil IWF, O,C, profil siku (L), tiang tumpu (HP) dan profil T structural.

Gambar 2.1Profil Baja

Profil IWF 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.

Profil S adalah balok standard Amerika.Profil ini memiliki bidang flens yang miring, dan web yang relatif lebih tebal.Profil ini jarang di gunakan dalam konstruksi, tetapi masih digunakan terutama untuk beban terpusat yang sangat besar pada bagian flens.

(7)

Struktur Baja I 6

Profil C atau kanal mempunyai karakteristik flens pendek, yang mempunyai kemiringan permukaan dalam sekitar 1:6. Biasnya diaplikasikan sebagai penampang tersusun, bracing tie, ataupun elemen dari bukaan rangka. Profil siku atau profil L adalah profil ayang sangat cocok untuk digunakan sebagai bracing dan batang tarik.Profil ini biasanya digunakan secara gabungan, yang lebih di kenal sebagai profil siku ganda.Profil ini sangat baik untuk digunakan pada struktur truss.

2.2. Acuan dan Persyaratan-Persyaratan

Terjadinya Tujuan perencanaan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, cukup kuat, mampu-layan, awet, 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.Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu-layan bila kemungkinan kegagalanstruktur dan kehilangan kemampuan layan selama masa hidup yang direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang dapat diterima.Suatu struktur disebut awet bila struktur tersebut dapat menerima keausan dan kerusakan yang diharapkan terjadi selama umur bangunan yang direncanakan tanpa pemeliharaan yang berlebihan.

2.2.1. Beban-Benan dan Aksi Lainnya.

Perhitungan Muatan Didasarkan Pada Peraturan Perencanaan Bangunan Baja (PPBBI), SKBI 1987 dan Peraturan Pembebanan Indonesia (PPI-1983). Perencanaan suatu struktur untuk keadaan-keadaan stabil batas, kekuatan batas, dan kemampuan-layan batas harus memperhitungkan pengaruh-pengaruh dari aksi sebagai akibat dari beban-beban berikut ini:

1) beban hidup dan mati seperti disyaratkan pada SNI 03-1727-1989 atau penggantinya

2) untuk perencanaan keran (alat pengangkat), semua beban yangrelevan yang

(8)

Struktur Baja I 7

3) untuk perencanaan pelataran tetap, lorong pejalan kaki, tangga, semua beban yang relevan yang disyaratkan pada SNI 03-1727- 1989, atau penggantinya.

4) untuk perencanaan lift, semua beban yang relevan yang disyaratkan pada SNI 03-1727-1989, atau penggantinya.

5) pembebanan gempa sesuai dengan SNI 03-1726-1989, atau penggantinya.

6) beban-beban khusus lainnya, sesuai dengan kebutuhan.

Berdasarkan beban-beban tersebut di atas maka struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan di bawah ini:

1,4D (6.2-1)

D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.

L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain.

La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak

H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air

W adalah beban angin.

E adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03–1726–1989, atau penggantinya

Dengan :

γL = 0,5 bila L< 5 kPa, dan γ L = 1 bila L≥ 5 kPa.

(9)

Struktur Baja I 8

daerah yang digunakan untuk pertemuan umum, dansemua daerah di mana beban hidup lebih besar daripada 5 kPa.

2.2.2. Penempatan beban

1. Berat Sendiri Konstrksi Kuda-Kuda

Muatan ini dianggap bekerja pada tiap-tiap titik buhul (bagian atas dan bawah).

2. Berat akibat penutup atap dan gording

Dianggap bekerja pada titik buhl bagian atas

3. Berat plafond + penggantung

Dianggap bekerja pada titik buhul bagian bawah

4. Beban Hidup

a) Beban terpusat berasal dari seprng pekerja dengan peralatan sebesar minimum 100 kg

b) Beban air hjan sebesar (40 –(0,8 x ά)) kg/m

5. Beban Angin

Angin tekan dan hisap yang terjadi dianggap bekerja tegak lurus bidang atap pada tiap titik buhul bagian atassehingga komponen angin hanya bekerja pada arah sumbu y saja dan komponen angin dalam arah sumbu x = 0untuk konstruksi gedung tertutup, dimana < 65°, maka :

2.2.3. Ketentuan Alat Sambung

Alat sambung yang digunakan adalah baut, dimana penentuan dimensi baut di sesuaikan dengan ukuran danjenis profil baja dengan menggunakan rumus pada PPBBI 1983.

2.3. Batang tarik

(10)

Struktur Baja I 9

sering berupa batang sekunder seperti batang untuk pengaku sistem lantai rangka batang atau untuk penumpu antara sistem dinding berusuk (bracing).

Batang tarik dapat berbentuk profil tunggal ataupun variasi bentuk dari susunan profil tunggal. Bentuk penampang yang digunakan antara lain bulat, plat strip, plat persegi, baja siku dan siku ganda, kanal dan kanal ganda, profil WF, H, I, ataupun boks dari susunan profil tunggal. Secara umum pemakaian profil tunggal akan lebih ekonomis, namun penampang tersusun diperlukan bila:

1) Kapasitas tarik profil tunggal tidak memenuhi

2) Kekakuan profil tunggal tidak memadai karena kelangsingannya

3) Pengaruh gabungan dari lenturan dan tarikan membutuhkan kekakuanlateral

yang lebih besar

4) Detail sambungan memerlukan penampang tertentu Faktor estetika.

2.3.1. Kekakuan Batang Tarik

Kekakuan batang tarik diperlukan untuk menjaga agar batang tidak terlalu fleksibel. Batang tarik yang terlalu panjang akan memiliki lendutan yang sangat besar akibat oleh berat batang itu sendiri. Batang akan bergetar jika menahan gaya-gaya angin pada rangka terbuka atau saat batang harus menahan alat-alat yang bergetar. Kriteria kekakuan didasarkan pada angka kelangsingan (slenderness ratio),dengan melihat perbandingan L/r dari batang, di mana L=panjang batang dan r=jari-jari kelembaman.Biasanya bentuk penampang batang tidak berpengaruh pada kapasitas daya tahannya terhadap gaya tarik. Kalau digunakan alat-alat penyambung (baut atau paku keling), maka perlu diperhitungkan konsentrasi tegangan yang terjadi disekitar alat penyambung yang dikenal dengan istilah Shear lag. Tegangan lain yang akan timbul adalah tegangan lentur apabila titik berat dari batang-batang yang disambung tidak berimpit dengan garis sumbu batang.

Pengaruh ini biasanya diabaikan, terutama pada batang-batang yang dibebani secara statis.Menurut spesifikasi ini tegangan yang diizinkan harus ditentukan baik untuk luas batang bruto maupun untuk luas efektif netto.Biasanya tegangan pada luas penampang bruto harus direncanakan lebih rendah dari

(11)

Struktur Baja I 10

luas efektif netto direncanakan untuk mencegah terjadinya keruntuhan lokal pada bagian-bagian struktur.

Pada perhitungan-perhitungan dengan luas efektif netto perlu diberikan koefisien reduksi untuk batang tarik. Hal ini bertujuan untuk mengatasi bahaya yang timbul akibat terjadinya Shear lag. Tegangan geser yang terjadi pada baut penyarnbung akan terkonsentrasi pada titik sambungannya. Efek dari Shear lag ini akan berkurang apabila alat penyambung yang digunakan banyak jumlahnya.

2.4. Luas penampang bruto, netto dan efektif netto

Luas penampang bruto dari sebuah batang Ag didefinisikan sebagai hasil perkalian antara tebal dan lebar bruto batang.Luas penampang netto didefinisikan sebagai perkalian antara tebal batang dan lebar nettonya.Lebar netto didapat

dengan mengurangi lebar bruto dengan lebar dari lubang tempat sambungan yang terdapat pada suatu penampang.Di dalam AISCS ditentukan bahwa dalam menghitung luas netto lebar dari paku keling atau baut harus diambil 1/16 in lebih besar dari dimensi nominal lubangnya dalam arah normal pada tegangan yang bekerja.AISC memberikan daftar hubungan antara diameter lubang dengan ukuran alat penyambungnya.Untuk lubang-lubang standar, diameter lubang di ambil 1/16 in lebih besar dari ukuran nominal alat penyambung.Dengan demikian di dalam menghitung luas netto, diameter alat penyambung harus ditambah 1/8 in atau (d+1/16+1/16).

2.5. Batang Tekan

Pada struktur baja terdapat 2 macam batang tekan, yaitu:

1) Batang yang merupakan bagian dari suatu rangka batang. Batang ini dibebani gaya tekan aksial searah panjang batangnya. Umumnya pada suaturangka batang maka batang-batang tepi atas merupakan batang tekan. 2) Kolom merupakan batang tekan tegak yang bekerja untuk menahan

balok-balok loteng, balok-balok lantai dan rangka atap, dan selanjutnya menyalurkan beban tersebut ke pondasi.

Batang-batang lurus yang mengalami tekanan akibat bekerjanya gaya-gaya

(12)

ukurannya, kekuatannya ditentukan berdasarkan kekuatan leleh dari

bahannya.Untuk kolom-kolom yang panjang kekuatannya ditentukan faktor tekuk elastis yang terjadi, sedangkan untuk kolom-kolom yang ukurannya sedang, kekuatannya ditentukan oleh faktor tekuk plastis yang terjadi. Sebuah kolom yang sempurna yaitu kolom yang dibuat dari bahan yang bersifat isotropis, bebas dari tegangan-tegangan sampingan, dibebani pada pusatnya serta mempunyai bentuk yang lurus, akan mengalami perpendekan yang seragarn akibat terjadinya regangan tekan yang seragam pada penampangnya.

Kalau beban yang bekerja pada kolom ditambah besarnya secara berangsur-angsur, maka akan mengakibatkan kolom mengalami lenturan lateral dan kemudian mengalami keruntuhan akibat terjadinya lenturan tersebut. Beban yang mengakibatkan terjadinya lenturan lateral pada kolom disebut beban kritis dan

merupakan beban maksimum yang masih dapat ditahan oleh kolom dengan aman.

2.5.1 Keruntuhan

Batang tekan dapat terjadi dalam 2 kategori, yaitu :

1) Keruntuhan yang diakibatkan terlampauinya tegangan leleh. Hal ini

umumnya terjadi pada batang tekan yang pendek.

2) Keruntuhan yang diakibatkan terjadinya tekuk. Hal ini terjadi pada batang tekan yang langsing.

Gambar 2.2Tipe Penampang Batang Tekan

2.5.2. Kelangsingan batang tekan

tergantung dari jari-jari kelembaman dan panjang tekuk. Jari-jari

(13)

harga λ terbesar.Panjang tekuk juga tergantung pada keadaan ujungnya, apakah

sendi, jepit, bebas dan sebagainya. Menurut SNI 03–1729–2002, untuk batang-batang yang direncanakan terhadap tekan, angka perbandingan kelangsingan ë =Lk/r dibatasi sebesar 200 mm. Untuk batang-batang yang direncanakan terhadap tarik, angka perbandingan kelangsingan L/r dibatasi sebesar 300 mm untuk batang sekunder dan 240 mm untuk batang primer. Ketentuan di atas tidak berlaku untuk batang bulat dalam tarik. Batang-batang yang ditentukan oleh gaya tarik, namun dapat berubah menjadi tekan yang tidak dominan pada kombinasi pembebanan yang lain, tidak perlu memenuhi batas kelangsingan batang tekan.

Gambar 2.3Faktor Panjang Efektif Pada Kondisi Ideal

2.5.3. Panjang tekuk

Nilai faktor panjang tekuk (kc) bergantung pada kekangan rotasi dan translasi pada ujung-ujung komponen struktur.Untuk komponen struktur tak-bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap tak-hingga, sedangkan untuk komponen struktur bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap nol. Nilai faktor panjang tekuk (kc) yang digunakan untuk komponen struktur dengan ujung-ujung ideal ditunjukkan pada Gambar 2.3.

2.6. Sambungan Struktur Baja

Jenis-jenis sambungan struktur baja yang digunakan adalah pengelasan serta sambungan yang menggunakan alat penyambung berupa paku keling (rivet) dan

(14)

1) Baut kekuatan tinggi

Dua jenis utama baut kekuatan (mutu) tinggi ditunjukkan oleh ASTM sebagai A325 dan A490. Baut ini memiliki kepala segienam yang tebal dan digunakan dengan mur segienam yang setengah halus (semifinished) dan tebal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.10(b). Bagian berulirnya lebih pendek dari pada baut non-struktural, dan dapat dipotong atau digiling (rolled).Baut A325 terbuat dari baja karbon sedang yang diberi perlakuan panas dengan kekuatan leleh sekitar 81 sampai 92 ksi (558 sampai 634 MPa) yang tergantung pada diameter.Baut A490 juga diberi perlakuan panas tetapi terbuat dari baja paduan (alloy) dengan kekuatan leleh sekitar 115 sampai 130 ksi (793 sampai 896 MPa) yang tergantung pada diameter.Baut A449 kadang-kadang digunakan bila diameter yang diperlukan berkisar dari II sampai 3 inci, dan juga untuk baut angkur serta batang

bulat berulir.Diameter baut kekuatan tinggi berkisar antara 1/2 dan 1 1/2 inci (3 inci untuk A449). Diameter yang paling sering digunakan pada konstruksi gedung adalah 3/4 inci dan 7/8 inci, sedang ukuran yang paling umum dalam perencanaan jembatan adalah 7/8 inci dan 1 inci.Baut kekuatan tinggi dikencangkan (tightened) untuk menimbulkan tegangan tarik yang ditetapkan pada baut sehingga terjadi gaya jepit (klem/clamping force) pada sambungan. Oleh karena itu, pemindahan beban kerja yang sesungguhnya pada sambungan terjadi akibat adanya gesekan (friksi) pada potongan yang disambung.Sambungan dengan baut kekuatan tinggi dapat direncanakan sebagai tipe geser (friction type), bila daya tahan gelincir (slip) yang tinggi dikehendaki; atau sebagai tipe tumpu (bearing type), bila daya tahan gelincir yang tinggi tidak dibutuhkan.

2) Paku keeling

(15)

Proses pemasangannya adalah pertama paku keling dipanasi hingga warnanya menjadi merah muda kemudian paku keling dimasukkan ke dalam lubang, dan kepalanya ditekan sambil mendesak ujung lainnya sehingga terbentuk kepala lain yang bulat. Selama proses ini, tangkai (shank) paku keling mengisi lubang (tempat paku dimasukkan) secara penuh atau hampir penuh, sehingga menghasilkan gaya jepit (klem). Namun, besarnya jepitan akibat pendinginan paku keling bervariasi dari satu paku keling ke lainnya, sehingga tidak dapat diperhitungkan dalam perencanaan. Paku keling juga dapat dipasang pada keadaan dingin tetapi akibatnya gaya jepit tidak terjadi karena paku tidak menyusut setelah dipasang.

3) Baut hitam

Baut ini dibuat dari baja karbon rendah yang diidentifikasi sebagai ASTM A307,

dan merupakan jenis baut yang paling murah.Namun, baut ini belum tentu menghasilkan sambungan yang paling murah karena banyaknya jumlah baut yang dibutuhkan pada suatu sambungan.Pemakaiannya terutama pada struktur yang ringan, batang sekunder atau pengaku, anjungan (platform), gording, rusuk dinding, rangka batang yang kecil dan lain-lain yang bebannya kecil dan bersifat statis.Baut ini juga dipakai sebagai alat penyambung sementara pada sambungan yang menggunakan baut kekuatan tinggi, paku keling, atau las.Baut hitam (yang tidak dihaluskan) kadang-kadang disebut baut biasa, mesin, atau kasar, serta kepala dan murnya dapat berbentuk bujur sangkar.

4) Baut eskrup (Turned Bolt)

(16)

BAB III

DATA DAN PERHITUNGAN

3.1. Analisis Perhitungan Beban

Struktur atap rangka baja konvensional dalam perencanaan menggunakan metode LRFD ( Load and Resistance Factor Design ) atau desain beban dan faktor resistensi, dimana cek tegangan yang terjadi tehadap tegangan leleh ( fy ). Untuk mempermudah perhitungan, maka berikut adalah data-data kuad-kuda yang akan di hitung :

Gambar 3.1 Kuda-Kuda yang akan di analisis

3.1.1. Data kuda-kuda

Bentang kuda-kuda = 8 meter

Jarak antar kuda-kuda = 4 meter

Penutup atap genteng beton = 50 kg (PBI 1983)

Jenis sambungan = Baut

Tekanan angin = 35 kg/m2

Tegangan iji baja = 1700 kg/cm2

(17)

3.1.2. Perencanaan gording

Gambar 3.2 Arah gaya pada gording

Rumus yang digunakan :

1. Beban Terpusat

2. Beban Terbagi Rata

Bidang Momen : M = 1 kg/cm2) dan satu buah trekstang.

2) Data yang diperlukan antara lain adalah kemiringan atap (α), bentang gording (L) dan jarak antar gording.

Pembebanan :

1) Beban mati (qD), meliputi berat penutup atap (Genteng Beton), berat gording dan berat brancing.

2) Beban hidup (qL), meliputi beban pekerja (qP) dan air hujan (qR) =

(40-0,8α) x jarak gording.

3) Beban angin (qA = 30 kg/m2), meliputi :

Beban angin tekan = Koef*qA*jarak gording Beban angin hisap = Koef*qA*jarak gording

(18)

Dimana :

Koefisien tekan (+) = ((0,2*α) - 0,4)

Koefisien hisap (-) = - 0,4

4) Perhitungan momen

⇒ Arah x

Mx komb.1 = MDx + MPx

Mx komb.2 = MDx + MPx + MWxt

Mx komb.3 = MDx + MPx + MWxh

Mx komb.4 = MDx + MRx + MWxt

Mx komb.5 = MDx + MRx + MWxh

⇒ Arah y

My komb.1 = MDy + MPy

My komb.2 = MDy + MPy + MWyt

My komb.3 = MDy + MPy + Mwyh

My komb.4 = MDy + MRy + MWyt

My komb.5 = MDy + MRy + Mwyh

Dari kombinasi tersebut momen yang maksimum.

5) Kontrol terhadap Tegangan

Syarat f ≤ fy

6) Kontrol lendutan (f)

f ≤ f ijin

(19)

3.1.3. Pendimensian Kuda-Kuda

1. Menentukan syarat-syarat batas tumpuan panjang bentang dan dimensi

Profil yang akan digunkan.

2. Melakukan analisa pembebanan.

Pembebanan yang dilakukan pada struktur rangka atap sama dengan beban yang diterima pada saat perencanaan gording hanya ada penambahan pada berat sendiri konstruksi rangka atap.

Sedangkan kombinasi beban yang diberikan pada analisis struktur atap ini adalah : Kombinasi I : Beban Mati + Beban Hidup

Kombinasi II : Beban Mati + Beban Hidup + Beban Angin Kanan Kombinasi III : Beban Mati + Beban Hidup + Beban Angin Kiri w = 1,2 D + 1,6 L

w = 1,2 D + 0,5 L ± 1,3 W Keterangan:

D = Beban mati

L = Beban hidup ( akibat pekerja dan air hujan ) W = Beban angin

3. Melakukan pengecekan kekuatan pada profil majemuk.

Gambar 3.3 Penampang siku profil ganda

(20)

4. Cek terhadap batang tarik

Gambar 3.4 Batang yang mengalami gaya tarik Syarat penempatan baut : (SNI 03-1729-2002 hal.104)

s1≥ 1,5 db

s1≤ 12 tp

s1≤ 150 mm s ≥ 3 db

s ≤ 15 tp

s ≤ 200 mm

d ( lubang baut ) = ϕ + 1 A = A nt

Pot 1 – 2 :

A nt = Ag - n x d x t

Penampang efektif (SNI 03-1729-2002 butir 10.2)

x = eksentrisitas sambungan,jarak tegak lurus arah gaya tarik antara

titik berat penampang komponen yang disambung dengan bidang sambungan. U = faktor reduksi

L = panjang sambungan dalam arah gaya tarik. Ae = A x U

(21)

5. Cek terhadap batang tekan

Nu ≤ øNn

Kestabilan batang majemuk :

λiy < λx (tekuk terjadi pada sumbu x) λiy < λy (tekuk terjadi pada sumbu y)

Syarat kestabilan struktur : (SNI 03-1729-2002 hal.59)

λx ≥ 1,2 λ1 λiy ≥ 1,2 λ1 λ1 ≤ 50

λiy = _{i min}kLi (Li = jarak kopel)

Estimasi jarak kopel minimum :

kLi

jumlah bentang harus ganjil dan minimal 3 buah k = faktor tekuk (SNI 03-1729-2002 gambar 7.6-1)

(22)

Iy = 2 (Iy1 + A1 (ex + ½ d)²) Ag = 2x A1

λy = KLx_ix

Kontrol tekuk lokal : (SNI 03-1729-2002 tabel 7.5-1)

λf ≤ λr

pada profil siku ganda dengan plat kopel sebagai penyokong

λf = b_t

λr = 200

√fy

dimana :

b = lebar profil siku t = tebal profil siku

3.1.4. Pendimensian Plat Kopel pada Batang Profil Ganda

Pelat kopel harus cukup kaku, sehingga memenuhi persamaan :

Ip a ≥ 10

Ii

Li(SNI 03-1729-2002 pers. 9.3-5)

Dimana :

Ip = Momen kelembaman pelat kopel a = Jarak sumbu elemen batang tersusun

Ii = Momen kelembaman elemen batang tunggal terhadapsumbu b-b Li = Jarak pelat kopel

a = 2e + pelat pengisi

(23)

Vu ≤ ϕ Vn

Gaya lintang yang dipikul = D

D = 0,02 Nu (SNI 03-1729-2002 pers. 9.3-8) Nu = gaya batang yang terjadi

Vu = gaya geser nominal, sama sepeti persamaan sebelumnya Kekuatan geser pelat kopel : (SNI 03-1729-2002 pers.8.8-2)

kn = 5 + 5

(a/h)2

Vn = 0,6 x fy x Aw

Aw = luas kotor pelat badan

Vn = 0,6 x fy x Aw [1,10 √KnE fy⁄ ] 1

(24)

3.1.5. Perhitungan Sambungan

1. Sambungan baut

Ru ≤ øRn

Syarat kekuatan baut :

Kekuatan baut terhadap geser (SNI 03-1729-2002, pasal 13.2.2.1)

Kekuatan baut yang memikul tarik (SNI 03-1729-2002, pasal 13.2.2.2)

Kuat tumpu dalam lubang baut (SNI 03-1729-2002, pasal 13.2.2.4)

(25)

Sehingga : Ru = 0,85 øRn

Jumlah Baut = n = Nu

0,85ϕ Rn

2. Sambungan las

Gambar 3.5 Sambungan las pada profil pipa

Tabel 3.1 Ukuran Minimum Las Sudut

Ukuran maksimum las sudut sepanjang tepi komponen yang disambung :

a. tp < 6,4 mm t maks = tp

b. tp ≥ 6,4 mm t maks = tp – 1,6 mm Kuat las sudut : (SNI 03-1729-2002) Ru ≤ øRnw

dengan

øf Rnw = 0,75 tt (0,6 fu) (bahan dasar) øf Rnw = 0,75 tt (0,6 fuw) (bahan las) Dimana :

øf Rnw = gaya terfaktor per satuan panjang las

øf = faktor reduksi kekuatan saat fraktur, 0,75

fu = tegangan tarik putus bahan dasar, Mpa

fuw = tegangan tarik putus bahan las, Mpa

(26)

Panjang Las = Ln = Ru

ϕ f Rnw

Ln ≥ 4 tt

L bruto = Ln + 3 tt

3.1.6. Perhitungan Ikatan Angin

Dikarenakan pada SNI 03-1729-2002 tidak dijelaskan mengenai perencanaan bracing (ikatan angin) pada struktur atap (hanya ada padabangunan struktur baja tahan gempa), maka referensi diambil dari PPBBI 1984. Menurut PPBBI 1984 halaman 64, pada hubungan gording, ikatanangin harus dianggap ada gaya P yang arahnya sejajar sumbu gordingyang besarnya:

P’ = 0,01 P kuda-kuda + 0,005 n.q.dk.dq

P kuda-kuda = gaya pada bagian tepi kuda-kuda di tempat gording itu

n = jumlah trave antara dua bentang ikatan angin

q = beban atap vertikal terbagi rata

dk = jarak antar kuda-kuda

dq = jarak antar gording

bentang ikatan angin harus dipenuhi syarat :

Atepi = luas penmapang bagian tepi kuda-kuda

h = jarak kuda-kuda pada bentang ikatan angin

L = panjang tepi atas kuda-kuda

Ikatan angin juga menerima beban Q

Q = n.q.dk.L

n = jumlah trave antara dua bentang

q = beban atap vertikal terbagi rata

dk = jarak antar kuda-kuda

L = panjang tepi atas kuda-kuda

3.1.7. Perhitungan Trekstang

(27)

menahan gaya yang bekerja pada sumbu x. Jumlah trekstang yang digunakan adalah 1.

ω = qDy . Lk

n + Py

qDy = qD cos α Py = P cos α

σ = ω

A

σ = ω

1/ 4πd²

akan diperoleh diameter trekstang (d). cek

n.d ≤ 1/500 Lk (aman)

3.1.8. Perhitungan Angkur

Perhitungan didasarkan terhadap reaksi pada tumpuan tersebut dimana:

Vn = 0,6 fy Aw (SNI 03-1729-2002, pasal 8.8.3)

τbatang = 75 kg/cm²

A = P

τ batang

A = πr.L

3.1.9. Perhitungan sambungan las pelat landas

(28)

Ukuran maksimum las sudut sepanjang tepi komponen yang disambung :

a. tp < 6,4 mm t maks = tp

b. tp ≥ 6,4 mm t maks = tp – 1,6 mm Kuat las sudut : (SNI 03-1729-2002) Ru ≤ øRnw

dengan

øf Rnw = 0,75 tt (0,6 fu) (bahan dasar) øf Rnw = 0,75 tt (0,6 fuw) (bahan las) Dimana :

øf Rnw = gaya terfaktor per satuan panjang las

øf = faktor reduksi kekuatan saat fraktur, 0,75

fu = tegangan tarik putus bahan dasar, Mpa

fuw = tegangan tarik putus bahan las, Mpa

tt = tebal rencana las, mm

Panjang Las = Ln = Ru

ϕ f Rnw

Ln ≥ 4 tt

(29)

BAB IV

ANALISA DAN PERHITUNGAN

4.1. Data-Data Perencanaan Kuda-Kuda

Gambar 4.1 Kuda-kuda yang akan dianalisis Direncanakan :

Penutup atap genteng beton = 50 kg (PBI 1983)

Kemiringan kuda-kuda = 40º

4.2. Perhitungan Panjang Batang

1) Tinggi Kuda-Kada (H)

H = 4 x Tan 40°

= 3,35 m

2) Panjang Batang

b

1=

b

2=

b

3=

b

4=

b

5=

b

6

L/6 = 8 / 6 = 1,33 m

(30)

(31)

Dari perhitungan diatas didapat hasil sebagai berikut :

No. Batang Panjang Batang Satuan

a1 1,88 Meter

(32)

4.3. Perencanaan Gording

Gambar 4.2 No frame kuda-kuda utama Direncanakan :

Penutup atap genteng beton = 50 kg (*PBI 1983)

Kemiringan kuda-kuda = 40º

Digunakan Profil Canal 160 x 65 x 7.5 x 10.5 Dengan Karakteristik sbb :

Tegangan ijin baja : 1700 kg/cm2

Sec. Area(A) : 24 cm2

Ix : 925 cm4

Iy : 85,30 cm4

Wx : 116,00 cm3

Wy : 18,30 cm3

4.3.1. Perhitungan Momen Akibat Beban

1. Beban Mati

Berat Sendiri Gording (Canal 160 x 65 x 7.5 x 10.5) = 18,80 kg/m Berat Atap : (Berat Genteng) x (Jarak Gording)

: 50 x 1,10 = 55 kg/m

Total q : 18,80 + 55 = 73,80 kg/m

(33)

(34)

Lendutan yang timbul :

(35)

fx = PxL³

3. Beban Terbagi Rata

q = (40-(0,8 x ά)) = (40-(0,8 x 40°)) = 8 kg/m Beban akibat air hujan yang diterima gording :

(36)

fx = 5qxL tegangan yang timbul ditentukan oleh beban terpusat.

4. Beban Angin

Tekanan angin rencana diambil 35 kg/m2

Angin Tekan

< 65°, maka koefisien angin tekan : C = 0,02 ά – 0,4

= 0,02(35) – 0,4 = 0,3

qx = Koef.Angin x Tekanan Angin x Jarak Gording

(37)

fx = 5qxL

qx = Koef.Angin x Tekanan Angin x Jarak Gording

=-0,4 x 35 x 1,10 = -15,40 kg/m

fx = 5qxL

(38)

Momen dan Bidang Geser Akibat Variasi dan Kombinasi Beban

Momen dan Bidang Geser

Beban Mati Beban Hidup _{Beban Angin}

Tekan

Tabel 4.2. Beban akibat momen dan geser

5. Kontrol Kekuatan Gording

Direncanakan gording dari ProfilCanal 160 x 65 x 7.5 x 10.5

Tegangan ijin baja : 1700 kg/cm2

Kontrol Kekuatan Gording Terhadap Tegangan

(39)

Kontrol Kekuatan Gording Terhadap Lendutan

Batas lendutan maksimum arah vertikal untuk gording batang tunggal menerus

adalah : fmaks = 1

240L = 1

240400 = 1,67 cm

Lendutan yang timbul terhadap sumbu. x-x

fx = fx Beban Mati + fx Beban Hidup + fx Beban Angin

= 0,127 + 0,224 + 0,056 = 0,407 cm

Lendutan yang timbul terhadap sumbu. y-y

fy = fy Beban Mati + fy Beban Hidup + fy Beban Angin

= 0,883 + 0,188 + 0,000 = 1,071 cm

Total lendutan yang dialami gording adalah :

f ytb = √(fx)2+ (fy)²

=√(0,407)2+ (1.071)²

= 1,15 cm (Aman)

Gording dengan Profil Canal 160 x 65 x 7.5 x 10.5 dapat digunakan

4.4. Perhitungan Pembebanan

1. Beban Mati

Berat Rangka Kuda – Kuda

Beban rangka kuda – kuda dihitung didasarkan rumus Ir. Loa Wan Kiong qmks = (L-2) s/d (L+5)

= (8-2) s/d (8+5) = 6 kg/m2 _{s/d 13 kg/m}2

Diambil beban q yang mksimum yaitu : 13 kg/m2

Pelimpahan ke titik buhul :

qmaks x Jarak antar kuda − kuda x panjang bentang kuda − kuda

jumlah titik buhul

= 13 𝑥 4,0 𝑥 8,0

(40)

Berat Branching / Ikatan Angin

Menurut PPPBI berat branching diambil 25 % dari berat sendiri kuda-kuda yang dilimpahkan ke titik buhul :

P = 25 % x 69,33 = 17,33 kg Berat Penutup Atap

Pentup Atap = Genteng Beton (50 kg/m2₎

P = Berat Genteng x jarak kuda-kuda x jarak gording = 50 x 4,0 x 1,1 = 220 kg

Berat Gording

Berat Gording = 18,80 kg/m P = Berat gording x jarak kuda-kuda = 18,80 x 4,0 = 75,20 kg

Beban Angin Tekan Tiap Buhul

Pt = 0,4 x 35 kg/m2_{x 4,0 m x 1,10 m = 61,60 kg}

Beban Angin Hisap Tiap Buhul

Ph = -0,4 x 35 kg/m2_{x 4,0 x 1,10 m = -61,60 kg}

Gaya Hisap Perletakan

Ph = 1/2 Ph = 1/2 (-61,60) = -30,80 kg

Beban Plafond dan Penggantung

q plafond dan penggantung = 18 kg/m2

(41)

= 18 x 4,0 x 1,10 = 79,20 kg Beban Hidup (Beban Berguna)

Beban Orang/Pekerja = 100 kg

Beban Air Hujan = (40-0,8xα) x Jarak Gording = 8.8 kg/m

Beban Hujan = 8.8 kg/m x 4,0 m = 35,2 kg

Karena asumsi beban orang dan beban hujan tidak bersamaan, maka yang di ambil beban yang paling besar diantaranya, yaitu beban orang sebesar100kg

4.5. Perhitungan Reaksi Tumpuan Akibat Beban

Total Beban yang bekerja pada tiap titik buhul adalah :

Beban Rangka Kuda – Kuda = 69,33 kg

Beban Branching = 17,33 kg

Beban Penutup Atap = 220 kg

Berat Gording = 75,20 kg

Beban Hidup = 100 kg +

Total Beban = 481,86 kg ~ 482 kg

Beban Pada Titik Buhul (P) = 482 kg

Beban Seluruh Atap = (1/2 P) + (5 x P) = 2651 kg Beban Perletakan RA=RB= 1325,5 kg

Gambar 4.4 Beban pada tiap titik buhul

(42)

Diagran Cremona Akibat Beban

(43)

4.6. Perhitungan Reaksi Tumpuan Akibat Beban Angin

1. Perhitungan Reaksi Tumpuan Akibat Beban Angin Kiri

Gambar 4.6 Beban pada tiap titik buhul akibat angin kiri

Diketahui Data-Data Sbb: Berat Angin Tekan

Pt = 0,1 x 35 kg/m2_{x 4,0 m x (1,88+1,88+1,88) m = 78,96 kg}

Beban Angin Tiap Titik Simpul Pt = Pt/ 3 = 26,32 kg

Beban Angin Perletakan Pt = 17,64 / 2 = 13,16 kg

Berat Angin Hisap

Ph = -0,4 x 35 kg/m2_{x 4,0 x (1,88+1,88+1,88) m = -315,84 kg}

Beban Angin Tiap Titik Simpul Ph = Ph Cos 40° / 3 = -80,65 kg

Beban Angin Perletakan Ph = -80,65 / 2 = -40.325 kg

Sehingga Perhitungan Sbb :

RA= Ʃ MB = 0

RA(8) –78,96 Cos 40°(6) + 78,96 Sin 40°(0,93) + 315,84 Cos 40°(2) + 315,84 Sin 40°(0,93) = 0,00

Ph sin 40°

Pt cos 40° Ph cos 40°

Pt sin 40°

(44)

RA(8) – 362,92 + 47,20 + 483,89 + 188,81 = 0,00 RA = -44,62 kg

RB= Ʃ MA = 0

-RB(8) + 315,84 Cos 40° (6) + 315,84 Sin 40°(0,93) + 78,96 Cos 40°(2) + 78,96 Sin 40°(0,93) = 0,00

-RB(8) +1451,68 + 188,81 + 120,97 + 47,20 = 0,00 RB = 241,20 kg

Kontrol Ʃ V = 0

((-44,62) + 241,20)– (88,42 +(-243,85)) = 0,00

2. Perhitungan Reaksi Tumpuan Akibat Beban Angin Kanan

Gambar 4.7 Beban pada tiap titik buhul akibat angin kanan

Diketahui Data-Data Sbb: Berat Angin Tekan

Pt = 0,1 x 35 kg/m2_{x 4,0 m x (1,88+1,88+1,88) m = 78,96 kg}

Berat Angin Hisap

Ph = -0,4 x 35 kg/m2_{x 4,0 x (1,88+1,88+1,88) m = -315,84 kg}

Sehingga Perhitungan Sbb :

RA= Ʃ MB = 0

RA(8) – 315,84 Cos 40°(6) – 315,84Sin 40°(0,93) – 78,96 Cos 40°(2) – 78,96 Sin 40°(0,93)

Ph sin 40°

Pt cos 40° Ph cos 40°

Pt sin 40°

(45)

RA= 241,20 kg

RB= Ʃ MA = 0

-RB(8) + 78,96 Cos 40°(6) – 78,96 Sin 40°(0,93) – 315,84 Cos 40°(2) – 315,84 Sin 40°(0,93)

RB= -44,62 kg

Kontrol Ʃ V = 0

(241,20 + (-44,62)) – (88,42 +(-243,85)) = 0,00

(46)

Gambar 4.8 Cremona akibat beban angin kiri Skala 1 cm : 1 kg Diagran Cremona Akibat Beban Angin Kanan

Gambar 4.8 Cremona akibat beban angin kanan Skala 1 cm : 1 kg

4.7. Perhitungan Gaya Batang

(47)

Tabel 4.3. Gaya batang akibat beban yang bekerja

(48)

4.8. Mendimensi Batang

Setelah didapatkan gaya-gaya batang dilakukan pendimensian batang sesuai dengan gaya batang yang bekerja yaitu batang tekan atau batang tarik. Dari besarnya gaya tersebut bisa didapatkan ukuran dari profil kuda-kuda baja. Dalam hal ini direncanakan rangka kuda-kuda baja menggunakan baja profil siku ganda atau dobel.

4.9. Mendimensi Batang Tarik

1. Perhitungan Batang b

Dari hasil perhitungan gaya batang diperoleh gaya terbesar yaitu :

P = 2642 kg

σ' = 1700 kg/cm2

Alat sambung yang digunakan adalah “Baut” dengan Δ Fbr = 15 % (diambil nilai maksimal).

Perencanaan mengunakan profil siku sama kaki dobel, jadi Luas Bruto (Fbr) dibagi 2.

FProfil = Fbr

2 = 1,104

2 = 0,552 cm2

(49)

2. Perhitungan Batang t

P = 1345 kg

σ' = 1700 kg/cm2

Alat sambung yang digunakan adalah “Baut” dengan Δ Fbr = 15 % (diambil nilai maksimal).

Perencanaan mengunakan profil siku sama kaki dobel, jadi Luas Bruto (Fbr) dibagi 2.

FProfil = Fbr

2 = 0,82

2 = 0,41 cm2

Dari tabel baja maka di pakai baja profil siku dengan ukuran 15 x 15 x 3,0 Dengan Nilai FProfil = 0,82 cm2

Sehingga untuk Batang T digunakan Baja profil siku dengan ukuran 15 x 15 x 3,0

4.10. Mendimensi Batang Tekan

1. Perhitungan Batang a

P = 3214 kg

(50)

FTaksiran = P

σ′ + 2.5 Lk2

= 3214

1700+ 2.5 (1,10)2= 4,92 cm2

Perencanaa menggnakan profil siku sama kaki dobel jad FTaksiran dibagi 2

FProfil = Ftaksiran

2 = 2,46 cm2

Dari tabel didapatkan ukuran baja profil siku 30 x 30 x 5 Dengan Data-Data Sbb :

(51)

Menekuk Terhadap Sumbu Bahan

λx = Lk / ix

Menekuk Terhadap Sumbu Bebas Bahan

(52)

= 907,55 kg/cm2≤σ' = 17_{00 kg/cm}2_{(Syarat Terpenuhi)}

"Setelah dilakukan pengecekan terhadap sumbu bahan dan sumbu bebas

bahan profil 30 x 30 x 5 aman untuk digunakan"

2. Perhitungan Batang d

P = 680 kg

Perencanaa menggnakan profil siku sama kaki dobel jad FTaksiran dibagi 2

FProfil = Ftaksiran

2 = 4,34 cm

2

Dari tabel didapatkan ukuran baja profil siku 40 x 40 x 6

Dengan Data-Data Sbb :

(53)

Menekuk Terhadap Sumbu Bahan

λx = Lk / ix

Menekuk Terhadap Sumbu Bebas Bahan

λy = Lk / iy

(54)

"Setelah dilakukan pengecekan terhadap sumbu bahan dan sumbu bebas

bahan profil 40 x 40 x 6 aman untuk digunakan"

4.11. Merencanakan Pelat Kopel

1. Batang a = 3214 kg/cm

Gaya Lintang yang dipikul pelat kopel = 0,02 x 3214 = 64,28 kg

Tegangan geser persatuan panjang = D x Sy/Iy

(55)

Dimana Sy = Fprofil . ½ . a

= 2,27 x ½ x 2,84

= 3,22 cm3

Jadi gaya geser yang dipikul pelat kopel adalah :

L = t x L1

=13,33 x 36,67 = 488,81 kg Ukuran pelat kopel :

Tebal Pelat = 10 mm

Ip / a ≥10 ( Iη / L1 )

a ≥ 2 . ex + (Tebal Pelat) ( 1/12(1,0)h3) / 2,84 ≥10 (0,91 / 36,67)

h3 _≥8,62

h ≥2,05 cm h ≈ 2 cm

Dari Perhitungan maka digunakan plat kopel ukuran 58 x 20 x 10

Direncanakan las sudut

P1 = 0,8

0,5+1,0x 488,81 = 260,70 kg

σ = τ = 1/2 (260,70)(√2)

0,5 Ln

δi = √σ² + 3 τ²≤ 1.700 kg/cm2

δi = √(1/2 (260,70)(√2)

0,5 Ln )² + 3. (

1/2 (260,70)(√2)

(56)

Kontrol Tegangan Akibat Geser

τ = 3

(57)

Tegangan geser persatuan panjang = D x Sy/Iy

= 13,60 x 7,62 / 38,55 = 2,69 kg Dimana Sy = Fprofil . ½ . a

= 4,48 x ½ x 3,40

= 7,62 cm3

Jadi gaya geser yang dipikul pelat kopel adalah :

L = t x L1

= 2,25 x 37,40 = 84,15 kg Ukuran pelat kopel :

Tebal Pelat = 10 mm

Ip / a ≥10 ( Iη / L1 )

a ≥ 2 . ex + (Tebal Pelat)

( 1/12(1,0)h3) / 3,40 ≥ 10 (2,67 / 37,40) h3 ≥28,97

h ≥3,07 cm h ≈ 3 cm

Dari Perhitungan maka digunakan plat kopel ukuran 58 x 30 x 10

Direncanakan las sudut

P1 = 0,8

0,5+1,0x 84,15 = 44,88 kg

σ = τ = 1/2 (44,88)(√2)

0,5 Ln

(58)

Kontrol Tegangan Akibat Geser

τ = 3

1. Menghitung Jumlah Baut

Batang A (Batang Tekan) dipakai profil siku sama kaki 30 x 30 x 5 Kekuatan Baut :

s = 10 mm (tebal terkecil antara pelat dengan t profil)

(59)

Diambil N Terkecil = 1024,897 kg

n = P

N=

3214

1024,896= 3,01 ≈ 3

Jadi dipakai baut ukuran 3 Ø 8 mm

Dikarenakan gaya batang untuk batang a1 s/d a6 relatif sama besarnya atau dalam hal ini diambil gaya terbesar, maka bisa ditarik kesimpulan bahwa seluruh batang A menggunakan jumlah dan diameter baut yang sama yaitu 3 Ø 8

Menghitung Jarak Baut

Jarak dari baut ke tepi

1,2 d ≤ s1 ≤ 3d atau 6t Lebar (Ukuran Profil) = 3,0 cm

30 x 30 x 5

Pel at Buhul t = 10 mm

(60)

Luas bruto area pelemahan = 9 x 3,0 Kontrol Kekuatan Baut

(61)

Setelah dilakukan kontrol kekuatan baut 3 Ø 8 aman digunakan

Batang B (Batang Tarik) dipakai profil siku sama kaki 15 x 15 x 4 Kekuatan Baut :

N Ggeser 2 Irisan = 2 x 1/4 x π x dn2x σ

n = P

N=

2642

1024,896= 2,58≈ 3

Jadi dipakai baut ukuran 3 Ø 8 mm

(62)

1,2 d ≤ s1 ≤ 3d atau 6t

(63)

Setelah dilakukan kontrol kekuatan baut 3 Ø 8 aman digunakan

Batang D (Batang Tekan) dipakai profil siku sama kaki 40 x 40 x 6 Kekuatan Baut :

direncanakan menggunakan baut = 8 mm

Tebal Pelat buhul S1 = 10 mm

n = P

N=

680

1024,896= 0,66≈ 2

Jadi dipakai baut ukuran 2Ø 8 mm

(64)

Gaya yang bekerja Gaya pada 1 Baut P/Jumlah Baut

P 680 P 340

Px 437,10 Px 218,55

Py 520,91 Py 260,455

(65)

Setelah dilakukan kontrol kekuatan baut 2Ø 8 aman digunakan

Batang T (Batang Taik) dipakai profil siku sama kaki 15 x 15 x 3 Kekuatan Baut :

direncanakan menggunakan baut) = 8 mm

Tebal Pelat buhul S1 = 10 mm

= 2 x 1/4 x π x 0.82_{x ( 0.60 x 1700 )}

(66)

N Tumpuan = d x s x σ Tumpuan

= 0,9 x 0,6 x 1.5 x 1700 = 1377 kg

n = P

N=

1345

1024,896= 1,31≈ 2

1,2 d ≤ s1 ≤ 3d atau 6t

(67)

= 672,50

1,01 = 665,84 kg/cm2≤ 672,50 kg/cm2

(Konstruksi Aman)

σ tp = P

d.s=

672,50 0,9 .0,6

= 1245,37 kg/cm2 ≤ (1,5 x 1700 = 255_{0 kg/cm}2₎

(68)

1. Konstruksi kuda-kuda menggunakan baja konvensional profil siku ganda

a) 15x15x4 untuk batang (b)

b) 15x15x3 untuk batang (t)

c) 30x30x5 untuk batang (a)

d) 40x40x6 untuk batang (d)

2. Gording menggunakan profil kanal 160 x 65 x 7.5 x 10.5 dan sambungan menggunakan baut.

3. Kesimpulan akhir dari perhitungan kuda-kuda baja ini adalah ukuran atau dimensi dari profil kuda-kuda sangat tergantung daripada beban yang bekerja di atasnya misalnya , beban angin, beban atap, beban kuda-kuda itu sendiri.

5.2 Saran

Dalam perhitungan kuda-kuda baja ini dapat penulis sarankan hal-hal sebagai berikut :

1. Dalam perencanaan kuda-kuda baja, mahasiswa sebaiknya mengacu pada

SNI Baja atau referensi-referensi lain yang bisa dipertanggungjawabkan keabsahannya.

2. Dikarenakan banyaknya referensi tentang konstruksi baja, diharapkan

mahasiswa sering melakukan assistensi kepada dosen pembimbing agar perencanaan kuda-kuda baja ini benar.

(69)

DAFTAR PUSTAKA

Ir. Rudy Gunawan , Tabel Profil Konstruksi Baja, 2011, Cetakan ke 20, Yogyakarta

SNI 03 - 1729 – 2002 , Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan

Gedung, 2002, Departemen Pekerjaan Umum

Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Peraturan Pembebanan Indonesia

Untuk Gedung 1983, Cetakan Kedua, Bandung

Dian Ariestadi, Teknik Struktur Bangunan Jilid III, 2008