Laporan Perancangan Struktur Baja

(1)

LAPORAN PERANCANGAN STRUKTUR BAJA

(TSP-306)

Dikerjakan oleh :

I Gusti Ayu Sindhuwidiasih Indrawati Pidada

2013091014

Kevin Anthony

2013091007

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA

TANGERANG SELATAN

MEI 2016

(2)

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI... i

BAB I PENJELASAN UMUM ... 1

BAB II PERHITUNGAN BEBAN ... 2

2.1 Beban Gording ... 2

2.1.1 Perhitungan Beban... 3

2.2 Beban Kuda – kuda ... 7

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR ... 11

3.1 Model Struktur dengan Menggunakan Program SAP2000 ... 11

3.2 Kombinasi Beban ... 13

3.3 Perhitungan Dimensi Batang Tarik ... 14

3.3.1 Perhitungan Batang Bawah (2L 75.75.6) ... 16

3.3.2 Perhitungan Batang Vertikal (L 75.75.6) ... 18

3.3.3 Perhitungan Batang Vertikal (2L 75.75.6) ... 20

3.4 Perhitungan Dimensi Batang Tekan ... 22

3.4.1 Perhitungan Batang Atas (2L 75.75.6) dan Batang Diagonal (2L 75.75.6) ... 23

3.4.2 Perhitungan Batang Diagonal (L 75.75.6) ... 28

3.5 Perhitungan Dimensi Gording ... 30

3.6 Perhitungan Dimensi Sagrod ... 36

BAB IV PERHITUNGAN SAMBUNGAN ... 37

4.1 Perhitungan Sambungan Baut ... 37

(3)

BAB I PENJELASAN UMUM

BAB I

PENJELASAN UMUM

1. Nama proyek : Museum HiTech PT. Future Shop

2. Lokasi : Gading Serpong, Banten.

3. Tipe struktur : Struktur Baja

Perhitungan Struktur Baja Mengacu pada Peraturan

SNI-1727-2013 dan SNI-1729-2015. 4. Fungsi Bangunan : Rangka Atap

5. Material :

 Baja (ASTM 36) : Fy = 250 MPa (kuat leleh minimum)

Fu = 450 MPa (kuat putus minimum)

E = 200.000 MPa (Modulus elastisitas)

 Baut

Sambungan structural (elemen struktur) Baut HTB ASTM A325

(kuat putus fub = 120 ksi = 825 MPa)

Anchor Bolt ASTM A-36 (kuat leleh) min. 240 MPa

 Rebar (besi beton) : Fy = 400 MPa for D ≥ 10 mm

Fy = 240 MPa for D ≥ 8 mm

6. Peraturan / standard :

a. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung, SNI-1727-2013

b. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, SNI-1729-2015

(4)

BAB II PERHITUNGAN GORDING

BAB II

PERHITUNGAN BEBAN

Pada bab ini akan dipaparkan data dan perhitungan untuk pembebanan pada gording struktur atap.

2.1 Beban Gording

 Panjang Kuda-Kuda : 15 meter

 Jarak Antar Gording (L1) : 1,21 meter

 Jarak Antar Kuda-Kuda : 5 meter

 Jenis Penutup Atap : Seng (5 mm)

Gambar 2.1. Denah rangka atap.

(5)

 Berat Penutup Atap : 10 Kg/m2

 Kemiringan Atap : 28,07o

 Tekanan Tiup Angin : 40 Kg/m2

 Total panjang L (S1) : 37,89106 m

 Total panjang 2L (S2) : 50,02282 m

Struktur gording rangka atap ini menggunakan profil baja channel dengan dimensi 200.75.20.2,8 dan data sebagai berikut:

Ix : 950000 mm4 Iy : 220000 mm4 Zx : 19100 mm3 Zy : 7100 mm3 2.1.1 Perhitungan Beban  Beban Mati

Berat Sendiri Gording

Berat Penutup Atap

Berat Sagrod ( ) ( ) Beban Mati  Beban Hidup

(6)

Beban Pekerja

 Beban Hujan

Berdasarkan pasal 8,3 SNI-1727-2013,

Beban Hujan ( ) ( )  Beban Angin V (kecepatan angin) Berdasarkan SNI-1727-2013,

Kd (faktor arah angin) (pasal 26.6, Sistem Penahan Angin Utama)

Kz (kategori eksposur) (pasal 26.7, tinggi bangunan 12,2 m)

Kzt (faktor topografi) (pasal 26.8, dibangun pada dataran rata)

qz (tekanan velositas) (pasal 27.3.2)

( )( ) ( ) ( )

Maka,

P ( )

G (pasal 26.9)

GCPi (Koe. tekanan Internal) (Pasal 26.11-1)

Sebelum menentukan beban angin ketika datang dan pergi, terlebih dahulu tentukan

nilai cp (koefisien tekanan atap). Sesuai pada SNI-1727-2013 pasal 27.4.1 cp angin

(7)

Proyek ini memiliki sudut (θ) sebesar 28,07o

dan h/L sebesar 0,813 m. Untuk menentukan cp di sisi angin datang diperlukan interpolasi sehingga di dapatkan :

y = 0.02x - 0.8 y = 0.04x - 1.5 -0.6 -0.4 -0.2 0 24 26 28 30 32 CP 0.5 CP >1 Linear (CP 0.5) y = -0.2772x - 0.1 -0.4 -0.2 0 0 0.5 1 1.5 _{tetha 28.07} Linear (tetha 28.07) y = 0.04x - 1 0 0.2 0.4 24 26 28 30 32 cp >1 Linear (cp >1) y = -0.1544x + 0.2772 0 0.2 0.4 0 0.5 1 1.5 Tetha 28.07 Linear (Tetha 28.07)

Gambar 2.5. Grafik interpolasi h/L terhadap sudut untuk cp atas.

Gambar 2.6. Grafik interpolasi h/L terhadap tetha 28,07 o untuk cp atas.

Gambar 2.7. Grafik interpolasi h/L terhadap cp lebih dari 1 untuk cp bawah.

(8)

BAB II PERHITUNGAN GORDING ANGIN DATANG ATAS Tetha 25 30 28.07 cp 0.5 -0.3 -0.2 -0.2386 1 -0.5 -0.3 -0.3772 0.813333 -0.32546 BAWAH Tetha 25 30 28.07 cp 0.5 0.2 0.2 0.2 1 0 0.2 0.1228 0.813333 0.151621

Sehingga didapatkan untuk cp sisi angin datang, bagian atas didapat sebesar -0,32646

sedangkan bagian bawah didapat 0,151621. Untuk cp sisi angin pergi didapat -0,6.

Dengan demikian untuk menentukan sisi angin datang (windward),

P1 ( ) ( )( ) ( )( ) P2 ( ) ( )( ) ( )( )

Nilai P untuk angin datang merupakan nilai terbesar antara P1 dan P2 sehingga

didapat nilai P sebesar 3,836 N/m2. Untuk sisi angin pergi (Leeward) :

P1 ( ) ( )( ) ( )( ) P2 ( ) ( )( ) ( )( )

Nilai P untuk angin pergi merupakan nilai terkecil antara P1 dan P2 sehingga didapat

nilai P sebesar -8,57 N/m2. Tetapi, menurut SNI 1729:2013 terdapat minimum beban

angin sebesar 380 N/m2 untuk windward dan leeward.

(9)

2.2 Beban Kuda-Kuda

1. Pembebanan Akibat Beban Hidup (La)

Beban yang diasumsikan akibat beban hidup adalah terpusat yang besarnya 100 kg. Pembebanan ditaruh di setiap titik bagian atas atap. Berikut adalah ilustrasi pembebanan akibat beban hidup.

Beban La N

2. Pembebanan Akibat Hujan (R)

P1 P2

Gambar 2.11. Gambar beban hidup. Gambar 2.10. Gambar posisi pendistribusian beban.

(10)

P3

3. Pembebanan Akibat Angin (W)

Beban angin tekan dan hisap N/m2

P1 P2 P3

Gambar 2.12. Gambar beban hujan.

(11)

4. Pembebanan Akibat Beban Mati (D)

a) Beban akibat gording kg/m

P1 P2 P3

b) Beban akibat penutup atap seng 5 mm kg/m2

P1 P2 P3

c) Beban akibat sagrod

P1 ( ) ( ) P2 ( ) ( ) P3 ( ) ( )

d) Beban akibat berat batang kuda-kuda (rafter)

(12)

BAB II PERHITUNGAN GORDING P1 ( ) ( )  2L 100.100.10 P1 ( ) ( ) Sehingga, P1 P1 P2 P1 P3 P1

Gambar 2.14 Gambar beban mati.

Namun ada perubahan yang terjadi setelah melewati beberapa uji dikarenakan profil gording dan kuda – kuda yang digunakan tidak memenuhi berbagai persyaratan. Dengan demikian, profil gording yang semula menggunakan Lipped Channel 100.50.20.2,8 menjadi menggunakan Lipped Channel 200.75.20.2,8 dan profil kuda – kuda yang sebelumnya Equal Angle 100.100.10 menjadi Equal Angle 75.75.6.

(13)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR

BAB III

PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR

3.1 Model Struktur dengan Menggunakan Program SAP2000

Gambar 3.1 Gambar awal model dengan SAP2000.

Gambar 3.2 Gambar permodelan pembebanan beban mati.

(14)

Gambar 3.4 Gambar permodelan pembebanan beban hujan.

Gambar 3.5 Gambar permodelan pembebanan beban angin.

(15)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR 3.2 Kombinasi Beban

Output gaya batang yang diperoleh di kombinasikan dengan kombinasi pembebanan DFBK.

Tabel 3.1 Rumus Kombinasi Pembebanan

No. Kombinasi Beban DFBK

1 1,4 D 2 1,2 D + 0,5 R 3 1,2 D + 1,6 R + 0,5 W 4 1,2 D + 1,6 R - 0,5 W 5 1,2 D + 1,0 W + 0,5 R 6 1,2 D - 1,0 W + 0,5 R 7 0,9 D + 1,0 W 8 0,9 D - 1,0 W

Berikut adalah output gaya kombinasi pembebanan (Beban terfaktor) menggunakan SAP2000 :

Tabel 3.2 Kombinasi Beban Pada Batang Bawah

Tabel 3.3 Kombinasi Beban Pada Batang Atas

D LR R W Cb1 Cb2 Cb3 Cb4 Cb5 Cb6 Cb7 Cb8 Max MAX Min Min

4 27.80577 11.95185 36.2452 21.07433 38.92808 51.48953 101.8964 80.82207 72.56386 30.41519 46.09953 3.950862 101.8964 3.950862 5 27.80577 11.95185 36.2452 21.07433 38.92808 51.48953 101.8964 80.82207 72.56386 30.41519 46.09953 3.950862 101.8964 3.950862 6 25.68581 11.03248 33.4571 18.62386 35.96013 47.55152 93.66627 75.04241 66.17538 28.92767 41.74109 4.493373 93.66627 4.493373 7 23.56585 10.11311 30.66901 16.17338 32.99219 43.61352 85.43612 69.26275 59.7869 27.44014 37.38264 5.035884 85.43612 5.035884 8 21.44588 9.193735 27.88092 13.7229 30.02424 39.67552 77.20598 63.48308 53.39842 25.95262 33.0242 5.578395 77.20598 5.578395 9 19.32592 8.274361 25.09283 11.27242 27.05629 35.73752 68.97584 57.70342 47.00994 24.4651 28.66575 6.120906 68.97584 6.120906 10 17.20596 7.354988 22.30474 8.821945 24.08834 31.79952 60.7457 51.92375 40.62146 22.97757 24.30731 6.663417 60.7457 6.663417 11 17.20596 7.354988 22.30474 3.92099 24.08834 31.79952 58.29522 54.37423 35.72051 27.87853 19.40635 11.56437 58.29522 3.92099 12 19.32592 8.274361 25.09283 1.470512 27.05629 35.73752 64.07489 62.60437 37.20803 34.26701 18.86384 15.92282 64.07489 1.470512 13 21.44588 9.193735 27.88092 -0.97997 30.02424 39.67552 69.85455 70.83452 38.69556 40.65549 18.32133 20.28126 70.83452 -0.97997 14 23.56585 10.11311 30.66901 -3.43044 32.99219 43.61352 75.63421 79.06466 40.18308 47.04397 17.77882 24.63971 79.06466 -3.43044 15 25.68581 11.03248 33.4571 -5.88092 35.96013 47.55152 81.41388 87.2948 41.6706 53.43245 17.23631 28.99815 87.2948 -5.88092 16 27.80577 11.95185 36.2452 -8.3314 38.92808 51.48953 87.19354 95.52494 43.15813 59.82092 16.6938 33.3566 95.52494 -8.3314 17 27.80577 11.95185 36.2452 -8.3314 38.92808 51.48953 87.19354 95.52494 43.15813 59.82092 16.6938 33.3566 95.52494 -8.3314 Bawah

Bagian No. Batang P (kN)

101.8964 -8.3314 24 -31.5132 -13.5454 -41.0779 -7.895 -44.1185 -58.3548 -107.488 -99.593 -66.2498 -50.4598 -36.2569 -20.4669 -7.895 -107.488 23 -29.1106 -12.5035 -37.9181 -6.34773 -40.7548 -53.8917 -98.7754 -92.4277 -60.2395 -47.544 -32.5473 -19.8518 -6.34773 -98.7754 22 -26.708 -11.4615 -34.7582 -4.80046 -37.3911 -49.4287 -90.0629 -85.2625 -54.2291 -44.6282 -28.8376 -19.2367 -4.80046 -90.0629 21 -24.3053 -10.4196 -31.5984 -3.2532 -34.0275 -44.9656 -81.3504 -78.0972 -48.2188 -41.7124 -25.128 -18.6216 -3.2532 -81.3504 20 -21.9027 -9.37761 -28.4385 -1.70593 -30.6638 -40.5025 -72.6379 -70.9319 -42.2085 -38.7966 -21.4184 -18.0065 -1.70593 -72.6379 19 -19.5001 -8.33565 -25.2787 -0.15867 -27.3001 -36.0395 -63.9254 -63.7667 -36.1981 -35.8808 -17.7087 -17.3914 -0.15867 -63.9254 18 -17.0975 -7.2937 -22.1189 1.388599 -23.9364 -31.5764 -55.2128 -56.6014 -30.1878 -32.965 -13.9991 -16.7763 1.388599 -56.6014 31 -17.0975 -7.2937 -22.1189 0.773628 -23.9364 -31.5764 -55.5203 -56.2939 -30.8028 -32.35 -14.6141 -16.1613 0.773628 -56.2939 30 -19.5001 -8.33565 -25.2787 2.320894 -27.3001 -36.0395 -62.6856 -65.0065 -33.7186 -38.3603 -15.2292 -19.871 2.320894 -65.0065 29 -21.9027 -9.37761 -28.4385 3.86816 -30.6638 -40.5025 -69.8508 -73.719 -36.6344 -44.3707 -15.8443 -23.5806 3.86816 -73.719 28 -24.3053 -10.4196 -31.5984 5.415426 -34.0275 -44.9656 -77.0161 -82.4315 -39.5502 -50.381 -16.4594 -27.2902 5.415426 -82.4315 27 -26.708 -11.4615 -34.7582 6.962691 -37.3911 -49.4287 -84.1813 -91.144 -42.466 -56.3914 -17.0745 -30.9999 6.962691 -91.144 26 -29.1106 -12.5035 -37.9181 8.509957 -40.7548 -53.8917 -91.3466 -99.8566 -45.3818 -62.4017 -17.6896 -34.7095 8.509957 -99.8566 25 -31.5132 -13.5454 -41.0779 10.05722 -44.1185 -58.3548 -98.5119 -108.569 -48.2976 -68.412 -18.3047 -38.4191 10.05722 -108.569 Atas 10.05722 -108.569

(16)

Tabel 3.4 Kombinasi Beban Pada Batang Vertikal

Tabel 3.5 Kombinasi Beban Pada Batang Diagonal

3.3 Perhitungan Dimensi Batang Tarik

Berdasarkan hasil pemodelan dengan menggunakan program SAP2000, didapatkan gaya terfaktor maksimum tarik. Berikut adalah gaya aksial batang pada rangka kuda-kuda atap.

Batang Nomor Batang P (kN)

Bawah 4 & 5 + 101.8964

Vertikal 44 + 44.83138

Berikut adalah spesifikasi mutu baja yang digunakan serta data yang digunakan untuk perhitungan pemodelan ketahanan nominal masing-masing batang:

 Mutu Baja

fy = 250 Mpa

fu = 450 Mpa

E = 200.000 Mpa

 Faktor ketahanan terhadap leleh, Ø = 0,9

 Faktor ketahanan terhadap fraktur, Ø = 0,75

 Faktor ketahanan terhadap tekan, Ø = 0,85

 Profil yang digunakan

Batang bawah 2L 75.75.6

Batang vertikal L 75.75.6 dan 2L 75.75.6

32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 34 1.130647 0.490333 1.486982 1.306921 1.582906 2.100268 4.389409 3.082487 3.407189 0.793346 2.324504 -0.28934 4.389409 -0.28934 36 2.261294 0.980665 2.973965 2.613843 3.165811 4.200535 8.778818 6.164975 6.814378 1.586692 4.649007 -0.57868 8.778818 -0.57868 38 3.391941 1.470998 4.460947 3.920764 4.748717 6.300803 13.16823 9.247462 10.22157 2.380038 6.973511 -0.86802 13.16823 -0.86802 40 4.522588 1.96133 5.94793 5.227686 6.331623 8.40107 17.55764 12.32995 13.62876 3.173384 9.298015 -1.15736 17.55764 -1.15736 42 5.653235 2.451663 7.434912 6.534607 7.914529 10.50134 21.94704 15.41244 17.03595 3.96673 11.62252 -1.4467 21.94704 -1.4467 44 13.56776 5.88399 17.84379 6.54E-09 18.99487 25.20321 44.83138 44.83138 25.20321 25.20321 12.21099 12.21099 44.83138 6.54E-09 46 5.653235 2.451663 7.434912 -6.53461 7.914529 10.50134 15.41244 21.94704 3.96673 17.03594 -1.4467 11.62252 21.94704 -6.53461 48 4.522588 1.96133 5.947929 -5.22769 6.331623 8.40107 12.32995 17.55764 3.173384 13.62876 -1.15736 9.298015 17.55764 -5.22769 50 3.391941 1.470997 4.460947 -3.92076 4.748717 6.300802 9.247462 13.16823 2.380038 10.22157 -0.86802 6.973511 13.16823 -3.92076 52 2.261294 0.980665 2.973965 -2.61384 3.165811 4.200535 6.164975 8.778818 1.586692 6.814378 -0.57868 4.649007 8.778818 -2.61384 54 1.130647 0.490333 1.486982 -1.30692 1.582906 2.100268 3.082487 4.389409 0.793346 3.407189 -0.28934 2.324504 4.389409 -1.30692 56 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Vertical 44.83138 -6.53461 33 -2.40262 -1.04196 -3.15984 -2.77721 -3.36367 -4.46307 -9.32749 -6.55029 -7.24028 -1.68586 -4.93957 0.614846 0.614846 -9.32749 35 -3.09963 -1.34423 -4.07651 -3.58288 -4.33948 -5.75781 -12.0334 -8.45053 -9.34069 -2.17493 -6.37254 0.793213 0.793213 -12.0334 37 -3.99994 -1.73467 -5.26056 -4.62355 -5.59991 -7.43021 -15.5286 -10.905 -12.0538 -2.80665 -8.2235 1.023608 1.023608 -15.5286 39 -4.9948 -2.16612 -6.56897 -5.77352 -6.99272 -9.27825 -19.3909 -13.6173 -15.0518 -3.50472 -10.2688 1.278199 1.278199 -19.3909 41 -6.03766 -2.61838 -7.94049 -6.97896 -8.45272 -11.2154 -23.4395 -16.4605 -18.1944 -4.23647 -12.4129 1.545072 1.545072 -23.4395 43 -7.10741 -3.0823 -9.34739 -8.2155 -9.95038 -13.2026 -27.5925 -19.377 -21.4181 -4.98709 -14.6122 1.818828 1.818828 -27.5925 45 -7.10741 -3.0823 -9.34739 8.215499 -9.95038 -13.2026 -19.377 -27.5925 -4.98709 -21.4181 1.818829 -14.6122 8.215499 -27.5925 47 -6.03766 -2.61838 -7.94049 6.978964 -8.45272 -11.2154 -16.4605 -23.4395 -4.23647 -18.1944 1.545072 -12.4129 6.978964 -23.4395 49 -4.9948 -2.16612 -6.56897 5.773521 -6.99272 -9.27825 -13.6173 -19.3909 -3.50472 -15.0518 1.278199 -10.2688 5.773521 -19.3909 51 -3.99994 -1.73467 -5.26056 4.623552 -5.59991 -7.43021 -10.905 -15.5286 -2.80665 -12.0538 1.023608 -8.2235 4.623552 -15.5286 53 -3.09963 -1.34423 -4.07651 3.582878 -4.33948 -5.75781 -8.45053 -12.0334 -2.17493 -9.34069 0.793213 -6.37254 3.582878 -12.0334 55 -2.40262 -1.04196 -3.15984 2.777208 -3.36367 -4.46307 -6.55029 -9.32749 -1.68586 -7.24028 0.614846 -4.93957 2.777208 -9.32749 Diagonal 8.215499 -27.5925

(17)

Tabel 3.6 Data Profil Baja Untuk Batang Tarik

Data Profil Rafter L 75.75.6

H 75 mm B 75 mm T 6 mm Ag 872,7 mm2 Rmin 23 mm x-bar 20,6 mm Fy 250 MPa Fu 450 MPa Pu Bawah 101,8964 kN Pu Atas 44,83138 kN

Jarak sisi terluar ke as baut terakhir

120 mm

Jarak sisi terluar ke as baut pertama

40 mm

Gambar 3.7 Detail baja profil siku.

(18)

3.3.1 Perhitungan Batang Bawah (2L 75.75.6) No. Batang 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, dan 17.

a) Pemeriksaan leleh tarik pada penampang bruto bawah

Sehingga, . Profil yang

digunakan cukup menahan kondisi leleh.

b) Pemeriksaan keruntuhan tarik pada penampang bruto

Terlebih dahulu tentukan kasus awal untuk menentukan besar U (faktor

shear lag) pada tabel 3.2 SNI-1729-2015. Sehingga dapat ditentukan :

Kasus Awal Kasus 2 ( ̅ ) ( ) Kasus 8

Sehingga, U yang dipilih merupakan U maksimum dari kasus – kasus di atas, yakni U = 0,8.

Kemudian hitung nilai An dengan menggunakan persyaratan SNI

1729:2015 pasal B4.3, mm2

Nilai An yang digunakan adalah yang terkecil, maka An = 1483,59

mm2.

(19)

digunakan cukup menahan keruntuhan tarik.

c) Pemeriksaan keruntuhan geser blok

Gambar 3.9 Contoh gambar desain sambungan pada titik B (Batang 4&5).

Pemeriksaan ini didasari SNI 1729:2015 pasal J4.3, L = jarak sisi terluar ke as baut terakhir = 120 mm H = jarak sisi terluar ke as pertama = 40 mm

( ) mm2 { [ ]} { [ ]} mm2 { [ ]} { [ ]} mm2 N ( ) N

(20)

Dengan terpenuhinya kondisi leleh, fraktur, dan geser blok seperti yang dibuktikan pada perhitungan di atas, maka profil yang digunakan yaitu

2L 75.75.6 memenuhi persyaratan pembebanan untuk profil batang

bawah dan komponen struktur tarik di atas ditentukan oleh kekuatan

geser blok. Kekuatan tarik desain menurut DFBK yakni sebesar 210,6 kN.

3.3.2 Perhitungan Batang Vertikal (L 75.75.6) No. Batang 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, dan 56.

a) Pemeriksaan leleh tarik pada penampang bruto bawah

1729:2015 pasal B4.3,

(21)

mm2

Nilai An yang digunakan adalah yang terkecil, maka An = 632,7 mm2.

mm2

Gambar 3.10 Contoh gambar desain sambungan pada titik B (Batang 32).

( ) mm2 { [ ]} { [ ]} mm2 { [ ]} { [ ]} mm2

(22)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR N ( ) ( ) N

digunakan cukup menahan keruntuhan geser blok.

Dengan terpenuhinya kondisi leleh, fraktur, dan geser blok seperti yang dibuktikan pada perhitungan di atas, maka profil yang digunakan yaitu

L 75.75.6 memenuhi persyaratan pembebanan untuk profil batang

vertikal dan komponen struktur tarik di atas ditentukan oleh kekuatan

3.3.3 Perhitungan Batang Vertikal (2L 75.75.6) No. Batang 44.

a) Pemeriksaan leleh tarik pada penampang bruto bawah 44

(23)

1729:2015 pasal B4.3, mm2

Nilai An yang digunakan adalah yang terkecil, maka An = 1483,59

mm2. mm2

Gambar 3.11 Contoh gambar desain sambungan pada titik B (Batang 32.

(24)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR mm2 { [ ]} { [ ]} mm2 { [ ]} { [ ]} mm2 N ( ) N [ ]

digunakan cukup menahan keruntuhan geser blok. Dengan terpenuhinya kondisi leleh, fraktur, dan geser blok seperti yang dibuktikan pada perhitungan di atas, maka profil yang digunakan yaitu

2L 75.75.6 memenuhi persyaratan pembebanan untuk profil batang

vertikal dan komponen struktur tarik di atas ditentukan oleh kekuatan

3.4 Perhitungan Dimensi Batang Tekan

Berdasarkan hasil pemodelan dengan menggunakan program SAP2000, didapatkan gaya terfaktor maksimum tekan. Berikut adalah gaya aksial batang pada rangka kuda-kuda atap.

Batang Nomor Batang P (kN)

Atas 25 - 108,569

Diagonal (2L) 43 & 45 - 27,5925

Diagonal 41 & 47 - 23,4395

Berikut adalah spesifikasi mutu baja yang digunakan serta data yang digunakan untuk perhitungan pemodelan ketahanan nominal masing-masing batang:

 Mutu Baja

Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

(25)

 Faktor ketahanan terhadap leleh, Ø = 0,9

 Faktor ketahanan terhadap fraktur, Ø = 0,75

 Faktor ketahanan terhadap tekan, Ø = 0,85

 Profil yang digunakan

Batang atas 2L 75.75.6

Batang diagonal 2L 75.75.6 & L 75.75.6

Tabel 3.7 Data Profil Baja Untuk Batang Tekan

Data Profil Rafter L 75.75.6

H 75 mm B 75 mm T 6 mm Ag 872,7 mm2 Rmin 23 mm x-bar 20,6 mm Fy 250 MPa Fu 450 MPa

Jarak sisi terluar ke as baut terakhir

120 mm

Jarak sisi terluar ke as baut pertama

40 mm

Gambar 3.12 Detail baja profil siku.

3.4.1 Perhitungan Batang Atas (2L 75.75.6) No. Batang 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, dan 31 & Perhitungan Batang Diagonal (2L 75.75.6) No. Batang 43 dan 45.

(26)

Terlebih dahulu periksa terhadap batasan lamda r sesuai dengan SNI

1729:2015 tabel B4.1a mengenai rasio tebal terhadap lebar elemen

tekan komponen struktur yang menahan tekan aksial dan didapatkan untuk kasus ini sesuai dengan kasus 3.

Gambar 3.13 Kasus 3 SNI 1729:2015 tabel B4.1a.

Syarat : √

√

, sehingga profil yang digunakan

masih aman terhadap tekuk lokal.

b) Menentukan rasio kelangsingan (KL/r)

, sendi - sendi mm4 mm4 mm2 { [ ]} { [ ]} mm4 , * ( ) +- , * ( ) +- mm4 √ √ mm

(27)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR √ √ mm MPa MPa

KL/r (rasio kelangsingan efektif) diatas sudah memenuhi syarat SNI 1729:2015 pasal E2 mengenai panjang efetif yang menyatakan bahwa KL/r < 200.

c) Menghitung tegangan tekuk Euler, Fe

( ) MPa

d) Menghitung tegangan kritis, Fcr

√ √ √ MPa √ Sehingga, * +

(28)

[

_]

MPa

e) Menghitung tekuk torsi

Gambar 3.14 Potongan SNI 1729:2015 pasal E6.

Berdasarkan SNI 1729:2015 pasal E6 ditentukan, mm

, diasumsikan memiliki 2 konektor.

mm (OK) mm < 40 mm Maka, ( ) ( ) ( ) MPa < √ Sehingga, ( )

(29)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR MPa * + [ _] MPa mm ̅ ̅ ̅ mm2 ( ̅ ) ( ) ∑ ( ) ( ) mm4 ̅ MPa

(30)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR ( ) [ √ ( ) ] ( ) [ √ ] MPa

Kemudian tentukan nilai Fcr terendah dari tekuk lentur dan tekuk lentur torsi,

sehingga didapatkan Fcr = 197,1672 MPa

Sehingga, . Profil yang digunakan

cukup menahan tekan.Dengan terpenuhinya kondisi tekuk lentur dan tekuk torsi seperti yang dibuktikan pada perhitungan di atas, maka profil yang digunakan yaitu 2L 75.75.6 memenuhi persyaratan pembebanan untuk profil batang atas & diagonal.

3.4.2 Perhitungan Batang Diagonal (L 75.75.6) No. Batang 33, 35, 37, 39, 41, 47, 49, 51, 53, dan 55.

a) Akibat Tekuk Lentur

Terlebih dahulu periksa terhadap batasan lamda r sesuai dengan SNI

1729:2015 tabel B4.1a mengenai rasio tebal terhadap lebar elemen tekan

komponen struktur yang menahan tekan aksial dan didapatkan untuk kasus ini sesuai dengan kasus 3.

Gambar 3.15 Kasus 3 SNI 1729:2015 tabel B4.1a.

Syarat : _√

√

, sehingga profil yang digunakan

masih aman terhadap tekuk lokal. Dan dikarenakan single siku, bila b/t < 20 maka hanya perlu memperhitungkan dari aspek tekuk lentur saja.

(31)

b) Menentukan rasio kelangsingan (KL/r)

, sendi - sendi

mm

Sesuaikan dengan SNI 1729:2015 pasal E5.1, sehingga : (ok)

Maka, rasio kelangsingan yang digunakan sebesar 197,815.

c) Menghitung tegangan tekuk Euler, Fe

( )

MPa

d) Menghitung tegangan kritis, Fcr

√ √ √ MPa √ Sehingga, MPa kN

(32)

Sehingga, . Profil yang digunakan cukup

menahan tekan.

Dengan terpenuhinya kondisi tekuk lentur dan tekuk torsi seperti yang dibuktikan pada perhitungan di atas, maka profil yang digunakan yaitu L

75.75.6 memenuhi persyaratan pembebanan untuk profil batang diagonal.

3.5 Perhitungan Dimensi Gording

Gambar 3.16 Profil gording 200.75.20.2,8.

Data Profil Gording Lipped Channel 200.75.20.2,8 mm ( ) ( ) mm3 [ ( ) ( ) ( ) ] [ ( ) ] mm3 mm3 mm3

(33)

Tabel 3.8 Pembebanan Pada Gording

Lx = 5 meter

Ly = ½ x jarak kuda – kuda = 2,5 m (dipasang 1 trekstang pada tengah bentang).

 Akibat beban mati

q =

qx =

qy =

Mx =

My =

 Akibat beban hidup

p =

px =

py =

Mx =

My =

 Akibat beban angin

Karena beban angin bekerja tegak lurus sumbu x sehingga hanya ada Mx.

qx =

Mx =

 Akibat beban hujan

q = qx = BEBAN MATI 8.17 kg/m Sagrod+wind breaser 2.027 kg/m 12.1 kg/m 22.297 kg/m BEBAN HIDUP 100 kg BEBAN ANGIN 38.776 kg/m 38.776 kg/m BEBAN HUJAN 49.949 kg/m Leeward Windward Berat Gording q Berat Atap p

(34)

 qy =

 Mx =

 My =

Tabel 3.9 Beban dan Momen yang Terdistribusi Pada Gording

Tabel 3.10 Kombinasi Beban

Nilai Mux dan Muy diambil yang terbesar dari keseluruhan kombinasi beban.

Kemudian, cek klasifikasi penampang sesuai dengan SNI 1729:2015 Tabel B4.1b. Pada kasus ini yang sesuai adalah kasus 10 dan 15.

Jenis Beban q qx (kg/m) qy (kg/m) Mx (kg.m) My (kg.m) Mati 22.30 19.67 10.49 61.48 8.20 Hujan 49.95 44.07 23.50 137.73 18.36 Windward 38.78 38.78 0.00 121.17 0.00 Leeward 38.78 38.78 0.00 121.17 0.00 Jenis Beban P Px (kg) Py (kg) Mx (kg.m) My (kg.m) Hidup 100 88.24 47.05 110.30 29.41 Momen Point (P) Momen Beban Terdistribusi (q) No Mux (Kg.m) Muy (Kg.m) 1 86.075 11.475 128.927 24.541 142.644 19.017 354.734 39.216 233.560 39.216 310.840 56.891 189.666 56.891 263.817 19.017 21.470 19.017 250.100 24.541 7.753 24.541 176.507 7.377 -65.840 7.377 MAX 354.734 56.891 U = 1,2D + 1,6Lr + 0,5 W U = 1,2D + 1,6Lr - 0,5 W 3 U = 1,2D + 1,6R - 0,5 W Kombinasi Beban U = 1,4D U = 1,2D + 0,5R U = 1,2D + 1,6R + 0,5 W U = 1,2D + 1,0W + 0,5R U = 1,2D - 1,0W + 0,5R 5 U = 0,9D + 1,0W U = 0,9D - 1,0W U = 1,2D + 1,0W + 0,5Lr U = 1,2D - 1,0W + 0,5Lr 4 U = 1,2D + 0,5Lr 2

(35)

Gambar 3.17 Potongan SNI 1729:2015 tabel B4.1b kasus 10 & 15.

Kasus 10, uji terhadap sayap 26,786 mm

√

mm √

mm

Kasus 10 menyatakan bahwa penampang sayap tak kompak (λp < λ < λr).

Kasus 15, uji terhadap web

26,786 mm

√

mm √ mm

Kasus 10 menyatakan bahwa penampang web kompak (λ < λp).

Dengan demikian dapat ditentukan kekuatan lentur nominal (Mn) sesuai SNI

1729:2015 pasal F3 mengenai tekuk lokal sayap tekan untuk penampang dengan

(36)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR ( ) ,[( ) ] ( )- {[ ] ( )} ( ) ,[( ) ] ( )- {[ ] ( )}

Cek kekuatan gording terhadap persyaratan cek lentur dua arah

Sehingga,

Cek Kekuatan Gording (kg.m)

Mnx 1190 > 354,734 Mux

Mny 276,16 > 56,891 Muy

Cek Lentur 2 Arah

0.43 < 1 (Aman)

Lakukan pengecekan lendutan dengan beban yang ditinjau merupakan beban hidup, mm mm √ √ mm

(37)

mm

Dengan demikian lendutan yang terjadi aman (∆<∆ijin)

Selanjutnya pengecekan terhadap tahanan geser berdasarkan SNI 1729:2015 pasal

G2, mm2 26,786 mm < 260 mm, sehigga kv = 5 √ √ mm, h/tw < 69,5701 mm maka Cv =1 N N

Beban terhadap sumbu x,

Tabel 3.11 Beban Terdistribusi

Tabel 3.12 Kombinasi Beban

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa tahanan geser dalam batasan aman ( Vn

= 75600 N < Vu = 2783,951 N).

Dari perhitungan diatas menyatakan bahwa desain penampang gording Lipped

Channel 200.75.20.2,8 telah lulus uji kekuatan gording, lentur dua arah, lendutan, serta tahanan geser. Sehingga, aman untuk digunakan.

Beban Vux (kg) Vux (N) beban mati 49.1857 482.512 beban hidup 44.11867 432.804 beban hujan 110.1842 1080.91 beban angin 96.94 950.969 No Vux (N) 1 675.516 795.416 1119.468 2783.951 1832.981 1746.985 796.016 2070.437 168.498 1746.385 -155.553 1385.230 -516.709 MAX 2783.951 5 U = 0,9D + 1,0W U = 0,9D - 1,0W 4 U = 1,2D + 1,0W + 0,5R U = 1,2D - 1,0W + 0,5R U = 1,2D + 1,0W + 0,5Lr U = 1,2D - 1,0W + 0,5Lr 3 U = 1,2D + 1,6R + 0,5 W U = 1,2D + 1,6R - 0,5 W U = 1,2D + 1,6Lr + 0,5 W U = 1,2D + 1,6Lr - 0,5 W Kombinasi Beban U = 1,4D 2 U = 1,2D + 0,5Lr U = 1,2D + 0,5R

(38)

BAB III PERHITUNGAN DIMENSI STRUKTUR 3.6 Perhitungan Dimensi Sagrod

kg kg mm 2 √ √ mm

Perhitungan ini menyatakan bahwa ukuran sagrod pada kasus ini hanya dengan berdiameter 2,6118 mm sudah aman. Tetapi yang ada di pasaran berdiameter 12 mm dengan demikin digunakan sagrod berukuran 12 mm. Untuk tipenya ditinjau dari panjang gording maka digunakan tipe SR-01-03.

(39)

BAB IV PERHITUNGAN SAMBUNGAN

BAB IV

PERHITUNGAN SAMBUNGAN

4.1 Perhitungan Sambungan Baut

Profil baut yang digunakan untuk struktur atap ini adalah baut tanpa ulir. Berikut adalah spesifikasi baut yang digunakan:

Tabel 4.1 Data Baut

Data Baut Diameter Baut 16 mm Diameter Lubang 18 mm Mutu A325 fy 250 MPa fup 450 MPa fub 825 MPa r1 0,4

a. Tahanan Geser Baut (tanpa ulir) Single Siku

(ASTM A325) Bidang Geser = 1  Geser ( )  Tumpu

Tahanan yang digunakan untuk baut yang dipasang pada profil batang single siku sebesar 49,7376 kN.

(40)

b. Tahanan Geser Baut (tanpa ulir) Double Siku

(ASTM A325) Bidang Geser = 2  Geser ( )  Tumpu

Tahanan yang digunakan untuk baut yang dipasang pada profil batang single siku sebesar 77,76 kN.

Cek kebutuhan baut setiap batang dengan syarat minimal baut di setiap batang adalah 2.

Tabel 4.2. Kebutuhan Baut Batang Bawah

Max MAX Min Min HASIL BULAT

4 101.8964 3.950862 1.310396 2 5 101.8964 3.950862 1.310396 2 6 93.66627 4.493373 1.204556 2 7 85.43612 5.035884 1.098716 2 8 77.20598 5.578395 0.992875 2 9 68.97584 6.120906 0.887035 2 10 60.7457 6.663417 0.781195 2 11 58.29522 3.92099 0.749681 2 12 64.07489 1.470512 0.824008 2 13 70.83452 -0.97997 0.910938 2 14 79.06466 -3.43044 1.016778 2 15 87.2948 -5.88092 1.122618 2 16 95.52494 -8.3314 1.228459 2 17 95.52494 -8.3314 1.228459 2 DOMINAN φRn BAUT 77.76 Bawah

Bagian No. Batang P (kN)

(41)

Tabel 4.3. Kebutuhan Baut Batang Atas

Tabel 4.4. Kebutuhan Baut Batang Vertikal

Tabel 4.5. Kebutuhan Baut Batang Diagonal

24 -7.895 -107.488 -1.3823 2 23 -6.34773 -98.7754 -1.27026 2 22 -4.80046 -90.0629 -1.15822 2 21 -3.2532 -81.3504 -1.04617 2 20 -1.70593 -72.6379 -0.93413 2 19 -0.15867 -63.9254 -0.82209 2 18 1.388599 -56.6014 -0.7279 2 31 0.773628 -56.2939 -0.72394 2 30 2.320894 -65.0065 -0.83599 2 29 3.86816 -73.719 -0.94803 2 28 5.415426 -82.4315 -1.06008 2 27 6.962691 -91.144 -1.17212 2 26 8.509957 -99.8566 -1.28416 2 25 10.05722 -108.569 -1.39621 2 77.76 Atas 10.05722 -108.569 TEKAN 32 0 0 0 2 34 4.389409 -0.28934 0.088251 2 36 8.778818 -0.57868 0.176503 2 38 13.16823 -0.86802 0.264754 2 40 17.55764 -1.15736 0.353005 2 42 21.94704 -1.4467 0.441257 2 44 44.83138 6.54E-09 77.76 0.576535 2 46 21.94704 -6.53461 0.441257 2 48 17.55764 -5.22769 0.353005 2 50 13.16823 -3.92076 0.264754 2 52 8.778818 -2.61384 0.176503 2 54 4.389409 -1.30692 0.088251 2 56 0 0 0 2 49.7376 49.7376 Vertical 44.83138 -6.53461 TARIK 33 0.614846 -9.32749 -0.18753 2 35 0.793213 -12.0334 -0.24194 2 37 1.023608 -15.5286 -0.31221 2 39 1.278199 -19.3909 -0.38986 2 41 1.545072 -23.4395 -0.47126 2 43 1.818828 -27.5925 -0.55476 2 45 8.215499 -27.5925 -0.55476 2 47 6.978964 -23.4395 -0.47126 2 49 5.773521 -19.3909 -0.38986 2 51 4.623552 -15.5286 -0.31221 2 53 3.582878 -12.0334 -0.24194 2 55 2.777208 -9.32749 -0.18753 2 49.7376 Diagonal 8.215499 -27.5925 TEKAN

(42)

Gambar 4.1 Contoh gambar desain sambungan baut pada titik P.

4.2 Perhitungan Angkur dan Base Plate

Berikut adalah data reaksi tumpuan dan displacement yang didapatkan dari model struktur dengan menggunakan program SAP2000.

Tabel 4.6 Reaksi Tumpuan Dan Kombinasi Gaya Pada Tumpuan

N N

Penentuan ukuran base plate dengan mengecek syarat dibawah ini : Pu ≤ øcPp

Dengan:  øc = 0,6  Pp = 0,85 fc A1 √ = 0,85 25 B N 2 Maka, øc×Pp = Pu 0,6 0,85 25 B N 2 = Pu (B N) perlu = = = 2207,837 mm 2

Diperoleh ukuran base plate perlu sebesar 2207,837 mm2, maka ukuran base plate

pakai harus memenuhi syarat bahwa > (B N) perlu, seperti di bawah ini:

1 2 3 4 5 6 7 8 Nilai Max

Ruv -2.44044E-05 -3.22596E-05 -7596.68 7596.68 -15193.4 15193.36 -15193.4 15193.36 15193.36