• Tidak ada hasil yang ditemukan

Penugasan ini akan membahas tentang desain struktural dari Toll Gate Koja yang memiliki dimensi sebagai berikut:

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "Penugasan ini akan membahas tentang desain struktural dari Toll Gate Koja yang memiliki dimensi sebagai berikut:"

Copied!
33
0
0

Teks penuh

(1)

1 Penugasan ini akan membahas tentang desain struktural dari Toll Gate Koja yang memiliki dimensi sebagai berikut:

 Ukuran: 16,2 m x 12,7 m  Tinggi: 9,5 m

Adapun toll gate ini didesain dengan menggunakan material baja yang disusun membentuk truss yang menumpu pada girder IWF dan kolom profil H pada kedua ujungnya. Spesifikasi dari material dan penampang baja yang digunakan disajikan pada gambar di bawah ini.

Gambar 1 Properties material baja

(2)

2 Gambar 3 Profil IWF 600x200x11x17

Gambar 4 Profil IWF 500x200x10x16

(3)

3 Gambar 6 Profil CNP 150x50x20x2,3

Gambar 7 Profil CNP 100x50x20x2,3

Beban yang diberikan pada pemodelan dengan menggunakan program SAP 2000 meliputi: 1. Beban mati (dead Load)

Beban mati merupakan beban yang berasal dari berat material struktur yang akan dihitung secara otomatis oleh program SAP 2000. Adapun berat jenis baja yang digunakan pada konstruksi ini adalah 7850 kg/m3.

2. Beban superimposed (superimposed dead load)

Beban superimposed diaplikasikan pada model struktur berdasarkan metode tributary area, yaitu untuk purlin sebesar 6,76 kg/m2, roof sheeting sebesar 7 kg/m2, dan ME (Mechanical &

(4)

4 3. Beban hidup (live load)

Beban hidup yang diaplikasikan meliputi beban hujan sebesar 20 kg/m2 dan beban pekerja

beserta alat sebesar 100 kg/m2.

4. Beban gempa (seismic load)

Beban gempa yang diaplikasikan pada model struktur didasarkan pada kategori risiko struktur yang bernilai 2 dan faktor keutamaan gempa yang bernilai 1. Analisis dengan respon spektra digunakan untuk menentukan besar percepatan gempa yang akan diberikan pada model struktur. Berdasarkan data lokasi pembangunan struktur dan peta gempa Indonesia, maka ditentukan beberapa parameter pembentuk respon spektra yang disajikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 1 Parameter desain respon spektra

Gambar 8 Respon Spektra Jenis Pemanfaatan

Wilayah Gempa Kategori Risiko

Kelas Situs SD Tanah Sedang

Faktor Keutamaan Gempa (Ie) 1

Ss 1.0-1.2 g 0,726618705 S1 0.4-0.5 g 0,4675 Koefisien Situs (Fa) SD 1,251 Koefisien Situs (Fv) SD 1,8 SMS 0,909 SM1 0,8415 SDS 0,606 SD1 0,561 T0 0,185148515 Ts 0,925742574

Parameter Desain Respon Spektra

TOLL GATE (BANGUNAN INDUSTRI) JAKARTA

(5)

5 Tabel 2 Hasil perhitungan pembebanan struktur

(6)

6 Gambar 9 Pembebanan SDL

(7)

7 Gambar 11 Pembebanan Wind Load

(8)

8 Kombinasi pembebanan untuk analisis dan desain struktur baja adalah sebagai berikut:

a. 1.0 (DL + SDL)

b. 1.0 (DL + SDL) + 1.0 LL + 1.0 (Lr or H) c. 1.0 (DL + SDL) ± 1.0 WL

d. 1.0 (DL + SDL) + 0,75 LL + 0,75 (Lr or H) ± 1 Ex ± 0,3 Ey e. 1.0 (DL + SDL) + 0,75 LL + 0,75 (Lr or H) ± 1 Ey ± 0,3 Ex

Berdasarkan analisis struktur dengan menggunakan bantuan program SAP 2000, diperoleh gaya dalam dan deformasi elemen-elemen pada struktur sebagai berikut:

(9)

9 Gambar 14 Output M-22 dari kombinasi beban maksimum

(10)

10 Gambar 16 Output gaya aksial dari kombinasi beban maksimum

(11)

11 Gambar 18 Reaksi perletakan maksimum

(12)

12 Gambar 20 Deformasi akibat SDL

(13)

13 Gambar 22 Deformasi akibat Wind Load

Langkah berikutnya adalah menentukan gaya dalam maksimum yang terjadi untuk elemen-elemen struktur. Gambar di bawah ini menampilkan gaya dalam maksimum yang terjadi pada elemen-elemen model ini.

(14)

14 Gambar 24 Output M-22 dan V-33 maksimum kolom H-350x350x9x14

(15)

15 Gambar 26 Output M-33 dan V-22 maksimum balok H-350x350x9x14

(16)

16 Gambar 28 Output M-33 dan V-22 maksimum balok IWF-500x200x10x16

(17)

17 Gambar 30 Output tegangan maksimum pada IWF-600x200x11x17

Gaya dalam maksimum yang diterima oleh masing-masing elemen struktur diperbandingkan dengan kapasitas profil baja dalam menahan tekan, lentur, kombinasi tekan lentur, dan geser. Berikut ini adalah hasil perhitungan kapasitas profil baja dan sambungan.

Column H-350x350x9x14

Leg length bf 350 Inertia momen Ix 301794952,7

Flange thickness tf 14 Iy 100061228,2

Web height h 350 Elastic Section

Modulus Sx 1724542,59

Web thickness tw 9 Sy 571778,45

r 20 Plastic section

modulus Zx 1879689

yield stress fy 240 Zy 864020,5

fr 70 Resistance factor for

flexure фb 0,9

Elastic modulus E 200000 Area As 12698

Shear modulus G 80000 Moment Ultimate Mux 14176988,1 Muy 1408006,29 1/4 point Max 9376122,83 midpoint Mbx 5582795,24

(18)

18

3/4 point Mcx 1640957,2

Axial Pu 146123,74

Shear Vu 7851,7

1 Compression member of steel section

unbrace length Lbx 8246

Lby 8246

Effective length factor Kx 0,65

Ky 0,65

Radius of gyration ry 88,76980243 rx 154,1659008 Ky.Lby/ry 60,37976714 Kx.Lbx/rx 34,76709164 Critical elastic buckliing

stress fe 541,4356819

fy/fe 0,443265946

Critical stress fcr 202,9450521 Nominal Compression Pn 2576996,271

ф Pn 2319296,644

2 Flexural member of steel section

Capacity moment at major axis x-x

Modification factor for non-uniform bending

moment

Cbx 1,951143004

Check whether steel section compact or non-compact

flang section

λf 12,5

λpf 10,96965511 λrf 28,86751346 flange checking Noncompact

Web section

λw 31,33333333 λpw 108,5418506 λrw 164,5448267

web checking Compact

Check condition of lateral-torsional buckling of beams

center gravity of flange ho 336 Torsional section properties Js 623859,3333 Torsional wraping constant Cw 2,82413E+12 Radius gyration ry 88,76980243 rts 98,73033108 Coefficient cl 1

(19)

19

Lr 13581,847

Lp 4510,111701

Lbx 8246

Check lateral torsional Inelastic

Nominal moment strength

Mpx 451125360 Mrx 293172240,3 Y 359640296,2 y 0,585805644 Mnx 701709647,9 ф Mnx 406012824

Capacity moment at minor axis y-y

Mny 207364920 ф Mny 186628428 Shear Strength Distance between transversal stiffener a 8246 Z 0,005847653 kv 5 X 6,408442734 U 1027906,261 u 88,43311974 Vn 365472 ф Vn 328924,8 Summary ф Mnx /Mux 28,63886 ф Mny /Muy 132,548 ф Pn /Pu 15,87214 ф Vn /Vu 41,89218

3 Axial and momen

combination

x 0,073963759

Axial moment 0,073963759

(20)

20

Beam H-350x350x9x14

Leg length bf 350 Inertia momen Ix 301794952,7

Flange thickness tf 14 Iy 100061228,2

Web height h 350 Elastic Section

Modulus Sx 1724542,59 Web thickness tw 9 Sy 571778,45 r 20 Plastic section modulus Zx 1879689 yield stress fy 240 Zy 864020,5 fr 70 Resistance factor for flexure фb 0,9

Elastic modulus E 200000 Area As 12698

Shear modulus G 80000 Moment Ultimate Mux 6862108,75 Muy 2377,29 1/4 point Max 3263113,86 midpoint Mbx 1777037,93 3/4 point Mcx 1894536,36 Axial Pu 2953,85 Shear Vu 4518,47

1 Compression member of steel section

unbrace length Lbx 5137,68

Lby 5137,68

Effective length factor Kx 1

Ky 1

Radius of gyration ry 88,76980243

rx 154,1659008

Ky.Lby/ry 57,87643838

Kx.Lbx/rx 33,32565746

Critical elastic buckliing

stress fe 589,2860307

fy/fe 0,407272509

Critical stress fcr 205,7275853 Nominal Compression Pn 2612328,878

(21)

21

2 Flexural member of steel section

Capacity moment at major axis x-x

Modification factor for non-uniform bending

moment

Cbx 2,158635784

Check whether steel section compact or non-compact

flang section

λf 12,5

λpf 10,96965511 λrf 28,86751346 flange checking Noncompact

Web section

λw 31,33333333 λpw 108,5418506 λrw 164,5448267

web checking Compact

Check condition of lateral-torsional buckling of beams

center gravity of flange ho 336 Torsional section properties Js 623859,3333 Torsional wraping constant Cw 2,82413E+12 Radius gyration ry 88,76980243 rts 98,73033108 Coefficient cl 1 Lr 13581,847 Lp 4510,111701 Lbx 5137,68

Check lateral torsional Inelastic

Nominal moment strength

Mpx 451125360 Mrx 293172240,3 Y 304337789,5 y 0,227405515 Mnx 656954442,8 ф Mnx 406012824 Shear Strength Distance between transversal stiffener a 5137,68 Z 0,015063785 kv 5 X 6,408442734 U 1027906,261 u 88,43311974

(22)

22 Vn 365472 ф Vn 328924,8 Summary ф Mnx /Mux 59,16735 ф Pn /Pu 795,9429 ф Vn /Vu 72,79561 IWF 600X200X11X17

Flange width bf 200 Inertia momen Ix 744186438

Flange thickness tf 17 Iy 22729445,5 Web height h 600 Elastic Section Modulus Sx 2480621,46 Web thickness tw 11 Sy 227294,46 r 22 Plastic section modulus Zx 2863179 yield stress fy 240 Zy 357121,5 fr 70 Resistance factor for flexure фb 0,9

Elastic modulus E 200000 Area As 13026

Shear modulus G 80000 Moment Ultimate Mux 215645844,5 Muy 1700307,22 1/4 point Max 158388409,8 midpoint Mbx 215644737,8 3/4 point Mcx 158385926,4 Axial Pu 11109,09 Shear Vu 91194,9

1 Compression member of steel section

unbrace length Lbx 2610

Lby 2610

Effective length factor Kx 1

Ky 1

Radius of gyration ry 41,77234763

rx 239,0206035

Ky.Lby/ry 62,48152541 Kx.Lbx/rx 10,91956075 Critical elastic buckliing

stress fe 505,6226186

(23)

23 Critical stress fcr 200,5486528

Nominal Compression Pn 2612346,751

ф Pn 2351112,076

2 Flexural member of steel section

Capacity moment at major axis x-x

Modification factor for non-uniform bending

moment Cbx 1,146068905

Check whether steel section compact or non-compact

flang section λf 5,882352941

λpf 10,96965511

λrf 28,86751346

flange checking Compact

Web section λw 47,45454545

λpw 108,5418506

λrw 164,5448267

web checking Compact

Check condition of lateral-torsional buckling of beams

center gravity of flange ho 583 Torsional section

properties Js 620660,6667

Torsional wraping constant Cw 1,93137E+12 Radius gyration ry 41,77234763 rts 51,68130266 Coefficient cl 1 Lr 6181,80868 Lp 2122,320301 Lbx 2610

Check lateral torsional Inelastic

Nominal moment strength

Mpx 687162960 Mrx 421705648,2 Y 454191919,1 y 0,085375623 Mnx 520535235,5 ф Mnx 468481711,9

Capacity moment at minor axis y-y

Mny 85709160

(24)

24 Shear Strength Distance between transversal stiffener a 2610 Z 0,2 kv 5 X 2,793894932 U 1422052,644 u 88,43311974 Vn 826848 ф Vn 744163,2 Summary ф Mnx /Mux 2,172459 ф Mny /Muy 45,36724 ф Pn /Pu 211,6386 ф Vn /Vu 8,160141 IWF 500x200x10x16

Flange width bf 200 Inertia momen Ix 460365493

Flange thickness tf 16 Iy 21372333,33

Web height h 500 Elastic Section

Modulus Sx 1841461,97 Web thickness tw 10 Sy 213723,33 r 20 Plastic section modulus Zx 1879689 yield stress fy 240 Zy 331700 fr 70 Resistance factor for flexure фb 0,9

Elastic modulus E 200000 Area As 11080

Shear modulus G 80000 Moment Ultimate Mux 82375863 Muy 8033008 1/4 point Max 31080252,3 midpoint Mbx 19331467,4 3/4 point Mcx 31066403,4 Axial Pu 45568,88 Shear Vu 27793,48

1 Compression member of steel section

unbrace length Lbx 2000

Lby 2000

(25)

25 Ky 1 Radius of gyration ry 43,91936874 rx 203,8362878 Ky.Lby/ry 45,53799514 Kx.Lbx/rx 9,811795641

Critical elastic buckliing

stress fe 951,8794002

fy/fe 0,252132781

Critical stress fcr 218,1641813 Nominal Compression Pn 2417259,129

ф Pn 2175533,216

2 Flexural member of steel section

Capacity moment at major axis x-x

Modification factor for

non-uniform bending moment Cbx 2,192221084

Check whether steel section compact or non-compact

flang section λf 6,25

λpf 10,96965511

λrf 28,86751346

flange checking Compact

Web section λw 42,8

λpw 108,5418506

λrw 164,5448267

web checking Compact

Check condition of lateral-torsional buckling of beams

center gravity of flange ho 484 Torsional section properties Js 522300

Torsional wraping constant Cw 1,25165E+12 Radius gyration ry 43,91936874 rts 52,99712071 Coefficient cl 1 Lr 6564,811509 Lp 2231,403624 Lbx 2000

Check lateral torsional Plastic

Nominal moment strength

Mpx 451125360 Mrx 313048534,9 Y 305478576 y 0,065097147 Mnx 451125360 ф Mnx 406012824

(26)

26 Shear Strength Distance between transversal stiffener a 2000 Z 0,22898 kv 5 X 3,434615833 U 1194471,499 u 88,43311974 Vn 616320 ф Vn 554688 Summary ф Mnx /Mux 4,928784 ф Vn /Vu 19,95749 Double L-60x60x5

Leg length df 60 Inertia momen Ix 388421,99

Leg thickness tf 5 Iy 747792,08 Distance between section T1 9 Elastic Section Modulus Sx 9124,77 Sy 12463,2 Plastic section modulus Zx 16512,44 Yield stress fy 240 Zy 21748,75

fr 70 Resistance factor for

flexure фb 0,9

Radius of gyration ry 26,01412912 Area As 1105

rx 18,74868297 Elastic modulus E 200000 Shear modulus G 80000 Moment Ultimate Mux 3185833,02 Muy 2262134,13 1/4 point Max 442905,87 midpoint Mbx 19711,25 3/4 point Mcx 96521,73 Axial Pu 105575,7 Shear Vu 6066,21

(27)

27

1 Flexural member of steel section

Capacity moment at major axis x-x

Modification factor for non-uniform bending moment Cbx 4,121724965 Section properties checking flang section λf 6 λpf 10,96965511 λrf 28,86751346

flange checking Compact

Stem section λs 12

λpw 24,24871131

λrw 29,73353886

Stem checking Compact

Yield Condition

For stem in tension Mny1 3962985,6 For stem in

compression Mny2 2189944,8

Lateral torsional buckling condition

Unbraced length of beam Lb 1366,4 Torsional section properties Js 15348,96 B1 0,704940052 B2 -0,704940052 For stem in tension MLTB1 60085126,22

For stem in

compression MLTB2 16156856,17

Stem lateral buckling

fcr 240 MSLB 2189944,8 Momen capacity Mn 2189944,8 ф Mnx 1970950,32 Shear Strength Distance between transversal stiffener a 1366,4 kv 5

(28)

28 X 2177884,615 Y 255616,9008 Vn 37440 ф Vn 33696 Summary ф Mnx /Mux 0,618661 ф Vn /Vu 5,554704

Connection

IWF 500x200x10x16 Section Properties

Flange width bf 200 Inertia momen Ix 460365493

Flange thickness tf 16 Iy 21372333,33 Web height h 500 Elastic Section Modulus Sx 1841461,97 Web thickness tw 10 Sy 213723,33 r 20 Plastic section modulus Zx 1879689 yield stress fy 240 Zy 331700 fr 70 Resistance factor for flexure фb 0,9

Elastic modulus E 200000 Area As 11080

Shear modulus G 80000 Mu 82375863

Connection plate

flange bpf 250

tpf 12

Area flange plate Apf 3000

Total bolts in a row n 2

Bolt diameter Db 25,4

Bolt hole Hb 27

Net area Anf 2352

Yield condition фTny 2393280

Fracture фTnf 652680

Bolt

Tensile strength fub 825

Diameter Db 25,4

Area Ab 506,7075

(29)

29 IWF

600x200x11x17

Section Properties

Flange width bf 200 Inertia momen Ix 7,44E+08

Flange thickness tf 17 Iy 22729446

Web height h 600 Elastic Section Modulus Sx 2480621

Web thickness tw 11 Sy 227294,5

r 22 Plastic section modulus Zx 2863179

yield stress fy 240 Zy 357121,5

fr 70 Resistance factor for flexure фb 0,9

Elastic modulus E 200000 Area As 13026

Shear modulus G 80000

Connection Plate

Flange bpf 1000 Web bpw 1000

tpf 19 tpw 19

Area flange plate Apf 19000 Apw 19000

Total bolts in a row n 10

Bolt diameter Db 25,4

Bolt hole Hb 27

Net area Anf 13870

Anw 13870

Yield condition фTny 2813616

фTnf 3848925

Bolt

Tensile strength fub 825

Diameter Db 25,4 Area Ab 506,707 shear plane mb 1 Connection at flange Number of bolt nbf 40 Shear strength фRns 6270505 Connection at flange number of bolt nbf 10 Shear strength фRns 1567626 Tension strength фRnt 2351439 Bearing strength фRnb 2029968 Nominal strength фTn 652680 Bottom flange stress fb 44,73395

Tu 143148,6

(30)

30 Tension strength фRnt 9405758

Bearing strength фRnb 1,3E+07 Nominal strength фTn 2813616 Ultimate tension Tu 816000 Ratio фTn/Tu 3,44806 Connection at web Number of bolt nbw 50 Shear strength фRnsw 7838131 Tension strength фRntw 1,2E+07 Bearing strength фRnw 1,6E+07 Nominal strength фTnw 2813616 Ultimate tension Tuw 689040

Ratio фTnw/Tuw 4,08339 Connection at B Base material IWF 600x200x11x17 Flange thickness tf 17 Flange width df 200 Web height h 600 Web thickness tw 11 r 22 Area As 13440 Yield stress fy 240 Young modulus E 200000 Weld properties

Electrode type E70

Tensile strength fuw 482,63

Groove weld

Throat dimension tmin 6

Effective throat dimension te 4,242 Nominal strength of weld per mm фRnw 982,711901

Length of groove weld

web area Lweb 1044

flange area Lflange 778

Total length of weld Lw 1822

Nominal tension compression strength фPnw 1790501,08 Nominal tension of base material фTn 2903040 Nominal compression of base material фPn 3224000 Nominal strength connection at A фTn A 1790501,08

(31)

31

Tu 24954,65

фTn A /Tu 71,7501982

Check OK

Load at conection B

Maximum tension due moment of base material

Tu

moment 1612800 Maximum compression due to moment

of base material

Pu

moment 1612800

Axial load Pud 1000000

Maximum load Pu 1612800

Check ratio фPn/Pu 1,50173611

IWF 500x200x10x16 - Double L 60x60x5 Base material Leg thickness t1 6 Leg length h1 60 Yield stress fy 240 Young modulus E 200000 Weld properties

electrode type E60

Tensile strength fuw 413,68

Fillet weld

Throat dimension tmin 3

Effective throat dimension te 2,121 Nominal strength of weld per mm фRnw 394,836876

Length of weld Lw 2980

Polar moment of inertia Ip 70256604,2 Centroid of weld configuration x 372,5

y 20

Ultimate moment Mu 259916

Eccentricity ew 4491,5

Axial Load Pu 57,8684181

Stress due to direct shear Rv 0,01941893 Stress due to torsional moment Rx 0,07399048

Ry 1,37807273

Resultant Ru 1,39944901

(32)

32

1 Column base plate 550mm x 900mm

Concrete column

Compressive strength fc' 21,75

Area of column A2 1200000

Base plates

Yield strength fy 240

Area of base plate A1 495000

Thickness of base plate tp 25

np 100

mp 250

Nominal bearing strength provided by base plate

Pp1 9151312,5

Pp2 14248574,2

фPp 5490787,5

2 Column base plate fasteners (bolt)

Tensile strength of the bolt material fub 825 Diameter of unthreaded portion Dbg 32 Gross cross-sectional area of one bolt Ag 804,247719

Tensile stress area An 603,185789

Number of bolt nb 8

Nominal tensile strength of fasteners фRn 2985769,66

Maximum allowable axial load Pu

Pu 528000

Axial force 116032,68

Cek OK

3 Column base plate 600mm x 650mm

Concrete column

Compressive strength fc' 21,75

Area of column A2 390000

Base plates

Yield strength fy 240

Area of base plate A1 330000

Thickness of base plate tp 25

np 125

mp 125

Nominal bearing strength provided by base plate

Pp1 6100875

(33)

33

фPp 3660525

4 Column base plate fasteners (bolt)

Tensile strength of the bolt material fub 825 Diameter of unthreaded portion Dbg 32 Gross cross-sectional area of one bolt Ag 804,247719

Tensile stress area An 603,185789

Number of bolt nb 8

Nominal tensile strength of fasteners фRn 2985769,66

Maximum allowable axial load Pu

Pu 1408000

Axial force 470261,97

Cek OK

Kesimpulan

Berdasarkan analisis dan perhitungan yang telah dilakukan, diperoleh hasil bahwa elemen kolom dan balok H 350x350x9x14 tidak kompak pada pengecekan bagian flange. Solusi yang ditawarkan adalah memperbesar penampang, misalnya menggunakan kolom H 350x350x12x19. Pada pengecekan elemen double L 60x60x5, diperoleh hasil bahwa kapasitas momen penampang lebih kecil daripada beban ultimate yang diterima oleh elemen tersebut. Solusi yang ditawarkan adalah memperbesar penampang elemen double L tersebut.

Gambar

Gambar 2 Profil baja H 350x350x9x14
Gambar 4 Profil IWF 500x200x10x16
Gambar 6 Profil CNP 150x50x20x2,3
Tabel 1 Parameter desain respon spektra
+7

Referensi

Dokumen terkait

(2) Kepala Kantor Wilayah departemen/lembaga/gubernur atau pejabat yang ditunjuk atas nama menteri/pimpinan lembaga, menetapkan pemimpin proyek dan bendaharawan

Pada masa akan datang perwakilan daripada pihak pejuang akan lebih dimantapkan lagi dari masa kesemasa melibatkan semua pihak yang berkepentingan di Patani sebagai mewakili

perkembangan koperasi, tanpa partisipasi anggota, koperasi tidak akan dapat bekerja secara efisien dan efektif. Koperasi merupakan alat yang digunakan oleh para

Untuk analisis nilai Attainable Rate, dilakukan pengamatan dari aplikasi Embassy yang berdasarkan jarak panjang kabel dari STO sebagai server ke pengguna layanan

[r]

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) Kontribusi pemberian kredit terhadap tingkat pendapatan UKM di Kota Madiun. 2) Kontribusi kemampuan manajerial terhadap

From analysis with = 0,05 there were no significant differences in the number of episiotomies between groups,and were significant difference in proportion of totality perineum

Oleh karena itu, perlu dilakukan uji coba penelitian mengenai kandungan protein pakan yang tepat untuk Ikan Nila dalam proses pembentukan bioflok, sehingga dapat