BAB IV ANALISA DAN HASIL. Bab IV ini menjelaskan mengenai Perancangan dan Perhitungan

(1)

Bab 4 – Analisa dan Hasil

BAB IV

ANALISA DAN HASIL

4.1. Pendahuluan

Bab IV ini menjelaskan mengenai Perancangan dan Perhitungan Bangunan Warehouse dengan menggunakan profil baja. Untuk mempermudah proses perancangan struktur tersebut, maka tahapan yang digunakan :

a. Perancangan Gording b. Perancangan Kuda – kuda c. Perancangan Plat Kopel d. Perancangan Kolom e. Perancangan Sambungan f. Perhitungan Jumlah Material

4.2. Perencanaan Gording 4.2.1. Data Perencanaan

Jenis Penutup Atap : Zincalum (Product Bluescoop

Lysaght) Type Lysaght Trimdek, BMT 0.48 Berat Atap : 4.86 kg/m2

(2)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Beban Angin : 40 kg/m2 (dekat dari laut)

Tegangan Leleh (fy) : 2400 kg/cm2 : 240 N/mm2 Tegangan Putus (fu) : 3700 kg/cm2 : 370 N/mm2 Jarak Kuda-kuda (D port = Lx) : 6 m

Jarak tumpuan Lateral (Dport/2 = Ly) : 3 m Bentang Kuda-kuda : 40 m

Jarak Antar Gording : 1.20 m (maksimum 3.05 untuk atap type BMT 0.48) Kemiringan ( ) : 43 ° Sin : 0.68 Cos : 0.73 Tangen : 0.93 4.2.2. Perencanaan Profil CNP : 150 x 50 x 20 x 3.2 B = 50 33 H = 150 mm Ix = 280 cm4 (Momen Inertia) Iy = 28 cm4 ix = 5.71 cm (Radius of gyration = rx) iy = 1.81 cm Zx = 37.4 cm3 Zy = 8.2 cm3 A = 8.61 cm2 W = 6.76 kg/m

(3)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Ebaja = 2.1 x 106_kg/cm2_{Buku PPI hal. 11 (Mutu Baja BJ 37)} G = E/2.6 Mpa (Modulus Geser)

= 810.000 kg/cm2 = 81.000 Mpa Cw = 1.398 cm6 J = 2.938 cm4 Sx = 3.77 cm

4.2.3. Prelimeri Pembebanan Gording

1. Beban Mati (DL)

(Atap Zincalum + Glasswool + Alumunium Foil + Sagrod) x Jarak Gording

(4.86 + 2 + 0.75) x 1.20 = 7.61 x 1.20 = 9.13 kg/m Berat sendiri gording = 6.76 kg/m

qDL = 15.89 kg/m

2. Beban Hidup (La) Buku PPI 1983 hal. 13

Beban pekerja dianggap pada pusat bentang (La) = 100 kg 3. Beban Angin (WL) : Koefisien tekan angin

(4)

Bab 4 – Analisa dan Hasil = 0.02 - 0.4

= 0.02 x 43 - 0.4

= 0.02 Koefisien muka angin hisap = 0.46

tekan = koefisien x w angin x jarak gording = 0.46 x 40 x 1.20

= 22.08 kg/m

hisap = koefisien x w angin x j arak gording = -0.40 x 40 x 1.20 = - 19.2 kg/m 4. Beban Hujan (H) H hujan = w x Luas = 20 x 1.20 x 6 = 144 kg

4.2.4. Momen yang Bekerja pada Gording

a. Momen Akibat Beban Mati (q)

Gambar 4.2 Gaya Akibat Beban Mati

qx = qDL x cosα = 15.89 x 0.73 = 11.60 kg/m

(5)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Mx = 1 x qx x Lx2_{= 1 x 11.60 x 6}2_{= 52.2 kg.m}

8 8

My = 1 x qy x Ly2_{= 1 x 10.81 x 3}2_{= 12.16 kg.m} 8 8

b. Momen Akiban Beban Hidup (P = La)

Gambar 4.3 Gaya Akibat Beban Hidup PLx = PLL . cos α = 1000 x 0.73 = 731.354 N PLy = PLL . sin α = 1000 x 0.68 = 681.998 N Mx = 1 x P x cos x Lx = 1 x 100 x 0.73 x 6 = 109.5 kg.m 4 4 My = 1 x P x sin x Ly = 1 x 100 x 0.68 x 3 = 51 kg.m 4 4

c. Momen Akibat Beban Angin (q = WL)

(6)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Angin tekan, Mx= 1 x tekan x Lx2_{= 1 x 22.08 x 6}2_{= 99.36 kg.m} 8 8 Angin hisap, My = 1 x hisap x Ly2_{= 1 x (- 19.2) x 3}2_{= (-21.6) kg.m} 8 8

d. Momen Akibat Kombinasi Pembebanan (Maksimum) - Ditinjau pada arah sumbu y (Mux)

1. 1.4 x DL = 1.4 x 15.89 = 22.246 kg.m 2. 1.2 x DL + 0.5 x La = 1.2 x 15.89 + 0.5 x 100 = 19.07 + 50 = 69.07 kg.m 3. 1.2 x DL + 1.6 x La = 1.2 x 15.89 + 1.6 x 100 = 19.07 + 160 = 179.07 kg.m 4. 1.2 x DL + 1.6 x La+ 0.8 x WL = 1.2 x 15.89 + 1.6 x 100 + 0.8 x 22.08 = 19.07 + 160 + 17.664 = 196.734 kg.m 5. 1.2 x DL + 1.3 x WL + 0.5 x La = 1.2 x 15.89 + 1.3 x 22.08 + 0.5 x 100 = 19.07 + 28.704 + 50 = 97.774 kg.m 6. 0.9 x DL + 1.3 x WL = 0.9 x 15.89 + 1.3 x 22.08 = 14.301 + 28.704 = 43.005 kg.m 7. 0.9 x DL - 1.3 x WL = 0.9 x 15.89 - 1.3 x 22.08 = 14.301 – 28.704 = (-14.403) kg.m

(7)

Bab 4 – Analisa dan Hasil - Ditinjau pada arah sumbu x (Muy)

1. 1.4 x DL = 1.4 x 15.89 = 22.246 kg.m 2. 1.2 x DL + 0.5 x La = 1.2 x 15.89 + 0.5 x 100 = 19.068 + 50 = 69.06 kg.m 3. 1.2 x DL + 1.6 x La = 1.2 x 15.89 + 1.6 x 100 = 19.068 + 160 = 179.068 kgm 4. 1.2 x DL + 1.6 x La+ 0.8 x WL = 1.2 x 15.89 + 1.6 x 100 + 0.8 x 0 = 19.068 + 160 + 0 = 179.068 kgm 5. 1.2 x DL + 1.3 x WL + 0.5 x La = 1.2 x 15.89 + 1.3 x 0 + 0.5 x 100 = 19.068 + 0 + 50 = 69.068 kg.m 6. 0.9 x DL + 1.3 x WL = 0.9 x 15.89 + 1.3 x 0 = 14.301 + 0 = 14.301 kg.m 7. 0.9 x DL - 1.3 x WL = 0.9 x 15.89 - 1.3 x 0 = 14.301 - 0 = 14.301 kg.m

Dari kombinasi pembebanan diatas, maka didapat hasil momen kombinasi maksimum sebagai berikut :

- Mux = 196.734 kg.m = 196.73 x 104_{Nmm = 1.97 KNm} - Muy = 179.068 kgm = 179.068 x 104 Nmm = 1.79 KNm

(8)

Bab 4 – Analisa dan Hasil p = 170/ fy = 170 / 240 = 10.97

r = 370/ fy - fr = 370 / 240 - 70 = 28.38

p< < r

10.97 < 15.63 < 28.38 .... Penampang tidak kompak ! - Cek tekuk lokal pada plat web

= h/tw = 150/ 3.2 = 46.88

p = 1680/ Vfy = 1680/ 240 = 108.44 < p

46.88 < 108.44...Penampang kompak! Keterangan :

- fy = tegangan leleh = 240 Mpa = 2400 kg/cm2

- Fr = tegangan sisa = 70 Mpa untuk penampang gilas panas = 115 Mpa untuk penampang yg dilas b. Menghitung Momen Residual (Mr)

- Mr = (fy - fr) x Sx

= (2400 - 700) x 3.77 = 1700 x 3.77

= 64.09 kg.m c. Perencanaan Lentur

- Mn tanpa tekuk global pada penampang kompak (Web) Mn = Mp = Zx x fy

= 37.4 x 2400 = 898 kg.m

(9)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Mn = Mp - (Mp - Mr) x(( - p) / ( r - p)) = 898 - (898 - 64.09) x (( 15.63 - 10.97) / (28.38 - 10.97)) = 898 - (834) x (4.65 / 17.40) = 674.83 kg.m ϕ Mn = 0.9 x Mn = 0.9 x 674.83 = 607.35 kg.m Mu = 185.91 Kgm Mu ≤ Mn = 196.73 kg.m < 607.35 kg.m...OK!

d. Menghitung Perencanaan Lateral (Lp dan Lr) X1 = / Sx x √(E.GJ.A) / 2 = 3.14 / 3.8 x √(2.1 x 104 x 810000 x 2.938 x 8.61) / 2 = 0.833 x (20743385 / 2) = 0.833 x 10371692.51 = 8,638,491.90 kg.cm = 8,638.49 kg.m X1 = ((4 Cw) / Iy) x (Sx / G.J)2 = (( 4 x 1398) / 28) x (3.77 / 810,000 x 2.938)2

(10)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Lp = (790 / fy ) x ry = (790 / 2400) x 1.81 = 29.19 cm = 0.292 m Lr = ((ry x (X1 / ( fy - fr)) x 1 + 1 + X2 x (fy - fr)2 = (( 1.81 x ( 8,638,491.90 / (1700)) x 1 + 1 + 5.01 x 10-16 x 2,890,000 = 9,197.45 x 1.41 = 13,007.16 cm = 130.07 m Dari hitungan diatas diketahui :

Lp < L < Lr = 0.29 < 6 < 130.07 maka Mn :

Mn = Cb x (( Mr + (Mp - Mr)) x (( Lr - L) / (Lr - Lp))) < Mp Besaran Cb ditentukan sebesar 1.01 , sehingga :

Mn = 1.01 x ((64.09 + (898 - 64.09)) x ( 124.07 / 129.78))) = 1.01 x (897.60 x 0.956)

= 1.01 x 858.11

= 866.69 kg.m ≤ Mp = 897.60...OK! e. Kesimpulan untuk nilai tekuk lokal penampang

- Tekuk lokal pada web = Mnx = 897.60 kg.m - Tekuk lokal pada flange = Mny = 674.83 kg.m - Tekuk Lateral = 866.69 kg.m

Momen nominal diambil nilai yang terkecil, berdasarkan SNI baja dan LRFD :

Mu ≤ Mn

(11)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Mu = 1.86 KNm ≤ Mn = 7.80 KNm...OK!

4.2.6. Kuat Geser Web pada Profil Gording

a. Gaya geser yang dicek hanya pada sumbu X (sumbu kuat) - qu = 1.2 DL + 1.6 LL = 1.2 x 15.89 + 1.6 x 100 = 19.068 + 160 = 179.068 Kg/m - Vu = 0.5 x qu x Dpor x Cos = 0.5 x 179.07 x 6 x 0.73 = 392.16 Kg = 3.92 KN

b. Besaran luas penampang untuk perhitungan geser - Aw = H x tw

= 150 x 3.2 = 480 mm2

c. Kelingsingan Web dan batas-batas kelan gsingan

- h/ tw = 150/ 3.2 = 46.88 < 260 tidak disyaratkan pengaku

- 2.45 x √E / fy = 2.45 x √ 875 = 72.47 - 3.07 x √ E / fy = 3.07 x √ 875 = 90.81 d. Gaya geser nominal

(12)

Bab 4 – Analisa dan Hasil - Vu = 3.92 KN ≤ v x Vn = 0.9 x 69.12 = 62.21 KN ...OK!

4.2.7. Cek Masalah Puntir

Untuk mengatasi masalah puntir (Torsion), maka persamaan menjadi (Mux / ( Mnx)) + ( Muy / ( Mny/2)) ≤ 1 (196.734 / (0.9 x 898)) + (179.068 / ( 0.9 x 674.83 /2)) ≤ 1 (196.734 / 808.2) + (179.068 / 303.67) ≤ 1 Cek rasio

( 0.24 ) + ( 0.59) = 0.83 ≤ 1

OK!

4.2.8. Batasan Lendutan pada Gording

a. Batasan lendutan ( max)

Menurut SNI - 03 - 1729 - 2002, tabel 6.4.3 (hal. 15) agar mem persyaratan lendutan maksimum, maka disyaratkan untuk balok ( L/2400)

max = 600 / 240 = 2.5 cm b. Defleksi pada arah Y (fy)

- Akibat beban mati DL dan akibat beban hidup LL

terjadi = 5/384 (qDL x cos x Ly4_{) / E x Ix} = (5x 0.13 x 0.73 x 3004) / (2,1x106 x 280x384) = (5x768,690,000) / 225,792,000,000 = 0.017 cm terjadi = 1/48 (P x cos ax Ly3_{) / E x Ix} = (1x100 x 0.73 x 3003_{) / (2,1x10}6_{x 280x48)}

(13)

Bab 4 – Analisa dan Hasil = (1,971,000,000)/(28,224,000,000)

= 0.06 cm c. Defleksi pada arah X (fx)

- Akibat beban mati 5 DL dan akibat beban hidup 5 LL terjadi = 5/384 (qDL x sin x Lx4_{) / E x Ix} = (5x0.13 x 0.68 x 6004_{) / (2,1x10}6_{x 280 x 384)} = (5x11,456,640,000) / 225,792,000,000 = 0.25 cm terjadi = 1/48 (P x sina x Lx3) / E x Ix = (1x100 x 0.68 x 6003_{) / (2,1x10}6_{x 280 x 48)} = (14,688,000,000) / (28,224,000,000) = 0.52 cm d. Defleksi total komb = fy2 + fx2) = √ ( 0.017 + 0.06)2_{+ (0.25 + 0.52)}2 = 0.77 cm

e. Kontrol defleksi terhadap beban layan (service)

komb = 0.77 cm ≤ Amax = 2.5 cm...OK!

4.2.9. Kekuatan Atap

(14)

Bab 4 – Analisa dan Hasil = 9.60 kPa = 960 kg/m2

Maka Beban total 60 kg/m2 < Beban yang diijinkan = 960 kg/m2_...OK! 4.2.10. Kontrol Tahanan Sagrod

Beban ultimate :

Puy = 1.2 qDy. L + 1.6 PLy

= 1.2 x 0.116 x 2400 + 1.6 x 681.998 = 1425.28 N

Luas penampang bruto sagrod, dimana diameter sagrod yang direncanakan menggunakan 10mm,

Ag = π/4 . D2 = π/4 . 102 = 78.5mm2

Ae = 0.75 . Ae .fu = 0.75 x 78.5 x 370 = 70.69 mm2 Tahanan tarik sagrod berasarkan luas penampang bruto : Tn = 0.9 Ag . fy = 0.9 x 78.5 x 240 = 16964.60 N

Tahanan tarik sagrod berasarkan luas penampang netto : Tn = 0.75 . Ae . fu = 0.75 x 70.69 x 370 = 19615.319 N Tahanan tarik sagrod yang digunakan (diambil terkecil) : Tn : 16964.60 N

ϕ f Tn = 0.9 x 16964.60 = 15268.14 ≥ Puy = 1425.28 N, OK!! 4.2.11. Kesimpulan

Dari perhitungan perancangan gording diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa profil CNP 150.50.20.3.2 dan sagrod profil 10mm, AMAN dan memenuhi persyaratan perancangan struktur gording.

(15)

4.3. Perencanaan Kuda-Kuda 4.3.1. Penampang Profil

Tabel 4.1 Spesifikasi Profil yang Digunakan

No Nama Profil AX D Bf Tf Tw Iz Ix Ct Iy Zx Zy cm2 _mm _mm _mm _mm _cm4 _cm4 _cm _cm4 _cm3 _cm3 1 H100X50X5 11.85 100 50 7 5 187 1.5 0 14.8 44.1 9.52 2 H200X100X5.5 26.67 200 100 8 5.5 1810 4.4 0 134 205 41.6 3 H250X125X6 36.97 250 125 9 6 3960 7.7 0 294 358 72.7 4 H350X175X7 62.91 350 175 11 7 13500 19.3 0 984 864 173 4.3.2 Spesifikasi Bahan

Sifat mekanis jenis baja BJ 37 antara lain : 1. Tegangan putus minimum (fy) : 240 Mpa 2. Tegangan leleh minimum (fu) : 370 Mpa 3. Peregangan minimum : 22%

4. Modulus elastisitas (E) : 200000 Mpa 5. Modulus geser (G) : 80000 Mpa 6. Poisson ratio (μ) : 0.3

7. Koefisien pemuaian (α) : 12 x 106 _/o_c 4.3.3 Pemodelan dan Analisa pada STAADPro 2007

Membuka File Staadpro 2007

Untuk memulai analisa struktur, langkahnya sebagai berikut : 1. Klik File > New, kotak dialog New akan muncul.

(16)

Gambar 4.4 Kotak Dialog New

3. Beri nama file dengan nama Tugas Akhir Billah. Lalu tentukan lokasi file dimana akan disimpan dengan mengklik ikon (Path Browser), maka kotak dialog Select Dictionary akan muncul, lalu klik OK untuk kembali.

4. Klik Next untuk melanjutkan.

5. Kotak dialog selanjutnya akan muncul, dimana STAAD akan menanyakan apa yang akan dilakukan selanjutnya. Apakah akan membuat model struktur atau mengedit informasi dari pekerjaan yang sudah ada. Klik Add

(17)

Gambar 4.5 Kotak Dialog Sistem Pemodelan

6. Maka tampilan STAAD akan berubah seperti gambar dibawah ini, dimana tab yang aktif adalah tab Setup. Tahap ini adalah sekuensi pertama dari pemodelan.

(18)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 7. Lalu dilakukan pemodelan 2D dengan menu Add Beam,

Gambar 4.7 Pemodelan 2D Struktur dengan Sistem Rangka Batang

8. Lalu dilakukan Copy, Paste dan Add Beam dari portal 2D hingga menjadi 3D sesuai dengan bentangan bangunan existing.

(19)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Menentukan Material Constant:

1. Dari page menu klik tab General, lalu klik tab Property.

2. Lalu pada data area kotak dialog Properties klik Section Database . 3. Maka kotak dialog Select Country akan muncul, pilih Japanese lalu pilih

profil yang akan digunakan yaitu profil H100X50X5, H200X100X5.5,

H250X125X6 dan H350X175X7 lalu klik OK.

Gambar 4.9 Kotak Dialog Japanese Steel Table tab H Shape

4. Lalu pilih batang, klik Assign to Selected Beam, maka tampilan akan sebagai berikut.

(20)

Gambar 4.10 Batang dengan Property

Menentukan Jenis Tumpuan

1. Dari Page Menu General klik tab Support. Maka tampilan layar akan berubah seperti gambar dibawah.

Gambar 4.11 Page Menu Support

Alasan diambil tumpuan Sendi (Pinned), untuk menghindari terjadinya momen pada tumpuan bangunan, yang bisa berakibat pada besarnya momen yang terjadi

(21)

Bab 4 – Analisa dan Hasil pada tumpuan bangunan, juga untuk mengurangi resiko kegagalan konstruksi seperti terjadi guling pada pondasi.

2. Langkah-langkahnya, pada data area di kotak dialog Supports klik

Create, lalu Create Support, klik tab Pinned lalu Add.

Gambar 4.12 Kotak Dialog Create Support tab Pinned

3. Langkah selanjutnya definisikan tumpuan sendi pada node. Caranya klik support sendi, lalu klik node pada rangka. Jika berhasil maka node akan berwarna merah, lalu klik Assign.

(22)

Gambar 4.13 Hasil Assignment Support

Menentukan Pembebanan

1. Dari page menu General klik Load. Secara otomatis kotak dialog Set

Active Primary Load Case akan muncul. Klik Create New Primary Load Case. Pastikan nomor pembebanan yang terisi adalah 1. Pada Loading Type List pilih Dead. Terakhir isi Title yang sifatnya opsional

dengan Beban Mati, lalu klik OK.

(23)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 2. Lalu pada beban mati, klik Add, klik Selfweight Load (berat sendiri), lalu klik arah Y, dengan Factor -1, karena beban mati searah dengan gravitasi bumi.

Gambar 4.15 Kotak Dialog Selfweight Load

3. Untuk perhitungan beban mati diinput dengan pembebanan merata pada STAAD diinput dengan pembebanan merata (member load), dengan klik menu Member Load > Uniform Force, lalu isi beban merata di tab

Force, tentukan arah dengan klik pada Direction > GY (arah tegak lurus

(24)

Gambar 4.16 Kotak Dialog Member Load Perhitungan beban mati rafter ujung (jarak 4.5m1) :

Jarak rafter (asumsi overstek gording 1.5m) = 4.50 m1 Berat gording C150x50x20x2.3 = 6.76 Kg/m1

Berat atap + sagrod & bracing + service & M/E + glasswool & alumunium

= 4.86 + 3.99 + 5 + 2 = 15.85 Kg/m2

Jarak antar gording = 1.2 m1

Total beban rafter ujung

= ((jarak rafter x berat atap x jarak antar gording) + (berat gording x jarak rafter)) / jarak antar gording

(25)

Gambar 4.17 Input Beban Mati Rafter Ujung Perhitungan beban mati rafter tengah (jarak 6.0m1) :

Jarak rafter = 6.0 m1

Berat gording C150x50x20x2.3 = 6.76 Kg/m1

Berat atap + sagrod & bracing + service & M/E + glasswool & alumunium

= 4.86 + 3.99 + 5 + 2 = 15.85 Kg/m2

Jarak antar gording = 1.2 m1

Total beban rafter ujung

= ((jarak rafter x berat atap x jarak antar gording) + (berat gording x jarak rafter)) / jarak antar gording

(26)

Gambar 4.18 Input Beban Mati Rafter Tengah

Perhitungan beban hidup rafter :

Untuk perhitungan beban hidup diinput dengan pembebanan merata pada STAAD.

Beban Hujan (H) H hujan = w x Luas

= 20kg/m2 x 1.20m x 6m

= 144 kg = 144kg/m1 (diambil beban hujan karena nilainya lebih besar dari beban pekerja 100kg)

(27)

Gambar 4.19 Input Beban Hidup Rafter

Untuk memasukkan beban angin, prosesnya sama dengan diatas, hanya berbeda nilainya. Untuk beban Angin digunakan arah Y(local) karena sesuai dengan

PPIUG arah beban angin tegak lurus dengan kemiringan kuda-kuda. Perhitungan beban angin :

Pembebanan angin arah X (section ujung) Angin tekan

0.9 (koefisien PPIUG) x 4.5m (jarak rafter) x 40kg/m2 (beban angin) = 162 kg/m1

((0.02 x 43o _{) – 0.6) x 4.5m x 40kg/m2} _{= 83 kg/m1} Angin hisap

(28)

Gambar 4.20 Beban Angin Rafter Ujung Arah X

Pembebanan angin arah X (section tengah) Angin tekan

0.9 (koefisien PPIUG) x 6m (jarak rafter) x 40kg/m2 (beban angin) = 216 kg/m1 ((0.02 x 43o _{) – 0.6) x 6m x 40kg/m2} _{= 62 kg/m1} Angin hisap

-0.4 x 6m x 40kg/m2 = -96 kg/m1

(29)

Pembebanan angin arah Z (section ujung) Angin tekan

0.9 x 2.5m x 20kg/m2 = 45kg/m1 0.9 x 5.5m x 20kg/m2 = 99kg/m1 0.9 x 6m x 20kg/m2 = 108kg/m1

Gambar 4.22 Pembebanan Angin Tekan Arah Z

Angin hisap

-0.4 x 2.5m x 20kg/m1 = -20kg/m1 -0.4 x 5.5m x 20kg/m1 = -44kg/m1 -0.4 x 6m x 20kg/m1 = -48kg/m1

(30)

Gambar 4.23 Pembebanan Angin Hisap Arah Z Menentukan Pembebanan Kombinasi

1. Dari tab Commands > Loading > Load Combination

(31)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 2. Lalu masukkan kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI 03-1729-2002

Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung,

1.4D : Kombinasi 5 1.2D + 0.5H : Kombinasi 6 1.2D + 1.6H + 0.8Wx : Kombinasi 7 1.2D + 1.6H + 0.8Wz : Kombinasi 8 1.2D + 1.3Wx + 0.5H : Kombinasi 9 1.2D + 1.3Wz + 0.5H : Kombinasi 10 0.9D + 1.3Wx : Kombinasi 11 0.9D - 1.3Wx : Kombinasi 12 0.9D + 1.3Wz : Kombinasi 13 0.9D + 1.3Wz : Kombinasi 14

1D + 0.9L : Kombinasi Reduksi Gempa 1.2D + 1Gx + 0.3Gz : Kombinasi 18 1.2D + 1Gx - 0.3Gz : Kombinasi 19 1.2D - 1Gx + 0.3Gz : Kombinasi 20 1.2D - 1Gx - 0.3Gz : Kombinasi 21 1.2D + 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi 22 1.2D + 0.3Gx - 1Gz : Kombinasi 23 1.2D - 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi 24

(32)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 0.9D - 1Gx - 0.3Gz : Kombinasi 29 0.9D + 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi 30 0.9D + 0.3Gx - 1Gz : Kombinasi 31 0.9D - 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi 32 0.9D - 0.3Gx - 1Gz : Kombinasi 33

Gambar 4.25 Kotak Dialog Define Combinations

Lalu klik Add.

Menyiapkan Perintah Analisa Struktur

1. Dari page menu klik tab Analysis/Print. Maka akan keluar kotak dialog

Analysis/Print Commands. Pilih tab Perform Analysis. Pada frame Print Options, akan diberi piihan apa yang ingin dicetak pada saat analisa

dilakukan. Klik No Print karena tidak untuk langsung dicetak laporan, dan klik Add lalu klik Close untuk menutup kotak dialog.

(33)

Gambar 4.26 Kotak Dialog Analysis/Print Commands Menyiapkan Parameter Desain

1. Dari page menu klik tab Design > Steel > pilih AISC LRFD. Tampilan STAAD akan seperti :

(34)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 2. Untuk saat ini telah ada database parameter baja. Lalu tentukan nilai

parameternya.

Untuk material baja, Fyld (F yield) atau tegangan leleh yang dipakai adalah 2400 kg/cm2 _{. Lalu masukkan Ratio sebesar 1.}

Gambar 4.28 Page Menu Design tab Steel

3. Selanjutnya untuk memerintahkan agar STAAD mendesain batang-batang tersebut dengan berdasarkan parameter yang diberikan, dilakukan dengan cara dari kotak dialog Steel Design klik Commands. Muncul kotak dialog

Design Commands. Klik tab Check Code dan klik Add untuk

mengakhiri. Perintah ini akan memeriksa kapasitas dari batang dengan berdasarkan kode desain yang digunakan.

(35)

Gambar 4.29 Kotak Dialog Design Command

4. Selanjutnya klik tab Member Take Off dan klik Add. Perintah ini akan memberikan laporan mengenai total berat dan panjang yang digunakan pada struktur. Informasi ini biasanya digunakan untuk perkiraan dari anggaran biaya pekerjaan struktur tersebut.

5. Sama seperti parameter sebelumnya, definisikan kedua parameter diatas ke struktur dengan Assign Method-nya yang dipilih adalah Assign to View. Maka hasilnya akan seperti dibawah ini :

(36)

Gambar 4.30 Hasil Assign Parameter Perintah Analisa Struktur

1. Dari menu pulldown klik Analyze > Run Analysis.

(37)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 2. Lalu klik Done untuk menutup kotak dialog.

Perhitungan Pembebanan Gempa SNI 1726:2012

1. Untuk pembebanan gempa, karena digunakan gempa statik maka dimasukkan dengan beban terpusat (Joint Load/Nodal Load), dengan pembebanan dihitung secara manual. Klik Nodal Load > Node > Input

beban gempa statik sesuai arah gempa (arah X dan arah Z). Tabel Kategori Resiko Gempa (terlampir)

Penentuan kategori resiko

Kategori resiko = I Faktor keutamaan = 1.0

Penentuan Ss dan S1

Ss = 0.50 g (berdasarkan Peta Gempa terlampir) S1 = 0.30 g (berdasarkan Peta Gempa terlampir)

Penentuan tipe tanah

Kondisi tanah di lapangan = tanah sedang (asumsi karena kurangnya data tanah pada penelitian sebelumnya, dan dilihat dari segi keruntuhan, tidak ada perubahan translasi maupun rotasi pada kolom pedestal existing) Kelas situs = SD

Tabel Kelas Situs Tanah (terlampir) Penentuan nilai Fa dan Fv

(38)

Tabel 4.2 Parameter Respons Spektra Percepatan Perioda Pendek

Kelas Situs Parameter Respon Spektra Percepatan Perioda Pendek, Fa Ss ≤ 0.25 Ss = 0.5 Ss = 0.75 Ss = 1 Ss ≥ 1.25 SA 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 SB 1 1 1 1 1 SC 1.2 1.2 1.1 1 1 SD 1.6 1.4 1.2 1.1 1 SE 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9

SF Situs yg membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifik situs

Nilai Fv = 1.8 (berdasarkan tabel dibawah)

Tabel 4.3 Parameter Respons Spektra Percepatan Perioda Detik

Kelas Situs Parameter Respon Spektra Percepatan Perioda detik, Fv S1 ≤ 0.1 S1 = 0.2 S1 = 0.3 S1 = 0.4 S1 ≥ 0.5 SA 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 SB 1 1 1 1 1 SC 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 SD 2.4 2 1.8 1.6 1.5 SE 3.5 3.2 2.8 2.4 2.4

SF Situs yg membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifik situs

Penentuan nilai SDS dan S1

SDS = (2/3) x Fa x Ss = (2/3) x 1.4 x 0.50 = 0.467 SD1 = (2/3) x Fv x S1 = (2/3) x 1.8 x 0.30 = 0.360 T0 = 0.2 x (SD1 / SDS ) = 0.2 x (0.360 / 0.467) = 0.154 Ts = SD1 / SDS = 0.360 / 0.467 = 0.771

(39)

Penentuan kategori desain gempa

Tabel 4.4 Kategori Desain Gempa berdasarkan SDS

Nilai SDS Kategori Resiko

I stsu II atau III IV

SDS<0.167 A A

0.167<SDS<0.33 B B

0.33<SDS<0.50 C C

0.50 ≤ SDS D D

Tabel 4.5 Kategori Desain Gempa berdasarkan SD1

Nilai SD1 Kategori Resiko

I stsu II atau III IV

SD1<0.067 A A

0.067<SD1<0.133 B B

0.133<SD1<0.20 C C

0.20 ≤ SD1 D D

Tabel 4.6 Kode Tingat Resiko Kegempaan

Kode Tingkat Resiko Kegempaan Rendah Menengah Tinggi RSNI 1726-10 KDS A,B KDS C D,E,F KDS

Parameter gempa bangunan :

Tabel 4.7 Tabel Parameter Kegempaan Bangunan

Jenis Pemanfaatan Bangunan Gedung Fasilitas Penting

(40)

Bab 4 – Analisa dan Hasil SDS 0.467 SD1 0.360 KDS D T(s) / T 0.771 A(g) / C 0.47

Perhitungan gempa untuk program STAAD

Perioda fundamental struktur (T) = 0.771 detik Faktor keutamaan gempa (I) = 1.0

Reduksi koefisien gempa (Rx) = 0.8 (berdasarkan tabel dibawah) Reduksi koefisien gempa (Rz) = 0.75 (berdasarkan tabel dibawah)

Tabel 4.8 Tipe Struktur Jenis Bangunan

Penentuan beban struktur (Wt)

1. Tentukan kombinasi beban reduksi gempa, lalu masukkan ke STAAD seperti tahap sebelumnya dengan kombinasi,

Reduksi Gempa = 1DL + 0.8LL (berdasarkan PPIUG koefisien reduksi untuk penyimpanan, gudang, perpustakaan, ruang arsip) Lalu running seperti tahap selanjutnya, lalu pada tab Report pilih

(41)

Pengolahan data pembebanan gempa

Tabel Hasil Output dari Running Kombinasi Reduksi Gempa (terlampir)

R arah X = 8 R arah Z = 7.5 C = 0.47 I = 1.5 Cd arah X = C x I / R arah X = 0.47 x 1.5 x 8 = 0.088 Cd arah Z = C x I / R arah Z = 0.47 x 1.5 x 7.5 = 0.093 V arah X = Cd arah X x Total gaya

= 0.088 x 396915.17 = 34730.08 V arah Z = Cd arah Z x Total gaya

= 0.093 x 396915.17 = 37045.42

Tabel Hasil Pembebanan Gempa Arah X dan Z (terlampir)

(42)

Gambar 4.33 Beban Gempa arah Z

lalu Running.

Perioda Fundamental Pendekatan

Perioda fundamental pendekatan (Ta) , dalam detik, harus ditentukan dari

persamaan berikut :

( 4.4)

Keterangan :

hn adalah ketinggian struktur, dalam (m), di atas dasar sampai

tingkat tertinggi struktur,dan koefisien Ctdan x ditentukan

(43)

Karena pada perancangan Tugas akhir ini sistem struktur nya sama yaitu Sisem ganda dengan rangka pemikul momen khusus untuk arah X dan arah Y. Nilai parameter periode pendekatan menurut sistem strukturnya pada Tabel 15 adalah :

Semua sistem struktur lainya Arah X dan Arah Y:

Ct = 0.0724

Semua sistem struktur lainya Arah X dan Arah Y:

x = 0.8

Nilai perioda fundamental pendekatan (Ta) adalah :

Diketahui Tinggi Gedung ( h ) adalah 24.46 m, maka :

Ta = 0.0724 x 24.460.8

(44)

4.3.4. Perencanaan Kuda-Kuda dengan LRFD Batang Atas Profil WF 200x100x5.5

Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut :

Gambar 4.34 Batang Tarik Maksimum dari Batang Atas

Gambar 4.35 Letak Batang Tarik Maksimum dari Batang Atas

Gaya tarik maksimum pada kuda-kuda

Nu tarik (batang ) = 22763.543 kg = 22.76 ton Panjang batang tarik terpanjang = 1200 mm

(45)

Gambar 4.36 Batang Tekan Maksimum dari Batang Atas

Gambar 4.37 Letak Batang Tekan Maksimum dari Batang Atas

Gaya tekan maksimum

(46)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Nu ≤ x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu ≤ 0.9 x 26.67 x 2400

Nu ≤ 64008.9 kg Nu ≤ 64 T

22.76 T ≤ 64 T ...OK! - Cek Kondisi Fraktur

Asumsi

Baut yang akan digunakan = dia 11/8” = 28.57 mm

Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = 42.86 mm ~ 57.14 mm

dipakai 45 mm Diambil jarak dari tepi = 45 mm

Jarak antar baut (s) = 3d ~ 7d ≤ 14t = 3 (28.57) ~ 7 (28.57) ≤ 14 (10) = 85.71 ~ 199.99 ≤ 140 Maka digunakan jarak antar baut = 100 mm

Tebal plat = 10 mm lubang = baut + 2mm = 28.57 mm + 2 mm = 30.57 mm Pola segaris An = Ag - (d x t) = 26.67 - (2.857 x 1) = 26.67 - 2.857 = 23.813 cm2 Periksa terhadap syarat An = 0.85 Ag

(47)

Bab 4 – Analisa dan Hasil An = 0.85 x 26.67

An = 22.67 cm2 Maka yang digunakan An yang terkecil = 22.67 cm2 U = 1 - (x / L)

= 1 - (19.29 / 50)

= 1 - 0.386 = 0.614 ≤ 0.85 (untuk penampang selain I,termasuk

penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = 0.614 x 32.3 = 19.83 cm2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x 19.83 x 3700 = 55,017.32 Kg > Nu tarik = 55,017.32 Kg > 15,986.79 Kg...OK! Keterangan :

Ae = Luas penampang effektif An = Luas netto penampang, mm2

(48)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm2

Dengan adalah faktor tahanan, yang besarnya adalah

= 0.9 untuk kondisi leleh

= 75 untuk kondisi fraktur

Cek Kuat Tekan

- Periksa kelangsingan =

i = √ = √ = 2.24 cm

= = 53.57 ≤ 200...OK! Nn = Ag x fcr

K = 1 (perletakan sendi - sendi) Q = 1 (penampang tempa) √ √ Untuk 0.25 < c < 1.2 maka √

(49)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Fcr = ( ₎_{x 1 x 2400} Fcr = 0.6580.3249_{x 1 x 2400} Fcr = 0.873 x 1 x 2400 Fcr = 2095.2 Kg/cm2 Nn = Ag x Fcr Nn = 38 x 2095.2 Nn = 79617.6 Kg > Nu = 15986.79 kg ... OK!

Batang Bawah Profil WF 250x125x6

(50)

Gambar 4.39 Letak Batang Tarik Maksimum dari Batang Bawah

(51)

Gambar 4.41 Batang Tekan Maksimum dari Batang Bawah

Gaya tekan maksimum

Nu tekan (batang 3) = -19555.024 kg = -19.55ton Panjang batang tekan terpanjang = 1200 mm

Cek Kuat Tarik

- Cek Kondisi Leleh

Nu ≤ Nn

Nu ≤ x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu ≤ 0.9 x 36.97 x 2400

Nu ≤ 79855.2 kg Nu ≤ 79.85 T

(52)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57)

= 42.86 mm ~ 57.14 mm dipakai 45 mm

Diambil jarak dari tepi = 45 mm

Tebal plat = 10 mm lubang = baut + 2mm = 28.57 mm + 2 mm = 30.57 mm Pola segaris An = Ag - (d x t) = 36.97 - (2.857 x 1) = 36.97 - 2.857 = 34.113 cm2 Periksa terhadap syarat An = 0.85 Ag

An = 0.85 x 36.97 An = 31.42 cm2 Maka yang digunakan An yang terkecil = 31.42 cm2 U = 1 - (x / L)

= 1 - (19.29 / 50)

(53)

Bab 4 – Analisa dan Hasil penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = 0.614 x 31.42 = 19.29 cm2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x 19.29 x 3700 = 53529.75 Kg > Nu tarik = 53529.75 Kg > 15,986.79 Kg...OK! Keterangan :

Ae = Luas penampang effektif An = Luas netto penampang, mm2 U = Koefisien reduksi

= 1 - (x / L) ≤ 0.9

X = eksentrisitas sambungan = ½ penampang siku dan pelat = (0.5 x 10) + (0.5 x 28.57) = 5 + 14.285 = 19.29 mm Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm2

(54)

Bab 4 – Analisa dan Hasil i = √ = √ = 2.82 cm

= = 42.55 ≤ 200...OK! Nn = Ag x fcr

K = 1 (perletakan sendi - sendi) Q = 1 (penampang tempa) √ √ Untuk 0.25 < c < 1.2 maka √ 0.458 x < 1.5 maka Fcr = ( ₎_{x Q x fy} Fcr = ( _{) x 1 x 2400} Fcr = 0.6580.21x 1 x 2400 Fcr = 0.916 x 1 x 2400 Fcr = 2198.4 Kg/cm2 Nn = Ag x Fcr Nn = 36.97 x 2198.4 Nn = 81274.848 Kg > Nu = 15.986.79 kg ... OK!

(55)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut :

(56)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Panjang batang tarik terpanjang = 1630 mm

Gambar 4.44 Batang Tekan Maksimum dari Batang Tengah Diagonal

Gambar 4.45 Letak Batang Tekan Maksimum dari Batang Tengah Diagonal

Gaya tekan maksimum

Cek Kuat Tarik

(57)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Nu ≤ x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu ≤ 0.9 x 11.85 x 2400

Nu ≤ 25596 kg Nu ≤ 25.59 T

6.63 T ≤ 25.59 T ...OK! - Cek Kondisi Fraktur

Asumsi

Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = 42.86 mm ~ 57.14 mm dipakai 45 mm

Tebal plat = 10 mm

lubang = baut + 2mm

(58)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Periksa terhadap syarat An = 0.85 Ag

An = 0.85 x 11.85 An = 10.07 cm2 Maka yang digunakan An yang terkecil = 8.993 cm2 U = 1 - (x / L)

= 1 - (19.29 / 50)

penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = 0.614 x 8.993 = 5.521 cm2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x 5.521 x 3700 = 15320.775 Kg > Nu tarik = 15320.775 Kg > 6629.79 Kg...OK! Keterangan :

= 1 - (x / L) ≤ 0.9

(59)

Bab 4 – Analisa dan Hasil = (0.5 x 10) + (0.5 x 28.57) = 5 + 14.285 = 19.29 mm

Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm2 Dengan adalah faktor tahanan, yang besarnya adalah

Cek Kuat Tekan

- Periksa kelangsingan =

i = √ = √ = 1.12 cm

= = 145.53 ≤ 200...OK! Nn = Ag x fcr

K = 1 (perletakan sendi - sendi) Q = 1 (penampang tempa) √ √ Untuk 0.25 < c < 1.2 maka

(60)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Fcr = 0.6582.46_{x 1 x 2400} Fcr = 0.36 x 1 x 2400 Fcr = 864 Kg/cm2 Nn = Ag x Fcr Nn = 11.85 x 864 Nn = 10238.4 Kg > Nu = 6647.845 kg ... OK!

Batang Tengah Vertikal Profil WF 100x50x5

(61)

Gambar 4.47 Letak Batang Tarik Maksimum dari Batang Tengah Vertikal

(62)

Gambar 4.49 Letak Batang Tekan Maksimum dari Batang Tengah Vertikal

Gaya tekan maksimum

Cek Kuat Tarik

- Cek Kondisi Leleh

Nu ≤ Nn

Nu ≤ x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu ≤ 0.9 x 11.85 x 2400

Nu ≤ 25596 kg Nu ≤ 25.59 T

(63)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 2.65 T ≤ 25.59 T ...OK!

- Cek Kondisi Fraktur Asumsi

Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = 42.86 mm ~ 57.14 mm dipakai 45 mm

Tebal plat = 10 mm lubang = baut + 2mm = 28.57 mm + 2 mm = 30.57 mm Pola segaris An = Ag - (d x t) = 11.85 - (2.857 x 1) = 11.85 - 2.857 = 8.993 cm2

(64)

Bab 4 – Analisa dan Hasil U = 1 - (x / L)

= 1 - (19.29 / 50)

= 1 - 0.386 = 0.614 ≤ 0.85 (untuk penampang selain I,termasuk penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = 0.614 x 8.993 = 5.521 cm2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x 5.521 x 3700 = 15320.775 Kg > Nu tarik = 15320.775 Kg > 2651.9 Kg...OK! Keterangan :

= 1 - (x / L) ≤ 0.9

X = eksentrisitas sambungan = ½ penampang siku dan pelat = (0.5 x 10) + (0.5 x 28.57) = 5 + 14.285 = 19.29 mm Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm2

(65)

Bab 4 – Analisa dan Hasil - Periksa kelangsingan = i = √ = √ = 1.12 cm = = 98.21 ≤ 200...OK! Nn = Ag x fcr

K = 1 (perletakan sendi - sendi) Q = 1 (penampang tempa) √ √ Untuk 0.25 < c < 1.2 maka √ 1.06 x < 1.5 maka Fcr = ( ₎_{x Q x fy} Fcr = ( ₎_{x 1 x 2400} Fcr = 0.6581.12_{x 1 x 2400} Fcr = 0.626 x 1 x 2400

(66)

4.3.5. Kesimpulan

Dari perhitungan perancangan kuda-kuda diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa profil WF 100x50x5, 200x100x5.5 dan 250x125x6

AMAN dan OK memenuhi persyaratan perancangan struktur kuda-kuda.

4.4. Perencanaan Kolom 4.4.1. Data-Data Kolom

Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut :

Gambar 4.50 Gaya Tarik Maksimum pada Batang Kolom

(67)

Gaya tarik maksimum pada kolom

Nu tarik (batang 206) = 14393.319 kg = 14.39 ton Panjang batang tarik terpanjang = 2000 mm

(68)

Gaya tekan maksimum

Nu tekan (batang 221) = 14363.749 kg = 14.36 ton Panjang batang tekan terpanjang (Ly) = 2000 mm

Profil yang digunakan : WF 350x175x7 B = 175 mm Ag = 62.91 cm2 tw = 7 mm tf = 11 mm Ix = cm4 Iy = 984 cm4 ix = 6.39 cm iy = 3.75 cm

4.4.2. Periksa Kekuatan Kolom

- Cek kelangsingan penampang

Flange : ( ) / tf ≤ 170 / √ ( ) / 11 ≤ 170 / ≤ 10.97 …….Penampang kompak! (h/w) ≤ 1680 / √ (350/7) ≤ 1680 / 50 ≤ 108.44 ……..Penampang Kompak!

(69)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Kondisi kedua tumpuan adalah jepit - sendi sehingga diambil k = 0.8 Tinjauan pada arah sumbu bahan ( sumbu X)

rx = √ = √ = = 15.22 cm = = = = 18.4

Tinjauan pada arah sumbu bebas bahan (sumbu Y)

ry = √ = √ = = 8.84 cm = = = = 36.47 ≥

(70)

Bab 4 – Analisa dan Hasil = 11.61 x 0.034 = 0.395 Untuk 0.25 < < 1.2 maka = Nn = Ag x fcr = Ag x ( ) = 173.9 x ( )= 173.9 x 2243 = 390057.7 Kg = 390.06 Ton x Nn = 0.85 x Nn = 0.85 x 390.06 = 331.551 Ton = Nu < 14.36 < 331.551 ……….OK!

4.4.3 Perhitungan Tumpuan (Bearing) Base Plate dan Angkur

Gambar 4.54 Rencana Base Plate dan Angkur

(71)

Gambar 4.55 Output STAAD Gaya Aksial Akibat Beban Terfaktor

Gambar 4.56 Output STAAD Gaya Geser Akibat Beban Terfaktor BEBAN KOLOM

Gaya aksial akibat beban terfaktor Pu = 14393.31kg = 141054.44N Momen akibat beban terfaktor Mu = 0 (tumpuan sendi)

Gaya geser akibat beban terfaktor Vu = 8354.299kg = 81872.13N

PLAT TUMPUAN (BASE PLATE)

Tegangan leleh baja fy = 240Mpa Tegangan tarik putus plat fup _{= 370Mpa} Lebar plat tumpuan B = 275mm Panjang plat tumpuan L = 450mm Tebal plat tumpuan t = 20mm

(72)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Panjang penampang kolom J = 900mm

DIMENSI KOLOM BAJA

Profil baja WF 350x175x7 Tinggi total ht_{= 350mm} Lebar sayap bf = 175mm Tebal badan tw = 7mm Tebal sayap tf = 11mm ANGKUR BAUT

Jenis angkur Tipe : A-325 Tegangan tarik putus angkur baut fub = 825Mpa Tegangan leleh angkur baut fy = 400 Diameter angkur baut d = 19mm Jumlah angkur baut pada sisi tarik nt = 3bh Jumlah angkur baut pada sisi tekan nc = 3bh

Jarak baut terhadap pusat penampang kolom f = 220mm Panjang angkur baut yang tertanam di beton La = 500mm

(73)

Gambar 4.57 Eksentrisitas Beban

Eksentrisitas beban e = Mu / Pu = 0.00mm L/6 = 75mm e < L/6 h = ht – tf = 339mm et = f + h/2 = 390mm ec = f – h/2 = 50.5mm Jumlah total angkur baut, n = nt + nc = 6bh

Tahanan Tumpu Beton

Gaya tarik pada angkur baut Pt = Pu * ec / et = 18288N Gaya tekan total pada plat tumpuan Puc = Pu + Pt = 159343N

Panjang bidang tegangan tekan beton Y = 3 * ( L - h ) / 2 = 166.50mm Luas plat tumpuan baja A1 = B * L = 123750mm2 Luas penampang kolom pedestral A2 = I * J = 540000 mm2 Tegangan tumpu nominal

fcn = 0.85 * fc' * √ ( A2 / A1 ) = 35.512Mpa fcn = 1.70 * fc' = 34Mpa

Tegangan tumpu nominal beton yg digunakan fcn = 34Mpa Faktor reduksi kekuatan tekan beton f = 0.65 Tegangan tumpu beton yg diijinkan f * fcn = 22.1Mpa

(74)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 6.960 ≤ 22.1 ………..OK!!!

Gambar 4.58 Dimensi Plat Tumpuan

Kontrol Dimensi Plat Tumpuan

Lebar minimum plat tumpuan yang diperlukan Bp min = Puc / ( 0.5 * f * fcn * Y ) = 87mm Lebar plat yang digunakan B = 275mm Syarat yang harus dipenuhi :

Bp min ≤ B

87 ≤ 275 ………..OK!!! Panjang bagian plat tumpuan jepit bebas a = ( L - 0.95 * ht ) / 2 = 58.75mm fcu1 = ( 1 - a / Y ) * fcu = 4.504Mpa Modulus penampang plastis plat

Z = 1/4 * B * t2 = 27500mm3

Momen yang terjadi pada plat akibat beban terfaktor

Mup = 1/2 * B * fcu1 * a2 + 1/3 * B * ( fcu - fcu1 ) * a2 =2914676Nmm Faktor reduksi kekuatan lentur ϕb = 0.9

(75)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Tahanan momen nominal plat

Mn = fy * Z = 6600000Nmm Tahanan momen plat,

ϕb * Mn = 5940000Nmm Syarat yang harus dipenuhi : Mup ≤ ϕb . Mn



2914676 < 5940000 ...OK!!!

Gaya Tarik Angkur pada Baut

Gaya tarik pada angkur baut Tu1 = Pt / nt = 6096N Tegangan tarik putus angkur baut fub = 825Mpa Luas penampang angkur baut Ab = p / 4 * d2 = 284mm2 Faktor reduksi kekuatan tarik ϕt = 0.90

Tahanan tarik nominal angkur baut Tn = 0.75 * Ab * fub = 175433N Tahanan tarik angkur baut ϕt * Tn = 157890N

Syarat yang harus dipenuhi : Tu1 ≤ ϕt * Tn

6096 < 157890 ………OK!!!

Gaya Geser pada Angkur Baut

(76)

Faktor reduksi kekuatan geser ϕf = 0.75 Tahanan geser nominal

Vn = r1 * m * Ab * fub = 93564N Tahanan geser angkur baut ϕf * Vn = 70173N Syarat yang harus dipenuhi :

Vu1 ≤ ϕf * Vn

13645 < 70173 ………..OK!!!

GAYA TUMPU PADA ANGKUR BAUT

Gaya tumpu pada angkur baut, Ru1 = Vu1 = 13645N

Diameter baut, d = 19mm

Tebal plat tumpu, t = 20mm

Tegangan tarik putus plat, fup = 370Mpa

Tahanan tumpu nominal, Rn = 2.4 * d * t * fup = 337440N

Tahanan tumpu, ϕf * Rn = 253080N

Syarat yang harus dipenuhi : Ru1 ≤ ϕf * Rn

13645 < 253080 ……….OK!!!

Kombinasi Geser dan Tarik

(77)

Bab 4 – Analisa dan Hasil f2 = 621Mpa

Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, r2 = 1.9

Tegangan geser akibat beban terfaktor,

fuv = Vu / ( n * Ab ) = 48.13Mpa

Kuat geser angkur baut, ff * r1 * m * fub = 247.50Mpa

Syarat yang harus dipenuhi :

fuv = Vu / ( n * Ab ) ≤ ff * r1 * m * fub

48.13 < 247.50 ………..OK!!!

Gaya tarik akibat beban terfaktor, Tu1 = 6096N

Tahanan tarik angkur baut,

ff * Tn = ff * f1 * Ab = 171606N

Syarat yang harus dipenuhi : Tu1 ≤ ϕf * f1 * Ab

6096 < 171606 ………OK!!!

Kuat tarik angkur baut, ft = 0.75 * fub = 618.75Mpa

(78)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 618.75 < 715.56 ……….OK!!!

Syarat yang harus dipenuhi :

ft ≤ f2

618.75 < 621.00 ……….OK!!!

Kontrol Panjang Angkur Baut

Panjang angkur tanam yang digunakan, La = 500mm

Kuat tekan beton, fc' = 20

Tegangan leleh baja, fy = 400

Diameter angkur baut, d = 19

Panjang angkur tanam minimum yang diperlukan, Lmin = fy / ( 4 * √ fc' ) * d = 425mm Syarat yang harus dipenuhi :

Lmin ≤ La

425 < 500 ……….OK!!!

Dalam analisa kapasitas kemampuan base plate pada kasus ini, seluruh komponen yang disesuaikan dalam perencanaan masih masuk dalam batasan AMAN sesuai dengan yang disyaratkan.

(79)

Gambar 4.59 Rencana Track-stank

Gaya tarik pada track stank akibat beban terfaktor = 916.039kg = 8977.18N

Gambar 4.60 Batang Tarik Maksimum pada Bracing 4.5.1 Data Bahan

PLAT SAMBUNG

Tegangan leleh baja, fy = 240Mpa

(80)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Tegangan leleh baja, fy = 250Mpa

Tegangan tarik putus, fu = 410Mpa

Diameter track stank, dt = 19mm

BAUT

Jenis baut, Tipe A-325

Tegangan leleh baja, fy = 740Mpa

Tegangan tarik putus, fub = 825Mpa

Diameter baut, db = 16mm

Jumlah baut, n = 2unit

LAS SUDUT

Tipe, Mutu : E7013

Tegangan tarik putus logam las, fuw = 390Mpa

Tebal las, tw = 4mm

Panjang las, Lw = 100mm

4.5.2 Tahanan Tarik Plat

Luas penampang bruto,

Ag = tp * Lp = 400mm2

(81)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Ae = tp * [ Lp - ( db + 2 ) ] = 256 mm2

Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang brutto,

ϕ * Tn = 0.90 * Ag * fy = 86400N

Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang efektif,

ϕ * Tn = 0.75 * Ae * fup = 71040N

Tahanan tarik plat (terkecil) yang digunakan,

ϕ * Tn = 71040N

4.5.3 Tahanan Tarik Trekstang

Luas penampang bruto, Ag = p / 4 * dt2 = 283.53mm2

Luas penampang efektif, Ae = 0.90 * Ag = 255.18mm2

Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang brutto, ϕ * Tn = 0.90 * Ag * fy = 63794N

Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang efektif, ϕ * Tn = 0.75 * Ae * fup = 78467N

(82)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, r1 = 0.4

Luas penampang 1 baut, Ab = p / 4 * db2 = 201.06mm2

Tahanan geser baut,

ϕf * Vn = ϕf * r1 * m * Ab * fub * n = 99526N

Tahanan tumpu plat,

ϕf * Rn = 2.4 * ϕf * db * tp * fup * n = 85248N

Tahanan sambungan baut (terkecil), ϕf * Vn = 85248N

4.5.5 Tahanan Las

Tegangan tarik putus plat, fup = 370Mpa

Tegangan tarik putus logam las, fuw = 390Mpa

fup < fuw

Kuat tarik sambungan, fu = 370Mpa

Tahanan las sudut,

ϕf * Rnw = 0.75 * tw * ( 0.60 * fu ) * Lw = 66600N

4.5.6 Rekap Tahanan Sambungan

Tabel 4.9 Rekap Tahanan Sambungan Bracing

No Tahanan sambungan f * Tn

(83)

1 Plat 71040

2 Track stank 63794

3 Baut 85248

4 Las 66600

Tahanan sambungan terkcil 63794

Gaya tarik pada track stank akibat beban terfaktor, Tu = 8977.182N

Syarat yg harus dipenuhi : Tu ≤ ϕ* Tn

8977 < 63794 ………..OK!!!

4.6. Perencanaan Baut 4.6.1. Data-Data Baut

(84)

Gambar 4.62 Letak Gaya Tekan Maksimum pada Buhul

tekan (batang 3) = 22760.366 kg = 22.76 ton batang tekan terpanjang = 1200 mm

Mutu baut baja BJ 41

fub = 4,100 Kg/cm2

baut = 11/8” = 28.57 mm Abaut = ¼ d2

= ¼ x x (28.57)2

= 640.75 mm2_{= 6.41 cm}2 Tebal pelat penyambung = 10 mm Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d

= 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = 42.86 mm ~ 57.14 mm

(85)

Bab 4 – Analisa dan Hasil Diambil jarak dari tepi = 45 mm

Jarak antar baut (s) = 3d ~ 7d ≤ 14t

= 3 (28.57) ~ 7 (28.57) ≤ 14 (10) = 85.71 ~ 199.99 ≤ 140 Diambil jarak antar baut = 100 mm

4.6.2. Periksa Kekuatan Baut

- Kekuatan terhadap geser : Vd = x Vn

= x r1 x fub x Ab

= 0.75 x 0.4 x 4100 x 6.41 = 7,884.30 kg

Jumlah baut n = Vu/Vd = 22760.366 /7,884.30 = 2.88 Vd = x Tn = x 0.75 x fub x Ab = 0.75 x 0.75 x 4100 x 6.41 = 14,783.06 Kg ≤ Td ≤ Td

(86)

Bab 4 – Analisa dan Hasil = ≤ 0.4 x 0.75 x 4100 x 1 = 1183.586 ≤ 1,230 Ft ≤ f1 - (r2 x fuv) ≤ f2 Ft ≤ 4100 - (2.857 x 1183.586) ≤ 3100 Ft ≤ 718.495 ≤ 3100 718.495 ≤ 3100 ...OK! Td = f x Tn Td = f x ft x Ab Td = 0.75 x 3100 x 6.41 Td = 14,903.25 Kg ≥ 22760.366 /2 14,903.25 Kg ≥ 11380.183 Kg...OK! - Kekuatan terhadap kuat tumpu

1.5 d = 1.5 x (rl+ r2) ≥ Ie 1.5 d = 1.5 x (2.857 + 1.4285) ≥ Ie 1.5 d = 6.43 cm ≥ 4,5 cm...OK! 3 d = 3 x (r1 + r2) ≥ S 3 d = 3 x (2.857 + 1.4285) ≥ S 3 d = 12.86 cm ≥ 10 cm ...OK! Rd = f x Rn Rd = f x2.4 x db x dp x fu Rd = 0.75 x 2.4 x 2.857 x 1.4285 x 4100 Rd = 30,119.44 Kg Nu/n ≤ Rd 22760.366 /2 Kg ≤ 30,119.44 Kg

(87)

Bab 4 – Analisa dan Hasil 11380.183 Kg ≤ 30,119.44 Kg ...OK!

jadi dipakai baut 11/8” ( 28.57 mm) dengan tebal pelat 100 mm.

4.6.4 Jumlah Baut

Perhitungan jumlah baut :