BAB III, perancanaan kuda-kuda baja

(1)

BAB III

PERENCANAAN GORDING

3.1 Perencanaan Atap Kuda-Kuda Rangka Baja

Dalam perencanaan sebuah struktur bangunan gedung, perencanaan struktur atap adalah perencanaan yang harus dihitung pertama kali pada perencanaan sebuah struktur bangunan gedung. Perhitungan struktur atap didasarkan pada panjang bentang kuda-kuda. Selain itu harus diperhitungkan juga terhadap beban yang bekerja, yaitu meliputi beban mati,beban hidup, beban angin, dan lainnya. Setelah diperoleh pembebanannya, kemudian dilakukan perhitungan serta perencanaan ukuran profil batang kuda-kuda yang akan digunakan.

gambar 3.1 struktur kuda-kuda data perencanaan :

Jarak antar kuda – kuda (Lb) = 4 m

Penutup atap = genteng metal

Berat =15 kg/m²

Kemiringan atap (α) = 25^o Jarak antar gording = 2,6 m

Mutu baja = BJ41 ; Fu = 410 MPa

; Fy = 250 MPa Kecepatan Angin = 20 km/ jam

= 5,5556 m/ detik

(2)

Sifat Mekanis Baja Struktural yang digunakan :

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3) Modulus Geser (G) = 80000 Mpa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3)

Perhitungan panjang batang pada struktur rangka kuda-kuda baja menggunakan alat bantu software Autocad, dengan panjang batang adalah seperti ditunjukkan pada Tabel 3.1 Panjang Rangka Batang.

Tabel 3. 1 Panjang Rangka Batang

No. Nama Batang Panjang batang (m)

1 2 3 4 5 6 7 8

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

2,3 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,3 9

10 11 12 13 14 15 16

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

2,1 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,1 17

18 19 20 21 22 23

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7

1 2,2 3,4 4,6 3,4 2,2 1 24

25 26 27 28 29

D1 D2 D3 D4 D5 D6

2,8 3,4 4,3 4,3 3,4 2,8 Penetuan Profil Gording Berdasarkan Bentang :

h>L_b

20dimana L_b 20=4m

20 =0,2m=200mm

(3)

3.1.1. Penentuan Profil Baja

Karena h > 200 mm dipakai untuk bentang panjang, maka digunakan profil dengan h > 200 mm

Profil Gording yang dipakai ;Profil C.250.50.50.4,5 (Light Channel)

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Ir. Rudy Gunawan dengan petunjuk Ir. Morisco) Data – data profil C.250.50.50.4,5 :

A = 250 mm

B = 50 mm

T = 4,5 mm

Section Area = 15,08 cm² = 1508 mm² Weight = 11,8 kg/m

Cx = 0 cm = 0 mm

Cy = 0,91 cm = 9,1 mm

Ix = 1160 cm⁴ = 1160.10 mm⁴

Iy = 25,9 cm⁴ = 25,9.104 mm⁴ Gambar 2.1.Profil C250.50.50.4,5

ix = 8,78 cm = 87,8 mm

iy = 1,31 cm = 13,1 mm

Zx = 93 cm³ = 93000 mm³

Zy = 6,31 cm³ = 6310 mm³

(4)

Ganbar 2.2. Sketsa profil C

3.1.2. Rumus Yang Digunakan

Dalam merencanakan gording, penting untuk mempertimbangkan semua jenis beban yang akan diterima oleh gording, yaitu:

- Beban terpusat ; bidang momen = M = ¹/4 . PL Bidang geser = D = ½ P lendutan = f = - Beban terbagi rata ; bidang momen = M = ¹/8qL2

Bidang geser = D = ½ qL lendutan = f = 3.2 Perhitungan Pembebanan Yang Bekerja

- Berat sendiri gording = 11,8 kg/m

- Berat atap = 15 kg/m x 2,6 m = 39 kg/m

(Berat Penutup atap x jarak gording)

- Berat baut (10 % x Berat atap) = 10% x 39 kg/m = 3,9 kg/m +

- Berat Total (Qm) = 54,7 kg/m

3.3 Penentuan Momen Akibat Beban Mati qx = 54,7 sin 25^o = 23.117 kg/m

qy = 54,7 cos 25^o= 49.575 kg/m

- Mx1 = ¹/8 x P x cos α (L)²

= ¹/8 x 54,7 x 0,906 x 16

= 99.116 kg/m

Diberi penggantung gording 1 buah ditengah - tengah bentang gording - My1 = ¹/8 x P x sin α (L/2)²

=¹/8 x 54,7 x 0.422 x 4

= 11.541 kg/m 3.4 Perhitungan Momen Akibat kebetulan

Diperhitungakan pekerja Ph =100 Kg (berada ditengah-tengah bentang) - Mx3 =¹/4.x P x cos α (L)²

(5)

=¹/4 x 100 x 0,906 x 16

= 362.4 kg/m

- My3 =¹/4.x P x sin α (L/2)²

= ¹/4 x 100 x 0.422 x 4

= 42.2 kg/m

3.5 Perhitungan Momen Akibat Beban Mati Akibat Air Hujan Beban terbagi titik akibat air hujan :

P = (40 – 0.8α)

= (40 – 0.8 x 25^o)

= 20 kg

Beban akibat air hujan yang diterima gording :

qh = berat terbagi merata air hujan x jarak gording

= 20 kg x 2,6 m

= 52 kg/m

Px = p sin a = 8.452 kg/m Py = p cos a = 18.126 kg/m Momen arah sumbu x;

- Mx2 = 1/8x q x cos α (L)²

= 1/8 x 20 x 0,906 x 16

= 36.24 kg/m Momen arah sumbu y;

- My2 = 1/8x q x sin α (L/2)²

= 1/8 x 20 x 0.422 x 4

= 4.22 kg/m

3.6 Perhitungan Momen Akibat Beban angin Berat beban angin (q) = 40 kg/m²

Koefisien angin tekan (C1) = (- 0.02.α - 0.4)

= (- 0.02 x 25^o - 0.4) = 0.1 Koefisien angin hisap (C2) = -0,4

(6)

1. Beban angin tekan (Qt) = C1. q. jarak gording

= 0.1 x 40 x 2,6

= 10.4 kg/m

2. Beban angin hisap (Qh) = C2. q. jarak gording

= -0.4 x 40 x 2,6

= -41.6 kg/m - Mx2 = 1/8 x Qt x (L)²

= ¹/8 x 10,4 x 16

= 20,8 kg/m - Mx2' = 1/8 x Qh x (L/2)²

= ¹/8 x -41.6 x 4

= -20.8 kg/m

- My2 = 0 (Tidak ada beban angin sumbu y) 3.7 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi I. a + b → Mx1 + Mx2 = 99.116 + 20.8 = 119.91 kg/m Mx1 + Mx2' = 99.116 + -20.8 = 78.316 kg/m My1 + My2 = 11.541 + 0 = 11.541 kg/m My1 + My2' = 4.22 + 0 = 4.22 kg/m Kombinasi II. a + c → Mx1 + Mx3 = 99.116 + 362.4 = 461.516 kg/m

My1 + My3 = 11.541 + 42.2 = 53.741 kg/m Maka Mmaks yang dipakai adalah yang terbesar yaitu kombinasi II;

Mx = 461.516 kg/m My = 53.741 kg/m

3.8 Tegangan yang terjadi

- Kontrol terhadap tegangan maksimum;

Mx = 461.516 Kg/

m

= 46151 Kg/cm

(7)

My = 53.741 Kg/

m

= 5374 Kg/cm

Zx = 93 cm³ = 93000 mm³

Zy = 6,31 cm³ = 6310 mm³

σ=

√ ⁽

^Mx^Zx

⁾

²⁺

⁽

^My^Zy

⁾

²

¿

√ ⁽

⁴⁶¹⁵¹⁹³⁰⁰⁰

⁾

²⁺

⁽

⁵³⁷⁴⁶³¹⁰

⁾

²

¿985.694kg/cm²<σ ijin=1600kg/cm² 3.9 Kontrol Lendutan

Dicoba profil tipe C.250.50.50.4,5 (Light Channel);

E = 200000 Mpa

Ix = 1160 cm⁴ = 1160.10 mm⁴ Iy = 25,9 cm⁴ = 25,9.104 mm⁴ qx = 23.117kg/m

qy = 49.575 kg/m Px = 8.452 kg/m Py = 18.126 kg/m

Z_ijin= L

180=4 00

180=2.22cm Zx1= 5× q x × L⁴

384× E × Iy+ px × L³ 48× E × Iy

¿ 5×0.23×400⁴

384×200000×25,9+ 8.452×400³ 48×200000×25,9

¿1.480+0.217

¿3.37

Zx1= 5× q y × L⁴

384× E × Ix+ p y × L³ 48× E × Ix

¿ 5×0. 49×400⁴

384×200000×1160+ 18.126×400³ 48×200000×1160

¿0.070+0.010

(8)

¿0.0 8

(9)

Z=

√

^Zx²⁺^Zy²

¿

√

^1.697²⁺^0.08²

¿1.698cm ≤2.22cm … … … aman !

BAB III, perancanaan kuda-kuda baja

√ (

)

(

)

√ (

)

(

)

√

√

√ ⁽

⁾

⁽

⁾

√ ⁽

⁾

⁽

⁾