Baja Bab 1 - 3 (Ok) [PDF]

Citation preview

BAB I PERENCANAAN GORDING 1.1



Data-data Perencanaan Bangunan dibawah ini (satuan meter)



Dengan ketentuan sebagai berikut a. Penutup atap



: Asbes gelombang



b. Spesifikasi asbes



: B 100 Uk, 150x102cm, Tebal 5mm



c. Berat penutup atap



: 11kg/m2 (PPI 1983 hal.12)



d. Penutup dinding



: Batu bata



e. Jarak antar kuda-kuda (Lb)



:5m



f. Jumlah gording ½ kuda-kuda



: buah



g. Sudut atap



: 25°



h. Tinggi gedung



:6m



i. Bentang kuda kuda



: 15 m



j. Mutu baja



: BJ 37, Fu 370MPa, Fy 240 MPa



k. Modulus elastisitas



: 2,1 x 106 kg/cm2



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 1



1.2



Perhitungan Gording 1.2.1. Perhitungan panjang ½ kuda-kuda/ lereng utama atap (S) C



1



S



2



AC = cos α



25°



A



Lb



1



=



×15



2



cos 25 °



= 8,275 m ≈ 8,3 m



B



½L



1.2.2. Perhitungan panjang lereng kantilever (over steak) atap (S) Dengan Lb = 0,5 m C



1



S



2



A’C’ = cos α



25°



A



Lb



1



=



×0,5



2



cos 25 °



= 0,45 m ≈ 0,45 m



B



½L



1.2.3. Jumlah dan jarak miring gording ½ kuda-kuda Penutup atap Asbes Gelombang



= 150 cm



Over laps



= 20 cm -



Asbes Gelombang berguna



= 130 cm



AC+ A ' C ' 875 = Jadi direncanakan jumlah gording = Asbes Berguna 130 875 = 7



dengan jarak antar gording 1.3



= 6,73 → 7 Buah,



= 125 cm = 1,25 m



Perkiraan Profil Gording Profil gording yang dipakai : Profil C 150.50.50.4,5 (Light Channel) (Tabel Profil Kontruksi Baja, Ir. Rudi Gunawan dengan petunjuk Ir. Morisco) A



= 150 mm



B



= 75



t



= 4,5 mm



mm



Section Area = 12,83 cm2



= 1283 mm2



Weight(W)



= 10,1 kg/m



Cx



= 0 cm



=0



Cy



= 2,08 cm



= 20,8 mm



Ix



= 438 cm4



= 438x104 mm4



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



mm



Page 2



1.4



Iy



= 71,4 cm4



= 71,4x104 mm4



ix



= 5,84 cm4



= 58,4x104 mm4



iy



= 2,36 cm4



= 2,36x104 mm4



Zx



= 58,4 cm4



= 58400 mm4



Zy



= 13,2 cm4



= 13200 mm4



Analisa Pembebanan



1.4.1. Beban Mati (DL) Berat penutup atap



: 1,25 x 1 x 11



= 14,3



kg/m



Berat sendiri gording :



= 10,1



kg/m



Berat aksesoris



=



kg/m +



: 10% (14,3+10,1) qDL



Momen akibat beban mati 1



Mx = =



8



2,44



= 26,84



kg/m



:



×( q DL ×cos α )×Lb 2



1 ×(26,84 × cos 25 ° )× 52 8



= 76,02 kgm My = =



L 500 1 ×(26,84 × sin 25 °) ׿ 8



= 3,96 kgm 1.4.2. Beban Hidup (LL) 



Beban pekerja Beban pekerja terpusat



: 100 kg (PPI 1983 pasal 3.2 (2). b)



Momen akibat beban hidup



:



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 3



1 1 Akibat Px => Mx= ( px . cos 25¿ . Lb ) = (100. cos 25 ) .5=113,29 kgm 4 4 Akibat Py => Mx= 



1 1 1 1 py . sin 25 ¿ . Lb = ( 100.sin 25 ) . 5=17,64 kgm 4 3 4 3



(



)



Beban air hujan Beban air hujan (qH) = (40 – 0,8 α) kg/m2 ≤ 20kg/m2 (PPI 1983 Pasal 3.2.(2).a) = (40 - 0,8 x 25) = 20 kg/m2 ≤ 20 kg/m2 (oke) Momen akibat beban air hujan Mx



=



1 1 x qH x cos ∝ x lb 2= x 20 x co s 25 x 52=56,64 kgm 8 8



My



=



1 1 1 2 2 x qH x sin ∝ x lb = x 20 x sin 25 x 5 =2,95 kgm 8 8 3



Maka yang dipakai beban pekerja Mx = 113,29 , dan My = 17,64 1.4.3. Beban Angin (W) Koefisien angin antara -0,5−(−0,4−



α ) dengan besar beban angin diambil 300



minimal 25 kg/m2. Beban Angin (W)



= 25 kg/m2 (PPI 1983 pasal 4.2(3) dan 4.2(1))



Koefisien angin tekan ( C )



= 0,5



Beban angin tekan (Wtekan) = jarak antar gording x C x W = 1,25 x 0,5 x 25 = 16,625 kg/m Koefisien angina hisap



(



= −0,4−



25 = -0,483 300



)



Beban angin hisap (Whisap) = 1,25 x (-0,483) x 25 = -15,09 Momen akibat beban angin: Momen angin tekan



(Mx) =



1 xWtekanxl 8



1 = x 15,09 x 5 8 = 9,4 kgm (My) = 0 kgm (karena gaya searah sumbu Y gording) TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 4



Momen angin hisap



= momen tidak dihitung karena memperingan Struktur.



1.4.4. Kombinasi Pembeban Berdasarkan semua beban tersebut, struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan sesuai SNI 03-1729-2002. Disini saya kombinasikan beban mati (DL), beban hidup (LL), beban angina (W), dan beban hujan(H). Kombinasi 1,2 DL + 1,6 L + 0,8W 



Mux = (1,2 x 76,02) + (1,6 x 113,29) + (0,8 x 9,4) = 91,224 + 181,26 + 7,52 = 280,004 kgm







Muy = (1,2 x 3,96) + (1,6 x17,64 ) + (0,8 x 0) = 4,752 + 28,22 + 0 = 32,972 kgm



1.5



Kontrol Kekuatan Profil



1.5.1. Kontrol Kelangsingan Penampang Asumsi penampang kompak memacu pada SNI 03-1729-2002 Tabel 7.5-1 Cek 



: Flens / Sayap λf ≤ λp B 170 ≤ 2t √ f y 75 170 ≤ 2.4,5 √ 240 8,33 ≤ 10,97







(OKE)



Web / Badan λw ≤ λt A 1680 ≤ t √f y 150 1680 ≤ 4,5 √ 240 33,33 ≤ 108,44



(OKE),



Maka asumsi profil penampang kompak Benar. TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 5



1.5.2. Kontrol Lendutan Pxtotal = P cos α



= 100 x cos 25 = 90,631 kgm = 0,91 kgcm



Pytotal = P sin α



= 100 x sin 25 = 42,262 kgm = 0,42 kgcm



qxtotal = qDL cos α + qH cos α = 26,84 x cos 25 + 20 x cos 25 = 24,33 + 18,13 = 42,46 kgm = 4.246 kgcm qytotal = qDL sin α + qH sin α = 26,84 x sin 25 + 20 x sin 25 = 11,34 + 8,45 = 19,79 kgm = 1.979 kgcm 



Lendutan yang terjadi : fijin =







l 500 = =2,78 cm (PPBBI 1984 Pasal 15.1 tabel 31) 180 180



Lendutan terhadap sumbu x 5 . qx . l 4 Px .l 3 5 . 0,42 .500 4 0,91 . 5003 + = + =0,37 Fx = 384 . E . Ix 48 . E . Ix 384 .2,1. 106 . 438 48 . 2,1. 106 . 438







Lendutan terhadap sumbu y Fy =



5 . qy .l 4 Py . l 3 5 . 0,19 .500 4 0,42 . 5003 + = + =1,05 384 . E . Iy 48 . E . Iy 384 .2,1. 106 .71,4 48. 2,1. 106 .71,4



f =√ f ¿ ¿ f = 1,11 < 2,78



(OKE)



1.5.3. Kontrol Terhadap Momen 



Momen nominal yang bekerja pada profil Mnx



= Zx . Fy = 58400 mm3 . 240 N/mm2 = 131616000 Nmm



Mny



= Zy . Fy = 31200 mm3 . 240 N/mm2 = 3168000 Nmm



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 6







Kontrol tegangan lentur Berdasarkan momen kombinasi Mux(total)



= 280,004 kgm



= 2800040 Nmm



Mux(total)



= 32,972 kgm



= 329720 Nmm



Mux Muy + φb . Mnx φb . Mny



≤



1



0,14



≤



1



2800040 329720 + 0,9 .131616000 0,9. 3168000



≤



(OKE)



1.5.4. Kontrol Tahanan Nominal Lentur Penampang Terhadap Tekuk Lateral Jarak penahan lateral (Lb) Lp



= 50 cm



√



= 1,76 . iy .



6 E = 1,76 . 1,11 . 2,1.10 = 182,743 cm fy 240



√



(bentang pendek Lb



L 500



10>



208,6 500



10 > 0,4172 (OKE) IKATAN ANGIN PADA ATAP a.



Data Perhitungan -



H



=6m



-



Koefisien angin



= 0,8 (peraturan PMI pasal 4.3



ayat 3) Tekanan angin



-



Jarak antar gording



-



Jarak antar kuda-kuda



=5m



-



b



= 3,75 m



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



(ω)



= 25 kg/m2



-



= 1,25 m



Page 10



2.6 Analisa Pembebanan Tekanan angin (W)



: 25 kg/m2 (PPI 1983 pasal 4.2(3) dan 4.2.(1))



Koefisien angin (C)



: 0,5



Gaya yang berkerja akibat tiupan angin 



R = W.C.A



Tinggi bidang vertikal a. h1 = Tinggi = 6m b. h2 = Tinggi+¿ = 6+ ¿ = 7,75 m c. h3 = Tinggi h 2+¿ = 7,75+¿ = 9,49 m







Luas bidang vertikal



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 11



a. A1 = 1/2 x ( 6+7,75 ) x 3 , 75 = 25,8 m 2 b. A2 = 1/2 x ( 7,75+9,49 ) x 3,75 = 32,3 m2 



Gaya akibat beban angin a. R1 = C x W x A = 0,5 x 25 Kg/m x 25,8 m2=322,5 Kg b. R2 = C x W x A = 0,5 x 25 Kg/m x 32,3 m2 =403,75 Kg R total



2.6.



= 726,25 Kg



Gaya Pada Ikatan Angin



a=tan−1



8,75 =60,26 ° 5 Σv



= 0, RA = R1+T1.cos a T1



2.7.



=



R total −R 1 726,25−322,5 = =814,01 kg(Tarik) cos a cos 60,26



Dimensi Ikatan Angin Pu = 814,01kg 



Kuat Leleh (φ=0,9)



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 12







Pu



= φ . √fy . Ag



814,01



= 0,9 . √2400 . Ag



Ag



= 0,377 cm2



Kuat Putus (φ=0,75) Pu



= φ . fu . Ag



814,01



= 0,75 . 3700 . Ag



Ag



= 0,293 cm2



Dipilih Ag = 0,377 cm2



d=



√



Ag 0,377 = =0,69 cm 0,25 . π 0,25 .3,14



√



Maka diameter batang tarik ϕ = 10 mm 2.8.



Kontrol Kelangsingan 2



L= √ 8,75 +5



2



¿ 10,08 m=¿ 1.008 cm ϕ>



L 500



0,5>



1.008 500



0,5>2,016 Karena diameter lebih kecil dari syarat kontrol kelangsingan, maka yang digunakan diameter tulangan ikat angin yang lebih besar dari 20,2 mm yaitu 22 mm.



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 13



BAB III PERENCANAAN KUDA-KUDA 3.1. Data-data Perencanaan







Penutup asbes



: Asbes gelombang







Berat asbes



: 11 Kg/m2 (PPI 1983 Hal. 12)







Jarak kuda-kuda



:5m







Jarak gording



: 1,25 m







Berat gording



: 10,1 Kg/m







Panjang sisi miring



: 8,75 m







Sudut atap (α)



: 25⁰







Tegangan ijin baja



: 1600 kg/cm2







Modulus elastisitas



: 2 x 106 kg/cm2



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 14



3.2 Perkiraan Profil Kuda-kuda Direncanakan menggunakan mutu 37 WF 300 x 300 x 12 x 12 (Tabel Profil Konstruksi Baja, Ir. Rudi Gunawan dengan petunjuk Ir. Morisco) Data-data profil WF 300 x 300 x 12 x 12 A



=



294 mm



B



=



302 mm



t1



=



12 mm



t2



=



12 mm



r



=



18 mm



Ag



= 107,7 mm



Weight



= 84,5 Kg/m



Jx



= 16900 cm4



Jy



= 5520 cm4



Ix



= 12,5 cm



iy



= 7,16 cm



Zx



= 1150 cm3



Zy



= 365 cm3



3.3 Analisa Pembebanan Pembebanan pada kuda-kuda akibat beban-beban yang dipikul oleh 1 gording dengan bentang 5 meter. 3.3.1. Beban Mati 



Gording P1 & P7 (karena terletak pada ujung, maka menerima beban setengah jarak gording = 0,625 m)







Berat sendiri penutup atap :



5 m x 11 kg/m² x 0,625 m



= 34,375



kg



Berat sendiri gording :



5 m x 10,1 kg/m



= 50,5



kg



Berat sendiri kuda-kuda :



0,625 m x 84,5 kg/m



= 52,81



kg



Berat alat penyambung :



10% x 52,81 kg



= 5,281



kg



Gording P2 s/d P6 (karena terletak pada tengah kuda-kuda, maka menerima beban satu kali jarak gording = 1,25 m) Berat sendiri penutup atap : 5 m x 11 kg/m2 x 1,25 m



= 68,75



kg



Berat sendiri gording :



= 50,5



kg



5 m x 10,1 kg/m



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 15



Berat sendiri kuda-kuda :



1,25 m x 84,5 kg/m



= 105,63



kg



Berat alat penyambung :



10% x 105,63 kg



= 10,563



kg



Dengan cara yang sama untuk mempermudah perhitungan beban-beban pada gording, dilakukan secara tabel sebagai berikut : No



Pembebanan



P1 dan P7 (Kg)



P2 dan P6 (Kg)



34,375



68,75



1



Berat penutup atap



2



Berat gording



50,5



50,5



3



Berat sendiri kuda-kuda



52,81



105,63



4



Berat alat sambung



5,281



10,563



142,966



235,443



∑P Beban merata akibat beban mati:



∑P 1461,147 2 ( 141,966 ) +5 ( 235,443 ) 1 = = = 194,819 kg/m L 7,5 0,5 x 15 2



q=



3.3.2. Beban Hidup Dipilih yang terbesar antara beban pekerja atau beban air hujan Beban pekerja



= 100 kg



Beban air hujan (qAH)



= (40 – 0,8 α) kg/m2 (PPI 1983 Pasal 3.2.(2).a) = 40 – 0,8 x 25) = 20 kg/m2



P



= qAH x jarak antar gording x jarak antar kuda = 20 kg/m2 x 1,25 m x 5 m = 125 kg Maka beban hidup yang di gunakan adalah beban air hujan = 125 kg



3.3.3. Beban Angin Tekanan angin = 25 kg/m2 (PPI 1983 Pasal 4.2.(3) & 4.2.(1)) 



Tekanan angin pada bidang atap Koefisien angin tekan Ctk = 0,5 Wt



= 0,5 x 25 kg/m2 x 5 m = 62,5 kg/m



Koefisien angin hisap Chs = -0,45 Wh



= -0,45 x 25 kg/m2 x 5 m = -56,25 kg/m



TUGAS BAJA – BAGUS CHISTIYANSAH (1814221018)



Page 16







Tekanan angin pada bidang dinding Koefisien angin tekan Ctk = 0,9 Wt



= 0,9 x 25 kg/m2 x 5 m = 112,5 kg/m



Koefisien angin hisap Chs = -0,4 Wh



= -0,4 x 25 kg/m2 x 5 m = -50 kg/m



3.3.4. Kombinasi Pembebanan Pada Bidang Atap Untuk kombinasi pembebanan ini, beban angin pada atap dirubah menjadi vertikal dahulu : q = Wt x cos 25



= 62,5 x cos 25



= 56,64 kg/m



q’ = Wh x cos 25



= -56,25 x cos 25



= -50,97 kg/m



Dari beban angin di atas diambil beban angin yang terbesar yaitu 56,64 kg/m. kombinasi pembebanan (q) = 1,2D + 1,6L + 0,8W q



= (1,2 x 194,819) + (1,6 x 125) + (0,8 x 56,64) = 233,783 + 200 + 45,31 = 479,093 kg/m



Mux = 1/8 x q x cos α x 1/2L² = 1/8 x 479,093 x cos 25 x 7,5² = 3051,972 kgm Muy



= 1/8 x q x sin α x 1/2L² = 1/8 x 479,093 x sin 25 x 7,5² = 1424,927 kgm



3.4 Kontrol Kekuatan Profil 3.4.1. Kontrol Terhadap Momen Tahanan (Zx) Syarat : Zx hitung < Zx rencana Zx rencana = 1150 cm³ Mmax = 3051,97 kgm = 305197 kgcm Zx hitung =



305197 1600



Zx hitung