LAPORAN TUGAS BESAR SI-3112 STRUKTUR BAJA PERENCANAAN GUDANG RANGKA BAJA SEMESTER II TAHUN 2015/2016 Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan Mata Kuliah SI-3112 Struktur Baja
Dosen : Dr. Ir. Saptahari M. Soegiri Poetra
Asisten: Christian Tirtawardhana (15012085) Devina Dwiki Octavius (15012096)
Disusun Oleh:
Billie Adhitama (15013026)
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2016
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat-Nya yang telah dilimpahkan kepada Penulis sehingga Penulis dapat menyelesaikan makalah Tugas Besar Struktur Baja yang merupakan salah satu tugas terstruktur mata kuliah Bangunan Air pada semester enam di Prodi Teknik Sipil Institut Teknologi Bandung. Dalam makalah ini penulis membahas mengenai perencanaan desain struktur gudang yang terbuat dari baja. Dalam menyelesaikan makalah ini, Penulis telah banyak mendapat bantuan dan masukan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini Penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Saptahari M. Soegiri Poetra, selaku dosen pada mata kuliah Struktur Baja. 2. Christian Tirtawardhana dan Devina Dwiki Octavius, selaku asisten pada mata kuliah Struktur Baja. 3. Pihak-pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu yang telah turut membantu sehingga makalah ini dapat terselesaikan dengan baik dalam waktu yang tepat. Penulis telah berusaha untuk menyelesaikan Tugas Besar ini sebaik mungkin, namun seperti kata pepatah, “Tak ada gading yang tak retak”, maka penulis menyadari bahwa penyusunan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, namun demikian telah memberikan manfaat bagi Penulis. Sehingga, kritik dan saran yang bersifat menbangun akan Penulis terima dengan senang hati. Akhir kata Penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bandung, 25 April 2016 Penulis,
Billie Adhitama
Billie Adhitama /15013026
Page i
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ..................................................................................................................... i DAFTAR ISI................................................................................................................................... ii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ........................................................................................................................... v BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ...................................................................................................................... 1 1.2 Tujuan ................................................................................................................................... 1 1.3 Referensi ............................................................................................................................... 2 1.4 Metodologi ............................................................................................................................ 2 1.5 Sistematika Penulisan .......................................................................................................... 2 BAB II PEMODELAN STRUKTUR ............................................................................................. 3 2.1 Gambaran Awal Struktur ...................................................................................................... 3 2..2 Pemodelan SAP 2000 V17................................................................................................... 3 2.2.1 Penentuan Data Grid ...................................................................................................... 3 2.2.2 Penentuan Material Baja ................................................................................................ 5 2.2.3 Penentuan Profil Baja .................................................................................................... 6 2.2.4 Penggambaran Struktur .................................................................................................. 9 2.2.5 Penentuan Perletakan ................................................................................................... 10 2.2.6 Penentuan Profil Baja .................................................................................................. 11 BAB III PEMBEBANAN ............................................................................................................. 12 3.1 Pendahuluan ........................................................................................................................ 12 3.2 Beban Mati (Dead Load) .................................................................................................... 12 3.3 Beban Hidup (Live Load) ................................................................................................... 13 3.4 Beban Angin (Wind) ........................................................................................................... 13 3.5 Kombinasi Pembebanan...................................................................................................... 15 BAB IV ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR ...................................................................... 16 4.1 Penampang yang Digunakan.............................................................................................. 16 4.2 Gaya Dalam Maksimum ..................................................................................................... 17 4.3 Desain Aksial ...................................................................................................................... 18 4.3.1 Desain Aksial Tekan .................................................................................................... 18 4.3.2 Desain Aksial Tarik ..................................................................................................... 23 Billie Adhitama /15013026
Page ii
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 4.4 Desain Lentur ...................................................................................................................... 25 4.5 Desain Geser ....................................................................................................................... 29 4.6 Desain Interaksi Lentur dan Geser ...................................................................................... 31 BAB V SAMBUNGAN ................................................................................................................ 33 5.1 Pendahuluan ........................................................................................................................ 33 5.2 Sambungan Kolom-Atap .................................................................................................... 33 5.3 Sambungan Atap-Atap ........................................................................................................ 39 5.4 Sambungan Balok-Kolom................................................................................................... 41 BAB VI ......................................................................................................................................... 44 6.1 Kesimpulan ......................................................................................................................... 44 6.2 Saran ................................................................................................................................... 44 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................... vi
Billie Adhitama /15013026
Page iii
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Tampilan Jendela New Model ................................................................................... 3 Gambar 2. 2 Pengisian Data-Data Grid .......................................................................................... 4 Gambar 2. 3 Tampilan Data-data Grid ........................................................................................... 5 Gambar 2. 4 Tampilan Grid Struktur .............................................................................................. 5 Gambar 2. 5 Tampilan Data Material ............................................................................................. 6 Gambar 2. 6 Tampilan Add Frame Section Property ..................................................................... 7 Gambar 2. 7 Tampilan Penginputan Data Profil H ......................................................................... 8 Gambar 2. 8 Tampilan Pendefinisian Elemen Struktur Balok ........................................................ 9 Gambar 2. 9 Bentuk 3D Struktur .................................................................................................. 10 Gambar 2. 10 Tampilan Konfigurasi Perletakan .......................................................................... 11 Gambar 3. 1 Pembebanan SIDL ................................................................................................... 12 Gambar 3. 2 Pembebanan Live Load ............................................................................................ 13 Gambar 3. 3 Pembanan Wind 1 .................................................................................................... 14 Gambar 3. 4 Pembanan Wind 2 .................................................................................................... 14
Billie Adhitama /15013026
Page iv
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja DAFTAR TABEL Tabel 4. 1 Data Penampang Profil Baja untuk Kolom ................................................................................ 16 Tabel 4. 2 Data Penampang Profil Baja untuk Balok ................................................................................. 16 Tabel 4. 3 Data Penampang Profil Baja untuk Bracing .............................................................................. 17 Tabel 4. 4 Data Penampang Profil Baja untuk Atap ................................................................................... 17 Tabel 4. 5 Data Gaya Dalam Maksimum pada Kolom ............................................................................... 17 Tabel 4. 6 Data Gaya Dalam Maksimum pada Bracing.............................................................................. 18 Tabel 4. 7 Data Gaya Dalam Maksimum pada Atap .................................................................................. 18 Tabel 4. 8 Data Gaya Dalam Maksimum pada Balok ................................................................................. 18 Tabel 4. 9 Hasil Pengecekan Aksial Tekan pada Kolom ............................................................................ 20 Tabel 4. 10 Hasil Pengecekan Aksial Tekan pada Balok............................................................................ 21 Tabel 4. 11 Hasil Pengecekan Aksial Tekan pada Atap ............................................................................. 21 Tabel 4. 12 Hasil Pengecekan Aksial Tarik pada Bracing .......................................................................... 24 Tabel 4. 13 Hasil Pengecekan Aksial Tarik pada Balok ............................................................................. 24 Tabel 4. 14 Hasil Pengecekan Momen pada Kolom ................................................................................... 27 Tabel 4. 15 Hasil Pengecekan Momen pada Balok..................................................................................... 27 Tabel 4. 16 Hasil Pengecekan Momen pada Atap ...................................................................................... 28 Tabel 4. 17 Hasil Pengecekan Geser pada Kolom ...................................................................................... 30 Tabel 4. 18 Hasil Pengecekan Geser pada Balok........................................................................................ 30 Tabel 4. 19 Hasil Pengecekan Geser pada Atap ......................................................................................... 31 Tabel 4. 22 Hasil Pengecekan Momen dan Geser pada Atap ..................................................................... 32 Tabel 4. 20 Hasil Pengecekan Momen dan Geser pada Balok ................................................................... 32 Tabel 4. 21 Hasil Pengecekan Momen dan Geser pada Kolom .................................................................. 32 Tabel 5. 1 Gaya-gaya yangBekerja pada Baut Atap 33 Tabel 5. 2 Gaya-gaya yangBekerja pada Baut Kolom ................................................................................ 33 Tabel 5. 3 Data Baut Atap........................................................................................................................... 33 Tabel 5. 4 Data Baut Kolom ....................................................................................................................... 34 Tabel 5. 5 Pengecekan Geser & Aksial Baut Atap .................................................................................... 36 Tabel 5. 6 Pengecekan Momen Baut Atap .................................................................................................. 36 Tabel 5. 7 Pengecekan Geser & Aksial Baut Kolom .................................................................................. 37 Tabel 5. 8 Pengecekan Momen Baut Kolom .............................................................................................. 37 Tabel 5. 9 Gaya-gaya yang bekerja pada baut atap ..................................................................................... 39 Tabel 5. 10 Data Baut Atap......................................................................................................................... 39 Tabel 5. 11 Pengecekan Geser & Aksial Baut Atap ................................................................................... 40 Tabel 5. 12 Pengecekan Momen Baut Atap ................................................................................................ 40 Tabel 5. 13 Gaya-gaya yang bekerja pada Baut Kolom.............................................................................. 41 Tabel 5. 14 Gaya-gaya yang Bekerja pada Baut Balok .............................................................................. 41 Tabel 5. 15 Data Baut Balok ....................................................................................................................... 41 Tabel 5. 16 Data Baut Kolom ..................................................................................................................... 41 Tabel 5. 17 Pengecekan Geser & Aksial Baut Balok.................................................................................. 42 Tabel 5. 18 Pengecekan Momen Baut Balok .............................................................................................. 42 Tabel 5. 19 Pengecekan Geser & Aksial Baut Kolom ................................................................................ 43 Tabel 5. 20 Pengecekan Momen Baut Kolom ............................................................................................ 43
Billie Adhitama /15013026
Page v
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perencanaan struktur bertujuan untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, cukup kuat, mampu-layan, awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila ia tidak mudah terguling, miring atau tergeser selama umur bangunan yang direncanakan. Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu layan bila kemungkinan terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan kemampuan layan selama masa hidup yang direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang dapat diterima. Suatu struktur disebut awet bila struktur tersebut dapat menerima keausan dan kerusakan yang diharapkan terjadi selama umur bangunan yang direncakanan tanpa pemeliharaan yang diharapkan terjadi selama umur bangunan yang direncanakan tanpa pemeliharaan yang berlebihan. Untuk mencapai tujuan perencanaan tersebut, perencanaan struktur harus mengikuti peraturan perencanaan yang ditetapkan oleh pemerintah berupa Standar Nasional Indonesia (SNI). Perencanaan gedung dengan struktur baja harus direncanakan dengan Tata Cara Perncanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung dan perencanaan bangunan tahan gempa harus didasarkan pada Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung. Kedua peraturan perencanaan ini adalah standar perencanaan yang baru uang masih belum banyak digunakan oleh praktisi Teknik Sipil di lapangan. Perencanaan gedung struktur baja biasanya masih menggunakan standar perencanaan ini dalam pengerjaan tugas-tugas kuliah dan masih menggunakan standar perencanaan struktur baja yang lama karena mudah.
1.2 Tujuan Tujuan dari pengerjaan tugas besar ini adalah : 1. Mendesain bangunan gudang dengan struktur portal baja dengan bantuan perangkat lunak SAP 2000 Versi 17 2. Pemenuhan syarat kelulusan Mata Kuliah SI-3212 Struktur Baja
Billie Adhitama /15013026
Page 1
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 1.3 Referensi Dalam pengerjaan tugas besar ini, referensi yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. SNI 03-1729-2002 (Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung) 2. RSNI 03-1729-201X (Spesifikasi untuk Bangunan Baja Struktural) 3. Profil Baja PT. Gunung Garuda 4. Diktat Kuliah Struktur Baja
1.4 Metodologi Bangunan berupa gudang diperjelas dengan gambar denah yang mengandung letak dan posisi kolom, pelat, serta gaya-gaya yang bekerja dalam gambar 3D (tiga dimensi). Selain itu digunakan pula data berdasarkan profil baja PT. Gunung Garuda yang diinput ke dalam perangkat lunak SAP 2000. Pada perangkat lunak tersebut dilakukan perhitungan desain yang dilanjutkan dengan pengecekan kekuatan penampang baik kekuatan struktur maupun sambungan. Dalam desain pembebanan, penulis menggunakan acuan SNI 1726:2013 mengenai pembebanan struktur gedung. Tujuan dari perancangan struktur ini adalah untuk mengoptimasi struktur terhadap pembebanan yang terjadi.
1.5 Sistematika Penulisan Dalam pembuatan laporan tugas besar SI-3212 Struktur Baja, penulisan dibagi menjadi VI BAB. Adapun BAB 1 membahas mengenai pendahuluan dan BAB II tentang pemodelan struktur yang membahas mengenai gambaran awal struktur, penentuan grid, penentuan profil baja, penentuan material baja, penggambaran struktur dan penentuan perletakan. BAB III membahas mengenai pembebanan yang mencakup penjabaran mengenai jenis-jenis pembebanan seperti beban mati (dead load), beban hidup (live load), dan beban angin (wind load) beserta kombinasi pembebanan yang mungkin terjadi dalam perencanaan sebuah struktur. BAB IV memuat analisis desain yang terdiri atas pembahasan mengenai respon struktur terhadap pembebanan secara aksial tarik, tekan, gaya geser, dan momen lentur serta capacity ratio dan optimasi. Pada selanjutnya, yakni BAB V dibahas pula mengenai sambungan baja pada struktur pergudangan ini. Pada BAB terakhir, BAB IV memuat kesimpulan dan saran dari pengerjaan tugas besar SI3212 Struktur Baja.
Billie Adhitama /15013026
Page 2
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja BAB II PEMODELAN STRUKTUR 2.1 Gambaran Awal Struktur Struktur yang digunakan untuk desain pada tugas besar ini merupakan struktur gedung dengan rangka baja. Struktur rangka baja tersebut memiliki spesifikasi sebagai berikut : 1. Tinggi Kolom 2. Bentuk Atap 3. Tinggi Atap 4. Jarak Antar Kolom 5. Jarak Antar Portal 6. Jumlah Portal 7. Jenis Perletakan
= 5.000 mm = Segitiga sama kaki = 5.000 mm x tan(30o) = 10.000 mm = 5.000 mm = 6 portal = Jepit
= 2886.75 mm
2..2 Pemodelan SAP 2000 V17 2.2.1 Penentuan Data Grid Untuk melakukan pemodelan struktur digunakan bantuan software SAP 2000 versi 17. Untuk memulai suatu project dilakukan langkah-langkah berikut: Pilih New Model pada menu File Sesuaikan satuan sesuai dengan kehendak. Kemudian pilih template : Grid Only.
Gambar 2. 1 Tampilan Jendela New Model
Billie Adhitama /15013026
Page 3
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja
Masukkan ketentuan-ketentuan terkait dimensi grid untuk pembuatan struktur, lalu klik ok.
Gambar 2. 2 Pengisian Data-Data Grid
Klik kanan pada layar, lalu pilih Edit Grid Data, lalu pilih modify/show system
Billie Adhitama /15013026
Page 4
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Ubah tinggi atap Z2 menjadi 7886.75 mm.
Gambar 2. 3 Tampilan Data-data Grid
Gambar 2. 4 Tampilan Grid Struktur
2.2.2 Penentuan Material Baja Untuk menginputkan material baja, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: Klik Define, lalu pilih material Billie Adhitama /15013026
Page 5
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Pilih Add New Material. Beri nama BJ37 dengan jenis Steel. Sesuaikan satuan menjadi kgf,m,c. Kemudian isi berat per unit volume dengan 7850 Sesuaikan satuan menjadi N,mm,C. Kemudian isi modulus elastisitas dengan 200000; Fy=240 MPa ; Fu= 370 MPa. Lalu klik Ok.
Gambar 2. 5 Tampilan Data Material
2.2.3 Penentuan Profil Baja Pada tugas besar ini, pemodelan struktur dilakukan dengan menggunakan profil baja I dan H. Penginputan dimensi dan spesifikasi setiap profil-profil tersebut dilakukan melalui langkahlangkah berikut. Pada menu define pilih Section Properties, lalu pilih Frame Section
Billie Adhitama /15013026
Page 6
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Pilih Add New Property
Gambar 2. 6 Tampilan Add Frame Section Property
Pilih Jenis Profil Baja yang akan diinputkan. Masukkan data-data dimensi dan spesifikasi profil I dan H yang sudah ditentukan: Section Name : [Jenis Profil][ukuran material] Material : BJ 37 Outside Height : Tinggi Profil (H) Top Flange Widht : Lebar Profil (B) Top Flange Thickness : Tebal Pelat Sayap (tf) Web Thickness :Tebal Pelat badan (tw) Bottom flange width : Lebar Profil (B) Bottom flange thickness : Tebal Pelat Sayap (tf) Pada Konteks ini, profil berbentuk simetris (lebar dan tebal pelat sayap atas dan bawah sama.
Billie Adhitama /15013026
Page 7
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja
Gambar 2. 7 Tampilan Penginputan Data Profil H
Setelah mendefinisikan profil-profil, perlu dilakukan pendefinisian elemen-elemen struktur yang terkait juga pada profil-profil baja tersebut. Pada pemodelan ini elemen-elemen struktur tersebut meliputi: Kolom (Profil H), Balok (Profil I), Atap (Profil I), Bracing (circle). Penginputan tersebut dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
Pada Menu defin, pilih section properties, lalu pilih frame section Pilih Add New Property Pilih Auto Select List Ketik pada kolom Auto Section Name dengan nama elemen struktur tersebut Lalu pilih jenis profil yang sesuai, lalu klik add Klik Ok.
Billie Adhitama /15013026
Page 8
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja
Gambar 2. 8 Tampilan Pendefinisian Elemen Struktur Balok
2.2.4 Penggambaran Struktur Untuk melakukan penggambaran struktur dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: Ubah tampilan 2D menjadi xz Pada menu draw, pilih Draw Frame/Cable/Tendon Pada tabel properties of object, pastikan jenis elemen pada baris section sesuai dengan elemen yang ingin digambarkan.
Billie Adhitama /15013026
Page 9
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Gambarkan elemen-elemen struktur sesuai dengan ketentuan.
Gambar 2. 9 Bentuk 3D Struktur
2.2.5 Penentuan Perletakan Pada pemodelan struktur dalam tugas besar ini, digunakan perletakan berupa jepit. Untuk melakukan konfigurasi perletakan, diperlukan langkah-langkah berikut:
Ubah tampilan 3D menjadi tampilan xy, dan pastikan berada pada z=0 Klik semua titik yang berhubungan langsung dengan kolom. Pada menu assign, pilih Joint, lalu pilih restraints Centang semua pilihan, atau pada bar Fast Restraints pilih opsi jepit (paling kiri)
Billie Adhitama /15013026
Page 10
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Klik Ok
Gambar 2. 10 Tampilan Konfigurasi Perletakan
2.2.6 Penentuan Profil Baja Dalam melakukan pemodelan, digunakan pemilihan beberapa profil baja yang digunakan bergantung pada masing-masing jenis elemen struktur. Adapun jenis elemen struktur yang dimaksud terdiri atas bracing, gording, kuda-kuda, dan kolom. Dalam merencanakan bracing profil yang digunakan adalah profil tulangan baja dengan pilihan diameter 16 mm, 19mm, dan 22mm. Untuk elemen struktur atap, profil yang digunakan adalah profil IWF. Untuk elemen struktur kolom profil yang digunakan adalah profil H dengan Untuk Elemen struktur balok profil yang digunakan adalah profil IWF dengan
Billie Adhitama /15013026
Page 11
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja BAB III PEMBEBANAN 3.1 Pendahuluan Dalam tahap desain bangunan, penjaminan bahwa kapasitas struktur dalam menerima beban yang bekerja pada penampang mencukupi, merupakan hal yang penting dan esensial untuk dilakukan. Dengan mengidentifikasi jenis-jenis beban yang bekerja pada struktur yang kita desain, kita dapat memperkirakan dengan baik kekuatan penampang yang diperlukan sehingga dapat menghasilkan rancangan struktur yang tidak hanya kuat dan kaku tetapi juga ekonomis. Proses klarifikasi pembebanan yang dilakukan dalam pengerjaan tugas besar ini setidaknya dibagi menjadi beberapa jenis yaitu, beban mati, beban angina, dan beban hidup. Selain itu, dalam menentukan pembebanan, penulis juga melakukan identifikasi tributary area beban terhadap beban yang bekerja pada suatu area tertentu. Dalam penentuan tributary area, penulis membagi tributary area menjadi 2 buah daerah berbentuk persegi panjang dengan asumsi pelat satu arah.Adapun luas dari masing-masing daerah adalah setengah dari luas pelat.
3.2 Beban Mati (Dead Load) Secara definisi, yang dimaksud beban mati adalah seluruh beban yang berada pada posisi sama setiap saat dan bernilai konstan. Adapun yang dikategorikan sebagai beban mati meliputi beban struktur itu sendiri serta beban lainnya yang melekat pada struktur secara permanen (seperti Mechanical Electrical dan Metal Sheet ). Dalam pengerjaannya, bebam mati dibagi menjadi Dead Load (DL) dan Super Imposed Dead Load (SIDL) yang umumnya merupakan beban arsitektural. Dalam pengerjaan tugas besar ini yang dikategorikan sebagai beban mati adalah beban struktur dengan material baja dengan γBaja = 7850 kg/m3.
Gambar 3. 1 Pembebanan SIDL
Billie Adhitama /15013026
Page 12
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 3.3 Beban Hidup (Live Load) Pada dasarnya, beban hidup adalah beban yang besar dan posisinya dapat berubah. Beban ini diimplikasikan oleh aktivitas hunian/penggunaan pada struktur, seperti mesin, furniture, dan barang-barang lainnya yang dapat berpindah atau dipindah tempatkan. Dalam pengerjaan tugas besar ini, yang dikategorikan sebagai beban hidup adalah sebagai berikut:
Beban manusia yang terletak pada setiap ujung puncak atap dan ditengah dua bentang atap sebesar 100 kg
Gambar 3. 2 Pembebanan Live Load
3.4 Beban Angin (Wind) Beban angin didefinisikan sebagai seluruh pembebanan yang terjadi pada struktur sebagai akibat dari perbedaan tekanan udara, oleh sebab itu beban ini akan sangat bervariasi relatif terhadap kondisi topografi dan geografi lokasi struktur yang kita rancang. Dengan menyadari bahwa beban angin yang bekerja pada atap akan mengakibatkan dua jenis fenomena, yakni fenomena tiup dan fenomena hisap, maka terlebih dahulu dilakukan pendefinisian koefisien tiup dan hisap yang merupakan fungsi dari kemiringan atap bangunan, yakni masing-masing sebesar 0.2 dan 0.4. Model pembebanan dapat dilihat pada gambar dibawah:
Billie Adhitama /15013026
Page 13
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja
Gambar 3. 3 Pembanan Wind 1
Gambar 3. 4 Pembanan Wind 2
Billie Adhitama /15013026
Page 14
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 3.5 Kombinasi Pembebanan Kombinasi beban terdiri dari 6 uraian utama, yakni
1,4 D 1,2 D + 1,6 L 1,2 D + 1,6 L + 0,5 Wind 1 1,2 D + L +0.5 Wind 1 0.9 D + Wind 1 1,2 D + 1,6 L + 0,5 Wind 2 1,2 D + L +0.5 Wind 2 0.9 D + Wind 2
Dimana: D= Dead Load + SIDL L= Live Load Wind 1= Beban angin arah sumbu X Wind 2= Beban angina arah sumbu y
Billie Adhitama /15013026
Page 15
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja BAB IV ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR Dalam bangunan ini akan dilakukan peninjauan terhadap elemen structural berupa gording, kuda-kuda, bracing, dan kolom. Elemen structural yang telah disebutkan sebelumnya akan mengalami gaya berupa gaya aksial, geser, dan lentur. Peninjauan dilakukan unntuk gaya-gaya ultimate yang terjadi dengan penyeragaman komponen yang digunakan pada setiap elemen.
4.1 Penampang yang Digunakan Melalui kalkulasi yang dilakukan dengan perangkat lunak SAP, diperoleh hasil penampang maksimum yang dapat digunakan sebagai beriku: Tabel 4. 1 Data Penampang Profil Baja untuk Kolom
Profil H 125 x 125 B 125 mm H 125 mm tw 6.5 mm tf 9 mm Unit Weight 23.8 kg/m A 30.31 cm2 Ix 847 cm4 Iy 293 cm4 ix 5.29 cm iy 3.11 cm Sx 136 cm3 Sy 47 cm3 G 76923.0769 Mpa J 49964.9167 mm4 Iw 9856520000 mm6 Tabel 4. 2 Data Penampang Profil Baja untuk Balok
Profil IWF 248 x 124 B 124 mm H 248 mm tw 5 mm tf 8 mm Unit Weight 25.7 kg/m A 32.68 cm2 Ix 3540 cm4 Iy 255 cm4 ix 10.4 cm iy 2.79 cm Sx 285 cm3 Sy 41.1 cm3 G 76923.08 Mpa J 40496 mm4 Iw 3.67E+10 mm6 Billie Adhitama /15013026
Page 16
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 4 Data Penampang Profil Baja untuk Atap
Profil IWF 298 x 149 B 149 mm H 298 mm tw 5.5 mm tf 8 mm Unit Weight 32 kg/m A 40.8 cm2 Ix 6320 cm4 Iy 442 cm4 ix 12.4 cm iy 3.29 cm Sx 424 cm3 Sy 59.3 cm3 G 76923.077 Mpa J 56707.833 mm4 Iw 9.293E+10 mm6 Tabel 4. 3 Data Penampang Profil Baja untuk Bracing
Profil D A
Tulangan D 36 36 mm 1017.876 mm2
4.2 Gaya Dalam Maksimum Dengan bantuan software SAP2000, didapatkan gaya-gaya dalam yang terjadi pada setiap elemen struktur baja. Berikut adalah data-data gaya dalam maksimum pada tiap-tiap elemen struktur (dengan satuan N-mm): Tabel 4. 5 Data Gaya Dalam Maksimum pada Kolom
P Min M2 Max M2 Min M3 Max M3 Min V2 Max V2 Min V3 Max V3 Min
Billie Adhitama /15013026
-28869.37 -109455.51 91729.17 17974050.3 -21462016.1 7887.21 -5493.11 40.24 -11.08
Page 17
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 8 Data Gaya Dalam Maksimum pada Balok
P Max P Min M3 Max M3 Min V2 Max V2 Min V3 Max V3 Min
342.84 -6934.3 2792573 -886943 1567.65 -1568.01 323.09 -322.01
Tabel 4. 7 Data Gaya Dalam Maksimum pada Atap
P Max P Min M3 Max M3 Min V2 Max V2 Min V3 Max V3 Min
-1059.13 -16618.54 29285824.69 -21462234.1 17523.77 -17523.77 343.13 -343.31
Tabel 4. 6 Data Gaya Dalam Maksimum pada Bracing
P Max P Min
7533.96 -1054.26
4.3 Desain Aksial Dengan menyadari bahwa setiap struktur akan mengalami gaya aksial baik berupa aksial tekan maupun aksial tarik, maka perancangan dan perhitungan terhadap gaya tersebut perlu dilakukan. Elemen yang mengalami aksial tarik dan tekan adalah Kolom, Atap, Balok, dan Bracing. Kalkulasi selengkapnya adalah sebagai berikut: 4.3.1 Desain Aksial Tekan Elemen struktur seperti Kolom, atap, balok, dan bracing. Kalkulasi terhadap kekuatan penampang dilakukan sesuai dengan prosedur sebagai berikut: Menentukan nilai dari buckling coefficient terhadap arah x dan y. Dalam hal ini, buckling koefisien teridentifikasi sama besar, baik dalam arah x dan y, yakni 0.7 Melakukan pengecekan terhadap kelangsingan struktur, sesuai dengan persamaan: 𝐾. 𝐿 𝜆= < 200 (𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛) 𝑟𝑚 Dengan : Λ = slenderness ratio terhadap arah x dan y Billie Adhitama /15013026
Page 18
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja K = buckling coefficient arah x untuk perhitungan arah x dan arah y untuk perhitungan arah y L = Panjang komponen (meter) rm = jari- jari girasi terhadap sumbu lemah (mengacu pada tabel profil baja) Melakukan perhitungan non-dimensional slenderness ratio, sesuai dengan persamaan : 𝜆𝑐 =
1 𝐾. 𝐿 𝑓𝑦 √ 𝜋 𝑟𝑚 𝐸
Dengan: Λc adalah non-dimensional slenderness ratio dihitung terhadap arah x dan y Fy adalah tegangan leleh baja (MPa) E adalah modulus elastisitas baja Melakukan perhitungan nilai ω Dengan batasan-batasan sebagai berikut: 𝜆𝑐 ≤ 0.25 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝜔 = 1 1.43 0.25 ≤ 𝜆𝑐 ≤ 1.2 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝜔 = 1.6 − 0.67 𝜆𝑐 𝜆𝑐 ≥ 1.2 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝜔 = 1.25 𝜆2𝑐 Menentukan nilai fcry, sesuai dengan persamaan 𝑓𝑦 𝑓𝑐𝑟𝑦 = 𝜔 Menentukan nilai jari-jari girasi polar terhadap pusat geser ((𝑟𝑜2 ) dengan persamaan berikut: 𝐼𝑥 + 𝐼𝑦 𝑟02 = + 𝑥02 + 𝑦02 𝐴 Dengan : Ix
= Inersia sumbu x
Iy
= Inersia sumbu y
𝑥02
= jarak antara titik pusat geser arah x ke titik berat
𝑦02
= jarak antara titik berat pusat geser arah y ke titik berat
Menentukan nilai fcrz, sesuai dengan persamaan berikut: 𝐺𝐽 𝑓𝑐𝑟𝑧 = 𝐴𝑟02 Dengan : 𝐸
G
= Konstanta geser yang juga dirumuskan dengan 𝐺 =
J
= Inersia torsi yang dirumuskan dengan 𝐽 = ∑(𝑏𝑖𝑡𝑖 3 ) × 3
Billie Adhitama /15013026
2 (1+𝜈)
dengan ν = 0.3
1
Page 19
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Menentukan nilai fclt, sesuai dengan persamaan: 𝑓𝑐𝑙𝑡 =
𝑓𝑐𝑟𝑦 + 𝑓𝑐𝑟𝑧 4. 𝑓𝑐𝑟𝑦 . 𝑓𝑐𝑟𝑧 . 𝐻 [1 − √1 − 2] 2𝐻 (𝑓 + 𝑓 ) 𝑐𝑟𝑦
𝑐𝑟𝑧
Menentukan nilai Nn dan Nnlt, sesuai dengan persamaan: 𝑁𝑛 = 𝐴𝑔 × 𝑓𝑐𝑟 Dan 𝑁𝑛𝑙𝑡 = 𝐴 𝑥 𝑓𝑐𝑙𝑡 Dilakukan perbandingan antara kedua nilai tersebut dan dipilih nilai minimum sehingga banguanan lebih konservatif. Nilai minimum antara Nn dan Nnlt selanjutnya perlu dibandingkan dengan Nultimate namun sebelumnya dilakukan perkalian terlebih dahulu terhadap faktor = 0.9, sesuai dengan persamaan : 𝑁𝑢 ≤ 𝜙 𝑁𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑒𝑐𝑖𝑙 Dari langkah-langkah tersebut, dihasilkan hasil pengecekan kekuatan terhadap aksial tekan seperti berikut :
Tabel 4. 9 Hasil Pengecekan Aksial Tekan pada Kolom
fcry
Tekuk Lentur 1.240933205 1.924894024 124.6821887 MPa 377911.714 N 321224.9569 N 28869.37 N OKE Tekuk Torsi 124.6821887 MPa
ro2 fcrz H fclt Nnlt φNnlt Nu Cek Kesimpulan
3761.134939 mm2 337.1451867 MPa 1 124.6821887 MPa 377911.714 N 321224.9569 N 28869.37 N OKE OKE
λc w fcr Nn φNn Nu Cek
Billie Adhitama /15013026
Page 20
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 11 Hasil Pengecekan Aksial Tekan pada Balok
λc w fcr Nn φNn Nu Cek fcry
Tekuk Lentur 1.383262 2.391769 100.3441 MPa 327924.7 N 278736 N 6934.3 N OKE Tekuk Torsi 100.3441 MPa
ro2 11612.61 mm2 fcrz 82.08371 MPa H 1 fclt 82.08371 MPa Nnlt 268249.6 N φNnlt 228012.1 N Nu 6934.3 N Cek OKE Kesimpulan OKE Tabel 4. 10 Hasil Pengecekan Aksial Tekan pada Atap
λc w fcr Nn φNn Nu Cek fcry
Tekuk Lentur 1.3545095 2.2933701 104.64949 MPa 426969.91 N 362924.42 N 16618.54 N OKE Tekuk Torsi 104.64949 MPa
ro2 16573.529 mm2 fcrz 64.509628 MPa H 1 fclt 64.509628 MPa Nnlt 263199.28 N φNnlt 223719.39 N Nu 16618.54 N Cek OKE Kesimpulan OKE Billie Adhitama /15013026
Page 21
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Berikut adalah contoh pengecekan aksial tekan pada kolom: Melakukan pengecekan terhadap kelangsingan struktur, sesuai dengan persamaan: 𝐾. 𝐿 0.7 × 5000 𝜆= = = 125.44 < 200 𝑟𝑚 2.79 Melakukan perhitungan non-dimensional slenderness ratio, sesuai dengan persamaan : 𝜆𝑐 =
1 𝐾. 𝐿 𝑓𝑦 1 0.7.5000 240 √ = √ = 1.24 𝜋 𝑟𝑚 𝐸 𝜋 3.11 200000
Melakukan perhitungan nilai ω 𝜆𝑐 ≥ 1.2 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝜔 = 1.25 𝜆2𝑐 = 1.25 × 1.242 = 1.92 Menentukan nilai fcry, sesuai dengan persamaan 𝑓𝑦 240 𝑓𝑐𝑟𝑦 = = = 124.68 𝜔 1.92 Menentukan nilai jari-jari girasi polar terhadap pusat geser ((𝑟𝑜2 ) dengan persamaan berikut: (847 + 293) × 103 𝐼𝑥 + 𝐼𝑦 2 2 2 𝑟0 = + 𝑥0 + 𝑦0 = = 3761 𝑚𝑚2 𝐴 3031 Menentukan nilai fcrz, sesuai dengan persamaan berikut: 𝐺𝐽 76923.077 × 49964 𝑓𝑐𝑟𝑧 = = 337 𝑀𝑃𝑎 2 = 3268 × 3761 𝐴𝑟0 Menentukan nilai fclt, sesuai dengan persamaan: 𝑓𝑐𝑙𝑡 =
𝑓𝑐𝑟𝑦 + 𝑓𝑐𝑟𝑧 4. 𝑓𝑐𝑟𝑦 . 𝑓𝑐𝑟𝑧 . 𝐻 [1 − √1 − 2] 2𝐻 (𝑓 + 𝑓 ) 𝑐𝑟𝑦
𝑓𝑐𝑙𝑡 =
𝑐𝑟𝑧
124.68 + 337 4.× 126,68 × 337 [1 − √1 − ] = 124.68 𝑀𝑃𝑎 (126.68 + 337)2 2
Menentukan nilai Nn dan Nnlt, sesuai dengan persamaan: 𝑁𝑛 = 𝐴𝑔 × 𝑓𝑐𝑟 = 3268 × 124.68 = 377911. 7 𝑁 𝑁𝑛𝑙𝑡 = 𝐴 𝑥 𝑓𝑐𝑙𝑡 = 3269 × 124.68 = 377911.7 𝑁 Pengecekan 𝑁𝑢 ≤ 0.85 𝜙 𝑁𝑛𝑡𝑒𝑟𝑘𝑒𝑐𝑖𝑙 28869.37 𝑁 ≤ 321224.95 𝑁 (𝑂𝐾)
Billie Adhitama /15013026
Page 22
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 4.3.2 Desain Aksial Tarik Elemen struktur kolom, balok, atap, dan bracing. Kalkulasi terhadap kekuatan penampang dilakukan sesuai dengan prosedur sebagai berikut: Menentukan nilai dari buckling coeffient terhadap arah x dan y. Dalam hal ini, buckling coefficient teridentifikasi sama besar baik dalam arah x dan y, yakni 1. Melakukan pengecekan terhadap kelangsingan struktur, sesuai denga persamaan: 𝐾. 𝐿 𝜆= < 200 (𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛) 𝑟𝑚 Dengan : Λ = slenderness ratio terhadap arah x dan y K = buckling coefficient arah x untuk perhitungan arah x dan arah y untuk perhitungan arah y L = Panjang komponen (meter) rm = jari- jari girasi terhadap sumbu lemah (mengacu pada tabel profil baja) Menentukan nila Nn (akibat leleh) sesuai dengan persamaan: 𝜙 𝑁𝑛 = 0.9 × 𝐴 × 𝑓𝑦 Dalam kasus penampang yang digunakan berlubang (umumnya terjadi untuk keperluan sambungan ), maka diperlukan perhitungan terhadap daya dukung struktur tarik dengan cara yang sedikit berbeda. Adapun prosedur perhitungan untuk penampang berlubang adalah sebagai berikut. Menentukan nilai Nn (akibat runtuh) sesuai dengan persamaan: 𝜙𝑁𝑛 = 0.75 × 𝐴𝑒 × 𝑓𝑢 Dengan Ae adalah luas penampang efektif yang diasumsiakn sebesar 85% dari Agross dan fu merupakan kekuatan batas tarik yang digunakan dalam desain. Selanjutnya dari kedua buah nilai Nn dipilih nilai minimum yang kemudian perlu dilakukan pengecekan terhadap kekuatan Nu sesuai dengan persamaan: 𝑁𝑢 ≤ 𝜙 𝑁𝑛 Dari langkah-langkah tersebut, dihasilkan hasil pengecekan kekuatan aksial tarik seperti berikut:
Billie Adhitama /15013026
Page 23
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 13 Hasil Pengecekan Aksial Tarik pada Balok
Akibat Fracture Ae 3268 mm2 Nn 1209160 N φNn 906870 N Nu 342.84 N Cek Oke Akibat Yielding Ag 3268 mm2 Nn 784320 N φNn 705888 N Nu 342.84 N Cek Oke Kesimpulan Oke Tabel 4. 12 Hasil Pengecekan Aksial Tarik pada Bracing
Akibat Yielding Ag 1017.876 mm2 Nn 244290.2 N φNn 219861.2 N φNn cos 45 155465.4 N Nu 7533.96 N Cek OKE Kesimpulan OKE
Contoh Pengecekan Aksial tarik pada Balok: Melakukan pengecekan terhadap kelangsingan struktur, sesuai denga persamaan: 𝐾. 𝐿 0.7 × 5000 𝜆= = = 125.44 < 200 𝑟𝑚 27.9 Menentukan nila Nn (akibat leleh) sesuai dengan persamaan: 𝜙 𝑁𝑛 = 0.9 × 𝐴 × 𝑓𝑦 = 0.9 × 3268 × 240 = 705888 𝑁 Menentukan nilai Nn (akibat runtuh) sesuai dengan persamaan: 𝜙𝑁𝑛 = 0.75 × 𝐴𝑒 × 𝑓𝑢 = 0.75 × 3268 × 240 = 906870 𝑁 Selanjutnya dari kedua buah nilai Nn dipilih nilai minimum yang kemudian perlu dilakukan pengecekan terhadap kekuatan Nu sesuai dengan persamaan: 𝑁𝑢 ≤ 𝜙 𝑁𝑛 342. 84 𝑁 ≤ 705888 𝑁 (𝑂𝐾)
Billie Adhitama /15013026
Page 24
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 4.4 Desain Lentur Dengan menyadari bahwa elemen yang mengalami gaya momen adalah elemen kolom, balok, atap, dan bracing, maka dilakukan perhitungan kapasitas penampang sesuai dengan prosedur berikut: Melakukan pengecekan compatibility dimana: Suatu penampang dikatakan Kompak jika 𝑏 170 ℎ 1680 ≤ 𝜆𝑝 = 𝑑𝑎𝑛 ≤ 𝑡𝑓 𝑡𝑤 √𝑓𝑦 √𝑓𝑦 Suatu penampang dikatakan non-kompak jika 𝜆𝑝 ≤
𝑏 370 ℎ 2550 ≤ 𝜆𝑟 = ; 𝑓𝑟 = 20% 𝑓𝑦 𝑑𝑎𝑛 𝜆𝑝 ≤ ≤ 𝜆𝑟 = 𝑡𝑓 𝑡𝑤 √𝑓𝑦 − 𝑓𝑟 √𝑓𝑦
Suatu penampang dinyatakan slender, jika 𝑏 370 > 𝜆𝑟 = 𝑡𝑓 √𝑓𝑦 − 𝑓𝑟 Suatu penampang dinyatakan deep beam, jika ℎ 2550 > 𝜆𝑟 = 𝑡𝑤 √𝑓𝑦 Melakukan penentuan nilai momen nominal (Mn) sesuai dengan persamaan: 𝑀𝑟 = 𝑆𝑥 × (𝑓𝑦 − 𝑓𝑟); 𝑓𝑟 ≈ 20% 𝑓𝑦 𝑀𝑝 = 𝑍 × 𝑓𝑦 ; 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑊𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑍 = (1.1 − 1.14)𝑆𝑥 Untuk penampang Kompak: 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 Untuk penampang non-Kompak: 𝑀𝑛 = 𝑀𝑟 + (𝑀𝑝 − 𝑀𝑟)
𝜆𝑟 − 𝜆 𝜆𝑟 − 𝜆𝑝
Untuk penampang slender: 𝜆𝑟 2 𝑀𝑛 = ( ) 𝑀𝑟 𝜆 Melakukan penentuan nilai Momen Nominal (Mn) sesuai dengan panjang bentang, dengan batasan-batasan berikut: o Bentang pendek, jika L≤ Lp
Billie Adhitama /15013026
Page 25
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 𝐿𝑝 = 1.76 × 𝑖𝑦 × √
𝐸 , 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 𝑓𝑦
o Bentang menengah, jika Lp≤ L≤Lr 𝑋1 𝐿𝑟 = 𝑖𝑦 [ ] √[1 + √1 + 𝑋2 𝑓𝑙 2 ] 𝑓𝑙 Dengan, 𝑋1 =
𝜋 √𝐸𝐺𝐽𝐴 /2 𝑆𝑥
𝑆𝑥 2 𝐼𝑤 𝐼𝑦 𝑋2 = 4 ( ) ; 𝐼𝑤 = ℎ2 × ( ) 𝐺𝐽 𝐼𝑦 4 𝑓𝑙 = 80% 𝑓𝑦 𝐺=
𝐸 ; 𝜈 = 0.3 2(1 + 𝜈)
Maka, 𝑀𝑛 = 𝐶1 × [𝑀𝑟 + (𝑀𝑝 − 𝑀𝑟) × 𝐶1 =
𝐿𝑟 − 𝐿 ] ≤ 𝑀𝑝, 𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝐿𝑟 − 𝐿𝑝
12.5 × 𝑀𝑢 ≤2 2.5 × 𝑀𝑢 + 3𝑀𝑎 + 4 𝑀𝑏 + 3𝑀𝑐
o Bentang Panjang, jika L≥Lr Sehingga 𝑀𝑛 = 𝑀𝑐𝑟 ≤ 𝑀𝑝 Dengan 𝑀𝑐𝑟 = 𝐶1
𝜋 𝜋2 √𝐸 × 𝐼𝑦 × (𝐺 × 𝐽 + 𝐼𝑤 × 𝐸 × ) 𝐿 𝐿2
Dari kedua nilai Mn yang diperoleh, digunakan nilai minimum yang selanjutnya dikalikan dengan faktor ϕ dan dibandingkan dengan Momen ultimate yang diperoleh. Hasil perhitungan yang diperoleh adalah sebagai berikut:
Billie Adhitama /15013026
Page 26
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 14 Hasil Pengecekan Momen pada Kolom
Cek Tebal Pelat Flens b/tf 6.944444444 λp 10.97345281 λr 16.13743061 Web H/tw 19.23076923 λp 108.4435337 λr 164.6017922 Cek Kompak Mp 37209600 Nmm Mr 26112000 Nmm Mn 37209600 Nmm
Cek Panjang Bentang L 5000 mm Lp 1580.092217 mm X1 24932.4433 X2 1.68481E-05 Lr 6088.981619 Cek Menengah C1 1.13 Mcr 36949430.51 Mn 32535275.48 Nmm Final Mn 32535275.48 Nmm φMn 29281747.93 Nmm Mu 21462016.1 Nmm Cek OKE
Tabel 4. 15 Hasil Pengecekan Momen pada Balok
Cek Tebal Pelat Flens b/tf 7.75 λp 10.97345 λr 16.13743 Web H/tw 49.6 λp 108.4435 λr 164.6018 Cek Kompak Mp 77976000 Nmm Mr 54720000 Nmm Mn 77976000 Nmm
Billie Adhitama /15013026
Cek Panjang Bentang L 5000 mm Lp 1417.51 mm X1 11121.94 X2 0.000482 Lr 3732.188 Cek Panjang C1 1.13 Mcr 39322266 Mn 47439715 Nmm Final Mn 39322266 Nmm φMn 35390040 Nmm Mu 2792573 Nmm Cek OKE
Page 27
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 16 Hasil Pengecekan Momen pada Atap
Cek Tebal Pelat Flens b/tf 9.3125 λp 10.973453 λr 16.137431 Web H/tw 54.181818 λp 108.44353 λr 164.60179 Cek Kompak Mp 116006400 Mr 81408000 Mn 116006400
Cek Panjang Bentang L 5773.5 mm Lp 1671.544 mm X1 9884.71 X2 0.000795 Lr 4319.555 Cek Panjang C1 1.13 Mcr 57420869 Mn 70524472 Nmm Final Mn φMn Mu Cek
57420869 Nmm 51678782 Nmm 29285825 Nmm OKE
Berikut adalah contoh pengecekan momen pada kolom: Melakukan pengecekan compatibility dimana: Suatu penampang dikatakan Kompak jika 𝑏 170 ℎ 1680 = 6.94 ≤ 𝜆𝑝 = = 10.97 𝑑𝑎𝑛 = 19.23 ≤ = 108.44 𝑡𝑓 𝑡𝑤 √𝑓𝑦 √𝑓𝑦 Melakukan penentuan nilai momen nominal (Mn) sesuai dengan persamaan: 𝑀𝑟 = 𝑆𝑥 × (𝑓𝑦 − 𝑓𝑟); 𝑓𝑟 ≈ 20% 𝑓𝑦 𝑀𝑝 = 𝑍 × 𝑓𝑦 ; 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑊𝐹 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑍 = (1.1 − 1.14)𝑆𝑥 Untuk penampang Kompak: 𝑀𝑝 = 1.14 × 136 × 103 × 240 = 37209600 𝑁𝑚𝑚 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 = 37209600 𝑁𝑚𝑚 Melakukan penentuan nilai Momen Nominal (Mn) sesuai dengan panjang bentang, dengan batasan-batasan berikut: o Bentang menengah, jika Lp≤ L≤Lr 𝐿𝑝 = 1.76 × 𝑖𝑦 × √ 𝐿𝑟 = 𝑖𝑦 [
𝐸 = 1580.09 𝑚𝑚 𝑓𝑦
𝑋1 ] √[1 + √1 + 𝑋2 𝑓𝑙 2 ] = 6088 𝑚𝑚 𝑓𝑙
Dengan,
Billie Adhitama /15013026
Page 28
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 𝑋1 =
𝜋 √𝐸𝐺𝐽𝐴 /2 = 24932.44 𝑆𝑥
𝑆𝑥 2 𝐼𝑤 𝐼𝑦 𝑋2 = 4 ( ) ; 𝐼𝑤 = ℎ2 × ( ) = 1.68 × 10−5 𝐺𝐽 𝐼𝑦 4 𝑓𝑙 = 80% 𝑓𝑦 𝐺=
𝐸 ; 𝜈 = 0.3 2(1 + 𝜈)
Maka, 𝑀𝑛 = 𝐶1 × [𝑀𝑟 + (𝑀𝑝 − 𝑀𝑟) ×
𝐿𝑟 − 𝐿 ] = 32535275.48 𝑁𝑚𝑚 𝐿𝑟 − 𝐿𝑝
Pengecekan 𝑀𝑢 ≤ 𝜙 𝑀𝑛𝑡𝑒𝑟𝑘𝑒𝑐𝑖𝑙 21462016 𝑁𝑚𝑚 ≤ 29281757 𝑁𝑚𝑚 (𝑂𝐾)
4.5 Desain Geser Meninjau kekuatan penampang terhadap gaya geser, komponen struktur yang didesain adalah kolom, balok, atap, dan bracing. Perhitungan dilakukan dengan prosedur sebagai berikut. Menentukan perbandingan antara tinggi dan tebal pelat badan untuk menentukan gaya geser nominal. Adapun terdapat beberapa kemungkinan yang terjadi, antara lain: Kondisi Tekuk, jika ℎ 𝐾𝑛 𝐸 < 1.1 √ 𝑡𝑤 𝑓𝑦 Dengan 𝐾𝑛 = 5 +
5 𝑎 2 ( ) ℎ
𝑑𝑎𝑛 𝑎 = 3ℎ 𝑠𝑒ℎ𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎 𝑉𝑛 = 0.6 𝑓𝑦 𝐴𝑤 ; 𝐴𝑤 = ℎ. 𝑡𝑤
Kondisi tekuk inelastic, jika 𝐾𝑛 𝐸 ℎ 𝐾𝑛 𝐸 1.1 √ ≤ < 1.37 √ 𝑓𝑦 𝑡𝑤 𝑓𝑦 Sehingga 𝐾𝑛 𝐸 1 𝑉𝑛 = 0.6 𝑓𝑦 𝐴𝑤 [1.1 √ ] × ℎ 𝑓𝑦 𝑡𝑤 Atau
Billie Adhitama /15013026
Page 29
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 1 − 𝐶𝑣
𝑉𝑛 = 0.6 𝑓𝑦 𝐴𝑤 𝐶𝑣 +
2
𝑎 1.15 × √1 + ( ) ] ℎ
[
; 𝐶𝑣 = [1.1 √
𝐾𝑛 𝐸 1 ] × ℎ 𝑓𝑦 𝑡𝑤
Kondisi lainnya, jika ℎ 𝐾𝑛 𝐸 ≥ 1.37 √ 𝑡𝑤 𝑓𝑦 Maka 𝑉𝑛 = 0.9 𝐴𝑤 𝐾𝑛 𝐸
1 ℎ 2 (𝑡𝑤 )
Atau 𝑉𝑛 = 0.6 𝑓𝑦 𝐴𝑤 𝐶𝑣 + [
1 + 𝐶𝑣 𝑎 2 1.15 × √1 + ( ) ] ℎ
; 𝐶𝑣 =
1.5 𝐾𝑛 𝐸 ℎ 2 𝑓𝑦 (𝑡𝑤 )
Nilai Vn yang diperoleh dari perhitungan tersebut dikalikan dengan factor beban, yakni ϕ = 0.9. dan nilai ini akan dibandingkan dengan nilai geser ultimate yang diperoleh dari perangkat lunak SAP. Berikut ini adalah tabel hasil perbandingan dari masing-masing komponen: Tabel 4. 17 Hasil Pengecekan Geser pada Kolom
Aw a kn H/tw Vn φVn Vu Cek
695.5 mm2 5000 mm 5.003125 19.23076923 100152 N 90136.8 N 7887.21 N OKE
Tabel 4. 18 Hasil Pengecekan Geser pada Balok
Aw a kn H/tw Vn φVn Vu Cek Billie Adhitama /15013026
1160 mm2 5000 mm 5.012301 49.6 167040 N 150336 N 1568.01 N OKE Page 30
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 19 Hasil Pengecekan Geser pada Atap
Aw a kn H/tw Vn φVn Vu Cek
1551 mm2 5773.5 mm 5.0133206 54.181818 223344 N 201009.6 N 17523.77 N OKE
Kondisi Tekuk, jika 𝐾𝑛 = 5 +
5 = 5.003125 𝑎 2 ( ) ℎ
ℎ 𝐾𝑛 𝐸 = 19.23 < 1.1 √ = 71.026 𝑡𝑤 𝑓𝑦 𝑉𝑛 = 0.6 𝑓𝑦 𝐴𝑤 = 0.6 × 240 × 695.5 = 100152 𝑁 Pengecekan 𝑉𝑢 ≤ 𝜙 𝑉𝑛 7887.21 𝑁 ≤ 90136.8 𝑁 (𝑂𝐾)
4.6 Desain Interaksi Lentur dan Geser Dalam proses perancangan juga dilakukan pengecekan terhadap perpaduan antara gaya geser dan momen lentur yang terjadi pada penampang tersebut. Adapun, perhitungannya dapat dilakukan sesuai dengan persamaan berikut: 𝑀𝑢 0.625 𝑉𝑢 + ≤ 1.375 𝜙 𝑀𝑛 𝜙 𝑉𝑛 Penampang dikatakan memadai jika syarat di atas terpenuhi dengan Mn dan Vn masing-masing adalah momen lentur nominal dan gaya geser nominal, perhitungan Mn dan Vn diperoleh besarnya melalui perangkat lunak SAP 2000. Secara jelas hasil perhitungan masing-masing komponen terlampir sebagai berikut:
Billie Adhitama /15013026
Page 31
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 4. 22 Hasil Pengecekan Momen dan Geser pada Kolom
φMn Mu φVn Vu Hasil Cek
29281747.93 Nmm 21462016.1 Nmm 90136.8 N 7887.21 N 0.787637762 (Batas= 1.375) OKE
Tabel 4. 21 Hasil Pengecekan Momen dan Geser pada Balok
φMn Mu φVn Vu Hasil Cek
35390040 Nmm 2792573 Nmm 150336 N 1568.01 N 0.085427 (Batas= 1.375) OKE
Tabel 4. 20 Hasil Pengecekan Momen dan Geser pada Atap
φMn Mu φVn Vu Hasil Cek
51678782 Nmm 29285825 Nmm 201009.6 N 17523.77 N 0.6211763 (Batas= 1.375) OKE
Berikut adalah contoh pengecekan interaksi momen dan geser pada kolom: 𝑀𝑢 0.625 𝑉𝑢 + ≤ 1.375 𝜙 𝑀𝑛 𝜙 𝑉𝑛 21462016 0.625 × 7887 + = 0.787 ≤ 1.375 (𝑂𝐾) 29281747 90136.8
Billie Adhitama /15013026
Page 32
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja BAB V SAMBUNGAN 5.1 Pendahuluan Sambungan adalah bagian yang perlu diperhatikan pada struktur, khususnya struktur baja. Sambungan memiliki peranan dalam menyatukan suatu profil dengan profil lainnya maupun penyatuan bagian antar elemen satu dan lainnya. Sambungan juga seringkali menjadi titik lemah pada suatu infrastruktur. Hal ini tentunya akan berimplikasi pada kapasitas penampang yang secara tidak langsung ditentukan oleh kekuatan sambungan yang ada pada struktur tersebut. Secara garis besar, sambungan baut lebih sering digunakan dan mudah ditemukan pada struktur sebab secara pelaksanaan relative lebih mudah untuk dilakukan dan tidak membutuhkan keahlian khusus. Di sisi lain, untuk melakukan sambungan secara las (welding) dalam struktur, diperlukan tenaga ahli yang telah memiliki sertifikasi terkait dengan sambungan ini. Oleh sebab itu, pada perngerjaan tugas besar ini juga digunakan sambungan baut yang terdapat hanya pada antara kolom dan bracing serta kolom dan Kuda-Kuda.
5.2 Sambungan Kolom-Atap Sambungan pada bagian ini melibatkan komponen Kolom dan komponen Atap. Gaya-gaya yang bekerja pada kom ponen Atap harus ditahan oleh sambungan dipaparkan sebagai berikut: Tabel 5. 1 Gaya-gaya yangBekerja pada Baut Atap
Aksial Momen Geser
343.31 N 2928582.5 Nmm 0N
Tabel 5. 2 Gaya-gaya yangBekerja pada Baut Kolom
Aksial Momen Geser
0N 0 Nmm 17523.77 N
Gaya-gaya tersebut akan ditahan oleh sambungan. Sambungan tersebut didesain dengan kriteria berikut dan kemudian dilakukan pengecekan kekuatan sambungan tersebut. Tabel 5. 3 Data Baut Atap
Jenis Ukuran fy baut fy pelat Σ baut smin spilih b h e
Billie Adhitama /15013026
Data Sambungan Sendi & Momen 16 mm 310 MPa 240 MPa 2 buah 24 mm 30 mm 30 mm 150 mm 90 mm
Page 33
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 5. 4 Data Baut Kolom
Karena dalam hal ini dilibatkan gaya geser dan aksial serta momen, dilakukan pengecekan kekuatan sambungan (baik baut maupun pelat) dalam menahan geser dan aksial serta dilakukan juga pengecekan dalam menahan momen. Pengecekan terhadap geser dan aksial dilakukan melalui langkah-langkah berikut: Pengecekan geser baut 𝑉𝑑 = ∅𝑓 × 𝑟1 × 𝑓𝑢𝑏 × 𝐴𝑏 Dengan ∅𝑓 = 0.75 𝑟1
= diasumsikan 0.4
𝑓𝑢𝑏 = tegangan putus baut 𝐴𝑏 = luas baut
Pengecekan geser pelat 𝑉𝑑 = 2 × ∅ × 𝑠 × 𝑡 × 𝑓𝑦 Dengan ∅ = 0.9 𝑠 = jarak lubang ke tepi 𝑡 = tebal pelat
Billie Adhitama /15013026
Page 34
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Pengecekan tumpu baut 𝑉𝑑 = 2.4 × ∅𝑓 × 𝑑 × 𝑡𝑝 × 𝑓𝑢 Dengan ∅𝑓 = 0.75 𝑑 = diameter baut 𝑡𝑝 = tebal pelat 𝑓𝑢 = tegangan putus pelat/baut (terkecil) Pengecekan tarik baut 𝑇𝑑 = 0.75 × ∅𝑓 × 𝑓𝑢𝑏 × 𝐴𝑏 Dengan ∅𝑓 = 0.75 𝑓𝑢𝑏 = tegangan putus baut 𝐴𝑏 = luas baut Sedangkan pengecekan terhadap momen dilakukan melalui langkah-langkah berikut: Penampang Ekivalen 𝑑2 𝜋 4 𝑎= 𝑠 Penentuan Garis Netral 𝑥= 𝐼=
(−𝑎 + √𝑎𝑏) × ℎ 𝑏−𝑎
1 {𝑎(ℎ − 𝑥)3 + 𝑏𝑥 3 } 3 𝑀(ℎ − 𝑥) 𝜎= 2𝐼 𝑃 𝜏= 𝑛 × 𝐴𝑏
Persamaan Interaksi 𝜎 2 + 3𝜏 2 ≤ 0.92 × 𝑓𝑦 2
Billie Adhitama /15013026
Page 35
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Melalui perhitungan tersebut didapatkan hasil sebagai berikut: Tabel 5. 5 Pengecekan Geser & Aksial Baut Atap
∅f
Geser Baut 0.75
Tumpu Baut 0.75
∅f
r1
0.4
fub
310 MPa
Ab 201.06193 mm Vd 18698.759 N Vdtotal baut 37397.519 N
2
Geser Pelat
d
16 mm
t
5.5 mm
fu Vd
240 MPa 38016 N Tarik Baut
∅f
0.75 b
310 MPa
∅
0.9
fu
s Cek s
30 mm OKE
Ab Td
201.0619 mm2 35060.17 N
Vdmin Vu Cek
35060.17 N 343.31 N OKE
t fy Vd
5.5 mm 240 MPa 41342.4 N
Tabel 5. 6 Pengecekan Momen Baut Atap
a x
6.7020643 mm 48.143105 mm
I
3476637.9 mm4
Mu Pu
2928582.5 Nmm 32539.805 N
Ab
201.06193 mm2
σ
42.900113 MPa
τ
80.919857 MPa 2
σ +3τ
2
0,92fy2 Cek
Billie Adhitama /15013026
21484.489 MPa2 77841 MPa2 OKE
Page 36
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 5. 7 Pengecekan Geser & Aksial Baut Kolom
Geser Baut 0.75
∅f r1 fu
∅f
0.4 b
310 MPa
Ab
201.06193 mm
Vd
18698.759 N
Tumpu Baut 0.75
2
d
16 mm
t
9 mm
fu
240 MPa
Vd
62208 N
Vdtotal baut 37397.519 N Geser Pelat
Tarik Baut ∅f
0.75 b
∅
0.9
fu
s
30 mm
Ab
201.0619 mm
OKE
Td
35060.17 N
Vdmin Vu
35060.17 N 17523.77 N
Cek s t fy Vd
9 mm 240 MPa 67651.2 N
310 MPa
Cek
2
OKE
Tabel 5. 8 Pengecekan Momen Baut Kolom
a x
6.7020643 mm 48.143105 mm
I Mu
3476637.9 mm4 0 Nmm
Pu
17523.77 N 201.06193 mm2 0 MPa
Ab σ τ
43.578041 MPa 2
2
5697.1369 MPa2
0,92fy2
77841 MPa2
σ +3τ
Cek
Billie Adhitama /15013026
OKE
Page 37
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Berikut adalah contoh pengecekan geser dan aksial pada sambungan Atap: Pengecekan geser baut 𝑉𝑑 = ∅𝑓 × 𝑟1 × 𝑓𝑢𝑏 × 𝐴𝑏 = 0.75 × 0.4 × 310 × 201.06 = 18698.75 𝑁 𝑉𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑉𝑑 × 2 = 37397.52 𝑁
Pengecekan geser pelat 𝑉𝑑 = 2 × ∅ × 𝑠 × 𝑡 × 𝑓𝑦 = 2 × 0.9 × 30 × 5.5 × 240 = 41342.2 𝑁 Pengecekan tumpu baut 𝑉𝑑 = 2.4 × ∅𝑓 × 𝑑 × 𝑡𝑝 × 𝑓𝑢 = 2.4 × 0.75 × 16 × 5.5 × 370 = 58608 𝑁 Pengecekan tarik baut 𝑇𝑑 = 0.75 × ∅𝑓 × 𝑓𝑢𝑏 × 𝐴𝑏 = 0.75 × 0.75 × 310 × 201.06 = 35060.17 Kesimpulan 𝑉𝑑 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑢𝑚 ≥ 𝑉𝑢 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑢𝑚 35060.17 ≥ 343.31(𝑂𝐾) Berikut adalah contoh penghitungan pengecekan terhadap momen pada baut atap: Penampang Ekivalen 𝑑2 162 𝜋 4 𝜋 4 𝑎= = = 6.702 𝑚𝑚 𝑠 30 Penentuan Garis Netral 𝑥=
(−𝑎 + √𝑎𝑏) × ℎ (−6.702 + √6.702 × 30) × 150 = = 48.143 𝑚𝑚 𝑏−𝑎 30 − 6.702 1 𝐼 = {𝑎(ℎ − 𝑥)3 + 𝑏𝑥 3 } = 3476637.9𝑚𝑚4 3
𝜎= 𝜏= Billie Adhitama /15013026
𝑀(ℎ−𝑥) 2𝐼
= 42.9
𝑃 = 80.92 𝑛 × 𝐴𝑏 Page 38
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Persamaan Interaksi 𝜎 2 + 3𝜏 2 ≤ 0.92 × 𝑓𝑦 2 21484.489 ≤ 77841(𝑂𝐾)
5.3 Sambungan Atap-Atap Sambungan pada bagian ini melibatkan Komponen Atap dan Komponen Atap. Gayagaya yang bekerja pada komponen Atap yang harus ditahan oleh sambungan dipaparkan sebagai berikut: Tabel 5. 9 Gaya-gaya yang bekerja pada baut atap
Aksial Momen Geser
343.31 N 2928582.5 Nmm 0N
Gaya-gaya tersebut akan ditahan oleh sambungan. Sambungan tersebut didesain dengan kriteria berikut dan kemudian dilakukan pengecekan kekuatan sambungan tersebut. Tabel 5. 10 Data Baut Atap
Data Sambungan Jenis Sendi & Momen Ukuran 16 mm fy baut 310 MPa fy pelat 240 MPa Σ baut 2 buah smin 24 mm spilih b h e
Billie Adhitama /15013026
30 mm 30 mm 150 mm 90 mm
Page 39
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Karena dalam hal ini dilibatkan gaya geser dan aksial serta momen, dilakukan pengecekan kekuatan sambungan (baik baut maupun pelat) dalam menahan geser dan aksial serta dilakukan juga pengecekan dalam menahan momen. Pengecekan terhadap geser dan aksial serta momen dilakukan melalui langkah-langkah yang sama seperti pada pengecekan sebelumnya. Sehingga dihasilkan hasil pengecekan sebagai berikut: Tabel 5. 11 Pengecekan Geser & Aksial Baut Atap
∅f
Geser Baut 0.75
∅f
0.4
d
16 mm
t
5.5 mm
r1 fu
b
Ab Vd Vdtotal baut
310 MPa 201.06193 mm 18698.759 N 37397.519 N
2
Geser Pelat
Tumpu Baut 0.75
fu Vd
370 MPa 58608 N Tarik Baut
∅f
0.75
∅
0.9
fub
310 MPa
s Cek s
30 mm OKE
Ab Td
201.0619 mm2 35060.17 N
Vdmin Vu Cek
35060.17 N 343.31 N OKE
t fy Vd
5.5 mm 240 MPa 41342.4 N
Tabel 5. 12 Pengecekan Momen Baut Atap
a x
6.7020643 mm 48.143105 mm
I Mu
3476637.9 mm4 2928582.5 Nmm
Pu
32539.805 N
Ab σ
201.06193 mm2 42.900113 MPa
τ
80.919857 MPa 2
2
21484.489 MPa2
0,92fy2
77841 MPa2
σ +3τ
Cek
Billie Adhitama /15013026
OKE
Page 40
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja 5.4 Sambungan Balok-Kolom Sambungan pada bagian ini melibatkan komponen balok dan komponen kolom. Gaya-gaya yang bekerja pada komponen balok yang harus ditahan oleh sambungan dipaparkan sebagai berikut:
Tabel 5. 14 Gaya-gaya yang Bekerja pada Baut Balok
Aksial Momen Geser
342.84 N 0 Nmm 1568.01 N
Tabel 5. 13 Gaya-gaya yang bekerja pada Baut Kolom
Aksial Momen Geser
323.09 N 2792573.13 Nmm 1568.01 N
Gaya-gaya tersebut akan ditahan oleh sambungan. Sambungan tersebut didesain dengan kriteria berikut dan kemudian dilakukan pengecekan kekuatan sambungan tersebut. Tabel 5. 15 Data Baut Balok
Jenis Ukuran fy baut fy pelat Σ baut smin spilih b h e
Data Sambungan Sendi & Momen 16 mm 310 MPa 240 MPa 2 buah 24 mm 30 mm 30 mm 150 mm 90 mm
Tabel 5. 16 Data Baut Kolom
Billie Adhitama /15013026
Page 41
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Karena dalam hal ini dilibatkan gaya geser dan aksial serta momen, dilakukan pengecekan kekuatan sambungan (baik baut maupun pelat) dalam menahan geser dan aksial serta dilakukan juga pengecekan dalam menahan momen. Pengecekan terhadap geser dan aksial serta momen dilakukan melalui langkah-langkah yang sama seperti pada pengecekan sebelumnya. Sehingga dihasilkan hasil pengecekan sebagai berikut: Tabel 5. 17 Pengecekan Geser & Aksial Baut Balok
∅f
Geser Baut 0.75
∅f
0.4
d
16 mm
t
6.5 mm
r1 fu
b
310 MPa
Ab 201.06193 mm Vd 18698.7595 N Vdtotal baut 37397.5189 N
2
Geser Pelat
Tumpu Baut 0.75
fu Vd
370 MPa 69264 N Tarik Baut
∅f
0.75
∅
0.9
fub
310 MPa
s Cek s
30 mm OKE
Ab Td
201.0619 mm2 35060.17 N
Vdmin Vu Cek
35060.17 N 1568.01 N OKE
t fy Vd
6.5 mm 240 MPa 48859.2 N
Tabel 5. 18 Pengecekan Momen Baut Balok
a x
6.70206433 mm 48.1431054 mm
I Mu
3476637.89 mm4 0 Nmm
Pu
1568.01 N
Ab σ
201.06193 mm2 0 MPa
τ
3.89932097 MPa 2
2
45.6141122 MPa2
0,92fy2
77841 MPa2
σ +3τ
Cek
Billie Adhitama /15013026
OKE
Page 42
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja Tabel 5. 19 Pengecekan Geser & Aksial Baut Kolom
Geser Baut
Tumpu Baut
∅f
0.75
∅f
r1
0.4
d
16 mm
fub
310 MPa 2 201.06193 mm
t
5 mm
Ab Vd
18698.7595 N
0.75
fu
370 MPa
Vd
Vdtotal baut 37397.5189 N
53280 N Tarik Baut
∅f
Geser Pelat
0.75 b
∅
0.9
fu
s Cek s
30 mm OKE
Ab Td
201.0619 mm 35060.17 N
Vdmin Vu Cek
35060.17 N 1568.01 N OKE
t fy Vd
5 mm 240 MPa 37584 N
310 MPa 2
Tabel 5. 20 Pengecekan Momen Baut Kolom
a x
6.70206433 mm 48.1431054 mm
I
3476637.89 mm4
Mu Pu
2792573.13 Nmm 31028.5903 N
Ab
201.06193 mm2
σ
40.9077442 MPa
τ
77.1617739 MPa 2
σ +3τ
2
0,92fy2 Cek
Billie Adhitama /15013026
19535.2616 MPa2 77841 MPa2 OKE
Page 43
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan Dari pengerjaan tugas besar SI-3212 Struktur Baja terkait perancangan dan perencanaan bangunan gudang, dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain: 1. Digunakan kolom dengan profil H (125 x 125 x 6.5 x 9 ) untuk mengakomodasi beban-beban dalam perencaan struktur. 2. Digunakan atap dengan profil IWF (298 x 149 x 5.5 x 8 ) untuk mengakomodasi beban-beban dalam perencaan struktur. 3. Digunakan balok dengan profil IWF (248 x 124 x 5 x 8) untuk mengakomodasi beban-beban dalam perencaan struktur. 4. Digunakan bracing dengan baja tulangan (Diameter = 36 mm) untuk mengakomodasi bebanbeban dalam perencaan struktur. 5. Digunakan baut mutu normal sebanyak 4 buah dengan diameter 16 mm dalam sambungan balok dan atap. 6. Digunakan baut mutu normal sebanyak 4 buah dengan diameter 16 mm dalam sambunga atap dan atap. 7. Digunakan baut mutu normal sebanyak 4 buah dengan diameter 16 mm dalam balok dan kolom.
6.2 Saran Dari pengerjaan tugas besar SI-3212 Struktur Baja terkait perancangan dan perencanaan bangunan gudang, terdapat beberapa hal yang dapat disarankan untuk pengembangan tugas besar selanjutnya, antara lain: 1. Dalam proses pembuatan laporan sebaiknya dilakukan asistensi rutin dengan jadwal yang tetap agar mempermudah pembuatan draft laporan serta laporan perkembangan mingguan 2. Seluruh perhitungan yang terlampir seharusnya dapat dilakukan pengecekan kembali guna menjamin hasil yang tepat dan akurat. Billie Adhitama /15013026
Page 44
Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja DAFTAR PUSTAKA Salmon, C.G., Johnson, J.E., Malhas, F.A. (2009). Steel Structures : Design and Behaviour. Pearson Prentice Hall:USA. Tirtawardhana, C., Rizky, M.I. (2015). Laporan Tugas Besar SI-3112 Struktur Baja. Bandung:ITB. Tabel Gunung Garuda
Billie Adhitama /15013026
Page vi