Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai BAB II PERHITUNGAN GORDING
2.1 Data Perencanaan Perencanaan Goding Goding
2.1.1 Data Atap a. Jenis penutup atap
: Genteng
b. Jarak antar kuda-kuda
: 3,5 m
c. Berat genteng
: 50 kg/m2
(PPIUG 1983, Tabel 2.1)
d. Berat plafon
: 30 kg/m2
(PPIUG 1983, Tabel 2.1)
e. Kemiringan atap
: 20o
f. Tekanan angin minimum
: 25 kg/m 2
(PPIUG 1983, BAB 4)
g. Jarak miring antar gording : 1,75 m h. Jarak antar trackstang
: 1,167 m
i. Faktor reduksi kekuatan untuk lentur ϕ b : 0,9
(SNI 1729-2015, hal 238)
j. Faktor reduksi kekuatan untuk geser ϕt : 0,75
(SNI 1729-2015, hal 238)
2.2 Data Profil Baja Rencana Gording yang digunakan adalah Profil Canal 100 x 50 x 20 x 4,5 (Tabel Baja Ir. Rudy Gunawan, hal 51) Dengan data-data sebagai berikut :
B t
t
C
t
A Cx
t t t
Cy
Perhit Perhi tungan ungan G or di ng
C
A B t
= = =
100 50 4.5
mm mm mm
Area
=
1397
mm2
Ix
=
3850000 mm 4
Iy
=
183000
mm 4
ix
=
38,5
mm
iy C W Zx Zy
= = = = =
18,3 25 7,43 25400 25400 91300 91300
mm mm kg/m mm 3 mm 3
H
=
100
mm
4
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
Kuat Leleh Baja (fy)
= 210 MPa
Kuat Putus Baja (fu)
= 340 Mpa
Tegangan sisa (fr)
= 70 Mpa
Modulus Elastisitas Baja (E)
= 200000 kg/cm 2
Poisson’s Ratio Ʋ
= 0,3
2.3 Perhitungan Pembebanan Gording 2.3.1 Peninjauan Terhadap Beban Mati Berat gording
= 7,43 kg/m
Berat penutup atap genteng 50 kg/m 2 x Jarak gording
= 87,5kg/m
Berat pengikat dan penggantung (10% total beban mati)
= 9,493 kg/m +
Beban mati total (qD)
= 104,423 kg/m
Gambar 2.1 Gaya akibat beban mati
Menghitung momen akibat beban mati (MD) q arah x (qx)
= qD x cos α = 104.423 kg/m x cos 20 o = 104.423kg/m x 0,939 = 98,125 kg/m
Perhitungan G ording
5
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
Momen arah x (MxD) = 1/8 x qx x L2
dimana
L = Jarak antar kuda-kuda
= 1/8 x 98,125 kg/m x 3,5 2 = 150,255 kg.m q arah y (qy)
= qD x sin α = 104,423kg/m x sin 20 o = 104,423kg/m x 0,342 = 35,7148 kg/m
Momen arah y (MyD) = 1/8 x qy x (L/3) 2 dimana L = Jarak antar kuda-kuda = 1/8 x 35,7148 kg/m x(3,5/3) 2 = 6,07647 kg.m
2.3.2 Peninjauan Terhadap Beban Hidup Menurut SNI 1727-2013 Tabel 4-1 Hal 27 a. Beban hidup terbagi rata = 0,96 kN = 96 kg/m 2 Menghitung momen akibat beban hidup merata Momen arah x (MxL)
= 1/8 x (q x cos α) x (L)2
L
= Jarak antar kuda-kuda
= 1/8 x (96 kg/m x cos 20 0) x (3,5) 2 = 138,135 kg.m Momen arah y (MyL)
= 1/8 x (q x sin α) x (L/3) 2 = 1/8 x (96 kg/m x sin 20 0) x (3,5/3)2 = 5,586 kg.m
b. Beban hidup terpusat = 1 kN = 100 kg .... PPIUG 1983 Pasal 3.2.(2b) hal.13 Menghitung momen akibat beban hidup terpusat Momen arah x (MxL) = ¼ x (P x cos α) x L
L
= Jarak antar kuda-kuda
= ¼ x (100kg x cos 20 0) x 3,5 = 82,2231kg.m Momen arah x (MxL) = ¼ x (P x sin α) x (L/3) = ¼ x (100 kg x sin 20 0) x (3,5/3) = 9,976 kg.m
Perhitungan G ording
6
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai 2.4.3 Peninjauan Terhadap Beban Angin
SNI 1727-2013 gambar 27 4-1 Hal 68 Dimana h/L = 3,28/20 = 0,164 < 0,25 Diketahui Tekanan angin (W) = 25 kg/m 2 .... PPIUG 1983 Pasal 4.2.(2) hal.22
Gambar 2.2 Arah angin tekan dan angin hisap Tekanan tiup di laut dan tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai harus diambil minimal 40 kg/m2, kecuali yang ditentukan dalam ayat (3), dan (4), maka direncanakan tekanan angin (W) sebesar 25 kg/m 2.
Koefisien angin tekan dan angin hisap - Koefisien angin tekan (Wt) C1
= (0,02 α – 0,2) = (0,02 x 20 0) - 0,2 = 0,2
Perhitungan G ording
7
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
q tekan
= C1 x Jarak Gording x W = 0,2x 1,75 m x 25 Kg/m² = 8,75 kg/m
- Koefisien Angin Hisap (Wh) C2
= - 0,6
q hisap
= C2 x Jarak Gording x W = (- 0,6) x 1,75 m x 25 Kg/m² = - 26,25 kg/m
Menghitung momen akibat beban angin Karena beban angin yang bekerja tegak lurus sumbu x, sehingga hanya ada Mx - Momen akibat angin tekan (Mx)
= 1/8 x Wt x L2 = 1/8 x 8,75 kg/m x 3,5 2 = 3,828 kg.m
- Momen akibat angin hisap (Mx)
= 1/8 x Wh x L2 = 1/8 x (-26,25) x 3,5 2 = -11,84 kg.m
2.4 Perhitungan Momen Berfaktor Kombinasi (Mu) SNI 1727-2013 2.3.2 Hal 11 Rumus kombinasi beban yang digunakan adalah sebagai beri kut :
Mu = (1,2 x MD) + (1,6 x ML)
Mu = (1,2 x MD) + (1,6 x ML) + (0,5 x MW)
Dimana : MD
= Momen akibat beban mati (qD)
ML = Momen akibat beban hidup (qL) MW = Momen akibat beban angin Tabel 2.1. Hasil Perhitungan Momen Berfaktor No 1
Kombinasi Beban (1,2 x MD) + (1,6 x ML)
Arah x 401,321
Arah y 16,23
2
(1,2 x MD) + (1,6 x ML) + (0,5 x MW)
404,384
16,23
3
(1,2 x MD) + (1,6 x ML)
311,863
23,253
4
(1,2 x MD) + (1,6 x ML) + (0,5 x MW)
313,777
23,253
Perhitungan G ording
8
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
Catatan :
Untuk kombinasi 1 dan 2, beban hidup yang digunakan adalah beban hidup terbagi rata.
Untuk kombinasi 3 dan 4, beban hidup yang digunakan adalah beban hidup terpusat.
Jadi, dari hasil perhitungan momen berfaktor kombinasi di atas, diambail momen yang terbesar untuk dipakai dalam perhitungan, adalah sebagai berikut:
Untuk beban hidup terbagi rata Mux = 403,235kg.m Muy = 16,2299kg.m
Untuk beban hidup terpusat Mux = 313,777 kg.m Muy = 23,253 kg.m
2.5 Kontrol Kekuatan Profil Kanal a. Kontrol terhadap penampang profil - Untuk sayap (SNI 1729 ; 2015 tabel B4.1a hal. 17) λ < λp
bt ≤ 0,38 504,5 ≤ 0,38 200000 210 11,11≤ 11,73
....(OK)
- Untuk badan (SNI 1729 ; 2015 tabel B4.1b hal. 20) λ < λp
hc ≤ 3,76 10025 ≤3,76 200000 210 5≤ 116,04
Penampang profil Kompak, maka MnX = MpX
...(OK)
Perhitungan G ording
9
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
b. Kontrol terhadap lateral buckling Jarak bagut pengikat (Lb) = =
Learusuk m
Didapat dari www.hdesignideas.com
= 25 cm
Lp = 1,76 x iy x
E
= 1,76 x 2,66 cm x
kg/m kg/m
= 99,396 cm > Lb = 25cm
.....MnX = MpX
MnX = MpX = Wx x fy = 25,4 cm 3 x 2400 kg/cm 2 = 53340 kg.cm = 5334 kg.m
MnY
= Wy x fy = 91,3cm3 x 2400 kg/cm 2 =191730 kg.cm = 1917,3 kg.m
c. Persamaan Interaksi Dimana, ɸ b = 0,9 (faktor reduksi lentur) - Dengan beban hidup terbagi rata
MuX MuY ∅ MnX ∅ MnY , kg. m , kg. m , kg.m , kg.m +
+
≤1 ≤1
0,8424 + 0,0,00941 0,85177 ≤ 1
Perhitungan G ording
≤1 .....(OK)
10
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
- Dengan beban hidup terpusat
MuX MuY ∅ MnX ∅ MnY , kg. m , kg. m , kg.m , kg.m +
≤1
+
≤1
0,6536 + 0,01348 0,6671 ≤ 1
≤1 .....(OK)
Catatan : untuk mengatasi masalah puntiran, maka MnY dapat dibagi 2
2.6 Kontrol Lendutan Profil SNI 1729 ; 2002 Tabel 6.4-1 hal 15 Lendutan ijin (f) = =
Panjanggording m
= 1,45 cm
- Lendutan akibat beban hidup merata fx1 = =
qosα L E I ° (, kg os ) m kg/m m
(Buku Perancangan Struktur Baja dengan Metode LRFD, Agus Setiawan hal 88)
= 0,28892cm fy1 =
=
q sin α E I (, kg sin°) kg/m m
= 0,00103 cm
- Lendutan akibat beban hidup terpusat fx2 = =
Posα L E I ° (kg os ) m kg/m m
(Buku Perancangan Struktur Baja dengan Metode LRFD, Agus Setiawan hal 88)
= 0,54504 cm
Perhitungan G ording
11
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
fy2 =
P sin α E I ( kg sin°) kg/m m =
= 0,00735 cm
Jadi, f = =
√fx + fy √ 0,22892+0,54054 + 0,00103+0,00735 ≤ f
= 0,774 cm ≤ f = 1,458 cm
≤ f
......(OK)
2.7 Perencanaan Trackstang
1,23 1,23 1,23
Gambar 2.3 Rencana penggantung gording a. Data Perencanaan - Jarak antar kuda-kuda (L) - Jumlah penggantung - Jumlah gording - Jarak penggantung b. Pembebanan - Beban mati
= 350 cm = 2 buah = 7 buah = 116,67 cm
Berat gording
= 7,43 kg/m
Berat penutup atap = 50 kg/m x jarak gording
= 87,5 kg/m
Berat pengikat dan penggantung (10% total beban mati) = 9,943 kg/m + Beban mati total (qD) Sehingga, RD
= qD x sin α x L/3 = 104,423 kg/m x sin 20 o x = 41,667 kg
Perhitungan G ording
= 104,423 kg/m
m 12
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
- Beban hidup Beban hidup merata = 96 kg/m = qL x sin α x L/3
RL1
= 96 kg/m x sin 20o x = 38,306 kg
m
Beban hidup terpusat = 100 kg RL2
= 100 kg
RL
= RL1 + RL2 = 38,306 + 100 = 138,306 kg
c. Perhitungan Gaya - Penggantung Gording Tipe A Pu
= 1,2 RD + 1,6 RL = (1,2 x 41,667 kg) + (1,6 x 138,306 kg) = 271,291 kg
d. Perencanaan Batang Tarik Pu
= 271,291 kg
fy
= 210 MPa (N/mm2) = 2100 kg/cm 2
fu
= 340 MPa (N/mm2) = 3400 kg/cm 2
- Untuk leleh Pu
= 0,9 (faktor reduksi leleh)
= 0,9 x 2100 kg/cm 2 x Ag
271,291 kg Ag perlu
f
= f x fy x Ag
= 0,1435cm2
- Untuk batas putus Pu 271,291 kg Ag perlu
Perhitungan G ording
= f x fu x Ag
f
= 0,75 (faktor reduksi leleh)
= 0,75 x 3400 kg/cm 2 x Ag = 0,10639cm2
13
Perancangan Struktur Baja Gedung Perkuliahan 4 Lantai
Maka, diambil Ag terbesar yaitu 0,1435 cm 2 Ag
= ¼ x π x d2
0,1435 cm 2 = ¼ x 3,14 x d2 d2
= 0,18269 cm
d
= 0,42742 cm
d
= 4,2742 mm
d pakai
= 10 mm
Perhitungan G ording
(Ukuran minimum pasaran)
14
