KONSTRUKSI BAJA GUDANG
1. PENUTUP ATAP Penutup Atap
=Kemiringan Atap
Sebagai penutup atap dapat digunakan : a. Genteng dengan reng dan usuk b. Sirap dengan reng dan usuk c. Seng gelombang d. Akses gelombang e. Aluminium gelombang f. Dll.
-Genteng/ -Sirap
Reng Usuk tiap jarak ± 50 cm
Gording profil baja atau kayu
la p r l a e v O Seng Gelombang -Asbes Gelombang -Aluminium Gelombang Gording Overlap / tumpang tindih harus cukup supaya air hujan tidak tampias / bocor
a. GENTENG
Kemiringan atap : 30° ≤ α ≤ 60° 6 0°
α ≥ 60° : dipakai genteng khusus, dipaku pada reng
α ≤ 30° : dipakai genteng dengan presisi tinggi, dan tinggi, dan diberi lapisan aluminium foil di bawah reng.
Usuk dan reng harus mampu memikul beban hidup merata q dan terpusat p 1
b. SIRAP
Dilengkapi dengan usuk dan reng yang harus mampu memikul beban hidup merata q terpusat p
Dapat dipakai pada sudut α besar
Bila α < 30° : tumpukan sirap diperbanyak d iperbanyak dan diberi lapisan aluminium foil
b.d, e : Seng Gelombang, Asbes Gelombang dan Aluminium Gelombang
Dipakai pada bangunan industri
kemiringan atap lebih lebih bebas ; 5° ≤ α ≤ 90° semakin kecil α, overlap semakin besar overlap : - pada arah mengalir air - pada // arah mengalir air
perkiraan panjang overlap : Sudut
arah memanjang
arah melin melintang tang
10-20°
20 cm
2,5 gelombang
20-40°
15 cm
1,5-2,5 gelombang
45°
10 cm
1,5 gelombang
Untuk mengkaitkan seng dengan gording dipasang hook/kait yang dikait pada gording :
Salah!
Pada puncak c b
Bisa Bocor! Penempatan kait
Kait a
bisa a, b atau c
2
Detail Hubungan Gording dengan kuda-kuda :
Angin yang kuat dapat mengangkat atap, maka gording perlu diikat kuat pada kudakuda Gording baut
Gording 1 Baut
Contoh:
Las Potongan atau
Kuda-kuda Pelat pengisi
Siku Baut
Gording baut
atau
Gording Baut
atau
atau
siku
Kepala diatas mur dibawah,agar baut tidak jatuh bila mur kendor/lepas
dilas
baut pengikat
Nok
2.
PERHITUNGAN GORDING Beban-beban yang dipikul oleh gording adalah : a. beban mati b.
beban hidup
c.
beban angin / beban sementara
Sedangkan untuk gording dapat dipakai :
,
, , untuk bentang >
Gording rangka 1. Beban mati (D) :
- berat sendiri penutup atap - berat sendiri gording - alat-alat pengikat
2. Beban hidup (L) : sesuai peraturan pembebanan 2
a. Terbagi rata : q = (40 – 0,8 α) ≤ 20 kg/m 2
Beban terbagi rata per m bidang datar berasal dari beban air hujan, dimana
adalah sudut kemiringan atap dalam derajat. Beban tersebut tidak perlu ditinjau 0
bila kemiringan atapnya lebih dari 50 . 3
b. Terpusat
P
= 100 kg (beban orang saat pelaksanaan/perawatan)
3. Beban angin (W) : lihat Peraturan Pembebanan → besarnya tergantung dari daerah (wilayah) dan sudut α Beban rencana yang bekerja adalah beban terbesar dari : U = 1,4 D U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (La atau H) U = 1,2 D + 1,6 (La atau H) + (L . L atau 0,8 W) U = 1,2 D + 1,3 W + L . L + 0,5 (La atau H) Keterangan :
L = 0,5 bila L < 5 kPa : L = 1 bila L ≥ 5k Pa D
adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen
L
adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dll.
La
adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak
H
adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air
W
adalah beban angin
Contoh : Kuda - kuda
Q
Gording
o s Q c
L
L 3
Penggantung Gording
i n Q s
x
x y
Kuda - kuda Nok
Catatan : bila L tidak terlalu besar, cukup dipasang 1 penggantung gording
q cos
Terhadap sb x – x profil : Kuda 2
L P cos
Kuda 2
Beban mati : MXD = 18 (q cos α) L2 Beban hidup q : MXL = 18 (q cos α) L2 P : MXL =
q sin
1 4
(P cos α) L
2
Terhadap sb y – y profil : - Beban mati : MYD = P sin
L 3
1 8
- Beban hidup q : MYL = P : MYL =
(q sin α) ( L3 ) 1 8
1 4
2
(q sin α) ( L3 )
2
(P sin α) ( L3 )2 4
- Momen-momen akibat beban
hidup merata q, dan terpusat P diambil yang
berpengaruh terbesar. (akibat q atau akibat P)
Beban angin : lihat Peraturan Pembebanan
b
kg/m'
Wx
W x
L
b
Wx= C x b x tekanan angin kg/m2
b
2
Wx = c . b . tekanan angin kg/m Wy = 0
Dimana : c adalah koefisien angin Momen yang diakibatkan oleh beban angin adalah : 1 M xw W x L2 8 M yw 0
Beban angin yang harus diperhitungkan pada kombinasi pembebanan adalah beban angin tekan. Sedangkan beban angin hisap digunakan untuk perhitungan kekuatan kait. Mu yang bekerja : Mux = 1,4 MxD = 1,2 MxD + 1,6 MxL + 0,5 (MxLa atau MxH ) = 1,2 MxD + 1,6 (MxLa atau MxH ) + (L . MxL atau 0,8 Mxw) = 1,2 MxD + 1,6 MxL + L . MxL + 0,5 (MxLa atau MxH ) Muy = sama seperti Mux
5
1) Kontrol Kekuatan Gording M ux M nx
M uy M ny
≤1
= 0,9
Mnx = Momen nominal profil terhadap sb x - x Mny = Momen nominal profil terhadap sb y - y Mny = diambil momen nominal sayap atas profil
Penyederhanaan penyelesaian (Structural Steel Design Galambos hal 196) a. Px
P
bf
Py x
x
Py
tf
=
+
y
dipikul oleh
dipikul hanya
profil penuh
sayap atas
Zy = ¼ t f . bf 2
Zy profil 2
b. P.e H= d P e
=
+
P
d P
2) Kontrol Lendutan Lendutan terjadi f =
Rumus lendutan : f =
F=
fx 2 fy 2 f 5
q . L4
1
P . L3
L gording 180
. 384 E . I
. 48 E . I
y 4
L P
5 q.L fg= 384 E.I
x x
3
1 P.L fg= 48 E.I
f y f x f
y 6
Contoh : Perhitungan Gording seng gelombang
Kuda - kuda
c m 7 5, 6 1 = 1 6 5 0 o s 2 =20 c
L=6,6 m L =2,2 m 3
°
°
165
165 cm
Kuda - kuda
165 165 Nok
2
Berat atap seng efektif = 8 kg/m , mutu baja Bj 37 Dicoba profil WF 125 x 60 x 6 x 8 :
2
A
= 16,48 cm
q
= 13,2 kg/m
1
3
Zx = 74 cm
3
Zy = 15 cm
a)
4
Ix
= 412 cm
Iy
= 29,2 cm
4
Kontrol Kekuatan Profil - Beban mati (D) Berat seng = 1,756 x 8
=
14,05 kg/m1
Beban profil
=
13,2 kg/m
1
+ 1
27,25 kg/m Alat pengikat dan lain-lain ± 10%
1
=
2,72 kg/m
1 1 29,97 kg/m 30 kg/m
q = MxD =
1 8
(q cos ) L2 =
1 8
+
(30 cos 20°) 6,62 = 153,5 kg-m
2
1 L MyD = (q sin ) = (30 sin 20°) (2,2)2 = 6,21 kg-m 8 8 3 1
- Beban hidup (L) a) Beban hidup terbagi rata : 2
2
q = (40 – 0,8 ) = 24 kg/m ≤ 20 kg/m
Menurut peraturan pembebanan, dipakai 20 kg/m2 1
q = 1,65 x 20 = 33 kg/m MxL =
1 8
(q cos ) L2 =
1 8
(33 cos 20°) 6,62 = 168,85 kg-m
2
1 L MyL = (q sin ) = (33 sin 20°) (2,2) 2 = 6,83 kg-m 8 8 3 1
7
b) Beban hidup berpusat P = 100 kg MxL =
MyL =
1 4 1 4
(p cos ) L =
1 4
(100 cos 20°) 6,6 = 155,1 kg-m
1 L = (100 cos 20°) 2,2 = 18,81 kg-m 4 3
(p sin )
- Beban angin (W) 2
Tekanan angin W = 30 kg/m
Koefisien angin c = 0,02 . 20 – 0,4 c=0 Angin tekan
= cxW = 0 x 30 = 0
Angin hisap
2
= 0,4 x 30 = 12 kg/m
Bila dibandingkan dengan beban (bb. Mati + bb. hidup) = 30 + 20 = 50 kg/m’, angin hisap ini tidak bisa melawan beban (D + L), maka angin hisap ini tidak menentukan
tidak perlu diperhitungkan.
Besarnya momen berfaktor Mu Mu = 1,2 MD + 1,6 (MLa atau MH) + (L . ML atau 0,8 MW)
Untuk beban mati, beban hidup terbagi rata, dan beban angin Mux = 1,2 x 153,2 + 1,6 x 168,85 + 0 = 454,0 kg-m Muy = 1,2 x 6,21 + 1,6 x 6,83 + 0 = 18,38 kg-m
Untuk beban mati, beban hidup terpusat, dan beban angin Mux = 1,2 x 153,2 + 1,6 x 155,1 + 0 = 432,0 kg-m Muy = 1,2 x 6,21 + 1,6 x 18,81 + 0 = 37,55 kg-m
8
- Kontrol tekuk lokal Penampang profil (tabel 7.5-1 SNI)
2tf 2 x 0,8 bf p 170 170 2tf 11,0 p 240 fy Penampang kompak 9,1 h 15,2 tw 0,6 h p 1680 tw 180 p 240 bf
6
3,75
Maka Mnx = M px
- Kontrol lateral buckling : Misal L b = 68 cm jarak penahan lateral (jarak kait atap ke gording) Atau (lihat brosur seng) = jarak 2 pengikat seng
misal = 68 cm
Lp = 1,76 r y
E fy
= 1,76 x 1,32
2,0 x 10 6 2400
= 68,72 cm
Ternyata L b < L p maka Mnx = M px
Momen Nominal Dari kontrol tekuk lokal dan tekuk lateral didapatkan : Mnx = M px = Zx . f y = 74,0 x 2.400 = 177.600,0 kg-cm = 1.776,0 kg-m Mny = Zy (1 feans) x f y
= ( =(
1 4
1 4
2
tf . bf ) x f y 2
x 0,8 x 6 ) x 2.400 = 17.280 kg-cm
= 172,8 kg-m
Persamaan Interaksi: Pers. Interaksi :
M ux b . M nx
M uy b . M ny
≤1
b = Faktor reduksi, untuk lentur = 0,90
Mnx = Kekuatan nominal lentur terhadap sb x - x 9
Mny = Kekuatan nominal lentur terhadap sb y – y Untuk beban mati dan beban hidup hidup merata :
(OK)
Untuk beban mati dan beban hidup hidup terpusat :
(OK)
Dari kedua persamaan interaksi tersebut terlihat bahwa pemilihan profil masih belum efisien karena masih terlalu jauh dari nilai 1.
a)
Kontrol Lendutan : Lendutan ijin = L/180 (untuk gording) Dicari fx = lendutan thd. Sb x-x profil fy = lendutan thd. Sb. y-y profil
( f fx 2 fy 2 ) ≤ f Dimana :
f x1 f x 2
5 (q cos ) L4 384
1 ( P cos ) L3 48
Lendutan
EI x
EI x
Lendutan
L (q sin ) 5 3 f y1 384
EI y
L (q sin ) 1 3 f y1 48
EI y
akibat bb. Merata
akibat bb. Terpusat
4
Lendutan
akibat bb. Merata
3
Lendutan
= 1,78 cm
= 0,68 cm
= 0,11 cm
= 0,13 cm
akibat bb. Terpusat
= 2,47 cm f ijin = L/180 = 660/180 = 3,67 cm f tot = 2,47 cm < f ijin = 3,67 cm
(ok)
bf=6 cm tf=0,8 h
d=12,5 cm tw= 0,6 10
3. PELAT SIMPUL Untuk mempersatukan dan menyambung batang-batang yang bertemu di titik simpul, diperlukan pelat simpul. Sebagai pelat penyambung, pelat simpul harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : 1. Cukup lebar, sehingga paku keling/baut dapat dipasang menurut peraturan yang ditentukan. 2. Tidak terjadi kerja takikan, seperti dijumpai pada pelat simpul yang mempunyai sudut ke dalam. Pelat akan gampang sobek.
Contoh :
Pelat simpul
Tarikan sebaiknya
3. Cukup kuat menerima beban dari batang-batang yang diteruskan pelat simpul, maka simpul perlu diperiksa kekuatannya, dengan cara mengadakan beberapa potongan untuk diperiksa kekuatannya pada potongan tersebut.
Namun sebelum dilanjutkan mengenai pemeriksaan pelat simpul, sekilas di ulang kembali dulu tentang perhitungan banyaknya baut/paku keling yang diperlukan. - Banyaknya baut yang diperlukan a. Batang pinggir menerus Contoh : a) Batang pinggir menerus Vn
Dn
Batang Pinggir
n 1
Pelat simpul tebal t1
n2
Hn2
Hn1 n3 Batang menerus
e w
e
= letak garis berat profil = garis kerja gaya
w
= letak lubang baut
e dan w = dapat dilihat pada tabel profil 11
- Kekuatan baut tipe tumpu : b
Kuat geser rencana tumpu baut : R n = Ø f . r 1 . f u . A b Dimana : Ø f = 0,75
adalah faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
r 1 = 0,5
untuk baut tanpa ulir pada bidang geser
r 1 = 0,4
untuk baut dengan ulir pada bidang geser
b
f u
adalah tegangan tarik putus baut
A b
adalah luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
Kuat geser rencana tumpu pelat : R n = Ø f . 2,4 . d b . t p . f u Dimana : Ø f = 0,75 f u
adalah faktor reduksi kekuatan untuk fraktur adalah tegangan tarik putus yang terendah dari baut atau pelat
d b
adalah diameter baut nominal pada daerah tak berulir
t p
adalah tebal pelat (harga terkecil dari t1 atau 2t2 )
R n = harga terkecil dari kuat geser tumpu baut atau tumpu pelat - Banyaknya baut : n1 ≥
n2 ≥
n3 ≥
Dn Rn `
V n Rn `
( H u 2 H u1 ) Rn
(batang menerus)
n min = 2 b)
Batang pinggir terputus Untuk batang terputus, maka dihitung masing-masing
Dn
Vn n1 ≥
n2 ≥
n3 ≥
n4 ≥
Dn Rn ` n 1
V n Rn `
n2
Pelat simpul tebal t1
H u1 Rn
H n 2 Rn
Hn2
Hn1 n3 n4 Batang terputus/tidak menerus
n min = 2, jarak baut sesuai SKSNI (tata cara)
12
- Cara menggambar pelat simpul Setelah jumlah baut atau paku keling dihitung : 1)
Digambar garis-garis sistem (= garis berat penampang profil) bertemu pada satu titik
2)
Gambarlah batang-batang utuhnya (sisi batang sejarak e dari garis sistem)
3)
Tempatkan baut-batu / paku keling sesuai peraturan (letak baut/paku keling = w dari sisi batang)
4)
Tarik garis batas akhir baut/paku keling pada setiap batang (misal = 2d) lihat tabel 13.4 – 1
5)
Tarik garis-garis batas tepi pelat ------ lihat contoh
e
2d
w
5
Pelat simpul 1
2d
e
2
4
jarak jarak jarak 3 = 0,3d=15 tp
3
w
atau 200 mm
d=diameter baut tp=elemen tertipis
13
- Pemeriksaan Kekuatan Pelat Simpul
Disini diambil contoh pada pelat penyambung batang pinggir : a. Batang pinggirnya menerus b. Batang pinggirnya terputus
a) Batang pinggir tepi menerus Contoh : Du1
Du2
Vu
a
Pelat simpul tebal t
S2
S1
Hu2
Hu1 a
Batang menerus
Diketahui Hu1 > Hu2 Untuk salah satu potongan, misal potongan (a) – (a) Maka pada potongan (a) – (a) bekerja gaya ;
a
Du1 S2
Du1 sin g.n.pelat
S1
h
Du1 cos
lobang 2 (Hu1-Hu2) 5
a
t
Selisih gaya Hu1 dan Hu2 di terima oleh 5 baut, maka pada potongan (a) – (a) menerima gaya sebesar
2 5
(Hu1 – Hu2) (diterima 2 baut dari 5 baut)
Gaya yang bekerja : Gaya normal (tarik) Nut =
2 5
(Hu1 – Hu2) + Du1 cos
Gaya lintang / geser Vu = Du1 sin Momen
Mu =
2 5
(Hu1 – Hu2) S1 + Du1 . S2
14
Kontrol kekuatan pelat :
N ut M n 2 V u 2 ≤ 1 . N M V t nt b n v n Dimana : t . Nnt = harga terkecil dari 0,9 . f y . Ag (leleh) dan 0,75 . f u . An (fraktur)
b . Mn = 0,9 . Z . f y v . Vn = 0,75 (0,6 An x f u) Ag
= t.h
An
= t . h - A lubang
f y
= tegangan leleh / yield pelat
f u
= tegangan patah pelat
Z
1 4
2
t . h – A lubang x jarak
b) Batang pinggir tepi terputus Contoh
Du1
Du2
Vu
a
Pelat simpul tebal t
S2
S1 1
Hu1 Hu2 2
2
a
Hu2
Pelat penyambung dianggap meneruskan Hu2 (siku sama kaki) 2
Diketahui Hu1>Hu2
Diketahui Hu1 > Hu2 Batang Hu1 dan Hu2 terputus, namun pada bagian tepi bawah dihubungkan dengan pelat penyambung. Pelat penyambung dianggap memindahkan gaya H u 2 2
(diketahui Hu2 < Hu1)
Maka pada potongan (a) – (a) bekerja gaya : a
Du1 S2
Du1 sin
1 g.n.pelat
S1
1
Du1 cos
h
1
lobang
(Hu1-Hu2) 2 a
t
15
- Baut pada batang Hu1 di pelat simpul menerima gaya (Hu1 -
H u 2 2
)
Gaya yang bekerja : Gaya normal (tarik)
Nut = (Hu1 -
H u 2 2
) + Du1 cos 1
Gaya lintang / geser Vu = Du1 sin 1 Momen
Mu = (Hu1 -
H u 2 2
) x S1 + Du1 x S2
- Kontrol kekuatan pelat :
N ut M u 2 V u 2 1 . . . N M V t nt b n v n Dimana : t . Nnt dan seterusnya, sama seperti pada contoh a - Pembentukan Pelat Simpul Didalam pembentukan pelat simpul perlu diperhatikan syarat -syarat :
Cukup tempat untuk penempatan baut/paku keeling
Tidak terjadi takikan
Cukup kuat
Tidak terlalu banyak pekerjaan
Tidak terlalu banyak sisa pelat akibat bentuk dari pelat simpul
Contoh:
6 x potongan pelat
lebih baik / praktis
4 x potongan pelat
lebih baik / praktis
lebih baik / praktis
16 dll.
4.
BENTUK-BENTUK KONSTRUKSI RANGKA GUDANG Banyak bentuk-bentuk konstruksi untuk gudang yang bisa digunakan. Hal-hal yang mempengaruhi antara lain : - Pemakaian gudang tersebut - Keadaan suasana gudang akan dibangun :
Keadaan tanah
Besar dan kecilnya beban angin
Bentuk yang dipilih tentunya akan menentukan cara penyelesaian struktur dan biayanya.
a.
Konstruksi kap rangka sendi – rol
A sendi
B rol sendi
Konstruksi kuda-kuda dengan tumpuan A sendi, B rol merupakan konstruksi statis tertentu, maka penyelesaian statikanya dengan statis tertentu. Namun sering didalam praktek dibuat A sendi, B sendi, dengan demikian konstruksi menjadi statis tak tentu. Tetapi sering diselesaikan dengan cara pendekatan dengan menganggap perletakan A = B didalam menerima beban H. R AH = R BH =
H 2 H A
B H/2
H/2=RBH
Untuk mencari gaya-gaya batangannya dapat digunakan cara :
Cremona
Keseimbangan titik
Ritter
Dan lain-lain
Kemudian untuk mendukung kuda-kuda diperlukan kolom. Apabila dipakai kolom dengan perletakan bawah sendi, maka struktur menjadi tidak stabil bila ada beban H (angin/gempa).
17
H S
S
akan roboh
sendi
sendi
Karena itu untuk mendukung kuda-kuda ini, harus dipakai kolom dengan perletakan bawah jepit.
H H 2
H 2 h
V H 2
V
M= H = h 2
H 2
jepit
M jepit
Bila gaya H bekerja maka struktur/konstruksi ini akan stabil/kokoh. Pada perletakan bawah kolom terjadi gaya V, H dan M. Besarnya M =
H 2
. h adalah cukup besar. Maka
bila struktur ini yang dipilih pada tanah yang jelek, pondasinya akan mahal. Dicari penyelesaian suatu bentuk struktur agar pondasi tidak terlalu mahal. b. Kuda-kuda dihubungkan dengan pengaku pada kolom 1. Kuda-kuda dengan pengaku dan perletakan bawah kolom jepitan. Struktur dengan sistem ini cukup kaku dan memberikan momen M lebih kecil dari pada struktur sebelumnya.
H e
f
c
d
h1 a S1
H/2 H/2
a
S2
H/2 H/2
M jepit A
S1 S2= titik balik
M jepit B
18
Struktur semacam ini adalah statis tak tentu, maka statistikanya diselesaikan dengan cara statis tak tentu. Namun sering didalam prkateknya diselesaikan dengan cara pendekatan/sederhana yaitu : - Bila beban vertikal (gravitasi) yang bekerja, struktur dianggap statis tertentu, yang bekerja pada kolom gaya V saja. Selanjutnya gaya-gaya batang KRB dicari dengan : Cremona, Kesetimbangan Titik, Ritter, dan sebagainya. - Bila beban H bekerja, dianggap terjadi titik balik (= inflection point) terjadi ditengah-tengah yaitu S1 dan S2. M pada titik balik = 0 (seperti sendi) Gaya geser pada S1 dan S2 adalah = M pada kolom bawah =
H 2
H x a 2 c
c E
e
H/2 h1
b
h1
a c
a
a
H 2
1
H 2
a 2
c
H 2 S1
a Titik balik
S1 y
jepit
b
H 2
V dapat dicari dengan MS2=0 dari seluruh struktur S 1 C E F D S2
V dapat dicari dengan MS2 = 0, dari seluruh struktur S 1 C E F D S2.
Dengan meninjau kolom S1 . CE : 1.
ME = 0 H 2
2.
x (h1 + a) – (a) cos α 2 x h1 = 0 (a) didapat
K V = 0 -V + (a) sin α 2 – (c) sin α 2 = 0 (c) didapat
3.
MS1 = 0 H 2
x (h1 + a) – (b) x (h1 + a) – (c) cos α 1 (h1 + a)
+ (a) cos α 2 x a = 0 (b) didapat
Setelah didapatkan gaya, (a), (b), dan (c), maka gaya batang yang lain dari kudakuda dapat dicari dengan Cremona, Kesetimbangan titik, Ritter, dan sebagainya. 19
w w
angin w c b a
S1
2. Kuda-kuda dengan pengaku dan perletakan bawah kolom sendi.
c
c
b
h1
h1
a
h
b a
h
sendi
sendi
sendi
sendi
ALTERNATIF Struktur ini sama seperti pada perletakan bawah kolom jepit. Gaya batang (a), (b) dan (c) dapat dihitung seperti sebelumnya, hanya mengganti jarak a dengan h. Keuntungan kolom dengan perletakan sendi ini adalah : - Momen pada perletakan bawah/sendi = 0 - Momen pada pondasi menjadi kecil, pondasinya menjadi murah - Namun momen pada kolomnya menjadi besar 2 kali dari pada kolom perletakan jepit (h = 2a) c. Konstruksi 3 Sendi Konstruksi ini adalah statis tertentu.
S
Dicari
reaksi
diperletakan
dengan
persamaan :
RAH
A
sendi
RAV
sendi
RBH
RBV
H 0 V 0 M 0
dan M S 0
Didapat reaksi perletakan R AH, R AV, R BH Dan R BV.
Kemudian gaya-gaya batangnya dicari dengan : Cremona, Kesetimbangan Titik, Ritter, dan sebagainya. 20
d. Konstruksi Portal Kaku (Gable Frame) Konstruksi ini adalah statis tak tentu. Diselesaikan
dengan
cara
cross,
clapeyron, slope deflection, tabel, dan sebagainya. Gaya
Sambungan kaku
yang
bekerja
pada
batang-
batangnya N, D dan M. B sendi jepit
A sendi jepit
Batang
menerima
Nu dan
Mu
perhitungan sebagai beam column.
STABILITAS STRUKTUR / KONSTRUKSI
Yang telah dibicarakan adalah konstruksi/struktur yang seolah-olah pada suatu bidang. Konstruksi dalam bidang ini memang stabil, karena sudah diperhitungkan terhadap gaya-gaya yang bekerja pada bidang tersebut. Dalam kenyataannya konstruksi adalah berbentuk ruang, sehingga secara keseluruhan konstruksi belum stabil, maka perlu diatur lagi dalam arah yang lain. Gording
Contoh
K u d a - k u d a K u d a - k ud a
P P P P
H
Kuda-kuda
Kolom
Kolom
Kolom
Ikatan Angin
Pada bidang kuda-kuda, konstruksi ini stabil, sebab sudah diperhitungkan terhadap beban yang bekerja yaitu P dan H (angin / gempa)
Pada bidang yang
bidang kuda-kuda, bila ada beban H bekerja dalam arah ini,
konstruksi akan roboh/terguling, jadi masih labil. Maka perlu distabilkan dalam arah ini. Konstruksi untuk memberikan stabilitas dalam arah ini dinamakan :
Ikatan angin
Ikatan pemasangan (montage)
Yang dipasang pada bidang atap dan pada bidang dinding.
21
5.
BANGUNAN GUDANG DENGAN IKATAN ANGIN DAN IKATAN MONTAGE (PEMASANGAN) Untuk menjaga kestabilan struktur rangka kuda-kuda akibat tiupan angin/gempa diberikan ikatan angin dalam arah memanjang gudang. Ikatan angin bersama-sama dengan gording dan rangka kuda-kuda membentuk suatu rangka batang. Karena ikatan angin ini diperlukan untuk menjamin stabilitas dalam arah memanjang gudang, biasanya ditempatkan pada daerah ujung-ujung gudang saja. Sedangkan bila gudangnya
cukup
panjang,
maka
diantaranya
ditempatkan
lagi
ikatan-ikatan
pemasangan/Montage.
Contoh :
a
a d u k a d u K
dk Ikatan angin
a d u k a d u K
dk =±(3-9)m
angin
dk penggantung dk gording Ø Ikatan montage
Ikatan angin
Rencana / Denah Atap
- Seringnya dipasang ikatan angin memanjang, untuk memperkaku bidang atap arah melintang.
Penggantung gording dipasang pada semua gording
Ikatan angin pada dinding /kolom untuk meneruskan beban angin ke pondasi Biasanya untuk ikatan angin digunakan batang lemas. Batang ini hanya dapat menahan gaya tarik, tidak dapat menahan gaya tekan.
H1
H2
Bila ada H1, yang bekerja batang (1) tarik Bila ada H2, yang bekerja batang (2) tarik
1
2
22
Bentuk Dari Ikatan Angin Dan Ikatan Montage (Pemasangan)
1. Pada Gudang Tertutup 2. Pada Gudang Terbuka
1. Ikatan angin pada gudang tertutup Contoh Ikatan angin pada atap
Kuda-kuda Regel/Gewel
Pintu
Pintu M.Tanah
Ikatan angin pada dinding/kolom
penggantung gording pada dinding
gording 2 K u d a - k u d a
Kolom/regel vertikal
Regel horizontal
Ikatan angin
Gavel / Portal Akhir / End Frame -
Letak regel vertikal sesuai dengan titik-titik rangka ikatan angin pada atap
-
Regel horizontal dipasang sesuai dengan panjang seng untuk dinding
Catatan (anggapan konservatif) : -
Bila dinding dipakai dingin bata ½ bata, dianggap tidak tahan angin, perlu dipasang ikatan angin pada dinding,
-
Bila dinding dipakai dinding bata 1 bata atau lebih dianggap dinding tahan angin, tidak diperlukan ikatan angin pada dinding.
23
2.
Ikatan Angin pada Gudang Terbuka (tanpa dinding) Kuda-kuda
M.Tanah
Pengaku/bracing/ikatan memanjang Kolom-kolom
- Bentuk lain ikatan memanjang
Ikatan gigi anjing Kolom
gording 2 Ikatan angin pada atap K u d a - k ud a K u d a - k ud a
Ikatan memanjang Kuda-kuda
Kolom
- Termasuk tepi/akhir dipasang kuda-kuda - Pengaku/bracing/ikatan memanjang pada kolom biasanya dipasang sepanjang bangunan. - Untuk kuda-kuda dengan bentang yang besar > ± 40 m, pengaku/bracing/ikatan memanjang dipasang juga pada rangka kuda-kuda.
24
BEBAN YANG BEKERJA AKIBAT TIUPAN ANGIN
Pada Gudang Tertutup
N
K u d a - k u d a
N
a R3
' m / g k . . . = q
h3 2
1
R3
a
N
3
4
a
a =±(3-4)m
3
2
1
a N
Pada regel vertikal / kolom(3) q = (c . w . a) , dimana a adalah jarak regel-regel vertikal R 3 = ½ q . h3 M=
1 8
q . h3
2
N = berat atap + dinding + kolom Maka pada regel/kolom (3) bekerja beban- beban Mu, Nu → perhitungan sebagai beam – column. Analog untuk regel (1), (2), dan (4).
Beban yang bekerja pada ikatan angin pada atap adalah :
Batang Atas Kuda-kuda
R
R=(R1+R2+R3+R4) 2 Gording
dk
Ikatan angin
R1
R2
R3
R4
R3
R2
R1
R 1, R 2, R 3, R 4 = gaya yang didapat dari reaksi pada regel (1), (2), (3) dan (4). Akibat dari beban angin ini, maka dapat dicari yang bekerja pada rangka batang ikatan angin. - Batang atas kuda-kuda mendapat beban tambahan - Gording mendapat beban tambahan Maka batang atas dari kuda-kuda dan gording harus diperhitungkan akibat beban tambahan ini.
Gording pada rangka batang ikatan 25
beban Px,Py qx,qy N
Jarak kuda-kuda
sebagai gording
x
y
N
x sebagai ikatan angin
y
Sebagai gording terjadi Mu Sebagai rangka ikatan angin terjadi Nu → perhitungan gording sebagai beam – column. Dengan jarak L bracing, dapat diambil jarak-jarak dari baut pengikat seng gelombang.
Seng Gelombang
L
Ikatan angin pada dinding
1
0 ,9 c = 0 ,4
Angin
Gewel
2
0,4
Angin
0,9
Koefisien angin C :
Pada gevel c = 0,9
Pada dinding // c = - 0,4
* Angin bertiup pada dinding gevel (gar is tidak terputus-putus) * Angin bertiup pada dinding samping (garis putus-putus) Didalam memperhitungkan beban ikatan angin pada dinding, kedua arah angin ini harus ditinjau.
26
Gaya yang bekerja pada Ikatan Angin Dinding Contoh
f 4
R 4
f 3
R 3
f 2
V
R 3
R 2
V
R 2
R1
R 1
Kolom
Ikatan angin pada dinding
L
V R
V 1
1
2
R = (R1 + R2 + R3 +
1 Kolom
L
Kolom
V=
L 3
R4 2
)
2 R2 . f 3 2 R3 . f 3 R4 . f 4 2. L
Diterima oleh kolom.
L
Dari beban beban ini, maka dapat dihitung gaya-gaya pada rangka batang ikatan angin dinding. - Regel horisontal (2) menerima beban : 2
L Beban mati qy → My = qy 8 3
Beban angin c = 0,9; 0,4 dan 0,4; 0,9
1
Beban angin qx → Mx =
1 8
qx . L
2
Beban normal N → angin dari regel (=R)
Regel horisontal (2) menerima Mux, Muy dan N→ perhitungan sebagai beam column. - Regel horisontal (1) menerima beban : 2
L Beban mati qy → My = qy 8 3
Beban angin c = 0,9 → qx → Mx =
1
1 8
qx . L2
Regel (1) menerima Mux, Muy → perhitungan sebagai balok.
27
Beban angin pada Ikatan Angin Gevel Contoh
Kolom Kuda2 Angin
Ikatan angin gewel
Luas bidang yang diperhitungkan ditiup angin Diterima oleh ikatan angin gewel
Pada Gudang Terbuka
K u d a - ku d a
Angin 1
R
K uda-k uda R K olom K olom Angin 2
- Angin bertiup pada bidang atap (= angin 1) ditahan oleh kuda-kuda dan kolom - Angin bertiup pada // bidang atap atau
bidang kuda-kuda (= angin 2) →
menabrak kuda-kuda, ditahan oleh ikatan angin :
Ikatan angin pada atap
Ikatan/bracing/pengaku memanjang pada kolom. Merupakan
R
struktur
statis
tak
tentu
penyelesaian statikanya kuda-kuda dengan kolom. KOLOM
Beban pada akhirnya, harus sampai ke pondasi.
PONDASI
28
Hal-Hal yang Perlu Diperhatikan untuk Pertimbangan Batang *
Pada Konstruksi rangka batang kuda-kuda
Pada batang tarik → diperhitungkan Anetto
Pada batang tekan → diperhitungkan panjang tekuk Lk
Lk y y Ikatan angin Lk x
x
x y
Lkx : Panjang tekuk arah vertikal Lky : Panjang tekuk arah horizontal
*
Konstruksi console / Cantilever
gording K u d a - k u d a Ikatan khusus
Batang tekan di bawah, tidak ada gording dan ikatan angin Lkx : Panjang tekuk arah vertikal = Lky : Panjang tekuk arah horizontal = 4 Jika diberi ikatan khusus seperti tergambar maka Lky → 2
29
