1
BAB I PENDAHULUAN
1.1Pengertian Baja Baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan denga dengan n pembe pembersi rsihan han dalam dalam tempe tempera ratur tur tingg tinggi. i. Besi Besi menta mentah h tidak tidak dapat dapat ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya.
1.2Baja Sebagai Bahan Struktur Beberapa keuntungan yang diperoleh dari baja sebagai bahan struktur adalah sebagai berikut : 1. Baja mempun mempunyai yai kekuata kekuatan n cukup tinggi tinggi dan merata. merata. 2. Baja Baja adala adalah h hasil hasil prod produks uksii pabri pabrik k dengan dengan peralat peralatan an mesin mesin-me -mesin sin yang yang cukup canggih dengan jumlah tenaga manusia relatif sedikit, sehingga pengaw pengawasa asan n mudah mudah dilak dilaksan sanaka akan n denga dengan n seksam seksama a dan dan mutu mutu dapat dapat dipertanggungjawabkan. 3. Pada umumnya umumnya struktur struktur baja mudah dibongka dibongkarr pasang, sehingga sehingga elemen struk struktu turr baja baja dapa dapatt dipa dipaka kaii beru berula lang ng-u -ula lang ng dala dalam m berb berbag agai ai bent bentuk uk struktur. 4. Jika pemelihar pemeliharaan aan struktur struktur baja dilakukan dilakukan dengan dengan baik, struktur dari dari baja dapat bertahan cukup lama.
1.3Bentuk Profil Baja Baja struktur diproduksi dalam berbagai bentuk profil. Bentuk profil baja yang sering dijumpai dipasaran dipasaran seperti : siku-siku, kanal, I atau H, jeruji, shee sheett pile piles, s, pipa pipa,, rel, rel, plat plat,, dan kabe kabel. l. Disa Disamp mpin ing g itu itu ada ada prof profil il yang ang Arif Rakhman (0902167)
2
bentuknya serupa dengan profil I tetapi sayapnya lebar, sehingga disebut profil sayap lebar ( wide flange). Beberapa kelebihan dari wide flange, yaitu: 1. Kekuatan Kekuatan lenturnya lenturnya cukup besar besar 2. Mudah dilakuk dilakukan an penya penyambung mbungan an wide flange flange sering Adanya Adanya kelebiha kelebihan n diatas diatas menjadik menjadikan an wide sering digunaka digunakan n
seba sebaga gaii kolo kolom m dan dan balo balok k pada pada bang bangun unan an gedu gedung ng,, gela gelaga garr dan dan rang rangka ka jembatan, dan bangunan struktur lainnya. Khusus untuk wide flange dengan perb perband anding ingan an lebar lebar sayap sayap dan tingg tinggii profi profill (b/h) (b/h) sama sama denga dengan n satu satu atau atau disebut juga profil H. Profil H ini sangat cocok digunakan untuk struktur pondasi tiang pancang.
1.4Sifat Metalurgi Baja Sifat metalurgi baja ini sangat berkaitan erat dengan fungsi dari unsurunsur atau komponen kimia dalam baja. Baja struktur yang biasa dipakai untuk struktur rangka bangunan adalah baja karbon ( carbon steel) dengan kuat tarik sebesar 400 MPa, sedang baja struktur dengan kuat tarik lebih dari strength 500 500 Mpa sampai sampai 1000 1000 Mpa Mpa diseb disebut ut baja baja kekuat kekuatan an tingg tinggii ( high strength steel).
Sifat –sifat Baja sifat sifat yang yang dimil dimiliki iki baja baja yaitu yaitu kekak kekakuan uanya ya dalam dalam berb berbaga agaii macam macam keadaan pembebanan atu muatan. Terutama tergantung dari : • • •
Cara peleburannya Jenis dan banyaknya logam campuran Proses yang digunakan dalam pembuatan.
Berikut ini ada beberapa dalil yang menyangkut sifat-sifat baja : Dalil I
Arif Rakhman (0902167)
3
Besi murni tidak mempunyai sifat-sifat yang dibutuhkan untuk dipergunakan sebagai bahan penanggung konstruksi.
Dalil II Peningkatan nilai dari sifat-sifat tertentu, lazim dengan tidak dapat dihindarkan senantiasa mengakibatkan pengurangan dari nilai sifat-sifat lain, misalnya baja dengan keteguhan tinggi, istimewa lazimnya kurang kenyal.
Dalam praktek terdapat satu hal yang sangat penting bahwa sifai-sifat konstruksi dapat berarti runtuhnya seluruh konstruksi, oleh karena itu : 1. Pene Penent ntua uan n syar syarat at mi mini nimu mum m haru harus s dimu dimuat at dida didala lam m delu deluru ruh h kontrak pemesanan, pembelian, atau penyerahan bahan. 2. Gara Garans nsii tent tentan ang g mera merata tany nya a sifa sifatt-si sifa fatt itu itu haru harus s dida didapa patk tkan an dengan dilakukanya pengujian pada waktu penyerahan bahan. 3. Tuntutan Tuntutan yang tinggi tinggi tetapi tetapi tidak perlu perlu benar, sebab sebab beban tidak tidak bernilai tinggi itu lebih mahal atau ekonomis. 4. Sifa Sifatt –sif –sifat at ynag ynag kita kita kehe kehend ndak akii haru harus s ada, ada, buka bukan n saja saja pada pada waktu sudah dikerjakan, yaitu setelah dipotong, digergaji, digergaji, di bor, ditempa, dibengkokan , dan lain-lain. 5. Sifat-sifa Sifat-sifatt yang kita kehenda kehendaki ki harus ada bukan bukan saja merugikan merugikan dengan cara-cara yang tidak dapat dipertanggung jawabkan . 6. bentuk-be bentuk-bentuk ntuk dari bagian-ba bagian-bagian gian bangunan bangunan dan sambungannya sambungannya harus di terapkan.
1.5 Bentuk-bentuk baja dalam perdagangan 1.
Profil baja tunggal •
Baja siku-siku sama kaki
•
Baja siku tidak sama kaki (baja T)
•
Baja siku tidak sama kaki (baja L)
•
Baja I Arif Rakhman (0902167)
4
•
Baja Canal
•
Baja
2. Profil Gabungan •
Dua baja L sama kaki
•
Dua baja L tidak sama kaki
•
Dua baja I
3. Profil susun •
1.6 1.6
Dua baja I atau lebih
Maca Macamm-ma maca cam m ben bentu tuk k kuda kuda-k -kud uda a Baj Baja a
a. Prat Prattt Tru Truss ss b. Hows Trus Truss s c. Pink Truss uss d. Modifi Modified ed Pink Pink Trus Truss s e. Mans Mansar arde de Trus Truss s f. Modi Modifi fied ed Prat Prattt Truss Truss g. Cres Cresce cent nt Trus Truss s
1.7 Keuntungan dan kerugian Pengunaan Baja
Keuntungan: 1.
Bila Bil a diba dibandi nding ngkan kan deng dengan an beto beton n maka maka baja baja lebih lebih ring ringan. an.
2.
Apabi Apabila la suatu suatu saat saat konstr konstruks uksii harus harus diuba diubah,m h,mak aka a bahan bahan baja baja akan akan lebih mudah untuk dipindahkan. dipindahkan.
Arif Rakhman (0902167)
5
3.
Bila Bil a konstr konstruks uksii harus harus dibong dibongkar kar,, baja akan akan dap daptt diperg diperguna unakan kan lagi lagi sedangkan konstruksi dengan beton tidak dapt digunakan lagi.
4.
Peke Pekerj rjaa aan n konst konstru ruks ksii baja baja dapat dapat dilak dilakuk ukan an di bengk bengkel el sehing sehingga ga pelaksanaannya tidak membutuhkan waktu lama.
5.
Baha Bahan n baja baja sudah sudah mempu empuny nyai ai ukura ukuran n dan dan mu mutu tu tert terten entu tu dari dari pabrik.
Kerugian:
•
1.
Bial Biala a kons konstr truk uksi si terb terbak akar ar,, maka maka keku kekuat atan anny nya a akan akan berku erkurrang, ang, pada batas yang besar juga dapat merubah konstruksi.
2.
Bahan
baja
dapat
terkena
karat,
sehingga
memerlukan
perawatan. 3.
Kare arena memil emiliiki berat yang yang cuk cukup besa esar, dalam alam mela elakukan ukan pengangkutan memerlukan biaya yang besar.
4.
Dalam
pelaksanaan
konstruksi
diperlikan
tenaga
ahli
dan
berpengalaman dalam hal konstruksi baja.
1.8 Jenis-jenis alat Penyambung baja a.
Baut
b.
Paku keling
c.
Las lumer
1.8.1 .8.1 Baut aut Pemakaian baut diperlukan bila: 1. Tidak Tidak cukup tempa tempatt untuk pekerja pekerjaan an paku keling keling 2. Jumlah Jumlah plat yang yang akan disamb disambung> ung> 5d (d diamet diameter er baut) baut) 3. Dipergu Dipergunaka nakan n untuk pegan pegangan gan sementa sementara ra 4. Konstruk Konstruksi si yang dapat dapat dibon dibongkar gkar pasang pasang
Arif Rakhman (0902167)
6
1.8.2 Paku keling Sambunga Sambungan n paku paku keling keling dipergun dipergunakan akan pada pada konstruk konstruksi si yang tetap, tetap, bera berart rtii tida tidak k dapt dapt dibo dibong ngka karr pasa pasang ng.J .Jum umla lah h teba teball pela pelatt yang yang akan akan disambun disambung g tidak tidak boleh>6 boleh>6d d ( diameter diameter paku keling).B keling).Beber eberapa apa bentuk bentuk kepala paku keling: Paku yang dipergunakan pada tiap pertemuan minimal menggunakan 2 paku dan maksimal 5 paku dalam satu baris.Penempatan paku pada plat ialah: Jarak dari tepi plat el 1.8.3 Las lumer Ada 2 macam las lumer menurut bentuknya, yaitu: 1. Las tump tumpul ul 2. Las sud sudut ut
Arif Rakhman (0902167)
7
BAB II RANCANGAN KONSTRUKSI RANGKA BAJA
G A6
A5
H
F A4
A7
I
E A3 V4
D V3
A2
C A1
A
B1
V2
D4
A8
D6
V5
V6
J
D7
D3
V7
A9
D8
D2
V8
D1
D9
V9
V1
L
K
B2
M
B3
N
B4
O
B5
P
B6
Q
B7
D1
R
B8
S
B9
T
A1 0 B 10
B
Ketentuan :
Type kontruksi Atap
Bahan penutup atap Jarak gading-gading kap
:A : Genting Beton : 3.50 m
Sudut α (Kemiringan Atap)
: 29O
Bentang kap (L)
: 18 m
Beban Angin Kiri
: 40 kg/m2 Arif Rakhman (0902167)
8
Beban Angin Kanan
: 50 kg/m2
Beban Plafond
: 11 kg/m2
Beban Berguna (orang)
: 100 kg
Sambungan
: PK BAB III
PERHITUNGAN RANCANGAN KUDA – KUDA
3.1 Perhitungan Panjang Batang
Menghitung batang bawah (B)
1.
Dik: - Bentang kap = 18 m - Banyak batang bawah 10 batang yang terdiri dari B1s/d B10
Panjang batang bawah dari B1 s/d B10 Batang Bawah = Bentang kap / Banyak batang = 18 / 10 = 1,80 Jadi Panjang B1 s/d B10 adalah 1,80
2. Menghitung batang tepi atas (A) (A) A1 = A2 = A3 = A4 = A5= …….A10 Maka, Panjang A1 s/d A10 = 2,057 3. Menghitung panjang batang vertical (V)
Arif Rakhman (0902167)
9
V1 = V9 = B1.tan 29 = 1,80 . tan 29 = 0,998 m V2 = V8 = (B1+B2) . tan 29 = 1,996 m V3 = V7 = (B1+B2+B3) . tan 29 = 2,99 m V4 = V6 = (B1+B2+B3+B4) . tan 29 = 3,991 m V5
= (B1+B2+B3+B4+B5) . tan 29 = 4,989 m
NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Daftar panjang batang Batang-batang Horizonta Tepi l Vertikal atas 1.80 m 2.057 m 0.998 m 1.80 m 2.057 m 1.996 m 1.80 m 2.057 m 2.993 m 1.80 m 2.057 m 3.991 m 1.80 m 2.057 m 4.989 m 1.80 m 2.057 m 3.991 m 1.80 m 2.057 m 2.993 m 1.80 m 2.057 m 1.996 m 1.80 m 2.057 m 0.998 m 1.80 m 2.057 m -
4. Menghit ung Diagona l 2.058 m 2.686 m 3.493 m 4.378m 4.378 m 3.493 m 2.686 m 2.058 m -
batang diagonal (D) D1 = D8
=
m
D2 = D7
=
m
D3 = D6
=
m
D4 = D5
=
m
DAFTAR PANJANG BATANG
Arif Rakhman (0902167)
10
Perhitungan Dimensi Gording 1. Gording Dipengaruhi Oleh :
Muatan mati : berat sendiri gording ( kg / m
berat sendiri penutup atap ( kg / m 2 )
Muatan hidup, yaitu berat orang dengan berat P = 100 Kg
Muatan angin ( kg / m 2 )
Ketentuan : •
Jarak gading-gading kap
= 3,50 m
•
Kemiringan atap
= 29o
•
Bera Beratt sedi sediri ri penu penutu tup p atap atap (sir (sirap ap))
=
50
kg/m kg/m2
(Peraturan
Muatan Indonesia 1970) •
Jarak gording
= 2,057 m
Arif Rakhman (0902167)
11
Hal-hal yang harus dihitung adalah sebagai berikut : 2. Mengetahu Mengetahuii berat sendiri sendiri balok balok gording gording Untuk dimensi balok gording dicoba profil baja Canal 10 dengan berat sendiri gording (q2) = 10,6 kg/m. 3. Menghitung beban mati (q)
q1
= berat sendiri penutup atap (sirap) x A (jarak gording) = 50 kg/m² x 2,057 m = 102,85 kg/m
Jadi, q = q1 + q2 = 10,6 kg/m + 102,85 kg/m = 113,45 kg/m Gording ditempatkan ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap atap dan beban beban mati mati q beke bekerj rja a vert vertik ikal al,, q diur diurai aika kan n pada pada sumb sumbu u x dan dan sumb sumbu u y, sehingga diperoleh diperoleh :
qx
= q sin
α
= 113,45 x sin 29 o = 54,9098 kg/m
qy
= q cos
α
= 113,45 x cos 29o = 99,1553 kg/m
Karena Karena dianggap dianggap sebagai sebagai balok balok menerus menerus diatas diatas dua tumpuan tumpuan (Conti (Continou nous s beam) beam) maka maka untuk untuk memep memeperm ermuda udah h perhi perhitun tungan gan dapat dapat diasumsikan sebagai berat bertumpuan ujung. Sehingga momen yang timbul akibat berat sendiri atap dan gording adalah : Mx1= 1/8.qx.(l/3)².80% = 1/8 x 54,9098 54,9098 x (0,33)² (0,33)² x 0,8 = 7,473834 kg.m My1= 1/8.Py.(l)².80%
Arif Rakhman (0902167)
12
= 1/8 x 99,1553 99,1553 x (0,33)² (0,33)² x 0,8 = 121,4652 kg.m 4. Menghitun Menghitung g beban beban berguna berguna Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja di tengah-tengah bentang gording. Beban ini diperhitungkan diperhitungkan kalau ada orang yang bekerja di atas gording. Diketahui : Beban berguna (P)
= 100 kg
Kemiringan atap (α )
= 29o
Maka : Px
= P sin α = 100 sin 29o
Py
= P cos α = 100 cos 29o
= 48,40 kg
= 87,40 kg
Momen Momen yang yang timbul timbul akiba akibatt beban beban terpus terpusat at (hidup (hidup)) diang diangga gap p continous beam (PBI 1971)
Mx2
= ¼.Px.(l/3)².80%
My2
= ¼.Py.(l).80% ¼.Py.(l).80%
= ¼. 48,40 .(1,17)².0,8
=
= 13,17556 kg.m
¼.
86,60.(3,5)².0,8
= 214,13 kg.m
5. Menghitun Menghitung g Beban Beban Angin Angin Beban angin di anggap tegak lurus bidang atap. Ketentuan : Beban angin kiri (q 1)
= 40 kg/m2
Arif Rakhman (0902167)
13
Beban angin kanan (q2)
= 50 kg/m2
Koefisien Angin tekan (wt)
= (0,02
α -
0.4)
= (0,02 x 29 – 0,4 ) = 0.18 Koefisien Angin hisap (Wh) •
= -0.4
Beban angin kiri (q 1) = 40 kg/m 2 Angin tekan (Wt) : Wt
=
C.
q
Angin hisap (Wh) : 1
.i(jarak
Wh
gording)
= C. q
1
.i
= -0,4 x 40 x 2,057
= 0,18 x 40 x 2,057
= -32,91 kg/m
= 14,8104 kg/m
•
Beban angin kanan (q2) = 50 kg/m kg/m2 Angin tekan (Wt) : Wt
•
•
Angin hisap (Wh) :
= C. q2 .i
Wh
= C. q2 . i
= 0,18 x 50 x 2,057
= -0,4 x 50 x 2,057
= 18,513 kg/m
= -41,14 kg/m
Dalam perhitungan diambil harga W (tekan terbesar) : Wmax
= 18,513 kg/m
Wx
=0
Wy
= 18,513 kg/m
Momen Akibar Beban Angin Arif Rakhman (0902167)
14
Mx
=
1 8
⋅
W x l 2 ⋅
⋅
8 0%
My
=
1 8
⋅
W y l 2 ⋅
⋅
8 0%
2 = 1 x1 8,5 1 3(3,5) x 0.8 8
=0
= 22,67843 Daftar Beban dan Momen
Atap + Gording
P dan M
Beban Orang Angin
Beban Mati
Beban Hidup
P
-
100 kg
-
q, Wmax
113,45 kg/m
-
18,513 kg/m
Px,qx
54,9098 kg/m
48,40 kg
0
Py,qy
99,1553 kg/m
87,40 kg
18,513 kg/m
Mx
7,473834 kg.m
13,17556 kg.m
0
My
121,4652 kg.m
214,13 kg.m
22,67843 kg/m
6. Kontro Kontroll Gord Gording ing Kontrol Gording Terhadap Tegangan
Dari tabel profil baja ( C-10 ) dapat diketahui bahwa : Wx = 41,2 cm3 Wy = 8,49 cm3
Kombinasi pembebanan 1 Mx total
= beban mati + beban hidup = 7,473834 + 13,17556 = 20,64939 kg.m Arif Rakhman (0902167)
15
= 2064,939 kg.cm My total
= beban mati + beban hidup = 121,4652 + 214,13 = 335,5952 kg.m = 3355,925 kg.cm
σ
=
= ∴σ
M x total W y 2064,939 8,49
+
M y total W x
+
3355,925 41,2
=1057
,772
kg/cm2
= 1057,772 kg/cm2 ≤ σ lt = 1600 kg/cm2 ............... ............... OK
!!!
Kombinasi pembebanan 2 Mx tot total
= beb beban an mati ati + beban hi hidup + be beban angin ngin = 2064,939 + 0 = 2064,939 kg.cm
My tot total
= (b (beba eban ma mati + beb beban an hid hidup) up) + be beban ang angin = 3355,925 + 22,67843 = 35827,27 kg.cm
σ
=
M x total W y
+
M y total W x
Arif Rakhman (0902167)
16 8941,07
= ∴σ
8,49
44204,669
+
41,2
=1112
,816
kg/cm2
= 1112,816 kg/cm2 ≤ σ lt = 1.25 x 1600 kg/cm2 ...
OK !!!
7. Kontrol Kontrol Terha Terhadap dap Lendut Lendutan an
Ketentuan : = 2.1 . 10 6 kg/cm2
E
l = 3,5m 3,5m = 350 cm
Ix = 206 cm4
Iy = 29,3 cm4
Syarat lendutan yang diizinkan untuk balok pada konstruksi kuda-kuda terlindung adalah :
f m a x ≤
1
l → f =
300
1
⋅ 3 5 0= 1,167 cm
300
Akibat beban sendiri qx = 54,9098 Kg / m = 54,9098. 10 -2 Kg /cm = 0,549098 qy = 99,1553 Kg / m = 99,1553. 10 -2 Kg /cm = 0,991553 f x1
f y1
=
5 ⋅ q x ⋅ (l / 3) 4 384 ⋅ E ⋅ I y
=
5 ⋅ q y ⋅ l 4 384 ⋅ E ⋅ I x
=
-2
=
5 ⋅ 54,9098. 10 .(350 / 3)
4
384 ⋅ 2,1.10 6.29,3
5 ⋅ 99,1553. 10 -2 ⋅ (3500 ) 4 6
=
384 ⋅ 2,1.10 .206
=
0,023754 cm
0,494188 cm
Akibat beban berguna Px = 50 Kg / m = 48,40. 10-2 Kg /cm
Arif Rakhman (0902167)
17
Py = 86,60 Kg / m = 87,40 . 10-2 Kg /cm
f x 2
f y 2
=
P ox ⋅ (l / 3) 3
=
48,40.10 −2 ⋅ ( 4350 / 3) 3 384 384 ⋅ 2,1.10 6.29,3
384 384 ⋅ E ⋅ I y
P ox ⋅ l 3
=
=
87,40.10 −2 ⋅ (350 350 ) 3 384 384 ⋅ 2,1.10 6.206
384 384 ⋅ E ⋅ I y
=
0,0000325 cm
0,000226 cm
=
Akibat beban angin Wx = 0 Wy = 87,40. 10-2 Kg / cm f x 3
f y 3
=
=
5 ⋅ 9Wx ⋅ (l / 2) 4 384 ⋅ E ⋅ I y
5 ⋅W y ⋅ l 4
=
384 384 ⋅ E ⋅ I x
=
5 ⋅ 0.350 4 384 ⋅ 2,1.10 .29 ,3 6
5.87,40 .10 −2.(350 350 ) 384 384 .2,1.10 6.206 206
= 0 cm
4
=
0,083618 cm
Jadi pelenturan adalah sebagai berikut : f x total
= ( f x1
+ f x 2 +
f x 3 )
= (0.023754 + 0.0000325 + 0) = 0,023787 < 1,167 cm
f y total
= ( f y1
f y 2
+
+
f y 3 )
= (0.494188 + 00.000226 + 0.083618) = 0,578032 < 1,167cm Arif Rakhman (0902167)
18
f total
=
( f x2
f total
=
(0,023787 )
+
f y2
≤ 1,167 2
+ (0,578032
)
2
≤ 1,167
= 0, 219 ≤ 1,167 ……………… OK!!! 3.3 3.3
Mend Mendim imen ensi si Bata Batang ng Tari Tarik k (TRA (TRACK CKST STAN ANG) G) Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah arah sumb sumbu u x (kem (kemir irin inga gan n atap atap dan dan seka sekali ligu gus s untu untuk k meng mengur uran angi gi tegangan lentur pada arah sumbu x.
Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka : qx
= ber berat at send sendir irii gor gordi ding ng + penu penutu tup p ata atap p ara arah h sum sumbu bu x
qx
= 54,9098 kg/m
Px
= beban berguna arah sumbu x = 48,40 kg/m
Pbs Pbs
= (qx (qx . jar jarak ak kuda kuda-k -kud uda) a) + Px Px = (54,9098 . 3,5) + 48,40 = 240,5843 kg
Arif Rakhman (0902167)
19
Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :
P ts
σ
Pbs =
=
P Fn
Fn = Fbr
=
2
P ts
=
240,5843 2
= 120,2922 kg
−
≤ σ ⇒ 1600kg / cm
=
P σ
=
120,2922 1600
2
= 0.075183 cm2
=125 % Fn = 1.25 . 0.075183 = 0.093978
Fbr
= ¼ п d2 d2 =
Fbr 1 / 4π
= 0.093978
1 / 4.3.14
=
0.119718 mm
d = 3.460022 mm Dimana :
3.4 3.4
Fn
= luas netto
Fbr
= luas brutto
A
= dia diame mete terr bat batan ang g tar tarik ik (dip (diper erol oleh eh dari dari tabe tabell baj baja) a)
Perh Perhit itun unga gan n Dime Dimens nsii Ikat Ikatan an Angi Angin n Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal atau gaya axial axial tarik tarik saja. saja. Cara Cara kerjan kerjanya ya kalau kalau yang yang satu satu beker bekerjan janya ya sebaga sebagaii batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya kalau kalau arah arah anginy anginya a berub berubah, ah, maka maka secara secara berga berganti nti-ga -ganti nti batan batang g tersebut bekerja sebagai batang tarik. Arif Rakhman (0902167)
20
Perubahan pada ikatan angin ini datang dari arah depan atau belakang kuda-kuda. Beban angin yang diperhitungkan adalah beban angin terbesar yang disini adalah angin sebelah kanan yaitu: 50 Kg/ m2
Keterangan : P = gaya/ tetapan angin angin N = dicari dengan syarat keseimbangan ΣH=0 Nx = P N =
Ncos . β = P
P cos β
Rumus umum : σ =
P F n
dimana P angin = 50kg/m 2
Luas kuda-kuda
= (1/2 x alas x tinggi )
= (1/2 x 18 x 4,928 ) = 44,352 m Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :
Arif Rakhman (0902167)
21
P ts
σ
=
P angin ⋅ luas .kuda
− kuda
n −1
P
=
Fbr
=
50 x3.460022 11 −1
= 184,8 kg
−
≤
σ
Fn
Fn =
= P ts
=
⇒ 1600kg / cm
P σ
=
184,8
=
1600
2
0,1155 cm2
=125 % Fn = 1.25 x 0.0533 = 0.144375
Fbr
= ¼ п d2 d2 =
Fbr 1 / 4π
=
0.144375 1 / 4.3.14
= 0,183917
d = 4,288557 Berdasarkan table diprofil baja maka dipakai d = 6 mm. 3.5 3.5
Perh Perhit itun unga gan n Kons Konstr truk uksi si Ra Rang ngka ka Bata Batang ng
G A6
A5
H
F A4
A7
I
E A3 V4
D V3
A2
C A1
A
B1
V2
D4
V5
A8
D6 V6
J
D7
D3
V7
A9
D8
D2
V8
D1
D9
V9
V1
L
K
B2
M
B3
N
B4
O
B5
P
B6
Q
B7
D1
R
B8
S
B9
T
A1 0 B 10
B
Arif Rakhman (0902167)
22
3.5.1 3.5.1 Perhitunga Perhitungan n Beban a. Akibat Berat Sendiri Ketentuan :
Penutup atap genting beton
= 40 kg/m2
Bentang kap (L)
= 18 m
Jarak gording (A)
= 2,057 m
Jar Jarak ak gadin adingg-ga gadi ding ng kap kap (l) (l)
= 3,5 3,5 m
a.1. Berat Penutup Atap Pa = A x Berat Berat atap atap x l = 2,057 x 50 x 3,5 = 359,975 kg.m a. 2. Berat akibat beban berguna Po = 100 kg a.3. Berat Sendiri Gording ( Canal – 10 ) Pg =
l ⋅ berat sendiri gording
= 3,5 x 10,6 = 37,1 kg.m a.4. Berat Sendiri Kuda-kuda Gk = Berat tepi gading-gad gading-gading ing kap Gk1= ( L – 2 ) x l = ( 18 – 2 ) x 3,5 = 56 kg Gk2= (L + 4 ) x l Arif Rakhman (0902167)
23
= (18 + 4 ) x 3,5 = 77 kg Gk =
=
Gk 1
+ Gk 2
2 56
+ 77 2
= 66,5 kg Berat total kuda-kuda adalah : Dikarenakan bentangnya 18 m, dan jumlah titik simpul pada batang tepi atas adalah 10buah, maka berat total kuda-kuda adalah Gk ⋅ L =
= 1197 kg
66 ,5 x18
Sedangkan pada titik simpul adalah : Pk =
berat
− total − kuda − kuda
n −1
=
1197 9 −1
=
149,625 kg
Berat Ikatan Angin Pia = 25% x Pk = 25% x 149,625 = 37,40625 kg Berat Braching
PBrancing = 20% x Berat sendiri kuda-kuda = 20% x 66,5 Kg = 13,3 Kg Total berat pada tiap titik simpul adalah : Ptot = Pa + Po + Gk + Pk + Brancing Arif Rakhman (0902167)
24
= 359,975+ 100 + 66,5 149,625 + 13,3 =689,4 kg b. Berat Plafond Ketentuan :
Pf
Jar Jarak ak gadin adingg-ga gadi ding ng kap kap (l) (l)
Panj anjang bata atang bawah awah (B)
Berat plafond
=
l B
=
3,5 x1,8 x11
⋅
⋅
= 3,5 3,5 m = 1,80 ,80 m
= 11 kg/m 2
berat plafond
=69,3 kg
c. Beban Angin Ketentuan :
Koefisien angin tekan (c)
= (0.02 ⋅ α ) – 0.4
= (0.02 x 29) – 0.4 = 0.18
Koefisien angin hisap (c’)
= -0.4
Angin kiri (q1)
= 40 kg/m2
Angin Kanan (q2)
Angin tekan
Angin hisap
= 50 kg/m2 =W = W’
Jarak gading-gading kap (l)
= 3,5 m Arif Rakhman (0902167)
25
Jarak gording (A)
= 2,057m
Angin Kiri
W = c ⋅ A ⋅ l ⋅ q1 =
0,18 x 2,057 x3,5 x 40
= 51,8364 kg W’ = c '⋅ A ⋅ l ⋅ q1 =
0.4 x 2,057 x 3,5 x 40
−
= -115,192 kg
Angin Kanan
W = c ⋅ A ⋅ l ⋅ q2 =
0,18 x 2,057 x3,5 x50
= 64,7955 kg W’ = c'⋅ A ⋅ l ⋅ q 2 =
0.4 x 2,057 x3,5 x 50
−
= -143,99 kg 3.6 3.6
Perh Perhit itun unga gan n Gaya Gaya Bata Batang ng
1. Gaya Batang Akibat Berat Sendiri Daftar Gaya Batang Cara Cremona Akibat Berat Sendiri ( P = 689,4 kg) N
Batang
o
(Frame)
BebanSendiri (kg) Tarik (+)
Tekan (-)
1
A1=A10
581.387
2
A2=A9
581.389
Arif Rakhman (0902167)
26
3
A3=A8
516.788
4
A4=A7
452.1898
5
A5=A6
387.265
6
B1=B10
7
B2=B9
453.96
8
B3=B8
397.215
9
B4=B7
340.47
10
B5=B6
283.725
11
D1=D8
83.85635
12
D2=D7
108.613
13
D3=D6
135.895
14
D4=D5
164.451
15
V1=V9
61.7405
16
V2=D8
92.6108
17
V3=V7
123.4809
18
V4=V6
154.3513
19
V5
-
510.705
Skala Gaya 1cm : 1 kg Skala Panjang 1 cm : 100 cm RA = RB = 2469.62 kg
Perhitungan dengan Metode Keseimbangan Titik Simpul
Reaksi Perletakan
∑MB = 0 Arif Rakhman (0902167)
27
P1 . 12 – RAV . 12 + P2 . 16,5 + P3 . 15 + P4 . 13,5 + P5 . 12 + P6 . 10,5 + P7 . 9 + P8 . 7,5 +
. 6 + P10 . 4,5 + P11 . 3 + P12 . 1,5 + P13
P9
. 0 + RBV . 0 = 0 RAV = 1216,16 kg
∑V = 0
– P1 – P2 – P3 – P4 – P5 – P6 – P7 – P8 – P9 – P10 – P11 – P12 – P13 + RAV + RBV = 0 RBV = 1216,16 kg Titik 1
∑V = 0
P1
– ½ P1 – A1 . sin α + RAV = 0 – 152,02– A 1 . sin 35 + 1216,16 = 0 A1 =
1064 ,14 sin 35
A1
1 B1
= 1855,2711473 kg (Tekan) AV R AV
∑H = 0
A1 . cos α – B1 = 0 A1 . cos 35 – B1 = 0 B1 = – 1519,74942 kg Titik 2 2
A2 2 A1
D1
Arif Rakhman (0902167)
28
∑H = 0
A1 . cos α – A2 . cos α + D1 . cos β = 0 1855,2711473 . cos 35 – A 2 . cos 35 + D1 . cos 55 = 0 1519,74942 – A2 . 0,573 + D1 . 0,819 = 0 . . . (1)
∑V = 0
A1 . sin α – A2 . sin α + D1 . sin β – P2 = 0 A1 . sin 35 – A2 . sin 35 + D1 . sin 55 – 304,04 = 0 1855,2711473. Sin. 0,573 – A2 . 0,573+ D1 . 0,819– 304,04= 0 1215,70942 – A2 . 0,573+ D10,819= 0... (2) (1) A2 =
1519 ,74942
− D1 .0,573
0,819
Substitusi 1215,70942–(
1519 ,74942
− D1 .0,573
0,819
).0,573 + D1 . 0,819= 0 x 0,819
995,666015 – (1519,74942 – D 1 . 0,819) .0,573 + D1 . 0,670761 = 0 995,666015– 870,8164177 + D 1 . 0,469287 + D1 . 0,670761= 0 D1 = 253,1245 kg
Pers (1)
A2 =
1215,70942
− D1 .0,819
0,573
=
1215,70942
− 253,1245
.0,819
0,573
A2 = 1722,4928 kg
Arif Rakhman (0902167)
29
Titik 3 ∑V = 0
•
– D1 . sin 55 – D2 . sin 64,6 = 0
D1
D2
– 253,1245. Sin 55 – D 2 . sin 64,6= 0
B1
3 B2
D2 =
- 253,1245
sin 55
D2.sin64,6
= – 252,3591 kg (Tekan)
∑H = 0
– B1 + D1 . cos 55 – D2 . cos 64,6 + B2 = 0 – B2 = – 1519,74942 1519,74942 + 253,1245. 253,1245. Cos 55 – 252,3591 252,3591 cos 64,6 . B2 = 0 – B2 = – 1302,6321 B2 = 1302,6321kg
Perhitungan dengan Metode Potongan Ritter
B
1/2 P A P
r 1 C
r 2
= 304,04 kg
P/2 = 152,02kg R A = RB =
P ( n −1) 2
r1 = A1 . cos 55
=
304,04 (9 −1) 2
= 1216,16 kg = 1,831 . 0,02 Arif Rakhman (0902167)
30
= 0,04m r2 = A1 . sin 55 = 1,831. 0,99 = 1,83m
Arif Rakhman (0902167)
Mencari A1
∑MC = 0
RA . B1 – ½P . B1 – A1 . D1 = 0
1216,16.
A1 =
2 – 152,02. 2 – A 1 . 1,28 = 0
2128 ,28 1,28
= 1842,71875kg
Hasil Cremona A1=1855,2645kg Kontrol =
=
Cremona
− Ritter
Ritter
100 % ≤ 3% ⋅ 100
1855,2645 - 1842,71875 1842,71875
⋅100 % = 0,68 % ≤ 3% ... OK
Mencari B1
∑MB = 0
RA . r2 – ½P . r2 – B1 . r1 = 0
B1 =
RA . r 2 - 1 2 P.r 2 = r 1
1915,452 0,04
= 1596,21kg
Hasil Cremona B1 =1520,0994 kg Kontrol =
=
Cremona
− Ritter
Ritter 1520,0994 - 1596,21 1596,21
100 % ≤ 3% ⋅ 100
⋅100 % = 0,04 % ≤ 3% ... OK
2. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Plafon a. Dafta Daftarr Gaya Gaya Batang Batang
Batang A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9
Berat Plafond (Kg) Tarik (+) Tekan (-)
72.50794 72.50794 72.50794 72.50794 435.0477 435.0477 72.50794 72.50794 72.50794 72.50794 573.2356 509.5428 445.8499 382.1571 318.4642 318.4642 382.1571 445.8499 509.5428 573.2356 94.12369 121.9114 152.5344 184.587 184.587 152.5344 121.9114 94.12369 3.465 6.93 10.395 6.93 10.395 6.93 3.465
P = 69,3 Kg Skala gaya
1 cm
=10 Kg
Skala jarak 1 cm = 100 cm Kontrol: RA = RB =
b.
P ( n −1 ) 2
69 ,3 (11 −1 )
=
2
693 Kg ………..Ok
=
Perhitung Perhitungan an GayaGaya-Gaya Gaya Batang Batang Cara Cara Ritter Ritter Akiba Akibatt Beban Beban Plafo Plafon n D
A2
D2
A
1
2
L
B2
M
P RA P
P
= 160 Kg
1 2
P = 80 Kg
RA
= 640 Kg
Batang B2 ΣMD= 0 RA.3/2 b– ½ P. 3/2 b– P½ b – B2. Tan α 3/2 b = 0
R A .3 / 2λ − 1 / 2 P .3 / 2λ − P .1 / 2λ
B2
=
B2
=
tan α .1 / 2λ (640 .(3 / 2) −1 / 2.160 .(3 / 2) −1 / 2.160 ). 0
tan tan 35 .(3 / 2)
=380,4549 kg
Hasil dari cremona = 381.4761kg (tarik) Kontrol 381.4761
Cremona − Ritter X 100 100 % Ritter
− 380,4549
380,4549
X 100 %
≤ 3%
= 0,00268
%
≤ 3% …..Ok
Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Angin Kanan a. Daft Daftar ar Gaya aya Bat Batan ang. g. Batang N
(Frame
o
)
AnginKanan (kg)
Tarik (+)
Tekan (-)
1
A1
377.775
2
A2
378.1774
3
A3
252.0342
4
A4
252.1014
5
A5
63.2067
6
A6
63.2097
7
A7
315.6822
8
A8
315.634 327.697
9
B1
6 582.217
10
B2
2
363.933 11
B3
4
12
B4
218.4214
13
C1
14
C2
15
D1
16
D2
146.0515
17
D3
145.512
18
D4
108.8126
146.137 218.825
19
D5
3 219.877
20
D6
9
21
D7
219.7583
22
D8
218.3914
23
D9
87.6311 218.428
24
D10
6 290.897
25
D11
26
D12
9 73.2976
b. Pengontrolan Gaya-Gaya Batang Cara Ritter Akibat Angin Kanan. ΣMC=0 Pcos α.0.5– a1.sin α .b–Rav .b = 0 129.696+a1.0.833-59.93= 0
A1= 312.8349 kg Dari Cremona = 314.8339kg (Tarik) Kontrol
Cremona − Ritter 100 % X 100 Ritter
48.11 − 48 .106 106 100 % X 100 48 .106 106
=
0,0083 %
≤
≤ 3%
3% …..Ok
aya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Angin Kiri a.
Daftar Gaya Batang. Batang N
(Frame
o
)
AnginKiri (kg)
Tarik (+)
Tekan (-)
1
A1
78.45
2
A2
78.7393
3
A3
78.7637
4
A4
78.7087
5
A5
472.6681
6
A6
479.7536 787.692
7
A7
3 787.649
8
A8
9
B1
5 454.725 363.944
10
B2
1 182.054
11
B3
1
12
B4
182.502
5 363.615 13
B5
9
14
C1
15
C2
16
D1
90.4044
17
D2
90.7629
18
D3
90.945
19
D4
90.9698
20
D5
181.8935
21
D6
272.339
22
D7
544.9371 362.157
23
D8
4
24
D9
180.7835 181.890
25
D10
1
26
D11
363.0013
27
D12
182.515
Daftar Gaya – Gaya Batang Semua Beban
BEBAN SENDIRI (KG) BATANG
tarik (+)
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1
C1
2516,98 215,411 3 1797,84 3 215,411 3 2516,98 788,273 5
C2
788,273 5
B2 B3 B4 B5
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10
tekan (-) 2906,35 8 2698,84 5 2862,38 2 2655,03 8 2655,03 8 2862,38 2 2698,84 5 2906,35 8
358,309 6 359,641 7 933,333 5 959,568 6 933,459 9 933,459 9 933,459 9 933,459 9 959,568 6 933,333 5 359,641
PLAFOND tarik tekan (+) (-)
ANGIN KIRI tarik tekan (+) (-)
ANGIN KANAN tarik tekan (+) (-)
GAYA BATANG RENCANA tarik (+)
tekan (-)
335,95
78,45
37 377,78
3698,535
335,95
78,739
378,18
3491,7141
167,98
78,764
252,03
3361,1571
16 167,98
78,709
252,1
3153,8257
167,98
472,67
63,207
3358,8904
16 167,98
479,75
63,21
3573,3225
335,95
787,69
315,68
4138,1719
335,95
787,65
315,63
4345,5935
290,94
454,73
327,7
3590,35
242,44
363,94
582,22
1404,01
96,994
182,06
363,93
2440,83
242,44 290,94
182,5 363,62
218,42
858,775 3171,54
0
788,274
0
788,274
48 48,488
90,404
108,81
606,0145
62,332
90,763 146,05
146,052
512,7363
96,968
90,945 145,51
145,512
1121,2463
181,89
146,14
1287,5991
96,974
272,34
218,83
1424,6242
96,974
544,94 219,88
219,878
1575,3714
96,974
521,34 219,76
219,758
1551,7735
96,974
362,16
218,39
1610,9831
180,78
87,631
1227,9832
96,968
181,89 218,43
218,429
1212,1914
788,273 5
C2
358,309 6 359,641 7 933,333 5 959,568 6 933,459 9 933,459 9 933,459 9 933,459 9 959,568 6 933,333 5 359,641 7 358,309 6
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
3.7 3.7
0
788,274
48 48,488
90,404
108,81
606,0145
62,332
90,763 146,05
146,052
512,7363
96,968
90,945 145,51
145,512
1121,2463
181,89
146,14
1287,5991
96,974
272,34
218,83
1424,6242
96,974
544,94 219,88
219,878
1575,3714
96,974
521,34 219,76
219,758
1551,7735
96,974
362,16
218,39
1610,9831
180,78
87,631
1227,9832
96,968
181,89 218,43
62,332
363
48 48,488
182,52
290,9
218,429
1212,1914
290,898
784,9747
73,298
662,6101
Dime Dimens nsio ione neri ring ng Bata Batang ng Kuda Kuda-k -kud uda a Daftar Gaya Batang Maksimum Untuk Tiap Batang a.
Batang – batang Atas (A)
: 3573,3225kg (Tekan)
b.
Batang – batang Bawah (B)
: 3590,3455kg (Tarik)
c.
Batang (C)
: 788,2735 kg (tarik)
d.
Batang – batang Diagonal (D)
: 16 1610,9831 kg kg (Tekan)
A. Dimensi batang atas
a. Batang Batang terdiri terdiri dari dari batang batang A1 sampai sampai dengan dengan batang batang A8 b. Dike Diketa tahu huii
3.7 3.7
Dime Dimens nsio ione neri ring ng Bata Batang ng Kuda Kuda-k -kud uda a Daftar Gaya Batang Maksimum Untuk Tiap Batang a.
Batang – batang Atas (A)
: 3573,3225kg (Tekan)
b.
Batang – batang Bawah (B)
: 3590,3455kg (Tarik)
c.
Batang (C)
: 788,2735 kg (tarik)
d.
Batang – batang Diagonal (D)
: 16 1610,9831 kg kg (Tekan)
A. Dimensi batang atas
a. Batang Batang terdiri terdiri dari dari batang batang A1 sampai sampai dengan dengan batang batang A8 b. Dike Diketa tahu huii •
Gaya batang maksimum
= 3573,3225 kg =
3,5733225 ton (Tekan) • • •
Panja njang batan atang g (Lk) (Lk) Teg Tegan ang gan ijin jin
= 2,02 ,021 m = 202,1 cm
(τ)
= 1600 kg/cm2
Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki
c. perh perhit itun unga gan n Imin = 1,69.P.Lk2 = 1,69 . 3,573 (2,021) 2 = 24,6 cm4 Batang A merupakan batang tekan Dipakai profil rangkap profil =
24,6 2
Dari table profil diambil ∟ 55.55.10 Iη = 11,3 cm4 Ix = Iy = 26,3 cm4
= 12,3
cm 4
ix = iy
= 1,62 cm4
F
= 10.1 cm2
e
= 1,72cm
Kontrol : 1. Terha Terhada dap p sumbu sumbu bahan bahan (x) (x) λx =
σ =
Lk
=
ix
ϖ x . p
=
Ftot
2021 ,1 1,62
=124
2,97 .3573 2 x10 ,1
σ = 1050 ,67 kg / cm 2
,75
= 124 ⇐ Tabel ⇒ ϖ x = 2,97
= 1050 ,67 kg/cm2
≤ σ = 1600 kg/cm2
2. Terhadap sumbu bebas bahan (Y)
Dipasang 4 plat kopling L=
Lk ( n −1)
=
202 ,1 4 −1
= 67 ,36
Potongan I-I tebal pelat kopling
cm t = 10 mm =1 cm
Etot = e + ½. t = 1,72 + ½ .1 = 2,22 cm Iy tot = 2 (Iy + F .etot2 ) = 2 {26,3 + 10,1.(2,22) 2} = 152,15368 cm4 Iy
iy =
λ =
Ftot
LK LK iy
=
=
202 ,1 2,7
152,15368 2.10 ,1
= 2,7 cm
= 74,8 = 75 ⇐Tabel ⇒ wy = 1,54
Syarat pemasangan kopling: ω y . P 4 3 l ≤ 1 λ x − 2 F .σ
67,36 ≤ 1 2 124 (4 − 3
1,54 .3573 )= 2.10 ,1.1600
67,36≤ 143,77cm . . . (OK)
⇒
memenuhi syarat
B. Dimensi Dimensi batan batang g bawah bawah a. Batang Batang terdiri terdiri dari dari batang batang B1 sampai sampai dengan batang batang B5 B5 b. Dike Diketa tahu hu : Gaya Gaya batan batang g maksi maksimum mum
•
= 3590 3590,34 ,3455 55 kg =
3,5903455 ton (Tarik) Panj Panjan ang g bata batang ng maks maks
•
Teg Tegan ang gan ijin jin
•
(τ)
= 2,33 2,333 3 m = 233, 233,3 3 cm = 1400 kg/cm2
Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki
•
c. Perh Perhit itun unga gan n σ
=
Fn Fn =
Fbr
P Fn
≤ σ
= 1400 kg/cm2
3590,3455 kg 1400 kg / cm
2
= 2,564
= Fn +
∆
F
⇒
Fn =
cm 2
⇒∆
F = 20 %
= (2,564 + 20 % x 2,564) cm2 = 3,0768 cm2
Batang B merupakan batang tarik digunakan profil rangkap
P σ
Fn Fn =
P
⇒
σ
Tabel Profil
⇒
1 Profil
⇒
Fbr =
3,0768 2
cm 2 = 1,5384 cm2
∟ 30.30.3. ⇒ F = 1,74 cm2
Karena Karena Profil Profil minimum minimum yang diijinkan diijinkan untuk konstruksi konstruksi ringan ringan adalah ∟ 45.45.5 Jadi dimensi Profil yang digunakan ∟ 65.65.11 Iη = 20,7 cm4 Ix = Iy = 48,8 cm4 ix = iy
= 1,91 cm4
F
= 13,2 cm2
e
= 2,00 cm
Kontrol: σ
=
P Ftot
=
3590 ,3 2.13 ,2
= 135,99 kg/cm2 ≤ 1400 kg/cm 2 …… OK!
C. Batang terdiri dari batang C1 dan C2
Diketahui :
Gaya batang batang maksi maksimum mum (P) = 788,2 788,2735 735 kg = 0,78827 0,7882735 35 ton ton
Panjang batang
= 2,333 m = 233,3 cm
Tegangan ijin
= 1400 kg/cm2
(τ)
Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki perhitungan σ
Fn Fn
=
P Fn
≤ σ
= 1400 kg/cm2
788,2735
⇒ Fn
kg
= 0,563 cm 2 = 1400 2 kg / cm
Fbr = Fn +
∆
F
⇒∆
F = 20 %
=
P
= (0,563 + 20 % x 0,563) cm2 = 0,675 cm2 Batang C merupakan batang tarik digunakan profil rangkap ⇒
Fbr =
0,675 2 ⇒
Tabel Profil
cm 2 = 0,3378cm2
∟ 15.15.3 ⇒ F = 0,82 cm2
Karena Profil minimum yang diijinkan untuk konstruksi ringan adalah ∟ 45.45.5 Jadi dimen dimensi si Profil Profil yang didap didapat at F table = 4,30 4,30 cm2> Fbr = 0,52545 cm2, jadi jadi konstruksi yang digunakan adalah ∟ 45.45.5. Fn = Fbr -
∆
F ⇒ ∆ F = 20 %
Fn = 4,3 – (20 % x 4,3) Fn = 3,44 cm2 σ
σ
=
=
P Fn Fn
≤ σ
788 ,2735 3,44 σ =
= 1400 kg/cm2
= 299 ,149 kg / cm 2 ≤ σ = 1400 kg / cm 2 299 ,149 kg / cm 2
≤σ =1400
kg / cm
2
..........
..........
..........
..........
..........
.. Ok !!!
D. Dimensi Dimensi batang batang diagonal diagonal ( D ) a.
batang terdiri dari batang D1 sampai dengan batang D12
b.
diketahui
Gaya batang maksimum
= 1618,9831 kg = 1,6189831 ton
Panjang batang maks
=1,116 m
Tegangan ijin
= 1600 kg/cm2
(τ)
= 116 cm
Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki c.
perhitungan Imin
= 1,69.P.lk2 = 1,69 . 1,89 ( 116 )2 = 36,992 cm4
Batang D merupakan batang tekan ; dipakai profil rangkap. 36 ,992
Dipakai profil rangkap profil =
2
= 18 ,496
cm 4
Dari table profil diambil ∟ 65.65.11 = 20,7 cm4 = Imin
Iη
Ix = Iy = 48,8 cm4 ix=iy = 1,91 cm4 = 13,2 cm2
F e
= 2,00 cm
Kontrol : 1. Terha Terhada dap p sumbu sumbu bahan bahan (x) (x) λx =
σ =
σ =
116 ,6 1,91
x. p ϖ Ftot
=
= 61 ,04 = 61
1,35 .1601 10 ,1
215 ,19 kg / cm 2
⇐
= 215
≤ σ = 1400
Tabel ⇒ ϖ x = 1,35
,19
kg/cm2
kg/cm2
2. Terhada Terhadap p sumbu sumbu beba bebas s bahan bahan (Y) (Y)
Dipasang 4 plat kopling
L=
116 ,6 4 −1
= 38 ,86
cm
Potongan I-I tebal pelat kopling
t = 10 mm =1 cm
e0 = e + ½. t = 2,00 + ½ .1 = 2,5 cm Iy tot = 2 (Iy + F .e02 ) = 2 {48,8 + 10,1.(2,5) 2} = 223,85 cm4 Iy Ftot
iy =
λ =
lk iy
=
=
116 ,6 11,08
223,85 2.10 ,1
= 11,08
cm
= 10,5 ⇐Tabel ⇒α = 1,00
Syarat pemasangan kopling: 70,72 ω y . P l ≤ 1 λ x 4 − 3 2 F .σ
61,03 ≤ 1 2 61(4 − 3 =
85 ,42
1,00 .1610 2.110 .1600
cm ≥61,03 cm
)
⇒
85 ,42
=
cm
memenuhi syarat
DAFTAR DIMENSI BATANG N
NAMA BATANG
DIMENSI BATANG
KETERANGAN
1.
A1- A10
∟ 55.55.10
Tekan
2.
B1- B9
∟ 65.65.11
Tarik
3.
D1-D16
∟ 45.45.5
Tekan
4
C1=C2
∟ 65.65.11
tarik
O
3.8 3.8
Perh Perhit itun unga gan n Sam Sambu bung ngan an Las Las a. Perhitungan Kekuatan Las BJ BJ 37
σ
σ
=
= 1600
kg / cm 2
0,6.σ = 0,6.1600
= 960
kg / cm 2
Lasdari 2 muka 1. Panjang las
- Batang A6 P = 3573,3225 kg Karena dipasang dobel maka P dibagi 2 P = 3573,3225 /2 = 1786,125 kg ∟ 55.55.10 (dalam tabel profil) b = 65 mm = 6,5 cm
d = 10 mm = 1 cm e = 1,72 cm •
d = 1cm
a = 0,707 . d = 0,707 . 1 cm = 0,707 cm
•
b – e = 5,5 –1,72 = 3,78 cm
•
Las ujung dipasang sepanjang b = l 1br = 5,5 cm L1n = l1br – 3.a L1n = 5.5– 3.0,707 = 3,379 P1 = Ftn1 .
σ 1 = l 1n
σ 1
= σ =
960 96 0kg / cm 2
.a.σ 1
P1 = 3,379 . 0,707. 960 = 2293,394 kg Karena gaya yang dipikul las lebih besar dari gaya yang ada
maka
panjang
las
tersebut
2293,394kg > 1324,7425 kg.......ok kg...... .ok - Batang B1
P = 3590,3455 kg Karena dipasang dobel maka P dibagi 2 P = 3590,3455/2 = 1795,17275 kg ∟ 65.65.11 (dalam tabel profil) b = 65 mm = 6,5 cm d = 11 mm = 1,1 cm
bisa
digunakan
e = 2,0 cm •
d = 1,1 cm
a
= 0,707 . d = 0,707 . 1,1 cm = 0,7777 cm
•
b – e = 6,5 – 2 = 4,5 cm
•
∑
MB = 0
•
-P1. b + P. e = 0
P1 =
P1 =
= 275,872 kg
•
∑H = 0
•
P1 + P2 – P = 0
•
P2 = P – P1 = 1795,17 – 275,872= 1519,2998 kg
•
σ 1
•
Fgs 1
P 1
=
σ 1
= σ =
960 96 0kg / cm 2
Fgs1 =
P 1
=
275,872
0,2873cm
=
960
σ 1
2
•
Fgs1 = ln1 . a = 0,7777 cm . ln1
•
0,2873 = 0,7777 . ln 1
•
ln1 = 0,369 cm
•
l1br
= ln1+ 3a = 0,369 + 3.0,7777 3.0,7777 = 1,5721 1,5721 cm < lmin =
4 cm •
maka l1br diambil 4 cm
•
σ 2
•
Fgs
•
Fgs2 = ln2 . a = 0,7777 cm . ln2
•
0,550 = 0,7777 0,7777 . ln2
•
ln2
=
P 2
σ 2
= σ =
Fgs2 2
=
P 2 σ 2
=
1519 ,298 960
= 2,021 cm
=
1,5721cm
2
960 96 0kg / cm 2
•
ln2 = 2,021< lmin = 4cm
resume : panjang las atas I1 = 4 cm panjang ls bawah I2 = 4 cm - Batang C1 = C2
P = 788,2735 kg Karena dipasang dobel maka P dibagi 2 P = 788,2735/2 = 394,1367 kg ∟ 45.45.5 (dalam tabel profil) b = 45 mm =4,5 cm d = 5 mm = 0,5 cm e = 1,28 cm d = 0,5 cm
a = 0,707 . d = 0,707 . 0,5 cm = 0,3535 cm
b – e =4, 5 – 1,28 = 3,22 cm ∑ MB = 0 -P1. b + P. e = 0
P1 =
P1 =
= 112,109 kg
∑ H=0 P1 + P2 – P = 0 P2 = P – P1 = 394,1367 – 112,1099 = 282,0268 kg
σ 1
=
P 1
σ 1
Fgs1
Fgs 1
=
P 1
=
112,1099
=
960
σ 1
= σ =
960 96 0kg / cm 2
0,1167 cm 2
Fgs1 = ln1 . a 0,1167 = 0,3535 . ln 1 ln1
= 0,3302 cm
l1br
= ln1+ 3a = 0,3301 + 3.0,3535 3.0,3535 = 1,3906 1,3906 cm < lmin =
4 cm maka l1br diambil 4 cm
σ 2
Fgs
=
P 2
σ 2
Fgs2
2
=
P 2 σ 2
=
1519,298
=
960
= σ =
1,5826 cm
2
Fgs2 = ln2 . a = 0,3535 cm . ln2 1,5826 = 0,3535 . ln2 ln2
=4,4769 cm
960 96 0kg / cm 2
l2br
= ln2+ 3a = 4,4769 + 3.0,3535 = 5,5374< l min = 5,5
cm maka l2br diambil 5,5 cm Resume : Panjang las atas l1 = 4 cm Panjang las bawah l2 = 5,5 cm - Batang D8
P = 1610,9831 kg Karena dipasang dobel maka P dibagi 2 P = 1610,9831/2 = 805,49155 kg ∟ 65.65.11 (dalam tabel profil) b = 65 mm = 6,5 cm d =11 mm = 1,1 cm e = 2,00 cm d = 1,1 cm
a = 0,707 . d = 0,707 . 1,1 cm = 0,7777 cm
b – e =5 5 – 2,00 = 4,5 cm las dipakai sepanjang b = l 1br= 6,5 cm ln1 = l1br– 3.a
6,5 – 3. 0,7777 = 4,1669
σ 2
P 2
=
σ 2
Fgs2
Fgs 2 P1 = Fth1 .
ln2 . a.
σ 1
σ 1
= σ =
960 96 0kg / cm 2
= 4,1669 . 0,777.960
= 3110,974 kg
karena gaya yang dipakai las lebih dari gaya yang ada maka panjang las tersebut bias digunakan 3110,974 > 1324,7425 kg
BAB IV PENUTUP 4.1
Kesimpulan Daftar Panjang Batang (m)
N
Batang
Panjang Batang
1
A1 = A2 = A3 = A4 = A5
2,021 m
2
B1 = B2 = B3 = B5
2,333m
3
D1 = D5 = D9 = D12
1,166 m
4
D3 = D11 = D6 = D7 =
2,3334 m
o
D8 = D9 5
C1 = C2
2,333 m
Daftar Beban dan Momen Atap +
Beban
Gording
Orang
P dan M
Angin Beban Mati
P Px Py
41,031 kg/m 20,5155 kg/m 35,5338
Beban Hidup 100 kg
17,32 kg/m
50 kg
0
86,60 kg
17,32 kg/m
kg/m 45,4107
Mx
My
N
kg.m 75,289 kg.m
46 kg.m 366,4912 kg.m
0
36,649 kg/m
Daftar Dimensi Batang NAMA BATANG
DIMENSI BATANG
KETERANGAN
1.
A1- A10
∟ 55.55.10
Tekan
2.
B1- B9
∟ 65.65.11
Tarik
3.
D1-D16
∟ 45.45.5
Tekan
4
C1=C2
∟ 65.65.11
tarik
O
Daftar Gaya-gaya Batang Semua Beban
BEBAN SENDIRI (KG) BATANG
tarik (+)
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1
B4 B5 C1
2516,98 215,411 3 1797,84 3 215,411 3 2516,98 788,273
C2
5 788,273 5
B2 B3
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10
tekan (-) 2906,35 8 2698,84 5 2862,38 2 2655,03 8 2655,03 8 2862,38 2 2698,84 5 2906,35 8
PLAFOND tarik tekan (+) (-)
ANGIN KIRI tarik tekan (+) (-)
ANGIN KANAN tarik tekan (+) (-)
tarik (+)
tekan (-)
335,95
78,45
37 377,78
3698,535
335,95
78,739
378,18
3491,7141
167,98
78,764
252,03
3361,1571
16 167,98
78,709
252,1
3153,8257
167,98
472,67
63,207
3358,8904
16 167,98
479,75
63,21
3573,3225
335,95
787,69
315,68
4138,1719
335,95
787,65
315,63
4345,5935
290,94
454,73
327,7
3590,35
242,44
363,94
582,22
1404,01
96,994
182,06
363,93
2440,83
242,44 290,94
182,5 363,62 0
218,42
858,775 3171,54 788,274
0 358,309 6 359,641 7 933,333 5 959,568 6 933,459 9 933,459 9 933,459 9 933,459 9 959,568 6 933,333 5
GAYA BATANG RENCANA
788,274
48 48,488
90,404
108,81
606,0145
62,332
90,763 146,05
146,052
512,7363
96,968
90,945 145,51
145,512
1121,2463
181,89
146,14
1287,5991
96,974
272,34
218,83
1424,6242
96,974
544,94 219,88
219,878
1575,3714
96,974
521,34 219,76
219,758
1551,7735
96,974
362,16
218,39
1610,9831
180,78
87,631
1227,9832
96,968
181,89 218,43
218,429
1212,1914
5 788,273 5
C2
0 358,309 6 359,641 7 933,333 5 959,568 6 933,459 9 933,459 9 933,459 9 933,459 9 959,568 6 933,333 5 359,641 7 358,309 6
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
788,274
48 48,488
90,404
108,81
606,0145
62,332
90,763 146,05
146,052
512,7363
96,968
90,945 145,51
145,512
1121,2463
181,89
146,14
1287,5991
96,974
272,34
218,83
1424,6242
96,974
544,94 219,88
219,878
1575,3714
96,974
521,34 219,76
219,758
1551,7735
96,974
362,16
218,39
1610,9831
180,78
87,631
1227,9832
96,968
181,89 218,43
62,332
363
48 48,488
182,52
290,9
218,429
1212,1914
290,898
784,9747
73,298
662,6101
Berdasarkan hasil perhitungan, ada beberapa kesimpulan yang dapat penulis ungkapkan mengenai perencanaan dan perhitungan konstruksi kudakuda rangka baja. Kesimpulan itu antara lain :
Pene enentua ntuan n
spe spesif sifikas ikasii
dan
klasi lasifi fik kasi
kons konstr truk uksi si
sang sangat at
menentukan kemudahan perhitungan dan pengerjaan konstruksi.
Pada perhitungan balok gording, besarnya dimensi balok selain
dipe ipengar ngaruh uhii
oleh
gaya aya
yang ang
beker kerja
pada ada
penam enamp pang
jug juga
dipengaruhi oleh jarak antar kuda-kuda pada konstruksi atap.
Pada Pada perhit perhitung ungan an pemb pembeba ebanan nan yang yang diaki diakiba batka tkan n oleh oleh angin, angin,
besar kecilnya kemiringan suatu atap akan menentukan besar kecilnya
Berdasarkan hasil perhitungan, ada beberapa kesimpulan yang dapat penulis ungkapkan mengenai perencanaan dan perhitungan konstruksi kudakuda rangka baja. Kesimpulan itu antara lain :
Pene enentua ntuan n
spe spesif sifikas ikasii
dan
klasi lasifi fik kasi
kons konstr truk uksi si
sang sangat at
menentukan kemudahan perhitungan dan pengerjaan konstruksi.
Pada perhitungan balok gording, besarnya dimensi balok selain
dipe ipengar ngaruh uhii
oleh
gaya aya
yang ang
beker kerja
pada ada
penam enamp pang
jug juga
dipengaruhi oleh jarak antar kuda-kuda pada konstruksi atap.
Pada Pada perhit perhitung ungan an pemb pembeba ebanan nan yang yang diaki diakiba batka tkan n oleh oleh angin, angin,
besar kecilnya kemiringan suatu atap akan menentukan besar kecilnya gaya gaya angin angin yang yang diter diterima ima.. Denga Dengan n kata kata lain lain semaki semakin n besar besar sudut sudut kemiring kemiringan an atap semakin semakin besar besar pula gaya yang diterima diterima oleh oleh atap yang disebabkan oleh angin.
Pada Pada perhi perhitun tungan gan gaya gaya batan batang g pada pada tiap tiap batan batang g kuda-k kuda-kuda uda..
Perhit Perhitung ungan an gaya gaya batan batang g bisa bisa dilak dilaksan sanaka akan n denga dengan n cara cara manual manual (grafis (grafis dan analitis) analitis) ataupun dengan dengan bantuan bantuan progra program. m. Kedua Kedua cara cara tersebut terdapat kelemahan sehingga perlu dikontrol antara satu cara dengan cara yang lainnya.
Penentuan dimensi batang tekan harus diperhitungkan terhadap
panjang batang yang diperhitungkan. Sedangkan untuk batang tarik hanya diperhi diperhitungk tungkan an terhadap terhadap gaya dan jumlah jumlah perlemah perlemahan an yang disebabkan oleh jenis dan banyaknya alat sambung.
Pene Penent ntua uan n jara jarak k dan dan leta letak k alat alat samb sambun ung g pada pada perh perhit itun unga gan n
sambungan tidak boleh sembarangan, karena perletakkan yang salah akan mempengaruhi kekuatan sambungan.
4.2
Saran Untuk perbaikan perbaikan tugas tugas perencan perencanaan aan ini dimasa dimasa yang akan datang, datang,
pada bagian ini penulis menyampaikan beberapa saran dan masukan, saran dan masukan itu antara lain :
Pada perhitungan dimensi gording, disarankan menghitung beberapa percobaan percobaan dimensi, dengan tujuan agar dimensi yang dihasilkan betulbetul sesuai dengan kebutuhan.
Penentuan Penentuan gaya batang batang akan lebih mudah mudah dan cepat dilaksana dilaksanakan kan deng engan
bantu antua an
program, am,
sel selain ain
itu
fakto aktorr
kesa esalaha lahan n
pada ada
perhitungan relatif kecil.
Perhi erhitu tung nga an
gaya aya
batan atang g
menggunakan cara grafis.
akan
lebi ebih
mudah udah
dan
cepat epat
bila
DAFTAR PUSTAKA
Gunawan, Rudy. (1987). Tabel Profil Konstruksi Baja. Yogyakarta : Kanisius KH, Sunggono (1995). Buku Teknik Sipil. Bandung : Nova Salmon, Charles G. (1990). Struktur Baja. Jakarta : Erlangga -----, (2003). Diktat Ilmu Bahan Bangunan. Bandung
