Bangunan gedung dengan struktur atap dibuat dengan struktur rangka baja. Bentang struktur bangunan, beban gravitasi, beban angin dan mutu bahan, dijelaskan pada data teknis berikut. DATA TEKNIS Tipe Rangka
: Tipe 3
Panjang Bentang Rangka : 16 m (B) Jarak Antar Kuda – kuda : 5 m (L) Sudut kemiringan rangka : 23° (α) Mutu Baja
: BJ41, Fy=2400 kg/cm2, Fu=4100 kg/cm2
Penutup Atap
: Genteng beton
Sambungan
: Las
Profil dipakai
Rangka
Profil Gording
yang : Double Siku : Light Lip Channel
TAMPAK DEPAN RANGKA ATAP MODEL 3
TAMPAK ATAS RANGKA ATAP MODEL 3 UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 12
TAMPAK DEPAN RANGKA ATAP MODEL 3
TAMPAK ATAS RANGKA ATAP MODEL 3 ``
BAB I PERENCANAAN GORDING 1. DATA Mutu baja
: BJ41, Fy = 250 MPa
Jarak antar kuda – kuda : 5 m (L) Jarak antar Gording (B)
: 1m
Kemiringan atap (α)
: 23°
Profil Gording dipakai
yang : C.150.75.20.4,5
Data gording dari Tabel
: q
= 11 kg/m
Ix
= 4890000 mm4
Iy
=
992000 mm4
Zx
=
65200 mm3
Zy
=
19800 mm3
UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 13
= 250M PA da (L) = 5m B) = 1m apα)( = 23 ° ang dipakai = C 150.75.20.4,5 dari Tabel : q= 11 kg/ m 4 Ix = 4890000mm
75 20
150
t=4,5
4
Iy =
992000mm
Zx =
65200mm3
Zy =
3 19800cm
20 75 Gambar 1.1 Penampang Gording
Gambar 1.1 Penampang Gording
2. PERHITUNGAN PEMBEBANAN a. Data Pembebanan - Beban Mati (DL) Beban Genteng Jenis Beton Beban penutup atap genteng Beton Berat sendiri Gording
- Beban Hidup (La) Beban hidup terpusat sebesar p - Beban Angin (Wind) Besar beban tekanan angin diperhitungkan sebesar
= = q =
=
= =
Koefisien angin tekan Koefisien angin isap Tekanan angin tekan
3. MENCARI MOMEN YANG BEKERJA PADA GORDING a. Akibat Beban Mati
UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 14
Gambar 1.2 Pembebanan pada Groding akibat beban mati
q
=
qx
=
q x cos α
=
qy
=
q x sin α
=
81 kg/m 74.56089 31 kg/m 31.64922 14 kg/m
Mx
=
=
233.00 kgm
My
=
1/8 . qx . L2 1/8 . qy . 1/2L2
=
24.73 kgm
b. Akibat Beban Hidup
Gambar 1.2 Pembebanan pada Groding akibat beban hidup
P Px Py
= P.cos α = P.sin α
= = =
Mx
= 1/4 . Px . L
=
100 kg 92.05 kg/m 39.07 kg/m 115.0 kgm UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 15
6 1/4 . Py . = 0.5L
My
=
c. Akibat Beban Angin W = tekan 1/8 . Wtekan . Wx = 2 L
24.42 kgm
= =
1.5 kg/m 4.6875 kgm
Catatan : Hanya tekanan angin tekan yang diperhitungkan
4. KOMBINASI PEMBEBANAN Tabel 1.1 Kombinasi Pembebanan pada Gording
Kombinasi Pembebanan 1 U = 1.4D 2 U = 1.2D 3 U = 1.2D U = 1.2D 4 U = 1.2D
+ + + +
0.5La 1.6La 1.6La + 0.8W 1.3W + 0.5La
5 U = 0.9D ± 1.3W
Arah X (kg.m) 326.204 337.135 463.704 467.454 343.229 215.796 203.609
Arah Y (kg.m) 34.616 41.881 68.744 68.744 41.881 22.253 22.253
Jadi, besar momen yang menentukan adalah : 467.4 kg. 4674543.1 Mx = 54 m = 99 N.mm 68.74 kg. 687442.57 My = 4 m = 9 N.mm 5. MENGHITUNG KAPASITAS PENAMPANG Asumsi penampang kompak Mnx = Mny =
Zx . fy Zy . fy
= =
16300000 N.mm 4950000 N.mm
Untuk mengantisipasi puntir, maka besar momen y dapat dibagi 2 sehingga : M uy M ux + φ.M nx φ.M ny / 2
BAB II PERENCANAAN RANGKA ATAP 1. DATA STRUKTUR Jarak antar kuda – kuda : 5 m (L) Jarak antar Gording (B)
: 1m
Kemiringan atap (α)
: 23°
TAMPAK DEPAN RANGKA ATAP MODEL 3
Gambar 2.1 Rangka atap rencana
2. PERHITUNGAN PEMBEBANAN a. Beban Mati (qDL) Beban Penutup atap genteng beton sebesar (W)
=
Beban penutup plafon diperhitungkan sebesar (P)
=
Berat penutup atap genteng beton (B x L x W) Berat sendiri gording (L x q)
kg/m 2 kg/m 18 2 70
= = 350 kg = 55 kg 40 kg 5
b. Beban Plafon = 0.93 x P x L = 0.93 x 18 x 5 = 83.7 kg c. Beban Hidup Pada atap gedung, yang dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil minimum sebesar 100 kg/m2 bidang datar. UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 17
d. Beban Angin (Wind) Beban angin diperhitungkan sebesar (w) = 25 kg/m2 =
Koefisien angin tekan Koefisien angin isap
Tekanan angin tekan Tekanan angin hisap
=
0.06 x B x L x w 0.4 x B x L x w
0.02 (α) = 0.06 0.4 - 0.4
= =
7.5 kg 50 kg
3. PERENCANAAN BATANG TARIK φ
N u
= t .F y . 2. A g
N n
=t × F u
φ
× 2× A e
Pada perencanaan batang tarik, batang - batang yang ditinjau sesuai pada gambar 2.1 berikut.
Gambar 2.1 Batang yang ditinjau untuk analisa batang tarik
a. Perencanaan Batang Tarik Pada Detail 1
1
TA M PA K D E UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 18
Gambar 2.2 Detail 1 batang tarik pada P35
No. Batan g P35
Pu (kg) 6276. 97
Tabel 2.1 Hasil Perhitungan Batang Tarik pada P35 Jumla Ae = Øt Ag Profil h 0.85xAg (cm2) Nu Nn Profil (cm2) L.40.4 0.4 2 3.08 2.618 0.9 0.75 Diambil yang terkecil RASIO Penampang Siku Ganda L.40.40.4 kuat
Nu (kg)
Nn (kg)
1386 16100 0 .7 13860 <1 0.45 OK
b. Perencanaan Batang Tarik Pada Detail 2
Gambar 2.3 Detail 2 batang tarik pada P69
No. Batan g P69
Pu (kg) 1829. 39
Tabel 2.2 Hasil Perhitungan Batang Tarik pada P69 Jumla Ae = Øt Ag Profil h 0.85xAg (cm2) Nu Nn Profil (cm2) L.40.4 0.4 2 3.08 2.618 0.9 0.75 Diambil yang terkecil RASIO
Nu (kg)
Nn (kg)
1386 16100 0 .7 13860 <1 0.13 OK
Penampang Siku Ganda L.40.40.4 kuat
4. PERENCANAAN BATANG TEKAN
UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 19
Pada perencanaan y1 tarik, batang - batang yang ditinjau sesuai pada Y batang y1 gambar 2.4 berikut.
X1 X
10 ax
Gambar 2.4 Detail 1 batang tarik pada P17, P64 dan P65
y1
y1
Y
X1 X
10 ax Gambar 2.5 Detail 2 batang tarik pada P34 dan P70
a. Penampang menekuk terhadap sumbu bahan Sb (X-X) Tabel 2.3 Hasil analisa penampang menekuk terhadap Sb X-X pada detail 1
Tabel 2.9 Kelangsingan Sumbu Bebas Bahan pada detail 1
No. Btg
Profil 2L.50.50 .5 2L.40.40 .4 2L.40.40 .4
P65 P17 P64
m 2 2 2
λy
λ1
λyi
38.18
47.32
60.80
52.43
67.87
85.76
45.92
59.45
75.12
Tabel 2.9 Kelangsingan Sumbu Bebas Bahan pada detail 2
No. Btg
Profil 2L.40.40 .4 2L.40.40 .4
P34 P70
m 2 2
λy
λ1
λyi
45.92
59.45
75.12
52.43
67.87
85.76
b. Kelangsingan Kritis (λc) Kelangsingan kritis terjadi pada sumbu x λc =
k ×L
π ×r
Fy E
×
Tabel 2.10 Kelangsingan Kritis (λc) pada detail 1
No. Btg
Profil 2L.50.50 .5 2L.40.40 .4 2L.40.40 .4
P65 P17 P64
k.L 92.75 105.88 92.75
r
λc
1.51
0.024
1.21
0.035
1.21
0.031
Tabel 2.11 Kelangsingan Kritis (λc) pada detail 2
No. Btg
Profil 2L.40.40 .4 2L.40.40 .4
P34 P70
k.L 92.75 105.88
r
λc
1.21
0.031
1.21
0.035
λc ≤ 0.25 ⇒ ω = 1.0 0.25 < λc < 1.2 ⇒ ω =
1.43 1.6 − 0.67λc
λ c ≥ 1.2 ⇒ ω = 1. 2 5 λ c
2
UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 112
c. Kuat Tekan Rencana (Nu) Tabel 2.11 Kuat tekan rencana (Nu) dan Rasio kapasitas pada detail 1
No. Btg P65 No. Btg P17 P34 P64 P70
Profil 2L.50.50 Profil 2L.40.40 2L.40.40
Tabel 2.11 Kuat tekan rencana (Nu) dan Rasio kapasitas pada detail 2
BAB III PERENCANAAN SAMBUNGAN LAS 1. DATA PERENCANAAN Las yang dipakai yaitu las sudut (fillet) dengan data – data sebagai berikut. UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 113
Tebal digunakan
las
Mutu bahan
yang : :
0.4 cm BJ41
Fy :
2500 kg/cm2
Fu :
4100 kg/cm2
2. MENGHITUNG KEKUATAN LAS a. Bahan Las ØRnw
0.75 x tt x (0.6 x = Fuw) = 521.77 kg
b. Bahan dasar ØRnw
0.75 x t x (0.6 = x Fu) = 738 kg
Diambil nilai terkecil = 521.77 kg 1. MENENTUKAN PANJANG LAS YANG DIGUNAKAN Sambungan yang digunakan yaitu sambungan las tipe B.
Gambar 3.1 Sambungan las pada detail 1
UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 114
Gambar 3.2 Sambungan las pada detail 2
Tabel 3.1 Hasil perhitungan panjang las yang diperlukan untuk detail 1
Kode Batang
Pr
KodeP64 Batang P17 P69 P35 P34 P65
Pr 2L.4 2L.4 40 2L.4 50 2L.5
Tabel 3.1 Hasil perhitungan panjang las yang diperlukan untuk detail 2
UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 115
BAB IV PERENCANAAN PELAT DASAR (BASE PLATE) 1. DATA PERENCANAAN Penampang Kolom d bf Mutu Baja Fy E Mutu Beton (f'c)
2L.40.4 = 0.4 = 130 mm = 60 mm = BJ41 = 240 MPa = 200000 MPa = 20 MPa
фc =
Gaya Aksial Kolom
0.6 6562.3
=
kg
= 65623 N
2. MENENTUKAN LUAS PELAT DASAR YANG DIPERLUKAN Jika luas beton menumpu pelat dasar, A1 ≥
Pu
φC .( 0.85 × f ' c )
A1 = 6433.63 mm2 kalau luas pelat dasar sebesar ukuran kolom 3600 mm2
A1 =
Optimasi ukuran pelat dasar
∆=
( 0.95d − 0.85bf ) 2
Δ = N =
26.75 mm
A1 +
N = B=
86.75 mm
A1 N
B = dicoba
41.50 mm B N
= =
60 mm 100 mm
A1
=
6000 mm2 UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009
TUGAS STRUKTUR BAJA 116
3. MENENTUKAN TEBAL PELAT DASAR
N − 0.95d B2−0.8bf
m=
n=
2
m = n =
7.25 mm 14 mm
jika luas beton menumpu seluruh pelat dasar Øc 6120 Pp = Øc (0.85 x f'c x A1) = 0 N 4d .bf Pu X = 2 (d +bf ) φc.Pp
X
=
λ=
2 X 1+ 1− X
λ
=
λn' =
λn'
0.914
1.48 > 1
Diambil 1
λ d .bf 4
=
15.00 mm
l = 17.25 mm (Diambil nilai terbesar antara m, n dan λn') Tebal pelat dasar (t) t =
