baja

Perencanaan Kontruksi Gedung I (Baja)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Rangka Kuda-kuda

Direncanakan :

Panjang bentang kuda-kuda = 9,0 m

Sudut kemiringan atap = 30 o

Penutup atap = Seng 7 kaki (10 kg/m2 - PPBBI 1983)

Jarak antar kuda-kuda = 3,0 m

Plafond + penggantung = 18 kg/m2 (PPI – 1983)

Mutu baja yang digunakan = Bj 34

Tegangan dasar izin ( ) = 1400 kg/cm2

Modulus elastisitas baja = 2,1 x 106 kg/cm2

1.2 Peraturan yang digunakan

Perhitungan muatan didasarkan pada Peraturan Perencaaan Bangunan Baja

(PPBBI), SKBI 1987, dan Peraturan Pembebanan Indonesia (PPI – 1983).

1.3 Penempatan Beban

Muhammad Hanif (0804101010147)1


1.3.1 Beban Mati

1. Berat sendiri konstruksi kuda-kuda

Muatan ini dianggap bekerja pada tiap-tiap titik buhul (bagian atas dan

bawah)

2. Berat akibat penutup atap dan gording

Dianggap bekerja pada titik buhul bagian atas

3. Berat plafond + penggantung

Dianggap bekerja pada titik buhul bagian bawah

1.3.2 Beban hidup

1. Beban terpusat berasal dari seorang pekerja dengan peralatannya sebesar

minimum 100 kg.

2. Beban air hujan sebesar (40 – 0,8α) kg/m

1.3.3 Beban angin

Angin tekan dan angin hisap yang terjadi dianggap bekerja tegak lurus bidang

atap pada tiap titik buhul bagian atas, sehingga komponen angin hanya bekerja pada

arah sumbu x saja dan komponen angin dalam arah sumbu y = 0.

Untuk konstruksi gedung tertutup, dimana α < 65o, maka :

Koef angin tekan : 0,02 α – 0,4

Koef angin hisap : - 0,4

1.4 Ketentuan alat sambung

Alat sambung yang digunakan adalah baut, dimana penentuan dimensi baut

disesuaikan dengan ukuran dan jenis profil baja dengan menggunakan rumus pada

PPBBI 1983.

1.4 Perhitungan panjang batang



1. Tinggi kuda kuda

V3 = 4,5 x (tg α )

= 4,5 x (tg 30o)

= 2,6 m

2. Batang bawah

Batang :

B1 = B2 = B3=B4= B5 =B6 = 1,5 meter

3. Batang atas

A1 =A6 =

4. Batang vertikal

V1 = V5 = B1 tg α = 1,5 tg 30 = 0,87 m

V2 = V4 = (B1+ B2 ) tg α = (1,5+1,5) tg 30 = 1,73 m

V3 = h = 2,6 m

5. Batang diagonal

D1 = D4 =

D2 = D3 =

Tabel 1.1 Panjang Batang Kuda-kuda



Nama Batang Panjang Batang (m)

B1

B2

B3

B4

B5

B6

1,51,51,51,51,51,5

V1

V2

V3

V4

V5

0,871,732,601,730,87

D1

D2 D3

D4

1,732,292,291,73

A1

A2

A3

A4 A5

A6

1,731,731,731,731,731,73

BAB II



PERENCANAAN GORDING

Direncanakan :

Jarak antar kuda-kuda = 3,0 m

Jarak gording = 0,8 m

Atap yang digunakan = Seng 7 kaki (10 kg/m2)

Mutu baja = Bj 34

Tegangan dasar izin ( ) = 1400 kg/cm2

Modulus elastisitas baja (E) = 2,1 x 106 kg/cm2

Profil baja rencana : LLC 125 x 50 x 20 x 4,0

Dari tabel baja, diperoleh data profil :

Ix = 217 cm4 Iy = 33,1 cm4

Wx = 34,7 cm3 Wy = 9,38 cm3

F = 9,548 cm2 q = 7,5 kg/m

Rumus yang digunakan :

Beban terpusat

Bidang momen : M = ¼ PL

Bidang geser : D = ½ P

Lendutan : f =

Beban terbagi rata

Bidang momen : M = 1/8 qL2

Bidang geser : D = ½ qL

Lendutan : f =

2.1 Perhitungan Momen Akibat Beban



2.1. 1 Beban Mati

Berat sendiri gording = (profil LLC 125 x 50 x 20 x 4) = 7,5 kg/m

Berat atap = berat seng x jarak gording

= 10 x 0,8 = 8 kg/m

q = 15,5 kg/m

qx = q cos α = 15,5 cos 30 =13,42 kg/m

qy = q sin α = 15,5 sin 30 = 7,75 kg/m

Mx = 1/8 qx L2 = 1/8 (13,42) (3,0)2 = 15,09 kgm

My = 1/8 qy L2 = 1/8 (7,75) (3,0)2 = 8,72 kgm

Dx = ½ qx L = ½ (13,42) (3,0) = 20,13 kg

Dy = ½ qy L = ½ ( 7,75) (3,0) = 11,63 kg

Lendutan yang timbul :

fx = =

fy = =

2.1.2 Beban Hidup

a. Beban Terpusat ( P = 100 kg)

Px = P cos α = 100 cos 30 = 86,6 kg

Py = P sin α = 100 sin 30 = 50 kg

Mx = ¼ Px L = ¼ (86,6) (3,0) = 64,95 kgm

My = ¼ PyL = ¼ (50) (3,0) = 37,50 kgm

Dx = ½ Px = ½ (86,6) = 43,3 kg

Dy = ½ Py = ½ (50) = 25 kg




fx = =

fy = =

b. Beban terbagi rata

q = (40 – 0,8α) = (40 – 0,8 (30)) = 16 kg/m

Beban akibat air hujan yang diterima gording :

q = Beban air hujan x jarak gording

= 16 x 0,8 = 12,8 kg/m

qx = q cos α = 12,8 cos 30 = 11,08 kg/m

qy = q sin α = 12,8 sin 30 = 6,40 kg/m

Mx = 1/8 qx L2 = 1/8 (11,08) (3,0)2 = 12,46 kgm

My = 1/8 qy L2 = 1/8 (6,40) (3,0)2 = 7,20 kgm

Dx = ½ qx L = ½ (11,08) (3,0) = 16,62 kg

Dy = ½ qy L = ½ (6,40) (3,0) = 9,60 kg


fx = =

fy = =

Momen akibat beban terpusat > momen akibat beban terbagi rata, maka

tegangan yang timbul ditentukan oleh beban terpusat.

2.1.3 Beban angin



Tekanan angin rencana diambil 40 kg/m2 (PPI 1983 hal 22)

a. Angin tekan

α < 65o, maka koefisien angin tekan :

C = 0,02α – 0,4

= 0,02 (30) – 0,4

= 0,2

qx = koef angin x tekanan angin x jarak gording

= 0,2 x 40 x 0,8

= 6,4 kg/m

qy = 0

Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (6,4) (3,0)2 = 7,2 kgm

My = 0

Dx = ½ qx L = ½ (6,4) (3,0) = 9,6 kg

Dy = 0

Lendutan yang timbul

fx = =

fy = 0

b. Angin hisap

Koef angin hisap = -0,4

qx = koef angin x tek. angin x jarak gording

= - 0,4 x 40 x 0,8

= - 12,8 kg/m

qy = 0

Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (12,8) (3,0)2 = 14,40 kgm

My = 0

Dx = ½ qx L = ½ (12,8) (3,0) = 19,2 kg

Dy = 0

Lendutan yang timbul



fx = =

fy = 0

Komentar : Beban angin hisap tidak di perhitungkan dalam kombinasi beban

Tabel 2.1 Momen dan bidang geser akibat variasi dan kombinasi beban

Momen

dan

Bidang Geser

Beban

Mati

(Kg)

Beban

Hidup

(Kg)

Beban

Angin

tekan

Kombinasi Beban

Primer Sekunder

(1) (2) (3) (4) (2) + (3) (2)+(3)+(4)

Mx

My

Dx

Dy

15,09

8,72

20,13

11,63

64,95

37,50

43,30

25,00

7,20

0

9,60

0

80,04

46,22

63,43

36,63

87,24

46,22

73,03

36,63

2.2 Kontrol Kekuatan Gording

Direncanakan gording dari profil LLC 125 x 50 x 20 x 4

Ix = 217 cm4 Iy = 33,1 cm4

ix = 4,77 cm iy = 1,81 cm

Wx = 34,7 cm3 Wy = 9,38 cm3

2.2.1 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan

σlt ytb = ≤ = 1400 kg/cm2 (beban primer)

σlt ytb = ≤ 5/4 = 5/4 x 1400 kg/cm2

= 1750 kg/cm2 (beban sekunder)

a. Pembebanan primer



σlt ytb = =

σlt ytb =

σlt ytb = 723,41 kg/cm2 < =1400 kg/cm2 ........... (aman)

b. Pembebanan sekunder

σlt ytb = =

σlt ytb =

σlt ytb = 744,16 kg/cm2 < 5/4 =1750 kg/cm2 ............ (aman)

2.2.2 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan geser

Tegangan geser yang diizinkan untuk pembebanan tetap, besarnya sama

dengan 0,58 kali tegangan dasar (PPBBI 1983 hal 5)

= 0,58

= 0,58 x 1400

= 812 kg/cm2

τytb ≤ = 812 kg/cm2 (beban primer)

τytb ≤ 5/4 = 5/4 x 812 = 1.015 kg/cm2 (beban sekunder)

Profil LLC 125 x 50 x 20 x 4

A = 12,5 cm

B = 5 cm

C = 2 cm

t = 0,4 cm

Cx = 0 cm

Cy = 1,68 cm

Tegangan Geser Maksimum

a. Terhadap sumbu x – x



F1 = 0,4 x 6,25 = 2,5 cm2

F2 = 0,4 x (5 – (2 x 0,4)) = 1,68 cm2

F3 = 0,4 x 2 = 0,8 cm2

y1 = ½ (6,25) = 3,125 cm2

y2 = 6,25 – ( ½ x 0,4) = 6,05 cm2

y3 = 6,25 – ( ½ x 2) = 5,25 cm2

Sx = (F1 . y1) + (F2 . y2) + (F3 . y3)

= (2,5 x 3,125) + (1,68 x 6,05) + (0,8 x 5,25)

= 22,177 cm3

bx = 0,4 cm

b. Terhadap sumbu y – y

F1 = 0,4 (12,5) = 5 cm2

F2 = F3 = 0,4 (1,68 – 0,4) = 0,512 cm2

x1 = 1,68 – (0,4 / 2) = 1,48 cm

x2 = ½ (1,68 – 0,4) = 0,64 cm

Sy = (F1 . x1) + (F2 . x2) + (F3 . x3)

= (5 x 1,48) + (0,512 x 0,64) +

(0,512 x 0,64)

= 8,055 cm3

by = 0,4 x 2 = 0,8 cm

Beban Primer



τytb = +

= = 27,34 kg/cm2 < = 812 kg/cm2

Beban Sekunder

τytb = +

= = 29,80 kg/cm2 < 5/4 = 1.015 kg/cm2

2.2.3 Kontrol kekuatan gording terhadap lendutan

Batas lendutan maksimum arah vertikal untuk gording batang tunggal menerus

adalah :

fmaks = = = 1,67 cm

Lendutan yang timbul terhadap sb. x – x

fx = fx beban mati + fx beban hidup + fx beban angin

= 0,031 + 0,106 + 0,015

= 0,152 cm

Lendutan yang timbul terhadap sb. y – y

fy = fy beban mati + fy beban hidup + fy beban angin

= 0,117 + 0,404 + 0

= 0,521 cm

Total lendutan yang dialami gording :

fytb = = = 0,543 cm

fytb = 0,543 cm < fmaks = 1,67 cm .......................... (aman)

Gording dengan profil LLC 125 x 50 x 20 x 4 dapat digunakan.

BAB III

PERHITUNGAN PEMBEBANAN



3.1 Beban Mati

3.1.1 Berat Rangka Kuda-kuda

Beban rangka kuda-kuda dihitung didasarkan rumus Ir. Loa Wan Kiong

q = (L – 2) s/d (L + 5)

= (9 – 2) s/d (9 + 5)

= 7 kg/m2 s/d 14 kg/m2

Diambil yang maksimum yaitu 14 kg/m2

Pelimpahan ke titik buhul :

= 31,5 kg

Bracing / ikatan angin

Diambil 25% dari berat sendiri kuda-kuda

P = 25 % x 31,5 = 7,875 kg

3.1.2 Berat Penutup Atap + Berat Gording

Penutup atap = seng (10 kg/m2)

Gording = 7,5 kg/m

P1 = Berat penutup atap = 10 x jarak kuda-kuda x jarak gording

= 10 x 3,0 x 0,8 = 24 kg

P2 = Berat gording = 7,5 x jarak kuda-kuda = 7,5 x 3,0 = 22,5 kg

P = P1 + P2 = 24 + 22,5 = 46,5 kg

P′ = ½ P1 + P2

P′ = ½ (24) + 22,5 = 34,5 kg

Batang A – tritisan



RAA' = P' + P

= 34,5 + 46,5

= 81 kg

Batang A – H

∑MA = 0

RHA =

= 43,00 kg

∑V = 0

RAH = (46,5 x 2) – 43

= 49,99 kg

Batang H – I

∑MH = 0

RIH =

= 36,02 kg

∑V = 0

RHI = (46,5 x 2) – 36,02

= 56,98 kg

Batang I – J



∑MJ = 0

RIJ =

= 64,51 kg

∑V = 0

RJI = (46,5 x 3) – 64,51

= 74,99 kg

Jadi, beban penutup atap + gording untuk tiap titik buhul :

Titik A = B → P = RAA′ + RAH = 81,00 + 49,99 = 130,99 kg

Titik H = L → P = (RHA + RHI) = 43,00 + 56,98 = 99,98 kg

Titik I = K → P = (RIH + RIJ) = 36,02 + 64,51 = 100,53 kg

Titik J → P = (RJI x 2) = 74,99 x 2 = 149,98 kg

2.1.3 Berat Plafond + Penggantung

Berat plafond dan penggantung = 18 kg/m2 (PPI – 1983)

Titik A = B = ½ B1 x 3,0 x 18

= ½ (1,5) x 3,0 x 18

= 27 kg

Titik C = G = ½ (B1 + B2) x 3,0 x 18

= ½ (1,5+1,5) x 3,0 x 18

= 81 kg

Titik D = F = ½ (B2 + B3) x 3,0 x 18

= ½ (1,5+1,5) x 3,0 x 18

= 81 kg

Titik E = ½ (B3 + B4) x 3,0 x 18

= ½ (1,5+1,5) x 3,0 x 18

= 81 kg

3.2 Beban Hidup

3.2.1 Beban Orang / Pekerja



Beban terpusat berasal dari seorang pekerja dengan peralatannya adalah

sebesar minimum 100 kg (PPI – 1983 hal 13).

3.2.2 Beban Air Hujan

Beban terbagi rata per m2 bidang datar berasal dari beban air hujan adalah

sebesar (40 – 0,8α) kg/m2 (PPI – 1983 hal 13).

q = 40 – 0,8 α = 40 – 0,8 (30) = 16 kg/m2

Titik A = B = (½ A1 + tritisan) x 3,0 x 16

= ( ½ (1,73) + 1,39) x 3,0 x 16

= 108,24 kg

Titik H = L = ½ (A1 + A2) x 3,0 x 16

= ½ (1,73+1,73) x 3,0 x 16

= 83,04 kg

Titik I = K = ½ (A2 + A3) x 3,0 x 16

= ½ (1,73+1,73) x 3,0 x 16

= 83,04 kg

Titik J = ½ (A3 + A4) x 3,0 x 16

= ½ (1,73+1,73) x 3,0 x 16

= 83,04 kg

3.3 Beban Angin

Tekanan angin (w) = 40 kg/m2 , α = 30o

3.3.1 Angin Tekan

Koef. Angin tekan = 0,02 α – 0,4

= 0,02 (30) – 0,4

= 0,2

Titik A = B = (½ A1 + tritisan) x 3,0 x 0,2 x 40

= ( ½ (1,73) + 1,39) x 3,0 x 0,2 x 40

= 21 kg

Titik H = L = ½ (A1 + A2) x 3,0 x 0,2 x 40

= ½ (1,73+1,73) x 3,0 x 0,2 x 40

= 42 kg



Titik I = K = ½ (A2 + A3) x 3,0 x 0,2 x 40

= ½ (1,73+1,73) x 3,0 x 0,2 x 40

= 42 kg

Titik J = ½ (A3) x 3,0 x 0,2 x 40

= ½ (1,73) x 3,0 x 0,2 x 40

= 21 kg

3.3.2 Angin Hisap

Koef. Angin hisap = - 0,4

Titik A = B = (½ A1 + tritisan) x 3,0 x 0,4 x 40

= ( ½ (1,73) + 1,39) x 3,0 x 0,4 x 40

= 42 kg

Titik H = L = ½ (A1 + A2) x 3,0 x 0,4 x 40

= ½ (1,73+1,73) x 3,0 x 0,4 x 40

= 84 kg

Titik I = K = ½ (A2 + A3) x 3,0 x 0,4 x 40

= ½ (1,73+1,73) x 3,0 x 0,4 x 40

= 84 kg

Titik J = ½ (A3) x 3,0 x 0,4 x 40

= ½ (1,73) x 3,0 x 0,4 x 40

= 42 kg


Perencana Kontruksi Gedung I (Baja))

Tabel 3.1 Pembebanan

Titik buhul

Beban Mati (Kg) Beban HidupJumlah

(kg)

Pembulatan

(kg)Berat sendiri

Berat atap +

GordingBerat plafond +

Penggantung

Hujan

(kg/m)

Orang/Pekerja

(kg)

A 31,5 130,99 27 108,24 100 297,73 298

B 31,5 130,99 27 108,24 100 297,73 298

C 31,5 - 81 - 100 212,5 212,5

D 31,5 - 81 - 100 212,5 212,5

E 31,5 - 81 - 100 212,5 212,5

F 31,5 - 81 - 100 212,5 212,5

G 31,5 - 81 - 100 212,5 212,5

H 31,5 99,98 - 83,04 100 231,48 231,5

I 31,5 100,53 - 83,04 100 232,03 232

J 31,5 149,98 - 83,04 100 281,48 281,5

K 31,5 100,53 - 83,04 100 232,03 232

L 31,5 99,98 - 83,04 100 231,48 231,5


Perencana Kontruksi Gedung I (Baja))

Tabel 3.2 Kombinasi Muatan

BATANGPANJANG

(m)

BEBAN TETAP

(kg)

BEBAN ANGIN (kg) BEBAN HIDUP (kg)GAYA

MAKSIMUM(kg)

GAYA DESAIN

(kg)BEBAN AGIN TEK,KIR-HIS

KANAN

BEBAN AGIN TEK,KAN-HIS

KIRI

SEKUNDERI

SEKUNDERII

(1) (2) (3) (4) (5) (3+4) (3+5) (6) (7)

B1 1,5 1967 147 -294 2114 1673 2114

2114

B2 1,5 1967 147 -294 2114 1673 2114B3 1,5 1582 105 -212,3 1687 1369,7 1687B4 1,5 1582 -20,63 -85,53 1561,37 1496,5 1561,37B5 1,5 1967 -104,63 -45,05 1832,37 1922 1922B6 1,5 1967 -104,63 -45,05 1862,37 1922 1922V1 0,87 211 0 0 211 211 211

2111055,68458,25

V2 1,73 434 24,25 -49,22 458,25 384,8 458,25V3 2,60 1104 -48,32 -49,60 1055,68 1054,4 1055,68V4 1,73 434 -48,16 24 385,84 458 458V5 0,87 211 0 0 211 211 211D1 1,73 -442 -48,49 96,28 - 490,49 - 345,7 - 490,49

- 490,49- 651,14

D2 2,29 -587 -64,14 128,92 - 651,14 - 458,1 - 651,14D3 2,29 -587 128 -63,37 - 459 - 650,4 - 650,4D4 1,73 -442 96,83 -47,06 - 345,17 - 489,1 - 489,1A1 1,73 -2271 36,37 145,4 - 2234,6 - 2125,6 - 2234,6

- 2234,6

A2 1,73 -1829 60,51 94,44 - 1768,5 - 1734,6 - 1768,5A3 1,73 -1386 84,69 49,60 - 1301,3 - 1336,4 -1336,4A4 1,73 -1386 48,31 85,96 - 1337,7 - 1300 - 1337,7A5 1,73 -1829 96,45 62,07 - 1732,6 - 1766,9 - 1766,9A6 1,73 -2271 145,01 39,04 - 2126 - 2232 -2232,0


Perencanaan Konstruksi Gedung I (Baja)

BAB IV

PENDIMENSIAN BATANG

Rangka batang kuda-kuda direncanakan dari profil tersusun siku-siku

sama kaki (┘└ )

4.1 Ketentuan dan Rumus yang Digunakan

(Berdasarkan PPBBI – 1983 hal 20 – 22)

4.1.1 Batang Tarik

Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)

Fn =

Fbr =

Kontrol tegangan

σytb = ≤

4.1.2 Batang Tekan

Dipengaruhi oleh tekuk

Panjang tekuk (Lk)

Dimana : Lk = L (sendi-sendi, K (koef, tekuk) = 1)

Kelangsingan : λ = ≤

Syarat : λmaks ≤ 140 untuk konstruksi utama (SKBI 1987)

Profil yang dipilih berdasarkan iη = imin

Kelangsingan sumbu masif (λx < 140)

λx =

Kelangsingan sumbu ( λI < 50)

λ1 =



Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ]

iy =

Kelangsingan sumbu tidak masif (λy < 140)

λy =

λiy =

Dimana : m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Syarat untuk menjaga kestabilan elemen :

λx ≥ 1,2 λ1

λ iy ≥ 1,2 λ1

Tegangan yang timbul :

σytb = ≤

4.1.3 Kekuatan Kopel

Digunakan pada batang tekan

Pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa seluruh panjang batang

tersusun terdapat gaya lintang sebesar :

D = 0,02 P

Gaya geser memanjang (torsi)

T =

dimana : L1 = jarak kopel

a = (e + ½δ)

Momen pada plat kopel

M = T . ½C



dimana : C = jarak antar baut pada profil

C = (2w + δ)

Plat kopel harus cukup kaku, sehingga memenuhi persamaan :

>10 (PPBBI 1983 hal 21)

dimana : IP = Momen inersia plat kopel

a = jarak profil tersusun

Ll = jarak tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan

Il = Iη = Momen inersia minimum 1 profil

4.2 Perhitungan Pendimensian

4.2.1 Batang A1 – A6

Gaya design Pmaks = 2234,6 kg (tekan)

Lk = L = 1,73 m = 173 cm

iη = imin = = = 1,235 cm

Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 60 , 60 , 6

Dari tabel baja diperoleh data :

Ix = Iy = 22,8 cm4 iη = 1,17 cm

F = 6,91 cm2 Iη = 9,43 cm4

Fn = 5,89 cm2 w = 4,24 cm

ix = iy = 1,82 cm e = 1,69 cm

Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,6 cm

Kontrol

λx = = = 95,054 < 140 ................. (aman)



λ1 = = = 147,86 > 50 (perlu plat kopel)

Jarak Plat Kopel

Panjang L1 = λmaks . imin = 50 x 1,17 = 58,5 cm

Banyak lapangan =

Sehingga L1 menjadi = = 57,667 cm

λ1 menjadi = ............... (aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [22,8 + 6,91 (1,69 + )2] = 100,329 cm4

iy = = = 2,69

λy = =

λiy = = = 81,026

< 140 ......... (aman)

Syarat :

1,2 λ1 = 1,2 x 49,288 = 59,146

- λx ≥ 1,2 λ1 → 95,054 > 59,146 .................... (aman)

- λiy ≥ 1,2 λ1→ 81,026 > 59,146 .................... (aman)

Tegangan yang timbul akibat plat kopel :

Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 95,054

Dari tabel 2 PBBI 1984 hal 11, untuk mutu baja Fe 310 (Bj 34) :

λx = 95,054

Diperoleh ω = 1,737 (interpolasi)

Kontrol tegangan :

σytb = = = 329,49 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2



Plat kopel

Direncanakan baut 5/8'' (1,6 cm) dimensi plat kopel 5 x 126 mm2

D = 0,02 P = 0,02 x 2234,6 = 44,63 kg

M1 = M2

D . L1 = T1 (2e + δ)

T1 = = = 646,65 kg

T1 = T2 = 646,65 kg

Jarak antar baut : C = 2w + δ

= 2 (4,24) + 0,6

= 9,08 cm

Momen : M = Tl . ½C

= 646,65 x ½ (9,08)

= 2935,79 kg,cm

Momen pada plat :

Muhammad Hanif (0804101010147)

M1 = D . Ll

M2 = T1 (2e + δ)

57,667 cm

24


Σx2 = 0

Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2

Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2

kx = = = 587,16 kg

ky = = = 0 kg

Gaya vertikal yang diterima baut :

Kv = kg

Gaya horizontal yang diterima baut :

KH = Kx = 587,16 kg

Gaya total yang diterima baut

R = = = 670,29 kg

Kontrol plat kopel :

= 0,6 = 0,6 x 1400 kg/cm2 = 840 kg/cm2

σytb = ≤

τytb = ≤

> 10

Kontrol tegangan :

W = 1/6 bh2 = 1/6 x 0,5 x 12,62 = 13,23 cm3

Wn = 0,8 W = 0,8 x 13,2 = 10,583cm3

σytb = = = 277,41 < = 1400 kg/cm2 ............ (aman)



Luas plat : F = t.h = 0,5 x 12,6 = 6,3 cm2

τytb = = = 153,96 < = 840 kg/cm2.......... (aman)

Momen kelembaman plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)

IP = 2 x 1/12 t.h3 = 2 x 1/12 (0,5) (12,6)3 = 166,698 cm4

> 10

> 10

> 10

41,884 cm > 1,63 cm ...................... (aman)

Kontrol kekuatan baut

1. Kontrol terhadap geser :

Pgsr = F x x n dimana : n = jumlah bidang geser

= ¼ π d2 x 0,6 x x n

= ¼ π (1,27)2 x 0,6 x 1400 x 1

= 1688,92 kg > R = 646,65 kg

2. Kontrol terhadap tumpuan

tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)

tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d

Ptu = Ftu . σtu

= t . d . 1,2 dimana : t = tebal plat

= 0,5 x 1,6 x 1,2 x 1400

= 1344 kg > R = 646,65 kg ...................... (aman)

4.2.2 Batang B1 – B6


→ PPBBI 1983 hal 68

26


Gaya design Pmaks = 2114 kg (tarik)

Fn = = = 1,51 cm2

Fbr = = = 1,776 cm2

Dipilih profil ┘└ 15 , 15 , 4

F = 1,05 cm2

Kontrol tegangan :

σytb = = = 1006,67 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2..............(aman)

4.2.3 Batang Vertikal

1. Batang V1 dan V5

Gaya design Pmaks = 211 kg (tarik)

Fn = = = 0,15 cm2

Fbr = = = 0,176 cm2

Dipilih profil ┘└ 15 , 15, 3

F = 0,82 cm2

Kontrol tegangan :

σytb = = = 128,66 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2 ...............(aman)

2. Batang V2 dan V4

Gaya design Pmaks = 458,25 kg (tarik)

Fn = = = 0,327 cm2

Fbr = = = 0,384 cm2




F = 0,82 cm2

Kontrol tegangan :

σytb = = = 176,644 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2 ............. (aman)

3. Batang V3

Gaya design Pmaks = 1055,68 kg (tarik)

Fn = = = 0,754 cm2

Fbr = = = 0,887 cm2


F = 0,82 cm2

Kontrol tegangan :

σytb = = = 643,70 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2 .............. (aman)

4.2.4 Batang Diagonal

1. Batang D1 dan D4


Lk = L = 1,73 m = 173 cm

iη = imin = = = 1,235 cm





Ix = Iy = 22,8 cm4 iη = 1,17 cm

F = 6,91 cm2 Iη = 9,43 cm4

Fn = 5,89 cm2 w = 4,24 cm

ix = iy = 1,82 cm e = 1,69 cm


Kontrol

λx = = = 95,05 < 140 .................. (aman)


Jarak Plat Kopel


Banyak lapangan =


λ1 menjadi = .................. (aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [22,8 + 6,91 (1,69 + )2] = 100,329 cm4

iy = = = 2,69

λy = =

λiy = = = 81,026

< 140 ......... (aman)

Syarat :



1,2 λ1 = 1,2 x 49,287 = 61,608

- λx ≥ 1,2 λ1 → 95,05 > 61,608 ................. (aman)

- λiy ≥ 1,2 λ1→ 81,026 > 61,608 .................. (aman)




λx = 95,05


Kontrol tegangan :

σytb = = = 72,324 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2

Plat kopel

Direncanakan baut 5/8" (1,6 cm) dimensi plat kopel 5 x 126 mm2

D = 0,02 P = 0,02 x 490,49 = 9,809 kg


M1 = D . Ll

M2 = T1 (2e + δ)

57,667 cm

30


M1 = M2

D . L1 = T1 (2e + δ)

T1 = = = 142,124 kg

T1 = T2 = 142,124 kg


= 2 (4,24) + 0,6

= 9,08 cm


= 142,124 x ½ (9,08)

= 645,243 kg,cm

Momen pada plat :

Σx2 = 0

Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2

Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2

kx = = = 134,425 kg

ky = = = 0 kg


Kv = kg


KH = Kx = 134,425 kg




R = = = 152,052 kg


= 0,6 = 0,6 x 1400 kg/cm2 = 840 kg/cm2

σytb = ≤

τytb = ≤

> 10

Kontrol tegangan :

W = 1/6 bh2 = 1/6 x 0,5 x 12,62 = 13,23 cm3

Wn = 0,8 W = 0,8 x 13,23 = 10,583cm3

σytb = = = 60,969 < = 1400 kg/cm2 ................. (aman)

Luas plat : F = t.h = 0,5 x 12,6 = 6,3 cm2

τytb = = = 33,839 < = 840 kg/cm2 ............ (aman)


IP = 2 x 1/12 t.h3 = 2 x 1/12 (0,5) (12,6)3 = 166,698 cm4

> 10

> 10

> 10



41,884 cm > 1,635 cm ................... (aman)




= ¼ π d2 x 0,6 x x n

= ¼ π (1,6)2 x 0,6 x 1400 x 1

= 1688,92 kg > R = 152,052 kg


tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)

tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d

Ptu = Ftu , σtu


= 0,5 x 1,6 x 1,2 x 1400

= 1344 kg > R = 152,052 kg ................. (aman)

4.2.5 Batang Diagonal

2. Batang D2 dan D3


Lk = L = 2,29 m = 229 cm

iη = imin = = = 1,635 cm



Ix = Iy = 22,8 cm4 iη = 1,17 cm

F = 6,91 cm2 Iη = 9,43 cm4

Fn = 5,89 cm2 w = 4,24 cm

ix = iy = 1,82 cm e = 1,69 cm



33



Kontrol

λx = = = 125,824 < 140 ...................... (aman)


Jarak Plat Kopel


Banyak lapangan =


λ1 menjadi = ................. (aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [22,8 + 6,91 (1,69 + )2] = 100,329 cm4

iy = = = 2,69

λy = =

λiy = = = 98,191 < 140 ........... (aman)

Syarat :

1,2 λ1 = 1,2 x 48,932 = 58,72

- λx ≥ 1,2 λ1 → 125,824 > 58,72 ............. (aman)

- λiy ≥ 1,2 λ1→ 98,191 > 58,72 ............. (aman)




λx = 125,824




Kontrol tegangan :

σytb = = = 140,728 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2

Plat kopel

Direncanakan baut 5/8" (1,6 cm) dimensi plat kopel 5 x 126 mm2

D = 0,02 P = 0,02 x 651,14 = 13,022 kg

M1 = M2


M1 = D . Ll

M2 = T1 (2e + δ)

57,25 cm

35


D . L1 = T1 (2e + δ)

T1 = = = 187,313 kg

T1 = T2 = 187,313 kg


= 2 (4,24) + 0,6

= 9,08 cm


= 187,313 x ½ (9,08)

= 850,401 kg,cm

Momen pada plat :

Σx2 = 0

Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2

Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2

kx = = = 170,08 kg

ky = = = 0 kg


Kv = kg


KH = Kx = 170,08 kg




R = = = 194,161 kg


= 0,6 = 0,6 x 1400 kg/cm2 = 840 kg/cm2

σytb = ≤

τytb = ≤

> 10

Kontrol tegangan :

W = 1/6 bh2 = 1/6 x 0,5 x 12,62 = 13,23 cm3

Wn = 0,8 W = 0,8 x 13,23 = 10,583cm3

σytb = = = 80,355 < = 1400 kg/cm2 .............. (aman)

Luas plat : F = t.h = 0,5 x 12,6 = 6,3 cm2

τytb = = = 44,598 < = 840 kg/cm2 ............ (aman)


IP = 2 x 1/12 t.h3 = 2 x 1/12 (0,5) (12,6)3 = 166,698 cm4

> 10

> 10

> 10

41,884 cm > 1,647 cm ......................... (aman)






= ¼ π d2 x 0,6 x x n

= ¼ π (1,6)2 x 0,6 x 1400 x 1

= 1688,92 kg > R = 194,161 kg


tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)

tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)

Ptu = Ftu , σtu


= 0,5 x 1,6 x 1,2 x 1400

= 1344 kg > R = 194,161 kg ........................ (aman)



38


Tabel 4.1 Daftar Profil yang digunakan pada Kuda-kuda

Batang Profil

(cm)

Berat profil

(kg/m)

Panjang batang

(m)faktor reduksi

Berat batang

(kg)

(1) (2) (3) (4) (5) (3) x (4) x (5)

B1 ┘└ 15 . 15 . 4 0,82

1,50

0,9 1,107

B2 ┘└ 15 . 15 . 4 0,82 0,9 1,107

B3 ┘└ 15 . 15 . 4 0,82 0,9 1,107

B4 ┘└ 15 . 15 . 4 0,82 0,9 1,107

B5 ┘└ 15 . 15 . 4 0,82 0,9 1,107

B6 ┘└ 15 . 15 . 4 0,82 0,9 1,107

V1 ┘└ 15 . 15 . 3 0,64

0,871,732,601,730,87

0,9 0,501

V2 ┘└ 15 . 15 . 3 0,64 0,9 0,996

V3 ┘└ 15 . 15 . 3 0,64 0,9 1,249

V4 ┘└ 15 . 15 . 3 0,64 0,9 0,966

V5 ┘└ 15 . 15 . 3 0,64 0,9 0,501

D1 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 1,73

2,29

2,29

1,73

0,9 8,438

D2 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 11,171

D3 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 11,171

D4 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 8,438

A1 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 1,73 0,9 8,438

A2 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 8,438

A3 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 8,438



A4 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 8,438

A5 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 8,438

A6 ┘└ 60 . 60 . 6 5,42 0,9 8,438

JUMLAH 100,701

Karena profil kuda-kuda baja berupa profil ganda, maka :

Berat total = 2 x 100,701 = 201,402 kg

Kebutuhan total rangka baja =berat total+25% berat total

= 201,701 + 50,350

= 252,051 kg ≈ 253 kg

BAB V

ZETTING

5.1 Tinjauan Zetting

Zetting (penurunan) yang terjadi pada konstruksi kuda-kuda akibat pembebanan

dapat dihitung dengan rumus :

dimana :

fs = Penurunan yang terjadi (cm)

S = Gaya batang akibat beban luar (kg)

L = Panjang masing-masing batang (cm)

U = Gaya akibat beban 1 satuan

F = Luas penampang profil (cm2)

E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)

Penurunan maksimum yang diizinkan dihitung dengan rumus :

(PPBBI, 1983)

dimana :



L = panjang bentang kuda-kuda

Dalam perhitungan zetting, digunakan metode cremona untuk mendapatkan gaya batang

akibat beban 1 satuan yang berada di tengah-tengah konstruksi,

= 5 cm

Tabel. 6.1 Perhitungan Zetting

Batang S

(kg)

L

(cm)

U

(1 satuan)

F

(cm2)

fsytb

(cm)

B1 2114

150 0,866 2,1

0,0622

B2 2114 0,0622

B3 1687 0,0496

B4 1561,37 0,0350

B5 1922 0,0566

B6 1922 0,0566

V1 211 87 0

1,64

0

V2 458,25 173 0 0

V3 1055,68 260 1 0,0796

V4 458 173 0 0

V5 211 87 0 0

D1 - 490,49 173

229

229

173

0 11,78

0

D2 - 651,14 0

D4 - 650,40 0

D5 - 489,10 0

A1 - 2234,60

173 -1,00 11,78

0,0156

A2 - 1768,50 0,0123

A3 - 1336,40 0,0093

A4 - 1337,70 0,0093

A5 - 1766,90 0,0123

A6 - 2232,00 0,0156

JUMLAH 0,4196



E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)

fs = 0,4196 cm < fmax = 5 cm............(aman)

BAB VI

PERENCANAAN SAMBUNGAN

Alat sambung yang digunakan adalah baut, Berdasarkan ketentuan PPBBI 1983

hal 68, untuk alat sambung baut, berlaku :

Tegangan geser yang diizinkan :

=0,6

Tegangan tarik yang diizinkan :

= 0,7

Tegangan tumpu yang diizinkan :

= 1,5σ ( untuk S1 ≥ 2d )

= 1,2σ ( untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d )

dimana :

S1 = Jarak dari sumbu baut yang paling luar ke tepi bagian yang

disambung

Direncanakan ketebalan plat buhul : 0,8 cm

σbaut = 1400 kg/cm2

σplat = 1400 kg/cm2

Dipilih baut dengan diameter 1" (1,27 cm)

a. Kekuatan baut terhadap geser



Pgsr = Fgsr . τ

= n (1/4 π d2) . 0,6

= 1 x 1/4 π (1,27)2 x 0,6 x 1400

= 1064,09 kg

b. Kekuatan baut terhadap tumpuan

Ptu = Ftu . σtu

= t . d . 1,2σ

= 0,8 x 1,27 x 1,2 x 1400

= 1706,88 kg

Pgsr < Ptu, maka perhitungan jumlah baut didasarkan pada harga Pgsr dengan rumus :

n =

dimana :

n = jumlah baut

P = Beban / gaya yang bekerja

Pgsr = Kekuatan baut terhadap geser

6.1 Perhitungan Titik Buhul

6.1.1 Titik buhul A = B

Batang A1

Ptk = 2234,6 kg

n =

= 2,1 3 baut

Batang B1

Ptr = 2114 kg



n =

= 1,987 2 baut

6.1.2 Titik Buhul C = G

Batang B1 dan B2

PB1 = 2114 kg PB2 = 2114 kg

n =

= 0 2 baut

Batang V1

Ptr = 211 kg

n =

= 0,125 2 baut

6.1.3 Titik Buhul H = L

Batang A1 dan A2

PA1 tk = 2234,6 kg PA2 tk = 1768,5 kg

n =

= 0,438 2 baut



Batang D1

Ptk = 490,49 kg

n =

= 0,641 2 baut

Batang V1

Ptr = 211 kg

n =

= 0,198 2 baut



6.1.4 Titik Buhul D = F

Batang B2 dan B3

PB2 tr = 2114 kg PB3 tr = 1687 kg

n =

= 0,401 2 baut

Batang V2

PV2 tr = 458,25 kg

n =

= 0,431 2 baut

Batang D1

PD1 tk = 490,49 kg

n =

= 0,461 2 baut

6.1.5 Titik Buhul I = K



Batang A2 dan A3

PA2 tk = 1768,5 kg PA3 tk = 1336,4 kg

n =

= 0,406 2 baut

Batang V2

PV2 tr = 458,25 kg

n =

= 0,431 2 baut

Batang D2

PD2 tk = 651,14 kg

n =

= 0,612 2 baut

6.1.6 Titik Buhul E

Batang B3 dan B4

PB3 tr = 1867 kg PB4 tr = 1561,37 kg

n =

= 0,287 2 baut



Batang V3

PV3 tr = 1055,68 kg

n =

= 0,992 2 baut

Batang D2

PD2 tk = 651,14 kg

n =

= 0,612 2 baut

Batang D3

PD2 tk = 650,4 kg

n =

= 0,611 2 baut

6.1.7 Titik Buhul J

Batang A3

PA3 tk = 1336,4 kg

n =

= 1,256 2 baut

Batang A4



PA4 tk = 1337,7 kg

n =

= 1,257 2 baut

Batang V3

PV3 tr = 1055,68 kg

n =

= 0,992 2 baut



Tabel 6.1 Jumlah baut yang digunakan

Titik Buhul BatangBaut yang

digunakan

AA1 2 (3 Ф ½ ")

B1 2 (2 Ф ½ ")

BA6 2 (3 Ф ½ ")

B6 2 (2 Ф ½ ")

CB1 dan B2 4 (2 Ф ½" )

V1 2 (2 Ф ½ ")

D

V2 2 (2 Ф ½ ")

B2 dan B3 4 (2 Ф ½ ")

D1 2 (2 Ф ½ ")

E

B3 dan B4 4 (2 Ф ½ ")

D2 2 (2 Ф ½ ")

V3 2 (2 Ф ½ ")

D3 2 (2 Ф ½ ")

F

V4 2 (2 Ф ½" )

B4 dan B5 4 (2 Ф ½ ")

D4 2 (2 Ф ½ ")

GB5 dan B6 4 (2 Ф ½ ")

V5 2 (2 Ф ½ ")

H

A1 dan A2 4 (2 Ф ½ ")

V1 2 (2 Ф ½ ")

D1 2 (2 Ф ½ ")

I

A2 dan A3 4 (2 Ф ½ ")

V2 2 (2 Ф ½ ")

D2 2 (2 Ф ½ ")

J

A3 2 (2 Ф ½ ")

A4 2 (2 Ф ½ ")

V1 2 (2 Ф ½ ")



Tabel 6.1 Jumlah baut yang digunakan (lanjutan)

Titik Buhul BatangBaut yang

digunakan

K

V4 2 (2 Ф ½ ")

A4 dan A5 4 (2 Ф ½ ")

D3 2 (2 Ф ½ ")

L

A5 dan A6 4 (2 Ф ½ ")

D4 2 (2 Ф ½ ")

V5 2 (2 Ф ½ ")



BAB VII

KUBIKASI BAJA

Tabel 7.1 Kubikasi Baja

Batang Profil

(mm)

Luas

(m2)

Panjang Batanng

(m)

Kubikasi

(m3)

(1) (2) (3) (4) (3) x (4)

B1 ┘└ 15 . 15 . 4 0,000105 1,5 0,0001575

B2 ┘└ 15 . 15 . 4 0,000105 1,5 0,0001575

B3 ┘└ 15 . 15 . 4 0,000105 1,5 0,0001575

B4 ┘└ 15 . 15 . 4 0,000105 1,5 0,0001575

B5 ┘└ 15 . 15 . 4 0,000105 1,5 0,0001575

B6 ┘└ 15 . 15 . 4 0,000105 1,5 0,0001575

V1 ┘└ 15 . 15 . 3 0,000082 0,87 0,0000713

V2 ┘└ 15 . 15 . 3 0,000082 1,73 0,0001418

V3 ┘└ 15 . 15 . 3 0,000082 2,60 0,0002130

V4 ┘└ 15 . 15 . 3 0,000082 1,73 0,0001418

V5 ┘└ 15 . 15 . 3 0,000082 0,87 0,0000713

D1 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

D2 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 2,29 0,0015824

D3 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 2,29 0,0015824

D4 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

A1 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

A2 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

A3 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

A4 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

A5 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

A6 ┘└ 60 . 60 . 6 0,000691 1,73 0,0011954

Jumlah 0,0143122



o Volume Profil = 0,0143122 m2

o Volume profil untuk penyambungan dan pemotongan

= 25 % x 0,0143122

= 0,003578 m3

o Volume total baja = 0,0143122 + 0,003578

= 0,01789 m3


baja

Documents