laporan struktur baja
TRANSCRIPT
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Pengertian Baja
Baja adalah bahan komoditas tinggi terdiri dari Fe dalam bentuk kristal
dan karbon. Besarnya unsur karbon adalah 1,6%. Pembuatan baja dilakukan
dengan pembersihan dalam temperatur tinggi. Besi mentah tidak dapat
ditempa. Dimana pembuatan baja dengan menggunakan proses dapur tinggi
dengan bahan mentahnya biji besi (Fe) dengan oksigen (O) dan bahan-bahan
lainnya.
1.2 Baja Sebagai Bahan Struktur
Beberapa keuntungan yang diperoleh dari baja sebagai bahan struktur
adalah sebagai berikut :
1. Baja mempunyai kekuatan cukup tinggi dan merata.
2. Baja adalah hasil produksi pabrik dengan peralatan mesin-mesin yang
cukup canggih dengan jumlah tenaga manusia relatif sedikit, sehingga
pengawasan mudah dilaksanakan dengan seksama dan mutu dapat
dipertanggungjawabkan.
3. Pada umumnya struktur baja mudah dibongkar pasang, sehingga elemen
struktur baja dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai bentuk
struktur.
4. Jika pemeliharaan struktur baja dilakukan dengan baik, struktur dari baja
dapat bertahan cukup lama.
1.3 Bentuk Profil Baja
Baja struktur diproduksi dalam berbagai bentuk profil. Bentuk profil
baja yang sering dijumpai dipasaran seperti : siku-siku, kanal, I atau H, jeruji,
sheet piles, pipa, rel, plat, dan kabel. Disamping itu ada profil yang
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 lenturnya cukup besar
2. Mudah dilakukan penyambungan
Adanya kelebihan diatas menjadikan wide flange sering digunakan
sebagai kolom dan balok pada bangunan gedung, gelagar dan rangka
jembatan, dan bangunan struktur lainnya. Khusus untuk wide flange dengan
perbandingan lebar sayap dan tinggi profil (b/h) sama dengan satu atau
disebut juga profil H. Profil H ini sangat cocok digunakan untuk struktur
pondasi tiang pancang.
1.4 Sifat Metalurgi Baja
Sifat metalurgi baja ini sangat berkaitan erat dengan fungsi dari unsur-
unsur 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
500 Mpa sampai 1000 Mpa disebut baja kekuatan tinggi (high strength
steel).
Sifat –sifat Baja
sifat yang dimiliki baja yaitu kekakuanya dalam berbagai 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. Penentuan syarat minimum harus dimuat didalam deluruh
kontrak pemesanan, pembelian, atau penyerahan bahan.
2. Garansi tentang meratanya sifat-sifat itu harus didapatkan
dengan dilakukanya pengujian pada waktu penyerahan bahan.
3. Tuntutan yang tinggi tetapi tidak perlu benar, sebab beban tidak
bernilai tinggi itu lebih mahal atau ekonomis.
4. Sifat –sifat ynag kita kehendaki harus ada, bukan saja pada
waktu sudah dikerjakan, yaitu setelah dipotong, digergaji, di bor,
ditempa, dibengkokan , dan lain-lain.
5. Sifat-sifat yang kita kehendaki harus ada bukan saja merugikan
dengan cara-cara yang tidak dapat dipertanggung jawabkan .
6. bentuk-bentuk dari bagian-bagian bangunan dan 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
Dua baja I atau lebih
1.6 Macam-macam bentuk kuda-kuda Baja
a. Pratt Truss
b. Hows Truss
c. Pink Truss
d. Modified Pink Truss
e. Mansarde Truss
f. Modified Pratt Truss
g. Crescent Truss
1.7 Keuntungan dan kerugian Pengunaan Baja
Keuntungan:
1. Bila dibandingkan dengan beton maka baja lebih ringan.
2. Apabila suatu saat konstruksi harus diubah,maka bahan baja akan
lebih mudah untuk dipindahkan.
3. Bila konstruksi harus dibongkar, baja akan dapt dipergunakan lagi
sedangkan konstruksi dengan beton tidak dapt digunakan lagi.
4. Pekerjaan konstruksi baja dapat dilakukan di bengkel sehingga
pelaksanaannya tidak membutuhkan waktu lama.
5. Bahan baja sudah mempunyai ukuran dan mutu tertentu dari
pabrik.
Arif Rakhman (0902167)
5
Kerugian:
1. Biala konstruksi terbakar, maka kekuatannya akan berkurang,
pada batas yang besar juga dapat merubah konstruksi.
2. Bahan baja dapat terkena karat, sehingga memerlukan
perawatan.
3. Karena memiliki berat yang cukup besar, dalam melakukan
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 Baut
Pemakaian baut diperlukan bila:
1. Tidak cukup tempat untuk pekerjaan paku keling
2. Jumlah plat yang akan disambung> 5d (d diameter baut)
3. Dipergunakan untuk pegangan sementara
4. Konstruksi yang dapat dibongkar pasang
1.8.2 Paku keling
Sambungan paku keling dipergunakan pada konstruksi yang tetap,
berarti tidak dapt dibongkar pasang.Jumlah tebal pelat yang akan
disambung tidak boleh>6d ( diameter paku keling).Beberapa bentuk
kepala paku keling:
Arif Rakhman (0902167)
6
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 tumpul
2. Las sudut
Arif Rakhman (0902167)
7
BAB II
RANCANGAN KONSTRUKSI RANGKA BAJA
Ketentuan :
Type kontruksi Atap : A
Bahan penutup atap : Genting Beton
Jarak gading-gading kap : 3.50 m
Sudut (Kemiringan Atap) : 29O
Bentang kap (L) : 18 m
Beban Angin Kiri : 40 kg/m2
Beban Angin Kanan : 50 kg/m2
Beban Plafond : 11 kg/m2
Beban Berguna (orang) : 100 kg
Sambungan : PK
Arif Rakhman (0902167)
8
BAB III
PERHITUNGAN RANCANGAN KUDA – KUDA
3.1 Perhitungan Panjang Batang
1. Menghitung batang bawah (B)
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)
A1 = A2 = A3 = A4 = A5= …….A10
Maka,
Panjang A1 s/d A10 = 2,057
3. Menghitung panjang batang vertical (V)
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
Arif Rakhman (0902167)
9
4. Menghitung batang diagonal (D)
D1 = D8 = m D2
= D7 = m D3 = D6
= m D4 = D5
= m
DAFTAR PANJANG BATANG
Arif Rakhman (0902167)
Daftar panjang batang
NO
Batang-batangHorizonta
l VertikalTepi atas
Diagonal
1 1.80 m 2.057 m 0.998 m 2.058 m2 1.80 m 2.057 m 1.996 m 2.686 m3 1.80 m 2.057 m 2.993 m 3.493 m4 1.80 m 2.057 m 3.991 m 4.378m5 1.80 m 2.057 m 4.989 m 4.378 m6 1.80 m 2.057 m 3.991 m 3.493 m7 1.80 m 2.057 m 2.993 m 2.686 m8 1.80 m 2.057 m 1.996 m 2.058 m9 1.80 m 2.057 m 0.998 m -
10 1.80 m 2.057 m - -
10
3.2 Perhitungan Dimensi Gording
1. Gording Dipengaruhi Oleh :
Muatan mati : berat sendiri gording ( kg / m
berat sendiri penutup atap ( kg / m )
Muatan hidup, yaitu berat orang dengan berat P = 100 Kg
Muatan angin ( kg / m )
Ketentuan :
Jarak gading-gading kap = 3,50 m
Kemiringan atap = 29o
Berat sediri penutup atap (sirap) = 50 kg/m2 (Peraturan
Muatan Indonesia 1970)
Jarak gording = 2,057 m
Hal-hal yang harus dihitung adalah sebagai berikut :
2. Mengetahui berat sendiri balok 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 tegak lurus bidang penutup atap dan beban
mati q bekerja vertikal, q diuraikan pada sumbu x dan sumbu y,
Arif Rakhman (0902167)
11
sehingga diperoleh :
qx = q sin qy = q cos
= 113,45 x sin 29o = 113,45 x cos 29o
= 54,9098 kg/m = 99,1553 kg/m
Karena dianggap sebagai balok menerus diatas dua tumpuan
(Continous beam) maka untuk memepermudah perhitungan 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 x (0,33)² x 0,8 = 7,473834 kg.m
My1= 1/8.Py.(l)².80%
= 1/8 x 99,1553 x (0,33)² x 0,8 = 121,4652 kg.m
4. Menghitung beban berguna
Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja
di tengah-tengah bentang gording. Beban ini diperhitungkan kalau ada
orang yang bekerja di atas gording.
Diketahui :
Beban berguna (P) = 100 kg
Kemiringan atap = 29o
Maka :
Px = P sin Py = P cos
= 100 sin 29o = 100 cos 29o
Arif Rakhman (0902167)
12
= 48,40 kg = 87,40 kg
Momen yang timbul akibat beban terpusat (hidup) dianggap
continous beam (PBI 1971)
Mx2 = ¼.Px.(l/3)².80% My2 = ¼.Py.(l).80%
= ¼. 48,40 .(1,17)².0,8 = ¼. 86,60.(3,5)².0,8
= 13,17556 kg.m = 214,13 kg.m
5. Menghitung Beban Angin
Beban angin di anggap tegak lurus bidang atap.
Ketentuan :
Beban angin kiri (q1) = 40 kg/m2
Beban angin kanan (q2) = 50 kg/m2
Koefisien Angin tekan (wt) = (0,02 - 0.4)
= (0,02 x 29 – 0,4 )
= 0.18
Koefisien Angin hisap (Wh) = -0.4
Beban angin kiri (q1) = 40 kg/m2
Angin tekan (Wt) :
Wt = C. q .i(jarak gording)
= 0,18 x 40 x 2,057
= 14,8104 kg/m
Angin hisap (Wh) :
Wh = C. q . i
= -0,4 x 40 x 2,057
= -32,91 kg/m
Arif Rakhman (0902167)
13
Beban angin kanan (q2) = 50 kg/m2
Angin tekan (Wt) :
Wt = C. q2 .i
= 0,18 x 50 x 2,057
= 18,513 kg/m
Angin hisap (Wh) :
Wh = C. q2 . i
= -0,4 x 50 x 2,057
= -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
Mx = My =
= 0 =
= 22,67843
Daftar Beban dan Momen
P dan M
Atap +
GordingBeban 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
Arif Rakhman (0902167)
14
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. Kontrol Gording
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
= 2064,939 kg.cm
My total = beban mati + beban hidup
= 121,4652 + 214,13
= 335,5952 kg.m
= 3355,925 kg.cm
=
= kg/cm2
Arif Rakhman (0902167)
15
= 1057,772 kg/cm2 = 1600 kg/cm2 ...............
OK !!!
Kombinasi pembebanan 2
Mx total = beban mati + beban hidup + beban angin
= 2064,939 + 0
= 2064,939 kg.cm
My total = (beban mati + beban hidup) + beban angin
= 3355,925 + 22,67843
= 35827,27 kg.cm
=
= kg/cm2
= 1112,816 kg/cm2 = 1.25 x 1600 kg/cm2 ... OK !!!
7. Kontrol Terhadap Lendutan
Ketentuan :
E = 2.1 . 10 kg/cm2
l = 3,5m = 350 cm
Ix = 206 cm4
Iy = 29,3 cm4
Arif Rakhman (0902167)
16
Syarat lendutan yang diizinkan untuk balok pada konstruksi
kuda-kuda terlindung adalah :
1,167 cm
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
0,023754 cm
0,494188 cm
Akibat beban berguna
Px = 50 Kg / m = 48,40. 10-2 Kg /cm
Py = 86,60 Kg / m = 87,40 . 10-2 Kg /cm
0,0000325 cm
0,000226 cm
Akibat beban angin
Wx = 0
Wy = 87,40. 10-2 Kg / cm
Arif Rakhman (0902167)
17
0 cm
0,083618 cm
Jadi pelenturan adalah sebagai berikut :
=
= (0.023754 + 0.0000325 + 0)
= 0,023787 < 1,167 cm
=
= (0.494188 + 00.000226 + 0.083618)
= 0,578032 < 1,167cm
≤ 1,167
≤ 1,167
= 0, 219 ≤ 1,167 ……………… OK!!!
3.3 Mendimensi Batang Tarik (TRACKSTANG)
Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada
arah sumbu x (kemiringan atap dan sekaligus untuk mengurangi
tegangan lentur pada arah sumbu x.
Arif Rakhman (0902167)
18
Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka :
qx = berat sendiri gording + penutup atap arah sumbu x
qx = 54,9098 kg/m
Px = beban berguna arah sumbu x
= 48,40 kg/m
Pbs = (qx . jarak kuda-kuda) + Px
= (54,9098 . 3,5) + 48,40
= 240,5843 kg
Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :
120,2922 kg
Fn = 0.075183 cm2
Arif Rakhman (0902167)
19
Fbr =125 % Fn
= 1.25 . 0.075183
= 0.093978
Fbr = ¼ п d2
d2 = 0.119718 mm
d = 3.460022 mm
Dimana : Fn = luas netto
Fbr = luas brutto
A = diameter batang tarik (diperoleh dari tabel baja)
3.4 Perhitungan Dimensi Ikatan Angin
Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal atau gaya
axial tarik saja. Cara kerjanya kalau yang satu bekerjanya sebagai
batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya
kalau arah anginya berubah, maka secara berganti-ganti batang
tersebut bekerja sebagai batang tarik.
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
Arif Rakhman (0902167)
20
Keterangan :
P = gaya/ tetapan angin
N = dicari dengan syarat keseimbangan
Σ H = 0
Nx = P
Ncos . β = P
Rumus umum :
dimana P angin = 50kg/m2
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 :
184,8 kg
Arif Rakhman (0902167)
21
Fn = 0,1155 cm2
Fbr =125 % Fn
= 1.25 x 0.0533
= 0.144375
Fbr = ¼ п d2
d2 =
d = 4,288557
Berdasarkan table diprofil baja maka dipakai d = 6 mm.
3.5 Perhitungan Konstruksi Rangka Batang
3.5.1 Perhitungan Beban
Arif Rakhman (0902167)
22
a. Akibat Berat Sendiri
Ketentuan :
Penutup atap genting beton = 40 kg/m2
Bentang kap (L) = 18 m
Jarak gording (A) = 2,057 m
Jarak gading-gading kap (l) = 3,5 m
a.1. Berat Penutup Atap
Pa = A x Berat 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 = berat sendiri gording
= 3,5 x 10,6
= 37,1 kg.m
a.4. Berat Sendiri Kuda-kuda
Gk = Berat tepi gading-gading kap
Gk1= ( L – 2 ) x l
= ( 18 – 2 ) x 3,5 = 56 kg
Gk2= (L + 4 ) x l
= (18 + 4 ) x 3,5 = 77 kg
Arif Rakhman (0902167)
23
Gk =
=
= 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
= = 1197 kg
Sedangkan pada titik simpul adalah :
Pk = = 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
= 359,975+ 100 + 66,5 149,625 + 13,3
Arif Rakhman (0902167)
24
=689,4 kg
b. Berat Plafond
Ketentuan :
Jarak gading-gading kap (l) = 3,5 m
Panjang batang bawah (B) = 1,80 m
Berat plafond = 11 kg/m2
Pf = berat plafond
=
=69,3 kg
c. Beban Angin
Ketentuan :
Koefisien angin tekan (c) = (0.02 ) – 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) = 50 kg/m2
Angin tekan = W
Angin hisap = W’
Jarak gading-gading kap (l) = 3,5 m
Jarak gording (A) = 2,057m
Angin Kiri
Arif Rakhman (0902167)
25
W =
=
= 51,8364 kg
W’ =
=
= -115,192 kg
Angin Kanan
W =
=
= 64,7955 kg
W’ =
=
= -143,99 kg
3.6 Perhitungan Gaya Batang
1. Gaya Batang Akibat Berat Sendiri
Daftar Gaya Batang Cara Cremona Akibat Berat Sendiri ( P = 689,4 kg)
N
o
Batang
(Frame)
BebanSendiri (kg)
Tarik (+) Tekan (-)
1 A1=A10 581.387
2 A2=A9 581.389
3 A3=A8 516.788
Arif Rakhman (0902167)
26
4 A4=A7 452.1898
5 A5=A6 387.265
6 B1=B10 510.705
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 -
Skala Gaya 1cm : 1 kg
Skala Panjang 1 cm : 100 cm
RA = RB = 2469.62 kg
Arif Rakhman (0902167)
27
Perhitungan dengan Metode Keseimbangan Titik Simpul
Reaksi Perletakan
∑MB = 0
P1 . 12 – RAV . 12 + P2 . 16,5 + P3 . 15 + P4 . 13,5 + P5 . 12 + P6 .
10,5 + P7 . 9 + P8 . 7,5 + P9 . 6 + P10 . 4,5 + P11 . 3 + P12 . 1,5 + P13
. 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
– ½ P1 – A1 . sin α + RAV = 0
– 152,02– A1 . sin 35 + 1216,16 = 0
A1 = = 1855,2711473 kg (Tekan)
∑H = 0
A1 . cos α – B1 = 0
A1 . cos 35 – B1 = 0
B1 = – 1519,74942 kg
Titik 2
Arif Rakhman (0902167)
28
∑H = 0
A1 . cos α – A2 . cos α + D1 . cos β = 0
1855,2711473 . cos 35 – A2 . 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 =
Substitusi
1215,70942–( ).0,573 + D1 . 0,819= 0
x 0,819
995,666015 – (1519,74942 – D1 . 0,819) .0,573 + D1 . 0,670761 =
0
995,666015– 870,8164177 + D1 . 0,469287 + D1 . 0,670761= 0
D1 = 253,1245 kg
Pers (1)
A2 = =
Arif Rakhman (0902167)
29
A2 = 1722,4928 kg
Titik 3
∑V = 0
– D1 . sin 55 – D2 . sin 64,6 = 0
– 253,1245. Sin 55 – D2 . sin 64,6= 0
D2 = = – 252,3591 kg (Tekan)
∑H = 0
– B1 + D1 . cos 55 – D2 . cos 64,6 + B2 = 0
– B2 = – 1519,74942 + 253,1245. Cos 55 – 252,3591 cos 64,6 .
B2 = 0
– B2 = – 1302,6321
B2 = 1302,6321kg
Perhitungan dengan Metode Potongan Ritter
P = 304,04 kg
P/2 = 152,02kg
RA = RB = = 1216,16 kg
Arif Rakhman (0902167)
30
r1 = A1 . cos 55
= 1,831 . 0,02
= 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. 2 – 152,02. 2 – A1 . 1,28 = 0
A1 = = 1842,71875kg
Hasil Cremona A1=1855,2645kg
Kontrol =
= ... OK
Mencari B1
∑MB = 0
RA . r2 – ½P . r2 – B1 . r1 = 0
B1 = = = 1596,21kg
Hasil Cremona B1 =1520,0994 kg
Kontrol =
= ... OK
2. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Plafon
a. Daftar Gaya Batang
BatangBerat Plafond (Kg)
Tarik (+) Tekan (-)A1 72.50794A2 72.50794A3 72.50794A4 72.50794A5 435.0477A6 435.0477A7 72.50794A8 72.50794A9 72.50794A10 72.50794B1 573.2356B2 509.5428B3 445.8499B4 382.1571B5 318.4642B6 318.4642B7 382.1571B8 445.8499B9 509.5428B10 573.2356D1 94.12369D2 121.9114D3 152.5344D4 184.587D5 184.587D6 152.5344D7 121.9114D8 94.12369V1 V2 3.465V3 6.93V4 10.395V5 6.93V6 10.395V7 6.93V8 3.465V9
P = 69,3 Kg
Skala gaya 1 cm =10 Kg
Skala jarak 1 cm = 100 cm
Kontrol:
RA = RB = ………..Ok
b. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Ritter Akibat Beban Plafon
P = 160 Kg
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
=380,4549 kg
Hasil dari cremona = 381.4761kg (tarik)
Kontrol
…..Ok
1. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Angin
Kanan
a. Daftar Gaya Batang.
N
o
Batang
(Frame
)
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
9 B1 327.697
6
10 B2
582.217
2
11 B3
363.933
4
12 B4 218.4214
13 C1
14 C2
15 D1 108.8126
16 D2 146.0515
17 D3 145.512
18 D4 146.137
19 D5
218.825
3
20 D6
219.877
9
21 D7 219.7583
22 D8 218.3914
23 D9 87.6311
24 D10
218.428
6
25 D11 290.897
9
26 D12 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
…..Ok
2. Perhitungan Gaya-Gaya Batang Cara Cremona Akibat Beban Angin Kiri
a. Daftar Gaya Batang.
N
o
Batang
(Frame
)
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
7 A7
787.692
3
8 A8
787.649
5
9 B1 454.725
10 B2
363.944
1
11 B3
182.054
1
12 B4
182.502
5
13 B5
363.615
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
23 D8
362.157
4
24 D9 180.7835
25 D10
181.890
1
26 D11 363.0013
27 D12 182.515
Daftar Gaya – Gaya Batang Semua Beban
BEBAN SENDIRI (KG) PLAFOND ANGIN KIRI ANGIN KANANGAYA BATANG
RENCANA
BATANG tarik (+) tekan (-)tarik (+)
tekan (-)
tarik (+)
tekan (-)
tarik (+)
tekan (-) tarik (+) tekan (-)
A1 2906,35
8 335,95 78,45 377,78 3698,535
A2 2698,84
5 335,95 78,739 378,18 3491,7141
A3 2862,38
2 167,98 78,764 252,03 3361,1571
A4 2655,03
8 167,98 78,709 252,1 3153,8257
A5 2655,03
8 167,98 472,67 63,207 3358,8904
A6 2862,38
2 167,98 479,75 63,21 3573,3225
A7 2698,84
5 335,95 787,69 315,68 4138,1719
A8 2906,35
8 335,95 787,65 315,63 4345,5935B1 2516,98 290,94 454,73 327,7 3590,35
B2215,411
3 242,44 363,94 582,22 1404,01
B31797,84
3 96,994 182,06 363,93 2440,83
B4215,411
3 242,44 182,5 218,42 858,775 B5 2516,98 290,94 363,62 3171,54
C1788,273
5 0 788,274
C2788,273
5 0 788,274
D1 358,309
6 48,488 90,404 108,81 606,0145
D2 359,641
7 62,332 90,763 146,05 146,052 512,7363
D3 933,333
5 96,968 90,945 145,51 145,512 1121,2463
D4 959,568
6 181,89 146,14 1287,5991
D5 933,459
9 96,974 272,34 218,83 1424,6242
D6 933,459
9 96,974 544,94 219,88 219,878 1575,3714
D7 933,459
9 96,974 521,34 219,76 219,758 1551,7735
D8 933,459
9 96,974 362,16 218,39 1610,9831
D9 959,568
6 180,78 87,631 1227,9832
D10 933,333
5 96,968 181,89 218,43 218,429 1212,1914
D11 359,641
7 62,332 363 290,9 290,898 784,9747
D12 358,309
6 48,488 182,52 73,298 662,6101
3.7 Dimensionering Batang Kuda-kuda
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) : 1610,9831 kg (Tekan)
A. Dimensi batang atas
a. Batang terdiri dari batang A1 sampai dengan batang A8
b. Diketahui
Gaya batang maksimum = 3573,3225 kg = 3,5733225 ton
(Tekan)
Panjang batang (Lk) = 2,021 m = 202,1 cm
Tegangan ijin (τ) = 1600 kg/cm2
Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki
c. perhitungan
Imin = 1,69.P.Lk2
= 1,69 . 3,573 (2,021)2
= 24,6 cm4
Batang A merupakan batang tekan
Dipakai profil rangkap profil =
Dari table profil diambil ∟ 55.55.10
Iη = 11,3 cm4
Ix = Iy = 26,3 cm4
ix = iy = 1,62 cm4
F = 10.1 cm2
e = 1,72cm
Kontrol :
1. Terhadap sumbu bahan (x)
λx = = = 124 = 2,97
kg/cm2
kg/cm2
2. Terhadap sumbu bebas bahan (Y)
Dipasang 4 plat kopling
L = = cm
Potongan I-I tebal pelat kopling 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 = cm
Syarat pemasangan kopling:
67,36 =
67,36≤ 143,77cm . . . (OK) memenuhi syarat
B. Dimensi batang bawah
a. Batang terdiri dari batang B1 sampai dengan batang B5
b. Diketahu :
Gaya batang maksimum = 3590,3455 kg = 3,5903455 ton
(Tarik)
Panjang batang maks = 2,333 m = 233,3 cm
Tegangan ijin (τ) = 1400 kg/cm2
Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki
c. Perhitungan
= = 1400 kg/cm2 =
=
Fbr = Fn + F F = 20 %
= (2,564 + 20 % x 2,564) cm2
= 3,0768 cm2
Batang B merupakan batang tarik
digunakan profil rangkap
= 1 Profil Fbr = = 1,5384 cm2
Tabel Profil ∟ 30.30.3. F = 1,74 cm2
Karena Profil minimum yang diijinkan untuk konstruksi 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:
= = 135,99 kg/cm2 ≤ 1400 kg/cm2 …… OK!
C. Batang terdiri dari batang C1 dan C2
Diketahui :
Gaya batang maksimum (P) = 788,2735 kg = 0,7882735 ton
Panjang batang = 2,333 m = 233,3 cm
Tegangan ijin (τ) = 1400 kg/cm2
Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki
perhitungan
= = 1400 kg/cm2 =
=
Fbr = Fn + F F = 20 %
= (0,563 + 20 % x 0,563) cm2
= 0,675 cm2
Batang C merupakan batang tarik
digunakan profil rangkap
Fbr = = 0,3378cm2
Tabel Profil ∟ 15.15.3 F = 0,82 cm2
Karena Profil minimum yang diijinkan untuk konstruksi ringan adalah ∟
45.45.5
Jadi dimensi Profil yang didapat F table = 4,30 cm2> Fbr = 0,52545
cm2, jadi konstruksi yang digunakan adalah ∟ 45.45.5.
Fn = Fbr - F F = 20 %
Fn = 4,3 – (20 % x 4,3)
Fn = 3,44 cm2
= = 1400 kg/cm2
=
D. Dimensi batang 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 = 116 cm
Tegangan ijin (τ) = 1600 kg/cm2
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.
Dipakai profil rangkap profil =
Dari table profil diambil ∟ 65.65.11
Iη = 20,7 cm4 = Imin
Ix = Iy = 48,8 cm4
ix=iy = 1,91 cm4
F = 13,2 cm2
e = 2,00 cm
Kontrol :
1. Terhadap sumbu bahan (x)
λx = x = 1,35
kg/cm2
kg/cm2
2. Terhadap sumbu bebas bahan (Y)
Dipasang 4 plat kopling
L = 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 = cm
Syarat pemasangan kopling: 70,72
61,03 cm
= cm ≥61,03 cm memenuhi syarat
DAFTAR DIMENSI BATANG
N
O
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
3.8 Perhitungan Sambungan Las
a. Perhitungan Kekuatan Las
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 = l1br = 5,5 cm
L1n = l1br – 3.a
L1n = 5.5– 3.0,707 = 3,379
P1 = Ftn1 .
P1 = 3,379 . 0,707. 960 = 2293,394 kg
Karena gaya yang dipikul las lebih besar dari gaya yang
ada maka panjang las tersebut bisa digunakan
2293,394kg > 1324,7425 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
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
Fgs1 = ln1 . a = 0,7777 cm . ln1
0,2873 = 0,7777 . ln1
ln1 = 0,369 cm
l1br = ln1+ 3a = 0,369 + 3.0,7777 = 1,5721 cm < lmin =
4 cm
maka l1br diambil 4 cm
Fgs2 = ln2 . a = 0,7777 cm . ln2
0,550 = 0,7777 . ln2
ln2 = 2,021 cm
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
Fgs1 = ln1 . a
0,1167 = 0,3535 . ln1
ln1 = 0,3302 cm
l1br = ln1+ 3a = 0,3301 + 3.0,3535 = 1,3906 cm < lmin =
4 cm
maka l1br diambil 4 cm
Fgs2 = ln2 . a = 0,3535 cm . ln2
1,5826 = 0,3535 . ln2
ln2 =4,4769 cm
l2br = ln2+ 3a = 4,4769 + 3.0,3535 = 5,5374< lmin = 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 = l1br= 6,5 cm
ln1 = l1br– 3.a 6,5 – 3. 0,7777 = 4,1669
P1 = Fth1 . = 4,1669 . 0,777.960
ln2 . a. = 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)
Daftar Beban dan Momen
P dan M
Atap +
Gording
Beban
OrangAngin
Beban MatiBeban
Hidup
P 41,031 kg/m 100 kg 17,32 kg/m
Px
20,5155
kg/m50 kg 0
Py
35,5338
kg/m86,60 kg 17,32 kg/m
Mx
45,4107
kg.m46 kg.m 0
My 75,289 kg.m 366,4912 36,649 kg/m
N
o
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 =
D8 = D9
2,3334 m
5 C1 = C2 2,333 m
kg.m
Daftar Dimensi Batang
N
O
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
Daftar Gaya-gaya Batang Semua Beban
BEBAN SENDIRI (KG) PLAFOND ANGIN KIRI ANGIN KANANGAYA BATANG
RENCANA
BATANG tarik (+) tekan (-)tarik (+)
tekan (-)
tarik (+)
tekan (-)
tarik (+)
tekan (-) tarik (+) tekan (-)
A1 2906,35
8 335,95 78,45 377,78 3698,535
A2 2698,84
5 335,95 78,739 378,18 3491,7141
A3 2862,38
2 167,98 78,764 252,03 3361,1571
A4 2655,03
8 167,98 78,709 252,1 3153,8257
A5 2655,03
8 167,98 472,67 63,207 3358,8904
A6 2862,38
2 167,98 479,75 63,21 3573,3225
A7 2698,84
5 335,95 787,69 315,68 4138,1719
A8 2906,35
8 335,95 787,65 315,63 4345,5935B1 2516,98 290,94 454,73 327,7 3590,35
B2215,411
3 242,44 363,94 582,22 1404,01
B31797,84
3 96,994 182,06 363,93 2440,83
B4215,411
3 242,44 182,5 218,42 858,775 B5 2516,98 290,94 363,62 3171,54 C1 788,273 0 788,274
5
C2788,273
5 0 788,274
D1 358,309
6 48,488 90,404 108,81 606,0145
D2 359,641
7 62,332 90,763 146,05 146,052 512,7363
D3 933,333
5 96,968 90,945 145,51 145,512 1121,2463
D4 959,568
6 181,89 146,14 1287,5991
D5 933,459
9 96,974 272,34 218,83 1424,6242
D6 933,459
9 96,974 544,94 219,88 219,878 1575,3714
D7 933,459
9 96,974 521,34 219,76 219,758 1551,7735
D8 933,459
9 96,974 362,16 218,39 1610,9831
D9 959,568
6 180,78 87,631 1227,9832
D10 933,333
5 96,968 181,89 218,43 218,429 1212,1914
D11 359,641
7 62,332 363 290,9 290,898 784,9747
D12 358,309
6 48,488 182,52 73,298 662,6101
Berdasarkan hasil perhitungan, ada beberapa kesimpulan yang dapat
penulis ungkapkan mengenai perencanaan dan perhitungan konstruksi kuda-
kuda rangka baja. Kesimpulan itu antara lain :
Penentuan spesifikasi dan klasifikasi konstruksi sangat
menentukan kemudahan perhitungan dan pengerjaan konstruksi.
Pada perhitungan balok gording, besarnya dimensi balok selain
dipengaruhi oleh gaya yang bekerja pada penampang juga
dipengaruhi oleh jarak antar kuda-kuda pada konstruksi atap.
Pada perhitungan pembebanan yang diakibatkan oleh angin,
besar kecilnya kemiringan suatu atap akan menentukan besar kecilnya
gaya angin yang diterima. Dengan kata lain semakin besar sudut
kemiringan atap semakin besar pula gaya yang diterima oleh atap
yang disebabkan oleh angin.
Pada perhitungan gaya batang pada tiap batang kuda-kuda.
Perhitungan gaya batang bisa dilaksanakan dengan cara manual
(grafis dan analitis) ataupun dengan bantuan program. Kedua 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 diperhitungkan terhadap gaya dan jumlah perlemahan yang
disebabkan oleh jenis dan banyaknya alat sambung.
Penentuan jarak dan letak alat sambung pada perhitungan
sambungan tidak boleh sembarangan, karena perletakkan yang salah
akan mempengaruhi kekuatan sambungan.
4.2 Saran
Untuk perbaikan tugas perencanaan ini dimasa yang akan datang,
pada bagian ini penulis menyampaikan beberapa saran dan masukan, saran
dan masukan itu antara lain :
Pada perhitungan dimensi gording, disarankan menghitung beberapa
percobaan dimensi, dengan tujuan agar dimensi yang dihasilkan betul-
betul sesuai dengan kebutuhan.
Penentuan gaya batang akan lebih mudah dan cepat dilaksanakan
dengan bantuan program, selain itu faktor kesalahan pada
perhitungan relatif kecil.
Perhitungan gaya batang akan lebih mudah dan cepat bila
menggunakan cara grafis.
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