BAB I ATAP-KEL 3

BAB I PERENCANAAN STRUKTUR ATAP 2010

BAB IPERENCANAAN STRUKTUR

ATAP

A. Umum

Atap bangunan direncanakan dalam bentuk limasan penuh dengan

bahan penutup terbuat dari genteng keramik. Sudut atap, α sebesar 35º.

Lebar tritisan direncanakan sebesar 2 meter. Kuda-kuda menggunakan

sistem truss baja siku ganda dengan gording terbuat dari kayu dengan

kode mutu kayu E18 dan kelas mutu B.

Gambar Denah Atap

B. Perancangan Gording

Rencana letak gording dan tinjauan kekuatan gording

Perancangan Bangunan Teknik Sipil (B) I-1Program S1 Jurusan Teknik Sipil & Lingkungan


Ada 2 tinjauan gording yang digunakan dalam perencanaan, yaitu :

1. Gording tengah

2. Gording tepi

Sudut kemiringan atap, α = 35º

Jarak miring antar gording tengah, m = 2.32 m

Jarak miring antar gording tepi, m = 2.32 m

1. Pembebanan Gording.

Gambar pembebanan pada gording

a. Beban Mati

1) Beban genteng fiber cement (termasuk Reng dan usuk):

40 Kg/m²

2) Beban sendiri gording



b. Beban Hidup

Beban hidup dirancang dengan mengambil gaya terbesar antara

beban hujan dan beban terpusat manusia.

1) Beban hujan

Dalam perhitungnya besarnya beban hujan dirumuskan:

P = (40 – 0.8α) Kg/m²

Untuk α = 35º

P = (40 - 0.8x35)

= 12 Kg/m²

2) Beban terpusat manusia

a) Beban terpusat dari seorang pekerja atau pemadam

kebakaran ditengah bentang gording dirancang:

P = 100 Kg

b) Beban pada balok tepi atau struktur kantilever perlu

diperhitungkan besarnya beban terpusat sebesar:

P = 200 Kg

c. Beban Angin

Dalam perhitungan beban angin digunakan rumus:

P = V 2

16Kg /m2

Keterangan: V = Kecepatan Angin

= 36 Km/jam

= 10 m/s

maka:

P = 102

16Kg /m2

`

P = 6,25 Kg/m²

Dalam input bebannya sebelumnya beban angin tersebut harus

dikalikan dengan koefisien angin tekan dan angin hisap.



1) Koefisien angin tekan

Rumus :

k = 0,02α – 0.4

Untuk α = 35º

k = 0,02x35 – 0.4 = 0.3

2) Koefisien angin hisap sama disemua nilai α = -0.4

2. Karakteristik kayu

Gording direncanakan menggunakan kayu dengan kode mutu E18. Sesuai

dengan ketentuan dalam SNI Kayu 2002 (Revisi PKKI NI-5 2002) maka

didapat:

3. P

er

hitungan Gording

a. Kombinasi Pembebanan

Perhitungan beban menurut Revisi PKKI NI-5 2002, beban

dikombinasikan sebagai berikut:

o 1,4 D

o 1,2 D + 1,6 L +0,5 (La atau H)

o 1,2 D + 1,6 (La atau H) + (0,5 L atau 0,8 W)

o 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 (La atau H)

o 1,2 D ± 1,0 E + 0,5 L

o 0,9 D ± ( 1,3 W atau 1,0 E )

Keterangan:


Modulus Elastisitas lentur (EW) =1

7000Mpa

Kuat lentur (Fb) = 42 Mpa

Kuat tarik sejajar serat (Ft) = 39 Mpa

Kuat tekan sejajar serat (Fc) = 35 Mpa

Kuat geser (Fv) = 5,4 Mpa

Kuat tekan ¿ serat (Fc¿ )= 16 Mpa


D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi

permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi

tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.

L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan

gedung, termasuk pengaruh kejut, tetapi tidak termasuk

beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain.

La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama

perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama

penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.

H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan oleh

genangan air.

W adalah beban angin termasuk dengan memperhitungkan

bentuk aerodinamika bangunan dan peninjauan terhadap

angin topan, puyuh, dan tornado, bila diperlukan.

E Beban gempa yang ditentukan menururt SNI 03-1726-2002

karena tidak terdapat beban L, maka kombinasi beban yang

dikerjakan adalah:

o Kombinasi 1: 1,4 D

o Kombinasi 2: 1,2 D + 1,6 La+ 0,8 W

o Kombinasi 3: 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

o Kombinasi 4: 1,2 D + 1,3 W + 0,5 H

o Kombinasi 5: 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

o Kombinasi 6: 0,9 D ± 1,3 W

o Kombinasi 7: 0,9 D ± 1,0 E

b. Asumsi yang digunakan

1) Gording diasumsikan sebagai balok menerus dengan

tumpuan sendi-sendi.

2) Ukuran gording diasumsikan berdasarkan ukuran kayu yang

dijual di pasaran, yaitu 8/12.



3) Analisis dilakukan menggunakan program SAP 2000 V 14,

dengan berbagai jenis pembebanan yang telah diuraikan

sebelumnya. Sehingga diperoleh momen maksimum (Mmax).

c. Analisis Pembebanan

1) Gording Tengah

Data: = 35

Jarak datar antar gording a = 1,90 m

Jarak miring antar gording = a

cosα

= 1 ,90cos35 °

=2 ,32m

(1) Akibat beban mati (D)

Beban atap = Qatap

Qatap = 0,4 kN/m² ditransformasikan ke beban

merata pada gording, sehingga:

Qatap = 2,32 x 0,4 = 0,928 kN/m

Beban sendiri gording

Berdasar asumsi:

lebar gording (b) = 8 cm = 0,08 m

tinggi gording (h) = 12 cm = 0,12 m

BJ = 908.141 kg/m3

Qgording = b x h x BJ

= 0,08 x 0,12 x 908.141

= 8,71 kg/m = 0,0871 kN/m

Total beban mati (D) = Qatap + Qgording

= 0,928 + 0,0871

= 1,0151 kN/m



Beban terhadap sumbu kuat (x-x)

=1 ,0151×sin35 °=0 ,582 kN/m (←)

Beban terhadap sumbu lemah (y-y)

=1 ,0151×cos35°=0 ,476 kN/m (↓)

(2) Akibat beban hidup di atap yang ditimbulkan selama

perawatan (La)

Beban hidup terpusat berasal dari seorang pekerja

atau seorang pemadam kebakaran dengan

peralatannya sebesar 1kN


=1×sin 35 °=0 ,573 kN (←)


=1×cos35 °=0 ,819kN (↓)

(3) Akibat beban hujan (H)

Beban akibat hujan berdasar sudut kemiringan

atap

q̄ u=40−0,8α=40−0,8 .35°=0 ,12kN/m

Q̄ u= q̄ u× acos α

=0 ,12×2 .32=0 ,278kN/m


=0 ,278×sin 35 °=0 ,159kN (←)


=0 ,278×cos35 °=0 ,227 kN (↓)

(4) Akibat beban angin (W)

p=V 2

16=102

16=0 ,0625

kN/m2

Karena nilai p kurang dari 0,25 kN/m2 maka digunakan

nilai p sebesar 0,25 kN/ m2 dan bekerja tegak lurus

dengan kemiringan kuda-kuda



Koefisien di depan (angin tekan)

=0 ,02 .35°−0,4=0,3

Koefisien di belakang (angin hisap)

= 0,4

Gaya tekan angin

=0,3×0 ,25×2 ,32=0 ,174 kN/m

Gaya hisap angin

=0,4×0 ,25×2 ,32=0 ,232 kN/m

Angin Tekan


=0 ,0998 kN/m (←)


=0 ,143kN/m (↓)

Angin Hisap


=0 ,133 kN/m (←)


=0 ,19kN/m (↓)

2) Gording Tepi

Data:



Jarak datar antar gording, a = 1,90 m

Jarak miring antar gording = a

cosα

= 35

= 1 ,90cos35 °

=2 ,32m

(1) Akibat beban mati (D)

Beban atap = Qatap

Qatap = 0,4 kN/m² ditransformasikan ke beban

merata pada gording, sehingga:

Qatap = 2,32 x 0,4 = 0,928 kN/m

Beban sendiri gording

Berdasar asumsi:

lebar gording (b) = 8 cm = 0,08 m

tinggi gording (h) = 12 cm = 0,12 m

BJ = 908,141 kg/m3

Qgording = b x h x BJ

= 0,08 x 0,12 x 908,141

= 0,0871 kN/m

Total beban mati (D) = Qatap + Qgording

= 0,928 + 0,0871 (kN/m)

= 1,0151 kN/m


=1 ,0151×sin35 °=0 ,582 kN/m (←)


=1,0151 ×cos35 °=0 ,476 kN/m (↓)

(2) Akibat beban hidup di atap yang ditimbulkan selama

perawatan (La)



Beban hidup terpusat berasal dari seorang pekerja

atau seorang pemadam kebakaran dengan

peralatannya sebesar 1kN


=1×sin 35 °=0 ,573 kN (←)


=1×cos35 °=0 ,819kN (↓)

(3) Akibat beban hujan (H)

Beban akibat hujan berdasar sudut kemiringan

atap

q̄ u=40−0,8α=40−0,8 .35°=0 ,12kN/m

Q̄ u= q̄ u× acos α

=0 ,12×2 ,32=0 ,278kN/m


=0 ,278×sin 35 °=0 ,159kN (←)


=0 ,278×cos35 °=0 ,227 kN (↓)

(4) Akibat beban angin (W)

p=V 2

16=102

16=0 ,0625

kN/m2

Karena nilai p kurang dari 0,25 kN/m2 maka digunakan

nilai p sebesar 0,25 kN/ m2 dan bekerja tegak lurus

dengan kemiringan kuda-kuda

Koefisien di belakang (angin hisap)

= 0,4

Gaya tekan angin

=0,3×0 ,25×2 ,32=0 ,174 kN/m



Gaya hisap angin

=0,4×0 ,25×2 ,32=0 ,232 kN/m

Angin Tekan


=0 ,0998 kN/m (←)


=0 ,143kN/m (↓)

Angin Hisap


=0 ,133 kN/m (←)


=0 ,19kN/m (↓)

d. Perhitungan Kekuatan

1) Gording Tengah

Data Gording :

D i m e n s i g o r d i n g :

(b) = 80,00 mm

(d) = 120,00 mm

Jarak antar kuda-kuda (lu) = 3.400,00 mm

Untuk menganalisis kekuatan lentur, geser dan batas lendutan struktur

terlebih dahulu dilakukan penghitungan dalam program SAP dengan



7000Mpa







berbagai jenis pembebanan serta kombinasi untuk memperoleh momen

maksimum akibat gaya luar (Mu), gaya geser maksimum akibat gaya luar

(Vu), serta lendutan akibat beban (δ).

Dari analisa struktur dengan SAP2000 v14 dari berbagai kombinasi

beban pada gording tengah diperoleh momen maksimum dan geser

maksimum pada kombinasi 3 seperti ditunjukkan pada table berikut :

a) Sumbu kuat bahan Momen lentur

Faktor waktu , = 0,8

Kuat Lentur, Fb = 42 MPa

Faktor tahanan lentur, b = 0,85

Modulus penampang untuk lentur terhadap sumbu kuat (x-x):

Sx=16b .d2=1

680 .1202=192 . 000 ,00

mm3

Tahanan lentur terhadap sumbu kuat:

Mx=Sx×Fb=192 .000 x 42=8. 064 .000 Nmm

Modulus elastisitas lentur rerata terkoreksi:

Ew'=0 ,63 Ew=0 ,63 x17 .000=10 .710 ,00 MPa


Kombinasi TerbesarMu

(Nmm)

Vu

(N)

δ

(mm)

Sumbu Kuat, Kombinasi 3:

1,2 D + 1,6 H + 0,8 W-21.326295 2031.08 0.2

Sumbu Lemah, Kombinasi

3:

1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

-191.10648 1820.059 0.18


Modulus elastisitas lentur terkoreksi pada persentil kelima:

Ey05 '=1 ,03 Ew' {1−1 ,645(KV E)}=0 ,67 x10 .710 ,00=7 .175 ,7 MPa

Momen Inersia terhadap sumbu kuat:

Iy= 112

db3= 112

x120 x 803=5 .120 . 000 ,00 mm4

Panjang efektif ekivalen, lu /d=3 . 400

120=28 ,33

>14,3

le=1 ,63 lu+3 d=1 ,63 x 3400+3 x120=5902,00 mm

Momen tekuk lateral elastik:

M e=2. 40 E y05 'I y

l e=2. 40 x 7 .175 ,7 x

5 .120 . 0005902 ,00

=14,939,851 . 17Nmm

Faktor stabilisasi, s = 0,85

α b=φsM e

λφbM x∗¿=0 ,85 x14,939,851 .17

0 ,85 x 8 . 064 ,00=3.06 ¿

Cb=0 ,95

CL=1+αb

2cb

−√( 1+α b

2cb)

2

−α b

cb

=1+3 . 062x 0 ,95

−√( 1+3 . 062x 0 ,95 )−3. 06

0 ,95=0 ,98

Tahanan Lentur terkoreksi:

M '=C l sx Fb=0 ,98 x 192. 000 x23=4,315,008 . 16 Nmm

M n=M ' . λ .φb=4,315,008 .16 x 0,8 x0 ,85=3,583,877. 05 Nmm

Kontrol terhadap momen lentur:

Persyaratan: Mu≤M n

-20 .93196 Nmm≤3,583,877 .05Nmm ...memenuhi persyaratan!!

Geser lentur


Faktor tahanan geser, v = 0,75



Kuat geser, Vp = 4,6 MPa

Tahanan geser terkoreksi,

V '=23×F

'v×b×d=2

3x 4,6 x80 x120=29 . 440 ,00

N

V n=λ .φv . v'=0,8 x 0 ,75 x 29 .440 ,00=17 .664 ,00N

VU=2,031 . 08N

Kontrol terhadap Gaya Geser

Persyaratan : VU≤V n

2,031 .08 N≤17 .664 ,00N ...memenuhi persyaratan!!

b) Sumbu lemah bahan Momen lentur




Modulus penampang untuk geser terhadap sumbu lemah (y-

y):

Sy=16b2 .d=1

6802 . 120=128. 000 ,00

mm3

Tahanan geser terhadap sumbu lemah:

Mx=Sy×Fb=128 . 000 ,00 x 23=2 . 944 .000 ,00 Nmm


Ew'=0 ,63 Fb=0 ,63 x13 .000=8 . 190 ,00 MPa


Ey05 '=1 ,03 Ew' {1−1 ,645(KV E)}=0 ,67 x8 .190 ,00=5 . 487 ,30MPa

Momen Inersia terhadap sumbu lemah:

Iy= 112

d3 b= 112

1203 x 80=11.520 . 000 ,00 mm4

Panjang efektif ekivalen dengan lu /d=3 .600

120=30

>14,3



le=1 ,63 lu+3 d=1 ,63 x 3600+3 x120=6,228.00 mm


M e=2. 40 E y05 'I y

l e=2. 40 x 5. 487 ,30 x

11.520 . 0006,228 .00

=24,359,805 .78Nmm


α b=φsM e

λφbM x∗¿= 0 ,85 x24,359,805 . 78

0,8 x0 ,85 x 2.944 . 000=10 . 34 ¿

Cb=0 ,95

CL=1+αb

2cb

−√( 1+α b

2cb)

2

−α b

cb

=1+10 . 342x 0 ,95

−√(1+10 . 342x 0 ,95 )−10 .34

0 ,95=0 ,99


M '=C l s yFb=0 ,99 x128 .000 x23=2,928,420 . 01 Nmm

M n=M ' . λ .φb=2,928,420 . 01 x0,8 x 0 ,85=2,475,984 . 10 Nmm



-154 .79 Nmm≤2,475,984 . 10 Nmm ...memenuhi persyaratan!!

Geser lentur





V '=23×F

'v×b×d=2

3x 4,6 x80 x120=29 . 440 ,00

N

V n=λ .φv . v'=0,8 x 0 ,75 x 29 .440 ,00=17 .664 ,00N

VU=2,031 . 08N





2,031 .08 N≤17 .664 ,00N

Checking kombinasi Momen gording tengah:

M ux

λφbM x'

+M uy

λφbM y '

= 1 .590 . 137 ,933 .565 . 069 ,065

+1 .079 . 464 ,722 .473 .704 ,56

=0 ,88

<1,00

(memenuhi persyaratan)

2) Gording Tepi

Data Gording :

D i m e n s i g o r d i n g :

(b) = 80,00 mm

(d) = 120,00 mm

Jarak antar kuda-kuda (lu) = 3.600,00 mm

Untuk menganalisis kekuatan lentur, geser dan batas lendutan struktur

terlebih dahulu dilakukan penghitungan dalam program SAP dengan

berbagai jenis pembebanan serta kombinasi untuk memperoleh momen

maksimum akibat gaya luar (Mu), gaya geser maksimum akibat gaya luar

(Vu), serta lendutan akibat beban (δ).

Dari analisa struktur dengan SAP2000 v11 dari berbagai kombinasi

beban pada gording tengah diperoleh momen maksimum dan geser

maksimum pada kombinasi 3 seperti ditunjukkan pada table berikut :



3000Mpa






Kombinasi TerbesarMu

(Nmm)

Vu

(N)

δ

(mm)

Sumbu Kuat, Kombinasi 3:

1,2 D + 1,6 H + 0,8 W-21.326295 2031.08 0.2

Sumbu Lemah, Kombinasi

3:

1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

-191.10648 1820.059 0.18


c) Sumbu kuat bahan Momen lentur




Modulus penampang untuk lentur terhadap sumbu kuat (x-x):

Sx=16b .d2=1

680 .1202=192 . 000 ,00

mm3

Tahanan lentur terhadap sumbu kuat:

Mx=Sx×Fb=192 .000 x 23=4 .416 . 000 ,00 Nmm


Ew'=0 ,63 Fb=0 ,63 x13 .000=8 . 190 ,00 MPa


Ey05 '=1 ,03 Ew' {1−1 ,645(KV E)}=0 ,67 x8 .190 ,00=5 . 487 ,30MPa

Momen Inersia terhadap sumbu kuat:

Iy= 112

db3= 112

x120 x 803=5 .120 .000 ,00 mm4

Panjang efektif ekivalen, lu /d=3 .600

120=30

>14,3

le=1 ,63 lu+3 d=1 ,63 x 3600+3 x120=6 .228 ,00 mm


M e=2. 40 E y05 'I y

l e=2. 40 x 5. 487 ,30 x

5 . 120. 0006 .228 ,00

=10,826,580 .35Nmm




α b=φsM e

λφbM x∗¿=0 ,85 x10,826,580 . 35

0 ,85 x 4 . 416 ,00=3 .06 ¿

Cb=0 ,95

CL=1+αb

2cb

−√( 1+α b

2cb)

2

−α b

cb

=1+3 . 062x 0 ,95

−√( 1+3 . 062x 0 ,95 )−3. 06

0 ,95=0 ,98


M '=C l sx Fb=0 ,98 x 192. 000 x23=4,315,008 . 16 Nmm

M n=M ' . λ .φb=4,315,008 .16 x 0,8 x0 ,85=3,583,877. 05 Nmm



-20 .93196 Nmm≤3,583,877 .05Nmm ...memenuhi persyaratan!!

Geser lentur





V '=23×F

'v×b×d=2

3x 4,6 x80 x120=29 . 440 ,00

N

V n=λ .φv . v'=0,8 x 0 ,75 x 29 .440 ,00=17 .664 ,00N

VU=2,031 . 08N



2,031 .08 N≤17 .664 ,00N ...memenuhi persyaratan!!

d) Sumbu lemah bahan Momen lentur






Modulus penampang untuk geser terhadap sumbu lemah (y-

y):

Sy=16b2 .d=1

6802 . 120=128. 000 ,00

mm3

Tahanan geser terhadap sumbu lemah:

Mx=Sy×Fb=128 . 000 ,00 x 23=2 . 944 .000 ,00 Nmm


Ew'=0 ,63 Fb=0 ,63 x13 .000=8 . 190 ,00 MPa


Ey05 '=1 ,03 Ew' {1−1 ,645(KV E)}=0 ,67 x8 .190 ,00=5 . 487 ,30MPa

Momen Inersia terhadap sumbu lemah:

Iy= 112

d3 b= 112

1203 x 80=11.520 . 000 ,00 mm4

Panjang efektif ekivalen dengan lu /d=3 .600

120=30

>14,3

le=1 ,63 lu+3 d=1 ,63 x 3600+3 x120=6,228. 00 mm


M e=2. 40 E y05 'I y

l e=2. 40 x 5. 487 ,30 x

11.520 . 0006,228 .00

=24,359,805 . 78Nmm


α b=φsM e

λφbM x∗¿= 0 ,85 x24,359,805 . 78

0,8 x0 ,85 x 2.944 . 000=10 . 34 ¿

Cb=0 ,95

CL=1+αb

2cb

−√( 1+α b

2cb)

2

−α b

cb

=1+10 . 342x 0 ,95

−√(1+10 . 342x 0 ,95 )−10 .34

0 ,95=0 ,99




M '=C l s yFb=0 ,99 x128 .000 x23=2,928,420 . 01 Nmm

M n=M ' . λ .φb=2,928,420 . 01 x0,8 x 0 ,85=2,475,984 . 10 Nmm



-154 .79 Nmm≤2,475,984 . 10 Nmm ...memenuhi persyaratan!!

Geser lentur





V '=23×F

'v×b×d=2

3x 4,6 x80 x120=29 . 440 ,00

N

V n=λ .φv . v'=0,8 x 0 ,75 x 29 .440 ,00=17 .664 ,00N

VU=2,031 . 08N



2,031 .08 N≤17 .664 ,00N

Checking kombinasi Momen gording tengah:

M ux

λφbM x'

+M uy

λφbM y '

= 1 .590 . 137 ,933 .565 . 069 ,065

+1 .079 . 464 ,722 .473 .704 ,56

=0 ,88

<1,00

(memenuhi persyaratan)

d. Batasan Lendutan

Menurut PPKI Revisi NI-5, lendutan struktur bangunan akibat

berat sendiri dan muatan tetap untuk balok-balok pada

konstruksi kuda-kuda, antara lain gording dan kasau, dibatasi

sebesar : δ = 1/200 ℓ , dimana ℓ adalah panjang bentang

bersih. Tinjauan kemampuan layan (batas lendutan) dengan

Defleksi terbesar diperoleh dari kombinasi beban 3:

1,2 D + 1,6 H+ 0,8 W



Hasil perhitungan SAP 2000 v11 diperoleh

Defleksi arah sumbu kuat bahan, δ y=0 . 20mm

Defleksi arah sumbu lemah, δ x=0 . 18mm

Defleksi maksimum :

δmax = √δ x2 + δ

y2=√0 .202+0 . 182=0 .27mm

Defleksi yang diijinkan :

δ i=(1/200) l=(1 /200 ) x3600=18mm

δmax≤δi

0 ,27mm≤18mm ... memenuhi persyaratan!!!

Berarti, gording dengan ukuran 8/12 dapat digunakan

sebagai gording bawah karena aman terhadap kontrol

lendutan.

4. Perancangan Sambungan Baut Untuk Gording

a. Data kayu

Modulus Elastisitas Lentur, E = 13.000 N/mm2

Berat Jenis kayu, G = 0,71 N/mm3

b = 80,00 mm

tm = 100,00 mm

ts = 40,00 mm

Fem = 77,25Xg



Fes = 77,25xG

b. Data baut

Diameter baut, D = 12,70 mm

(jika lebar kayu 8 cm, minimal dipakai baut diameter 12,7 mm)

Fem = 54,95 mm

Fes = 54,95 mm

Fyb = 23,00 N/mm

Sudut antara garis kerja dengn serat kayu, θ = 0

, Faktor waktu = 0,8

Faktor tahanan sambungan, θz = 0,65

c. Perencanaan sambuangan baut: “Tahanan Lateral”

Mode Kelelehan :

Kϑ=1+(θ /3600 )=1

Im=Z=0 ,85 DtmFem

Kθ

=59,320 . 70N

I s=Z=0 ,83 Dt sFes

K θ

=46 . 339 ,94 Ndengan Re=Fem/Fes)=1

IIIm=Z=1 ,04k3 DtmFem

(1+2 Re )Kθ

k 3= (−1) + √ 2 .(1+Re)Re

+2. F yb .(2+Re ). D

2

3 .Fem .ts2

= 19.761,01N

IV=Z=( 1 ,04 D2

Kθ)√ 2 FemF yb

3(1+Re )=6 . 885 ,98 N

Z yang digunakan:

Zmin = 6.885,98 N

Syarat : Zu ≤ λ .φz .Cq .C Δ .Z

Faktor koreksi aksi kelompok



Dengan : Cg =

1n f∑i=1

nr

ai

ai = [ m (1−m2ni )(1+REA .mni) (1+m )− 1 + m2ni ] [ 1+REA

1 −m ]m= u− √u2− 1

u = 1 + γS2 ( 1

(EA )m+

1(EA ) s )

γ = 0 ,246 .D1,5 KN /mm

(EA)m = E.b.tm

(EA)m = 104.000.000,00 N

(EA)s = E.b.ts

(EA)s = 41.600.000,00 N = 11,13

nf = 2,00 REA = 0,40

nr = 1,00 u = 1,00

ni = 2,00 m = 1,00s = 60,00 ai = 3,12

Faktor koreksi geometric C Δ

Maka digunakan nilai :

a= 60 mm ≤ aopt = 4D = 50,80 mm

s= 60 mm ≤ aopt = 4D = 50,80 mm

Jadi C = 1,00

Z ' = Cg .C Δ .Z=10,754 . 01

Zu = λ .φz .Z '=3 . 580 ,71

Kontrol terhadap geser

Tahanan geser baut :

τ b =λ .φz . Z '

1 /4 .π . D2=

28,27MPa

Kontrol terhadap lentur

M = 20,931.96 N.mmA = 6.400,00 mm2

Tegangan (s) = (M.1/2.(h+2ts))/I


max

min

EA

EAR EA


(s) = 0.04 MPa

Gaya (F) = s.b.ts

Gaya = 125.59 N

Check = F<Ft dan F<Fc

125.59 N < Ft 140.800,00 N…….. memenuhi persyaratan!!!

125.59 N < Fc 172.800,00 N…….. memenuhi persyaratan!!!

Jumlah alat sambung

n = F / Zu

n = 0.04 ………………….. maka diperlukan 2 buah baut

Kekuatan tekan pelat

Φc = 0.85

Φs = 0.90

C = 0.80

k = 1.00 (Asumsi Sendi)

l = 0.80

Tampak atas Sambungan

Jarak antar baut = 4d

Jarak baut ke tepi sambungan = 7d

Panjang pelat sambungan

Dua atau lebih alat sambung (n)

L > 20.d + 8.d.n

d ((diameter baut) = 12,70 mm ( ½ inci )

Maka, L = 457.2 mm

Dipakai = 460 mm

Tahanan tekuk Kritis (Euler),

Pe = 21,559,312.72 Nαc = 165.13


α c =φs . Pe

φc . λ . A . Fc 'Pe =

π 2. Ew . A

(k . Lr)

2

C p =1 + α c

2.C−√( (1+αc )

2 .C )2

−(α c

C )


Cp = 1.00

Tahanan tekan kolom, P' = Cp . A . Fc'

P' = 172,589.95 < 172,800.00 (Fc) ……memenuhi persyaratan!!!

C. Perancangan Kuda-kuda

Gambar Kuda-Kuda

a) Pembebanan Kuda-kuda

Penetapan beban yang bekerja pada atap berdasarkan Pedoman

Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan gedung (SKBI –

1.3.53.1987):

a. Beban mati

1) Berat sendiri atap

Berat sendiri atap tergantung jenis penutup atap. Sedangkan

berat gording kayu tergantung dengan ukuran dan berat jenis

kayu.

2) Berat sendiri kuda-kuda

Direncanakan menggunakan profil siku ganda (double angle),

dengan asumsi awal:

Berat total = berat sendiri kuda-kuda + 10% (sambungan)

b. Beban langit-langit


Reng 50/ 50

Rabung keramik

Gording 80/ 120

Usuk 50/ 70

Papan Ruiter 30/ 160

Nok 100/ 200 Plat t=10

2L 6

0-60

-6

2L 6

0-60

-6

2L 6

0-60

-6

2L 6

0-60

-6

2L 6

0-60

-6

2L 6

0-60

-6

2L 6

0-60

-6

2L 60-60-62L 60-60-62L 60-60-62L 60-60-6 2L 60-60-6 2L 60-60-6 2L 60-60-6 2L 60-60-6

DETAI L A-A

DETAI L B-B

DETAI L C-C

DETAI L D-D DETAI L E-E


1) Langit-langit dari semen asbes (eternit atau bahan sejenis

dengan tebal maksimum 4 mm, memiliki berat 11 kg/m2

2) Penggantung langit-langit (dari kayu), dengan bentang

maksimum 5 m dan jarak s.k.s minimum 0,8 m, memiliki berat

7 kg/m2

c. Beban ikatan angin

1) Arah vertikal

Direncanakan menggunakan profil siku ganda (double angle),

dengan asumsi awal:

Berat total = berat sendiri kuda-kuda + 5% (sambungan)

2) Arah horizontal

Digunakan baja diameter 10 mm, dengan asumsi berat 1,00

kg/m (SII 0136-80)

b. Beban hidup

Diambil nilai terbesar antara beban hujan dan beban pekerja.

1) Beban air hujan

Beban terbagi merata per m2 bidang datar dari beban air

hujan sebesar (40-0,8α) kg/m2, dimana α adalah kemiringan

sudut atap dalam derajat, dengan ketentuan bahwa beban

tersebut tidak perlu diambil lebih besar dari 20 kg/m2 dan

tidak perlu ditinjau bila kemiringan atapnya adalah lebih besar

dari 500

2) Beban pekerja pada kuda-kuda

Beban pekerja pada kuda-kuda berupa beban orang

(terpusat) 100 kg atau 200 kg (kantilever), membebani pada

join kuda-kuda.

c. Beban angin

Rumus : P = V 2

16Kg /m2

dimana P = tekanan tiup (kg/m2)

V = kecepatan angin (m/detik)

d. Beban gempa



Beban gempa membebani join pada arah horisontal

Beban gempa ditinjau berdasarkan wilayah gempa dan jenis

tanah.

Didapat beban geser dasar berdasarkan berat di setiap joint.

Semua beban mati dianggap bekerja secara vertikal searah gravitasi,

untuk beban angin bekerja tegak lurus permukaan atap.

b) Kombinasi Pembebanan

Perhitungan beban menurut SNI Baja 03-1729-2002 beban

dikombinasikan sebagai berikut:

o1,4 D

o1,2 D + 1,6 L +0,5 (La atau H)

o1,2 D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0,8 W)

o1,2 D + 1,3 W + γL L + 0,5 (La atau H)

o1,2 D ± 1,0 E + γL L

o0,9 D ± (1,3 W atau 1,0 E)

Keterangan:

D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi

permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap,

tangga, dan peralatan layan tetap.

L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung,

termasuk pengaruh kejut, tetapi tidak termasuk beban

lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain.

La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan

oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan

biasa oleh orang dan benda bergerak.

H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan oleh

genangan air.

W adalah beban angin termasuk dengan memperhitungkan bentuk

aerodinamika bangunan dan peninjauan terhadap angin topan,

puyuh, dan tornado, bila diperlukan.



E adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-

1989, atau penggantinya.

dengan:

γL = 0,5 bila L < 5 kPa, dan γL = 1 bila L ≥ 5 kPa

Namun, karena tidak terdapat beban L, maka kombinasi beban yang

dikerjakan adalah:

o1,4 D

o1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

o1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

o1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

o1,2 D + 1,3 W + 0,5 H

o1,2 D ± 1,0 E

o0,9 D ± 1,3 W

o0,9 D ± 1,0 E

c) Analisis Pembebanan pada Struktur Kuda-kuda

Analisis dilakukan dengan mengambil salah satu Kuda-kuda dengan

bentang terpanjanng.

Data yang tersedia

Jarak antar KK (Lk) = 3,60 m

Jarak antar gording (Lg) = 1,275 m

Jarak antar joint (Lj) = 1,40 m

Berat Genteng keramik (Bas)

= 50,00 kg/m²

Berat kayu (Bk) = 6,83 kg/m

Beban langit-langit (Bl) = 18,00 kg/m²

Kemiringan atap (a) = 35,00 o

Kecepatan angin (V) = 50,00 km/jam



3) Kuda-kuda 1 (KK1)

a) Beban mati

Beban Penutup Atap

Dari Genteng Keramik (Termasuk Usuk dan Reng)

Qatap = 0,4 kN/m²

Beban Atap = Luas lingkup × Qatap

Titik Beban Luas Atap Atap

(Joint) (m²) (kg)

A 3,315 165,750

B 6,630 331,500

C 6,630 331,500

D 6,630 331,500

E 6,630 331,500

F 6,630 331,500

G 6,630 331,500

H 6,630 331,500

I 3,315 165,750

Beban Gording (Kayu Ukuran 8/12)

Q = 6,83 Kg/m2

Beban Gording = Luas Atap × Qgording

Titik Beban Luas Atap Gording

(Joint) (m²) (kg)

A 3,900 26,633

B 3,900 26,633

C 3,900 26,633

D 3,900 26,633

E 3,900 26,633

F 3,900 26,633

G 3,900 26,633

H 3,900 26,633

I 3,900 26,633



Beban Langit-Langit

Dari Eternit (Termasuk Rangka Usuk)

Q = 11 Kg/m2

Beban Penggantung Langit-Langit Dari Kayu

Q = 7 Kg/m2

Beban Langit-Langit = Luas Langit-langit × Qlangit

pnggantung

Titik Beban

LuasLangit - Langit Langit-Langit

(Joint) (m²) (kg)

A 2,730 49,140

I 2,730 98,280

J 5,460 98,280

K 5,460 98,280

L 5,460 98,280

M 5,460 98,280

N 5,460 98,280

O 5,460 98,280

P 5,460 49,140

Beban Instalasi kabel

Q = 5 Kg/m2

Beban Instalasi kabel = Luas lingkup × Qins.kabel

Titik Beban

LuasLangit - Langit Instalasi kabel

(Joint) (m²) (kg)

A 2,730 13,650

I 2,730 13,650

J 5,460 27,300

K 5,460 27,300

L 5,460 27,300

M 5,460 27,300



N 5,460 27,300

O 5,460 27,300

P 5,460 27,300

Berat Sendiri Kuda-Kuda

Digunakan Profil Siku Ganda BJ37 2L-60-60-6

Q = 5,420 Kg/m (Tabel Profil Baja)

Qprofill ganda = 10,840 kg/m

Titik Beban Panjang Profil Kuda-kuda

(Joint) (m²) (kg)

A 1,550 16.802

B 3,045 33.008

C 3.885 42.113

D 4.800 52.032

E 3.660 79.349

F 4.800 52.032

G 3.885 42.113

H 3.045 33.008

I 1.550 16.802

J 1.890 20.488

K 2.380 25.799

L 2.870 31.111

M 9.880 107.099

N 2.870 31.111

O 2.380 25.799

P 1.890 20.488

Berat Ikatan Angin

Digunakan baja diameter 10 mm, asumsi berat 1,00 kg/m

Q = 1,00 Kg/m

Beban Ikatan Angin = Panjang Horizontal antara kuda-kuda ×

Qikatan angin

Titik Ikatan Angin



Beban

(Joint) (kg)

A 8,800

E 17.600

I 8,800

Beban Mati Total Setelah mengalami penambahan berat berat alat

sambung sebesar 10% dari berat mati.

Titik Beban B.Mati Total Titik Beban B.Mati Total

(Joint) (kg) (Joint) (kg)

A 308,853 I 308,853

B 430,255 J 160,674

C 440,271 K 166,517

D 451,182 L 172,360

E 500,590 M 255,947

F 451,182 N 172,360

G 440,271 O 166,517

H 430,255 P 160,674

b) Beban Hidup

Digunakan beban terbesar dari macam pembebanan

Beban pada kantilever diambil 200 Kg

Beban pada joint diambil dari nilai

beban titik100 kg

beban hujan = Q × Luas atap

c) Beban Hujan

α = 350

Qhujan=40−(0,8×35 ° )= 12 ≤ 20 Kg/m2

Digunakan 12 kg/m2

Titik Beban Luas Atap Beban hujan



(Joint) (m²) (kg)

A 3,315 39,780

B 6,630 79,560

C 6,630 79,560

D 6,630 79,560

E 6,630 79,560

F 6,630 79,560

G 6,630 79,560

H 6,630 79,560

I 3,315 39,780

d)Beban Angin

α = 350

V = 50 km/jam = 13,88888889 m/detik

P = V 2

16Kg /m2

P = 13 ,888888892

16

P = 12 ,05633 Kg /m2

Arah angin tekan =( (0 ,02×35° )−0,4 )×12 ,05633= 3,616898

Kg/m2

Sin α = 0,573

Cos α = 0,819

Titik Beban

Luas Atap

Beban anginTekan Hisap

(kg) arah x arah z (kg) arah x arah z(Joint) (m²) (kg) (kg) (kg) (kg)

A 3,315 11.990 6.877 9.822 - - -

B 6,630 23.980 13.754 19.643 - - -

C 6,630 23.980 13.754 19.643 - - -

D 6,630 23.980 13.754 19.643 - - -

E 6,630 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191

F 6,630 - - - - 31.97 -18.339 -26.191



G 6,630 - - - - 31.97 -18.339 -26.191

H 6,630 - - - - 31.97 -18.339 -26.191

I 3,315 - - - - 15.99 -9.170 -13.096

Rekapitulasi analisis pembebanan ditampilkan pada halaman selanjutnya



Type Titik Beban

Luas Atap

LuasPanjang Gording

Panjang Profil

Beban matiB.Mati B.Mati

TotalLangit - langit Atap Gording Kuda-kuda Ins. Kabel Langit-

langitIkatan Angin

(m2) (m2) (m) (m) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg)

1

A 3.315 2.730 3.900 1.550 165.750 26.633 16.802 13.650 49.140 8.800 280.775 308.853

B 6.630 - 3.900 3.045 331.500 26.633 33.008 - - - 391.141 430.255

C 6.630 - 3.900 3.885 331.500 26.633 42.113 - - - 400.246 440.271

D 6.630 - 3.900 4.800 331.500 26.633 52.032 - - - 410.165 451.182

E 6.630 - 3.900 3.660 331.500 26.633 79.349 - - 17.600 455.082 500.590

F 6.630 - 3.900 4.800 331.500 26.633 52.032 - - - 410.165 451.182

G 6.630 - 3.900 3.885 331.500 26.633 42.113 - - - 400.246 440.271

H 6.630 - 3.900 3.045 331.500 26.633 33.008 - - - 391.141 430.255

I 3.315 2.730 3.900 1.550 165.750 26.633 16.802 13.650 49.140 8.800 280.775 308.853

J - 5.460 - 1.890 - - 20.488 27.300 98.280 - 146.068 160.674

K - 5.460 - 2.380 - - 25.799 27.300 98.280 - 151.379 166.517

L - 5.460 - 2.870 - - 31.111 27.300 98.280 - 156.691 172.360

M - 5.460 - 9.880 - - 107.099 27.300 98.280 - 232.679 255.947

N - 5.460 - 2.870 - - 31.111 27.300 98.280 - 156.691 172.360

O - 5.460 - 2.380 - - 25.799 27.300 98.280 - 151.379 166.517

P - 5.460 - 1.890 - - 20.488 27.300 98.280 - 146.068 160.674

Perancangan Bangunan Teknik Sipil (B) Program S1 Swadaya Jurusan Teknik Sipil & Lingkungan

I-35


Type Titik Beban

Luas Atap

LuasBeban Hujan

Beban Hidup

Beban Angin

Beban Gempa

Langit - langit Tekan arah x arah z hisap arah x arah z

(m2) (m2) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg)

1

A 3.315 2.730 39.780 200.000 11.990 6.877 9.822 - 15.99 -9.170 -13.096 10.810

B 6.630 - 79.560 100.000 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191 15.059

C 6.630 - 79.560 100.000 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191 15.409

D 6.630 - 79.560 100.000 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191 15.791

E 6.630 - 79.560 100.000 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191 17.521

F 6.630 - 79.560 100.000 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191 15.791

G 6.630 - 79.560 100.000 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191 15.409

H 6.630 - 79.560 100.000 23.980 13.754 19.643 - 31.97 -18.339 -26.191 15.059

I 3.315 2.730 39.780 200.000 11.990 6.877 9.822 - 15.99 -9.170 -13.096 10.810

J - 5.460 - - - - - - - - 5.624

K - 5.460 - - - - - - - - 5.828

L - 5.460 - - - - - - - - 6.033

M - 5.460 - - - - - - - - 8.958

N - 5.460 - - - - - - - - 6.033

O - 5.460 - - - - - - - - 5.828

P - 5.460 - - - - - - - - 5.624

Perancangan Bangunan Teknik Sipil (B) Program S1 Swadaya Jurusan Teknik Sipil & Lingkungan

I-36


d) Perancangan Batang Tekan

Tahap-tahap perancangan :

a. Asumsi profil yang digunakan adalah jenis profil siku ganda

dengan unkuran strandar yang ada di pasaran dengan ukuran

sama X0.X0.X

b. Dari profil tersebut didapatkan data profil tunggal dari Tabel baja

Profil (A, Ix, Iy, rx, ry)

c. Dihitung data profil gabungan (profil siku ganda)

Profil gabungan:

A=2×Atunggal

I x=2×I x (tunggal )

I y=2×I y ( tunggal )

r x=√ I xA

r y=√ I y

A

d. Analisis profil

Cheking kelangsingan elemen penampang

Mencari nilai λrdari elemen penampang(digunakan rumus dalam

SNI baja tabel 7.5-1 dan 7.5-2 p 30-31)

bt<λr

Cheking kelangsingan struktur tekan

k c

Lk

r<200

keterangan: Nilai kc didapat dari SNI baja gambar 7.5-1 (asumsi

sendi-sendi kc=1)

e. Daya dukung nominal komponen struktur tekan

λc=1π

Lk

r √ f y

E

Untuk nilai λc≤0 ,25 maka ω=1

Perancangan Bangunan Teknik Sipil (B) I-37Program S1 Swadaya Jurusan Teknik Sipil & Lingkungan


Untuk nilai 0 ,25≤ λc≤1,2maka ω= 1 ,43

1,6−0 ,67 λc

Untuk nilai λc≥1,2 maka ω=1 ,25 ( λc )2

Diambil nilai ωuntuk analisis selanjutnya

Nn=Ag

f y

ω

Nu≤φnNn

f. Dalam menentukan batang tekan maka diambil gaya tekan yang

terbesar diantara batang kuda-kuda dengan combo yang

ditinjau.

Perhitungan batang tekan

Nu Tekan = 54.619,73 N

Didapat dari perhitungan Combo 2 = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

Data :

No. Batang = 1

Panjang batang (Lk) = 3.600,00 mm

Mutu Baja = 41

Tegangan putus (Fu) = 410 MPa

Tegangan leley (fy) = 250 MPa

Dicoba profil = 2L-80-80-8

b = 80,00 mm

t = 8,00 mm

E = 200.000,00 MPa

Data profil tunggal

Ix = Iy = 723.000,00 mm4

ix = iy = 24.200,00 mm4

A = 1,230,00 mm2

e = 16,90 mm

h = 80,00 mm

n profil = 2,00 bh



Data profil gabungan

Jarak antar profil (t) = 16,00 mm

a = t + 2.e < h

= 41.2 mm

A gabungan = 2.460,00 mm2

Ix gabungan = 1.446.000,00 mm4

Iy gabungan = n.(Iy tunggal + A.(1/2.a)2)

= 2.489.925,60 mm4

rx = 24.24 mm2

ry = 31.81 mm2

r min = 24.24 mm2

Check kelangsingan elemen penampang

Syarat = b/t < αr

b/t = 80/8 = 10,00

αr = 15.81

Check = 10,00 < 15.81 ………. Memenuhi persyaratan !!!!

Check kelangsingan struktur penampang

Syarat = Kc.Lk/r min < 200

Note : Lk = Panjang Batang

Kc = 1,00 Ujung dianggap sendi - sendi

Kc.Lk = 1,00 × 3.600,00 mm = 3.600 mm

Kc.Lk/r min = 3.600,00 / 24.24 = 148.49

Check = 148.49 < 200 …. Memenuhi persyaratan !!!!

Daya dukung nominal komponen struktur tekan (Nn)

λc=1π

Lk

r √ f y

E


gabunganAgabunganIx

rx gabunganAgabunganIy

ry


λc=1π

3600 ,0024 ,24 √240

200000 = 1,671056

Untuk nilai λc≥1,2 maka ω=1 .25 λc2

ω= 3,4905

Maka daya dukung nominal :

Nn=Ag

f y

ω =54,619.73 NNu≤φnNn

54,619 .73 ≤0 ,85×210 .741 ,895

54 . 619 ,73≤149,762 .108 ... memenuhi persyaratan!!!

Kesimpulan : Dari perihitungan analisis batang tekan maka

profil 2L-80-80-8 aman digunakan

e) Perancangan Batang Tarik

Tahap-tahap perancangan :

a. Asumsi profil yang digunakan adalah jenis profil siku ganda

dengan unkuran strandar yang ada di pasaran dengan ukuran

sama X0.X0.X

b. Dari profil tersebut didapatkan data profil tunggal dari Tabel baja

Profil (A, Ix, Iy, rx, ry)

c. Dihitung data profil gabungan (profil siku ganda)

Profil gabungan:

A=2×Atunggal

I x=2×I x (tunggal )

I y=2×I y ( tunggal )


Syarat :λc ≤ 0 .25 maka ω= 1 . 00

0 .25≤ λc ≤ 1 .2 maka ω= 1 . 431 . 60− 0 .67 λc

λc ≥ 1.20 maka ω= 1 .25 λc2

Lihat SNI − 2002 hal 27 dari 183


r x=√ I xA

r y=√ I y

A

d. Analisis profil :

Check kelangsingan struktur tarik

k c

Lk

r<240

(batang primer)

k c

Lk

r<300

(batang sekunder)

Keterangan:

Nilai Kc didapat pata SNI baja gambar 7.5-1 (Asumsi sendi-

sendi Kc=1)

e. Daya dukung nominal komponen struktur tekan

Diambil nilai terendah dari:

θ.Nn= 0.9.Ag.fy,

θ.Nn= 0.75.An.U.fu

f. Dalam menentukan batang tarik maka diambil gaya tarik yang

terbesar diantara batang kuda-kuda dengan combo yang

ditinjau.

Perhitungan batang tarik

Nu Tarik = 55.353,80 N

Didapat dari perhitungan Combo 2 = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

Data :

No. Batang = 2


Mutu Baja = 41




Tegangan leley (fy) = 250 MPa


b = 80,00 mm

t = 8,00 mm

E = 200.000,00 MPa

Data profil tunggal

Ix = Iy = 723.000,00 mm4

ix = iy = 24.200,00 mm4

A = 1.230,00 mm2

e = 12,60 mm

h = 80,00 mm

n profil = 2,00 bh



a = t + 2.e < h

= 41,2 mm


Ix gabungan =1.446.000,0

0mm4


=2.489.925,6

0mm4

rx = 24,24 mm2

ry = 31,81 mm2

r min = 24,24 mm2

Check kelangsingan elemen penampang

Syarat = b/t < αr


gabunganAgabunganIx

rx gabunganAgabunganIy

ry


b/t = 80/8 = 10,00

αr = 15,81

Check = 10,00 < 15,81 ………. Memenuhi persyaratan !!!!

Check kelangsingan struktur penampang

Syarat = Kc.Lk/r min < 200 (diasumsikan batang primer)

Note : Lk = Panjang Batang

Kc = 1,00 Ujung dianggap sendi - sendi

Kc.Lk = 1,00 × 3.600,00 mm = 3.600,00 mm

Kc.Lk/r min = 3.600,00 / 24,24= 148,49

Check = 148,49 < 200 …. Memenuhi persyaratan !!!!

Daya dukung nominal komponen struktur tekan (Nn)

Check terhadap tegangan leleh (fy) dan tegangan putus (fu)

q.Nn > Nu

q.(Ag.fy) > Nu

q = 0.9 (Tabel 4.2 SNI Baja 2002)

Nu = 55.353,80

q.(Ag.fy) =553,500.00

N

q = 0.75 (Tabel 4.2 SNI Baja 2002)

q.(Ag.fu) =756,450.00

N

Diambila q.Nn terkecil =553.500.00

N

Check = 553.500,00 > 55.353,80 ….Memenuhi persyaratan !!!!

f) Analisis Kekuatan Baut

Data :

Tegangan leleh, fyb = 240 Mpa

Tegangan putus, fub = 370 MPa

Tebal pelat buhul, tp = 10 mm

Diameter baut, db = 19 mm

Digunakan profil 2L = 80.80.8 Tp = 6 mm

Ab = 283.3 m



9 m2

ff = 0,75

r1 = 0,5

Kuat geser rencana 1 baut

V d=Φf×V n

=Φf×r1×fub×Ab

V n=0,5×370×283 ,39 = 52426,225 N

V d=0 ,75×52426 ,225= 39319,669 N

Kuat Tarik rencana 1 baut

T d=Φf×T n

=Φf×0 ,75×fub×Ab

T n=0 ,75×370×283 ,39 = 78640,725 N

Td=0 ,75×78640 ,725 = 58980,544 N

Kuat Tumpu baut pada plat buhul

Rd=Φf×Rn

=2,4×Φf×db×t p×f u

Rn=19×10×370 = 70300,00 N

Rd=2,4×0 ,75×70300 = 126540,00 N

Kuat Tumpu baut pada tebal profil

Rd=Φf×Rn

=2,4×Φf×db×t p×f u

Rn=19×(6×2)×370= 84360,00 N

Rd=2,4×0 ,75×84360 ,00 = 151848,00 N

diambil nilai terkecil dari kekuatan baut = 39319,669 N

Perhitungan kebutuhan baut akan dijabarkan dalam tabel berikut ini.



Joint batangNu Kuat baut Kebutuhan

bautBaut

dipasang(N) (N)A 1 54619,73 39319,669 1,38912 2

2 55353,80 39319,669 1,407789 2B 1&4 101739,7 39319,669 2,587501 3

5 7631,49 39319,669 0,194088 23 0 39319,669 0 2

C 4&8 86631,65 39319,669 2,203265 39 10909,18 39319,669 0,277448 27 6335,94 39319,669 0,161139 2

D 8&12 71302,07 39319,669 1,813394 213 14963,85 39319,669 0,380569 211 10905,49 39319,669 0,277355 2

E 12 31790,37 39319,669 0,808511 215 29228,78 39319,669 0,743363 216 31790,37 39319,669 0,808511 2

J 2&6 110707,6 39319,669 2,815578 33 1890,81 39319,669 0,048088 2

K 6&10 104455,6 39319,669 2,656575 37 6335,94 39319,669 0,161139 25 7631,49 39319,669 0,194088 2

L 10&14 91862,85 39319,669 2,336308 311 10905,49 39319,669 0,277355 29 10909,18 39319,669 0,277448 2

M 14&18 85139,29 39319,669 2,16531 315 29228,78 39319,669 0,743363 213 14963,85 39319,669 0,380569 2

g) Perencanaan Pelat Buhul

Tahap perencanaan:

a. Mengasumsikan tebal pelat buhul (b), fy =

Pb∗h

b. Meninjau salah satu join kuda-kuda dengan gaya geser

(horisontal dan vertikal) yang terbesar

c. Untuk sambungan baut dichek σ l dari tegangan lentur dan

Geser.

σ l=√σ l2+3 τ

f 2 < f y



Checking Tegangan Lentur

σ l=M . yInetto

dengan M = V * e

V = gaya batang terbesar pada buhul

e = eksentrisitas

I pelat=112

×t×l3

I baut=112×t× (d+1 )3

I netto=I pelat−4×I bruto

Apelat=l×t

Abaut =(d+1 )× tAnetto=A pelat−4×Abaut

Checking Tegangan Geser

τ f=DAn

D = Total gaya vertikal dalam satu buhul.

Jarak antar baut (spasi)

spasi, s ≥ 3db

≥ 3 x 19

≥ 57 mm

digunakan s = 60 mm

Jarak tepi:

jarak tepi ≥ 1,5db

≥ 1,5 x 19

≥ 28,5 mm

digunakan s = 30 mm

Dari perhitungan SAP 2000 versi 11 didapat gaya aksial maksimum



Nu = 5535,380264 Kg = 55353,80264 N

; maka didapat h ; = 19,22 mm

Digunakan h = 200 mm

Dari perhitungan SAP 2000 versi 11 didapat gaya aksial maksimum

Vu = 3132,235738 Kg = 31322,35738 N

h) Perencanaan Pelat Kopel

Tahap perencanaan:

a. Analisis profil yang dipakai:

• dimensi

• data profil gabungan: A, Ix, Iy, rx, ry

b. Menentukan Tebal Pelat Kopel (tk)

Jarak antar pusat titik berat (a) tinggi profil (h)

c. Menentukan jarak antar pelat kopel (L1)

Profil gabungan efektif apabila

d. Menentukan jumlah medan pelat kopel

n= panjang ba tan gL1

Checking syarat :

e. Menentukan tinggi pelat kopel (h)

Batang ditinjau batang 1

Nu Maks. = 54,619.73 N

PERENCANAAN BATANG TEKAN


h=55353 ,8026240×12fy= Pmax

b∗h

t k+2e≤h

λ iy=λx √λ y2+

m2×λ

12

λ1=L1

imin profil

λ=L1

imin

λx > 1,2 λλ iy > 1,2 λ

112×t×h3

a≥10

I 1

L1

I p

a≥10

I1

L1


Data


Mutu Baja = 41


Tegangan leles (fy) = 250 MPa


b = 80,00 mm

t = 6,00 mm

E = 200.000,00 MPa

Data profil tunggal

Ix = Iy = 723.000,00 mm4

ix = iy = 24.200,00 mm4

Ih = 94.300,00 mm4

A = 1.230,00 mm2

e = 12,60 mm

h = 80,00 mm

n profil = 2,00 bh



a = t + 2.e < h

= 41,2 mm < 80,00


Ix gabungan = 1.456.000,00 mm4


= 2.489.925,60 mm4

rx = 24,24 mm2

ry = 31,81 mm2

r min = 24,24 mm2

Merencanakan jarak antar profil

Jarak antar pusat titik berat (a) ≤tinggi profil (h)

Rumus = + 2e < hDicoba jarak antar profil 1 cm () Check = + 2e = 41,20 mm < 80,00 mmJadi jarak yang dipergunakan antar profil 1,00 cm


h

b

x


Gambar Pelat Buhul

Menentukan jarak antar pelat kopel

Rumus :

y = 113,16x = 148,49Efektif bila iy = xm = 2,00 Jumlah batang siku - siku

yang disambungkan dengan plat kopelDiambil = 35,33

L1 = 856,57 mm

Menentukan jumlah medan / lapangan

N = Lk / L1

N = 4,20Maka diambil = 5,00 bh

L1 yang dipergunakan = 720 mm = 720 mmCheck syarat :

1 < 50 = 35.43 < 50.00 .....OKE

x > 1.2 1 = 148,49 > 42.40 .....OKE

iy > 1.2 1 = 148,49 >42..4

0 .....OKE

Penentuan tinggi Pelat

Digunakan :


1

10LI

aIp

y

kyy r

L

x

kx

rL

x 21

2

2

myiy

minrL1

1


Tebal Plat = 16,00 mm

Ip = 16,00 h3 >272.142,2

4h = 25,72 mmDigunakan h plat = 51,00 mmGaya lintang (Du) = 0.02 x Nu

= 1.092,39 NS = A (0.5x + e) x = 12 mm

= 25.338,00 mm3

Gaya geser tiap satuan panjang :

= (Du.s)/Iy gabungan

= 11,12 N/mmGaya yang didukung plat kopel

V = .L1

= 8,003.38 NMomen yang terjadi

M =704.337,2

5 N.mmDicoba jumlah baut (n) = 4.00 bhDiameter = 12.7 mm = ½ inciMutu baja = 41.00Kekuatan 1 bh baut = 44,052.62 N

Gaya yang bekerja pada bautAkibat geser = 2,000.96 NAkibat moment = 6.932,45 NK = 7.215.45 N

< 44,052.62 N …… oke

i) Perencanaan Perletakan

Tahap perencanaan:

a. Kontrol Terhadap Kuat Tekan Beton

b. Perancangan Tebal Plat Tumpu

Perhitungan momen dilakukan tiap 1 cm lebar pelat .

dimana:


q=Rv

A≤f c '

M=σ .b .12h .

14h


b = 1 cm

h = lebar pelat

Maka:

σ ijin=MS

σ ijin = fy dari jenis bajanya

b = 1 cm

t = tebal pelat

c. Perancangan Kedalaman Angkur

Kedalaman angkur, L :

L=

d Ang ker x fy

4 √ fc 'Keterangan

dAngker : diameter batang

fy : tegangan leleh batang angkur

fC’ : kuat tekan beton

Perhitungan Perletakan

Hasil analisis SAP 2000 V.11 didapat reaksi tumpuan :

1. Sendi

- Reaksi vertikal = 43,435.51 N No. Joint A

- Reaksi horisontal (H) = 1,721.92 N

2. Rol

- Reaksi vertikal = 42,977.67 N No. Joint I

Reaksi vertikal maks = 43,435.51 N

Data :

Ukuran Plat Kopel = 200 mm x 200 mm

b = 200 mm

h = 200 mm

A Plat = 40.000,00 mm²

Angkur (d) = 19,10 mm

A brutto baut = 286,52 mm²

Bj. Angkur = 37,00


S=16

.b. t2


Fu = 410 MPa dan fy = 250 MPa

Beton mutu fc' = 35 MPa

Kontrol terhadap kuat tekan beton

σ = F/A

σ = 1,09 N/mm2 < fc' = 35 N/mm² …… memenuhi persyratan

Perancangan tebal pelat tumpu

Ditinjau reaksi pada tumpuan tiap 1 cm (b plat) arah lebar plat

M = σ x 10 x 0.5h x 0.25h

= 54.294,39 N.mm

modulus tampang

W = 1/6 x b plat x t2

= 1,67 t2

σ ijin = M / W

t2 = 130,31mm

t = 11,42 mm

Digunakan t = 15,00 mm

Menentukan jumlah angkur

A Perlu angker = H / V geser

V geser = Ø×r1×Fu×Abrutto baut

Ø = 0,75 Lihat SNI - 2002 hal 100 dari 183

r1 = 0,50 baut tanpa ulir pada bidang geser

r1 = 0,40 baut dengan ulir pada bidang geser

r1 diambil = 0.50

maka V geser = 44.052,62 N/mm²

A Perlu angker = 0,04 mm²

Jumlah Angker = A perlu angker / A brutto baut

= 0,00014 buah

maka diambil = 2,00 buah



Menentukan kedalaman angkur

L = 201,78 mm dibagi 2, karena pemasangan kiri dan kanan

L pembulatan = 210,00 mm = 21,00 cm


L=d angker x fy

√4 . fc '

BAB I ATAP-KEL 3

Documents

Transcript of BAB I ATAP-KEL 3