BAJA teknik sipil

55
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Rangka Kuda-kuda Direncanakan : Panjang bentang kuda-kuda = 12 m Sudut kemiringan atap = 30 o Penutup atap = Genteng seng metal Berat atap = 2,73 kg/m 2 (merk Sakura Roof) Jarak antar kuda-kuda =3, 0 m Plafond + penggantung = 1,0 kg/m 2 Mutu baja yang digunakan = Bj 37 Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm 2 Modulus elastisitas baja = 2,1 x 10 6 kg/cm 2

description

rancangan gedung baja atap, baja ringan, baja profil, rangka atap.

Transcript of BAJA teknik sipil

Page 1: BAJA teknik sipil

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Rangka Kuda-kuda

Direncanakan :

Panjang bentang kuda-kuda = 12 m

Sudut kemiringan atap = 30o

Penutup atap = Genteng seng metal

Berat atap = 2,73 kg/m2 (merk Sakura Roof)

Jarak antar kuda-kuda =3, 0 m

Plafond + penggantung = 1,0 kg/m2

Mutu baja yang digunakan = Bj 37

Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2

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

Tegangan dasar izin (G) =1600 kg/m2 =160 Mpa

Tegangan leleh (fy) = 2400 kg/m2 =240 Mpa

1.2 Peraturan yang Digunakan

Page 2: BAJA teknik sipil

Perhitungan muatan didasarkan pada Peraturan Perencaaan Bangunan Baja

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

– 1983).

1.3 Penempatan Beban

1.3.1 Beban Mati

Beban mati dapat dibagi 2 bagian yaitu :

1. Muatan yang diakibatkan oleh berat sendiri. Yaitu atap, gording dan

kuda-kuda, muatan ini dianggap bekerja pada titik buhul bagian atas.

2. Muatan yang diakibatkan oleh berat plafond, dianggap bekerja pada

titik buhul bagian bawah.

1.3.2 Beban Hidup

Beban hidup yang diakibatkan oleh pekerja dengan peralatannya atau berat

air hujan yang bekerja pada konstruksi kuda-kuda. Berat pekerja minimum

sebesar 100 kg dan beserta air hujan adalah (40 – 0,8 α) kg/m², dimana α adalah

kemiringan atap.

1.3.3 Beban Angin

Angin tekan dan angin hisap yang bekerja dianggap bekerja pada tiap titik

buhul bagian atas dan arahnya tegak lurus bidang atap.

Untuk konstruksi gedung tertutup dengan α < 65º maka :

Koefisien angin tekan = (0,02 α – 0,4) dan

Koefisien angin isap = - 0,4

1.4 Ketentuan Mengenai Tegangan Baja

Jenis baja yang digunakan Bj 37 dengan tegangan leleh (σ1) adalah 2400

kg/cm2 dan tegangan dasar izin adalah 1600 kg/cm2. Modulus Elastisitas baja (E)

adalah 2,10 x 106 kg/cm2 (PPBBI 1983) .

Page 3: BAJA teknik sipil

1.5 Ketentuan Mengenai 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).

1.6 Perhitungan panjang batang

1. Tinggi kuda kuda

V2 = (b1+b2) x (tan α )

= 3+3 (tan 30o)

= 3,46 m

2. Batang horizontal

B1 = B2 = B3 = B4 = 3 m

3. Batang atas

A1 =A2 =A3 =A3 =

3. Batang vertikal

V1 = V3 = B1 x tan α = 3 x tan 30o = 1,73 m

4. Batang diagonal

D1 = D2 =

Tabel 1.1 Panjang Batang Kuda-kuda :

Nama Batang Panjang Batang (m)A1

A2

A3

A4

2,292,292,292,29

B1

B2

B3

B4

1,901,901,901,90

D1

D2

2,292,29

Page 4: BAJA teknik sipil

V1

V2

V3

1,282,561,28

BAB II

PERENCANAAN GORDING

Direncanakan:

Jarak antar kuda-kuda = 3,0 m

Jarak antar gording = 1,0 m

Jenis atap = Genteng seng metal

Berat atap = 2,73 kg/m2 (merk Sakura Roof)

Mutu baja = Bj 37

Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2

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

Profil baja rencana : LLC 100 x 50 x 20 x 1,6

Dari tabel baja, diperoleh data profil :

Ix = 58,4 cm4 Iy = 14,0 cm4

Wx = 11,7 cm3 Wy = 4,47 cm3

F = 3,672 cm2 q = 2, 88 kg/m

Rumus yang digunakan :

Beban terpusat

Bidang momen : M = ¼ PL

Bidang geser : D = ½ P

Lendutan : f =

Beban terbagi rata

Page 5: BAJA teknik sipil

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 25 x 50 x 20 x 1,6) = 2,88 kg/m

Berat atap = berat atap x jarak gording

= 2,73 x 1,0 = 2,73 kg/m+

q = 5,61 kg/m

qx = q cos α = 4,86 kg/m

qy = q sin α = 2,81 kg/m

Mx = 1/8 qx L2 2 =5,47 kgm

My = 1/8 qy L2 = 3,16 kgm

Dx = ½ qx L =7,29 kg

Dy = ½ qy L = 4,21kg

Lendutan yang timbul :

fx = =

34°

yb

hx

qx

qy

q

Page 6: BAJA teknik sipil

fy = =

2.1.2 Beban Hidup

a. Beban Terpusat ( P = 100 kg)

Px = P cos α = 86,60 kg

Py = P sin α = 50 kg

Mx = ¼ PxL = 64,95 kgm

My = ¼ PyL = 37,5 kgm

Dx = ½ Px = 43,30 kg

Dy = ½ Py = 25 kg

Lendutan yang timbul :

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 1,0 = 16 kg/m

qx = q cos α =13,86 kg/m

qy = q sin α = 8 kg/m

Mx= 1/8 qx L2 = 15,59 kgm

My= 1/8 qy L2 = 9 kgm

Dx = ½ qx L = 20,78 kg

Dy = ½ qy L = 12 kg

Lendutan yang timbul :

Page 7: BAJA teknik sipil

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)

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 1,0

= 8 kg/m

qy = 0

Mx = 1/8 qxL2 = 1/8( 8) (3)2 = 9 kgm

My = 0

Dx = ½ qx L = ½ (8) (3) = 12 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

Page 8: BAJA teknik sipil

= - 0,4 x 40 x 1,0

= - 16 kg/m

qy = 0

Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (-16) (3)2 = 18kgm (-)

My = 0

Dx = ½ qx L = ½ (-18) (3) = 27kg (-)

Dy = 0

Lendutan yang timbul

fx = =

fy = 0

Tabel 2.1 Momen dan bidang geser akibat variasi dan kombinasi beban

Momen dan

Gaya Geser

Beban Mati

Beban Hidup

Beban Angin tekan

Kombinasi Beban

Primer Sekunder

(1) (2) (3) (4) (2) + (3) (2)+(3)+(4)Mx (kg.m)My (kg.m)

Dx (kg)Dy (kg)

5,473,167,294,21

64,9537,543,30

25

90

120

70,4240,6650,5929,21

79,4240,6662,5929,21

2.2 Kontrol Kekuatan Gording

2.2.1 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan

σlt ytb = < = 1600 kg/cm2 (beban primer)

σlt ytb = < 5/4 x 1600 kg/cm2 = 2000 kg/cm2 (beban sekunder)

1. Pembebanan primer

σlt ytb = = = = 1511,382 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2

Page 9: BAJA teknik sipil

............ (aman)

2. Pembebanan sekunder

σlt ytb = = = = 1588,305 kg/cm2 < = 2000 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)

τ ytb < τ = 928 kg/cm2 (beban primer)

τ ytb < 5/4 x 928 = 1160 kg/cm2 (beban sekunder)

Profil LLC 100 x 50 x 20 x 3,2

A = 100 mm = 10cm

B = 50 mm = 5 cm

C = 20 mm = 2 cm

t = 16 mm = 0,16 cm

Cx = 0 cm

Cy = 1,87 cm

Tegangan Geser Maksimum

a. Terhadap sumbu x – x

F1 = 0,8 cm2

F2 = 0,75 cm2

F3 = 0,32 cm2

y1 = 2,5 cm

y2 = 4,02 cm

y3 = 4 cm

Page 10: BAJA teknik sipil

Sx = 6,96 cm3

bx = 0, 16 cm

b. Terhadap sumbu y – y

F1 = = 1,6 cm2

F2 = 0,27 cm2

x1 = 1,79 cm

x2 = x3 = 0,86 cm

Sy = 3,33 cm3

by = 0,32 cm

Beban Primer

τytb = +

= = 59,43 kg/cm2 < = 928 kg/cm2

............ (aman)

Beban Sekunder

τytb = +

= = 68,37 kg/cm2 <

= 1160 kg/cm2 ............ (aman)

2.2.3 Kontrol kekuatan gording terhadap lendutan

Batas lendutan maksimum arah vertikal untuk gording batang tunggal menerus

menurut PPBBI – 1983, Bab 15 adalah :

fmaks = = = 1,67 cm

Page 11: BAJA teknik sipil

Lendutan yang timbul terhadap sb. x – x

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

= 0,042 + 0,397 + 0,069

= 0,508 cm

Lendutan yang timbul terhadap sb. y – y

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

= 0,101 + 1,957 + 0

= 1,057 cm

Total lendutan yang dialami gording :

fytb = = =1,173 cm

< 1,67 cm ........... (aman)

Gording dengan profil LLC 100 x 50 x 20 x 1,6 dapat digunakan.

Page 12: BAJA teknik sipil

BAB III

PERHITUNGAN PEMBEBANAN

3.1 Beban Mati

3.1.1. Berat Rangka Kuda-kuda

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

q = (L – 2) s/d (L + 5)

= (12 – 2) s/d (12 + 5)

= 10 kg/m2 s/d 17, kg/m2

Diambil 17 kg/m2

Pelimpahan ke titik buhul :

=

= 44,12 kg

Bracing / ikatan angin

Diambil 25% dari berat sendiri kuda-kuda (PPBBI 1983)

P = 25 % x 44,12 = 11,03 kg

3.1.2 Berat Penutup Atap + Berat Gording

Penutup atap = Genteng seng metal (2,73 kg/m2)

Gording = 2,88 kg/m

Jarak gording = 1,0 m

P1 = Berat penutup atap = 2,73 x jarak kuda-kuda x jarak gording

= 2,73 x 3,0 x 1, 0 = 8,19 kg

P2 = Berat gording = 2,88 x jarak kuda-kuda

= 2,88 x 3,0 = 8,64 kg

Page 13: BAJA teknik sipil

P = P1 + P2 = 8,19 + 8,64 = 16,83 kg

Batang A – F

∑MF = 0

RA2 =

= 28,02 kg

∑V = 0

RG = 3p -Rf

=3(16,83)-28,02

=22,47 kg

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

Titik A = B → RA = 38,14 kg

Titik F = H → Rp = 57, 2 kg

Titik G → RG = 44,95 kg

3.1.3. Berat Plafond + Penggantung

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

Titik A = B = ½ B1 x 3,0 x 18

= ½ (3) x 3 x 18

= 81 kg

Titik C = E = ½ (B1 + B2) x 3,0 x 18

= ½ (3 + 3) x 3,0 x 18

= 162 kg

Titik D = ½ (B2 + B3) x 3,0 x 18

= ½ (3 + 3) x 3,0 x 18

= 162 kg

Page 14: BAJA teknik sipil

3.2 Beban Hidup

3.2.1 Beban orang/pekerja

PPI-1983 menegaskan bahwa pada tiap titik buhul bagian atas perlu

ditambah beban sebesar 100 kg yang diakibatkan oleh seorang pekerja dan

peralatannya. Tetapi pada kantilever ditambah beban sebesar 200 kg. Demikian

juga pada titik buhul bagian bawah ditambah 100 kg sebagai akibat dari

pemasangan instalasi listrik. Penyambungan titik buhul dan keduanya merupakan

bagian dari beban hidup.

3.2.2 Beban air hujan

Menurut PPI-1983, beban air hujan yang bekerja pada titik buhul bagian

atas dapat dicari dengan menggunakan rumus :

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

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

= (½ (3,46) + 1,0) x 3,0 x 16

= 131, 04 kg

Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 3,0 x 16

= ½ (3,46 + 3,46) x 3,0 x 16

= 166, 08 kg

Titik G = ½ (A2 + A3) x 3,0 x 16

= ½ (3,46 + 3,46) x 3,0 x 16

= 166, 08 kg g

3.3 Beban angin

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

3.3.1 Angin tekanKoef. 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 (3,46) + 1,0) x 3,0 x 0,2 x 40

Page 15: BAJA teknik sipil

= 65, 52 kg

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

= ½ (3,46 + 3,46) x 3,0 x 0,2 x 40

= 83,04 kg

Titik G = ½ (A2 + A3) x 3,0x 0,2 x 40

= ½ (3,46 x 3,0 x 0,2 x 40

=41,52 kg

3.3.2 Angin hisap

Koef. Angin hisap = - 0,4

Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 30 x (-0,4) x 40

= (½ (3,46) +10) x 3,0x (-0,4) x 40

= 131,04 kg (-)

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

= ½ 3,46 + 3,46) x 3,0 x (-0,4) x 40

= 166,08 kg (-)

Titik G = ½ (A2) x3,0 x (-0,4) x 40

= ½ (3,46 x 3,0 x (-0,4) x 40

=83,04 kg (-)

Tabel 3. 1 Pembebanan

Titik Buhul

Beban Mati (Kg) Beban Hidup (Kg)

Jumlah (Kg)

Pembulatan (Kg)Berat

Sendiri

Berat Penutup Atap +

Gording

Berat Plafond +

Penggantung

Hujan Orang /Pekerja

(Kg / m) (Kg)

A 17 38,14 81 131,04 100 267,18 267B 17 38,14 81 131,04 100 267,18 267C 17 - 162 - 100 279 279D 17 - 162 - 100 279 279E 17 - 162 - 100 279 279F 17 37, 2 - 166, 08 100 223,28 233G 17 44,95 - 166, 08 100 211,03 211H 17 57, 2 - 166, 08 100 223,28 223

Page 16: BAJA teknik sipil
Page 17: BAJA teknik sipil

Tabel 3.2 Kombinasi Muatan

BATANG PANJANG (m)

BEBAN TETAP (Kg)

BEBAN ANGIN (Kg) BEBAN HIDUP (Kg)

GAYA MAKSIMUM

(Kg)

GAYA DESAIN

(Kg)

BEBAN ANGIN

BEBAN ANGIN

SEKUNDER I

SEKUNDER II

TEKAN KIRI -

TEKAN KANAN -

HISAP KANAN HISAP KIRI

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

B1 3 1269,9 190,05 -328,557 1.724,717 1.127,614 1.724,717

1.724,717B2 3 1269,9 190,05 -328,557 1.724,717 1.127,614 1.724,717B3 3 1269,9 33,823 -94,641 1.489,995 1.361,531 1.489,995B4 3 1269,9 33,823 -94,641 1.489,995 1.361,531 1.489,995V1 1,73 279 0,000 0,000 257,000 257,000 257,000 257,000V2 3,46 781 27,423 27,965 922,423 922,965 922,423 922,423V3 1,73 279 0,000 0,000 257,000 257,000 257,000 257,000D1 3,46 -495,05 -165,317 166,050 -736,262 -404,895 -736,262 -736,262D2 3,46 -495,05 116,235 -116,142 -454,710 -687,087 -454,710A1 3,46 -1473,31 42,196 60,536 -1.713,593 -1.695,253 -1.713,593

-1.713,593

A2 3,46 -978,26 85,825 -1,887 -1.099,020 -1.186,732 -1.186,732A3 3,46 -978,26 -2,365 86,293 -1.187,210 -1.098,552 -1.098,552A4 3,46 -1473,31 60,792 42,634 -1.694,998 -1.713,156 -1.694,998

Page 18: BAJA teknik sipil

BAB IV

PENDIMENSIAN BATANG

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

kaki (┘└).

4.1 Ketentuan dan Rumus yang digunakan

4.1.1 Batang Tarik

Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)

Fn =

Fbr =

Kontrol tegangan

σytb = ≤

Kelangsingan batang tarik

x = (konstruksi aman)

i =

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 =

Page 19: BAJA teknik sipil

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

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

Page 20: BAJA teknik sipil

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 Perhitungan Batang Tekan

a. Batang A1, A2, A3, dan A4

Gaya design Pmaks = 1401,45 kg (tekan)

Lk = L = 346 m = 346 cm

max = 140 →Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )

iη = imin = = = 2,47 cm

Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 80.80.8

Dari tabel baja diperoleh data :

Ix = Iy = 472 cm4 iη = 2,54 cm

F = 30,0 cm2 Iη = 194 cm4

Fn = 27,2 cm2 w = 9,19 cm

ix = iy = 3,97 cm e = 3,64 cm

b =13 cm

Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,6 cm

Kontrol

Page 21: BAJA teknik sipil

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

> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)

Jarak Plat Kopel

Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 2,54 = 127 cm

Jumlah Lapangan, lapangan

<50 ...................... (aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [472 + 30 (3,64 + )2] =1851,93 cm4

<140........

(aman)

Syarat :

1,2 λ1 = 1,2 x 34,06= 40,87

λx ≥ 1,2 λ1 →87,15 > 40,87 ..............................................................(aman)

λiy ≥ 1,2 λ1 →70,94 > 40,87 ................................................................(aman)

Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :

Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 87,15

Dari tabel 3 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :

λx = 87,15diperoleh ω = 1,75 (interpolasi)

Kontrol tegangan :

,70,94)06,34(22)23,62()(

2)( 222

12 m

yiy

Page 22: BAJA teknik sipil

< = 1600 kg/cm2

Perhitungan Plat Kopel

Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (13 + (½ x 0,5)) = 26,5 cm

Jarak antar plat kopel = 86,5 cm

Tebal plat kopel direncanakan =1,5 cm

Direncanakan baut = Ø 5/8" = 1,58 cm

h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1,58) = 9,48 diambil h = 10 cm

Jarak baut :

1,5d = 1,5 x 1,58 = 2,37 ≈ 2,5 cm

3d = 3 x 1,58 = 4,74 ≈ 5 cm

baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2

D = 0,02 P = 0,02 x 1401,45 = 28,029 kg

M1 = M2

D.L1 = T1(2e + )

T1 = T2 = 311,63 kg

Jarak antar baut :

C = 2 w + = 2(9,19) + 0,5 = 18,88 cm

Momen :

M = T x ½ C = 311,63x ½ (18,88) = 2941,79 kg.cm

Kontrol tegangan :

W = 1/6 t h2 = 1/6 (1,5) (10)2 = 25 cm3

< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)

ytb = 127,739 kg/cm2 < 0,58. = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2

...….........(Aman)

Page 23: BAJA teknik sipil

Gaya yang bekerja pada baut

arah vertikal

arah horizontal

Kontrol kekuatan plat kopel (blom dekna buat)

Kontrol kekuatan baut :

Terhadap geser

= 0,6 → PPBBI 1983

Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran

= ¼ x 1,582 x 1 x 0,6 x 1600

Pgsr = 1882,241 kg > R = 1479,13 kg ......................(Aman)

Terhadap tumpuan

tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 hal 68tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)

Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat

= 1,58 x 1,5 x 1,2 x 1600

Ptu = 4550,4 kg > R = 1479,13 kg ………………(Aman)

Jadi ukuran plat kopel b = 16,6 cm, h = 10 cm, t = 0,6 cm cukup aman

untuk digunakan.

Page 24: BAJA teknik sipil

b. Batang Diagonal D1 dan D2

Gaya design P = 591,06 kg (tekan)

Lk = L = 346 m = 346cm

max = 140 → Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )

iη = imin = = = 2,47 cm

Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 130.130.12

Dari tabel baja diperoleh data :

Ix = Iy = 472 cm4 iη = 2,54 cm

F = 30,0 cm2 Iη = 194 cm4

Fn = 27,2 cm2 w = 9,19 cm

ix = iy = 3,97 cm e = 3,64 cm

b =13 cm

Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,6 cm

Kontrol

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

> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)

Jarak Plat Kopel

Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 2,54 = 127 cm

Jumlah Lapangan, lapangan

Page 25: BAJA teknik sipil

<50 ...................... (aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [472 + 30 (2,64 + )2] = 1851,93 cm4

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

Syarat :

1,2 λ1 = 1,2 x 34,06 = 40,87

λx ≥ 1,2 λ1 →87,15 > 40,87..............................................................(aman)

λiy ≥ 1,2 λ1 →70,94 > 40,87 ................................................................(aman)

Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :

Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 87,190

Dari tabel 3 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :

λx = 87,190 diperoleh ω = 1,902 (interpolasi)

Kontrol tegangan :

< = 1600 kg/cm2

Perhitungan Plat Kopel

Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (13 + 0,5/2)= 26,5 cm

Jarak antar plat kopel = 86,5 cm

Tebal plat kopel direncanakan = 1,5 cm

Direncanakan baut = Ø 5/8" = 1,58 cm

h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1,58) = 9,48 diambil h = 10 cm

94,70)06,34(22)23,62()(

2)( 222

12 m

yiy

Page 26: BAJA teknik sipil

Jarak baut :

1,5d = 1,5 x 1,58 = 2,37 ≈ 2,5 cm

3d = 3 x 1,58 = 4,74 ≈ 5 cm

baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2

D = 0,02 P = 0,02 x 591,06 = 11,82 kg

M1 = M2

D.L1 = T1(2e + )

T1 = T2 = 131,43 kg

Jarak antar baut :

C = 2 w + = (2x9,19) + 0,5 = 18,88 cm

Momen :

M = T x ½ C = 131,43 x ½ (18,88) = 1240,71 kg.cm

Kontrol kelakuan plat kopel (belum dibuat)

Kontrol tegangan :

W = 1/6 t h2 = 1/6 (1,5) (10)2 = 25 cm3

< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)

ytb =13,43 kg/cm2 < 0,58. = 928 kg/m2 ...….........(Aman)

Gaya yang bekerja pada baut

arah vertikal

arah horizontal

Page 27: BAJA teknik sipil

Kontrol kekuatan baut :

Terhadap geser

= 0,6 → PPBBI 1983

Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran

= ¼ x 1,582 x 1 x 0,6 x 1600

Pgsr = 1882,241 kg > R = 628,83 kg ......................(Aman)

Terhadap tumpuan

tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)

Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat

= 1,58 x1,5 x 1,2 x 1600

Ptu = 4550,4 kg > R = 628,83 kg ………………(Aman)

Jadi ukuran plat kopel b = 26,5 cm, h = 10 cm, t = 15 cm cukup aman untuk

digunakan.

Page 28: BAJA teknik sipil

4.2.2 Perhitungan Batang tarik

a . Batang B1, B2, B3, dan B4

Gaya design P = 1459,95 kg (tarik)

Lk = 300 m = 300 cm

baja = 1600 kg/cm2

cm

Dipilih profil 30.30.3

F = 4,30 cm2

iη = 0,87cm

e = 1,28 cm

Iη = 0,87 cm4

Ix = Iy = 7,83 cm4

w = 3,18 cm

ix = iy = 1,35 cm

Kontrol

.....................................(aman)

.....................................(aman)

.......(aman)

Tidak memerlukan plat kopel.

b . Batang V1 dan V3

Gaya design P = 279 kg (tarik)

Lk = 173 m =173 cm

Page 29: BAJA teknik sipil

baja = 1600 kg/cm2

cm

Dipilih profil 25.25.4

F = 1,85 cm2

iη = 0,47 cm

e = 0,76 cm

Iη = 0,40 cm4

Ix = Iy = 1,01cm4

w = 1,77 cm

ix = iy = 0,74 cm

Kontrol:

...........................................(aman)

.....................................(aman)

..........(aman)

Tidak memerlukan plat kopel.

c. Batang V2

Gaya design Pmaks = 733,1 kg (tarik)

Lk = 346 m = 346 cm

baja = 1600 kg/cm2

Page 30: BAJA teknik sipil

cm

Dipilih profil 40.40.4

F = 4,80 cm2

iη = 0,98 cm

e = 1,40 cm

Iη = 4,59 cm4

Ix = Iy = 11,0 cm4

w = 3,54 cm

ix = iy = 1,51 cm

Kontrol

.....................................(aman)

......................................(aman)

.........(aman)

Tidak memerlukan plat kopel.

Tabel 4.1 Daftar Profil yang digunakan pada Kuda-kuda

Batang Profil(mm)

Berat Profil(kg/m)

Panjang Batang

(m)

Faktor Reduksi

Berat Batang(kg)

BautKopel

(1) (2) (3) (4) (5) (3) x (4) x (5) (7)

A1 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''

A2 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''

A3 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''

A4 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''

B1 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -

B2 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -

B3 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -

Page 31: BAJA teknik sipil

B4 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -

V1 ┘└ 20 . 20 . 3 0,88 1,18 0,9 0,935 -

V2 ┘└ 40 . 40 . 4 2,42 2,36 0,9 5,140 -

V3 ┘└ 20 . 20 . 3 0,88 1,18 0,9 0,935 -

D1 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''

D2 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''

JUMLAH 125,643 24 baut 5/8''

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

Berat total = 2 x 493,70

= 987,4 kg

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

= 987,4 +25/100x 987,4

= 1234,25 kg

Page 32: BAJA teknik sipil
Page 33: BAJA teknik sipil

BAB V

ZETTING

5.1 Perhitungan 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,

= 6,67 cm

Tabel 5.1 Perhitungan Zetting

Page 34: BAJA teknik sipil

BATANG

PANJANG (L) GAYA (S) SATUAN (U)

LUAS E fs

(cm) (kg) (cm2) (kg/cm2) (cm)-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7B1 190 1724,717 0,742 12,300 2100000 0,00942

B2 190 1724,717 0,742 12,300 2100000 0,00942

B3 190 1489,995 0,742 12,300 2100000 0,00813

B4 190 1489,995 0,742 12,300 2100000 0,00813

A1 229 -1755,790 -0,895 1,740 2100000 0,09846

A2 229 -1184,845 -0,895 1,740 2100000 0,06644

A3 229 -1184,845 -0,895 1,740 2100000 0,06644

A4 229 -1755,790 -0,895 1,740 2100000 0,09846

V1 128 257,000 0,000 12,300 2100000 0,00000

V2 256 895,000 1,000 12,300 2100000 0,00887

V3 128 257,000 0,000 1,120 2100000 0,00000

D1 229 -570,945 0,000 3,080 2100000 0,00000

D2 229 -570,945 0,000 1,120 2100000 0,00000Jumlah 0,37378

Dari perhitungan diatas,

fs = 0,2012cm < fmax = 6,67 cm............(aman)

Page 35: BAJA teknik sipil

BAB VI

PERHITUNGAN SAMBUNGAN

Alat sambung yang digunakan adalah baut, Berdasarkan ketentuan PPBBI

1983 , 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

σbaut = 1600 kg/cm2

σplat = 1600 kg/cm2

Kekuatan baut dengan diameter 5/8" (1,58 cm)

a. Kekuatan baut terhadap geser

Pgsr = Fgsr . τ

= n (1/4 π d2) . 0,6

= 1 x 1/4 π (1,59)2 x 0,6 x 1600

= 1882,24 kg

b. Kekuatan baut terhadap tumpuan

a. t = 0,5 cm

Ptu = Ftu . σtu

= t . d . 1,2σ

= 0,5 x 1,58 x 1,2 x 1600

= 1516,8 kg

Page 36: BAJA teknik sipil

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

n =

dimana:

n = jumlah baut

P = Beban / gaya yang bekerja

Ptu = Kekuatan baut terhadap geser

6.1 Perhitungan Titik Buhul

6.1.1 Titik buhul A = B

Tebal plat direncanakan = 0,5cm

Batang A1 (Tekan)

n = = 0,92 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang B1 (Tarik)

n = = 0,96 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Page 37: BAJA teknik sipil

6.1.2 Titik Buhul C = E (tidak ngerti dekna)

Tebal plat direncanakan = 0,6 cm

Batang B1 (Tarik)

PB1 tr = PB2 tr = 1742,72 kg

n = = 0,951 2 baut Ø 5/8" = 1,59 cm

Batang B2 (Tarik)

PB2 tr = 1742,720 kg

n = = 0,951 2 baut Ø 5/8" = 1,59 cm

Batang V1 (Tarik)

PV1 tr = 257 kg

n = = 0,140 2 baut Ø 5/8" = 1,59 cm

6.1.3 Titik Buhul D( tidak ngerti jga dekna)

Tebal plat direncanakan = 0,5 cm

Batang B2 (Tarik)

n =

= 0,96 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang B3 (Tarik)

n =

Page 38: BAJA teknik sipil

= 0,79 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang V2 (Tarik)

n =

= 0,48 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang D1 (Tekan)

n = = 0,39 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang D2 (Tekan)

n = = 0,39 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

6.1.4 Titik Buhul F = H

Tebal plat direncanakan = 0,5 cm

Batang A1 (Tekan)

n = = 0,92 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang A2 (Tekan)

n = = 0,61 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang D1 (Tekan)

n = = 0,39 2baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang V1(Tarik)

8,151699,590

Page 39: BAJA teknik sipil

n = = 0,18 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

6.1.5 Titik Buhul G

Tebal plat direncanakan = 0,5 cm

Batang A2 (Tekan)

n = = 0,61 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang A3 (Tekan)

n = = 0,61 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Batang V2 (Tarik)

n = = 0,48 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm

Page 40: BAJA teknik sipil

Tabel 6.1 Jumlah baut yang digunakan

Titik Buhul BatangBaut yang

digunakan

AA1 2 5/8 "

B1 2 5/8 "

BA4 2 5/8 "

B4 2 5/8 "

CB1 dan B2 4 5/8 "

V1 2 5/8 "

D

B2 dan B3 4 5/8 "

D1 2 5/8 "

D2 2 5/8 "

V2 2 5/8 "

EB3 dan B4 4 5/8 "

V3 2 5/8 "

F

A1 dan A2 4 5/8 "

D1 2 5/8 "

V1 2 5/8 "

G

A2 2 5/8 "

A3 2 5/8 "

V2 2 5/8 "

H A3 dan A4 4 5/8 "

Page 41: BAJA teknik sipil

D2 2 5/8 "

V3 2 5/8 "

BAB VII

PERHITUNGAN KUBIKASI

Tabel 7.1 Kubikasi Baja

Batang Profil(mm)

Luas(m2)

Panjang Batang(m)

Kubikasi(m3)

(1) (2) (3) (4) (7)A1 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282

A2 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282

A3 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282

A4 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282

B1 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059

B2 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059

B3 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059

B4 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059

V1 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,28 0,00039

V2 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 2,56 0,00079

V3 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,28 0,00039

D1 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282

D2 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282

Jumlah 0,02082

volume profil untuk satu rangka kuda-kuda = 0,0697 m3 x 2

Page 42: BAJA teknik sipil

= 0,1394 m3

Volume profil untuk penyambungan dan pemotongan

= 25 % x 0,01394

= 0,03485 m3

Volume total profil = 0,1394 + 0,03485

= 0,17425 m3