Desain Hanggar Pesawat - Struktur Baja

TUGAS Struktur Baja-2 Semester Genap 2013-2014 Kelompok :III ( TIGA )

Halaman: _ dari _ halaman

Format T1

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Sains dan Teknik,Universitas Nusa Cendana, KUPANG

A. DESAIN ORGANISASI STRUKTUR BANGUNAN.

Berdasarkan data umum bangunan maka direncanakan bangunan dengan denah sebagai berikut :

Gambar A-1. Denah Organisasi Struktur Bangunan

10.0

0 m

10.0

0 m

10.0

0 m

10.0

0 m

10.0

0 m

50.0

0 m

Pengaku

Dinding Memanjang

17.50 m 17.50 m 17.50 m 17.50 m

70.00 m

Rafter

Kantor GudangKantorGudang

A B C D E

12

34

56

Pengaku

Dinding Melintang

Kolom

: Pintu jenis roll-up

: Titik Lampu

KETERANGAN :



Format T1


Bangunan direncanakan untuk housing dan perawatan 2 pesawat jenis N-250 yang hendak dibangun

di Lanudal El-Tari (dapat dilihat pada Lampiran 1), dengan data pesawat sebagai berikut :

Panjang pesawat : 28.15 m

Wing span ( lebar pesawat dari ujung sayap kiri ke ujung sayap kanan) : 28.0 m

Tinggi pesawat : 8.78 m

Luas area bangunan adalah 70 m x 50 m. Karena dengan pertimbangan wing span pesawat 28

m maka tiap bentang ruang hanggar adalah 35 m dengan daerah aman (clearance) batas untuk

pesawat dengan wing span 28 m adalah 3.5 m pada tiap sisi pesawat. Dengan luas area 70 m maka

diperoleh 2 bentang sebagai tempat pesawat dan ruangan sebagai kantor direncanakan berukuran

17.5 m x 10 m serta ruang penyimpanan peralatan suku cadang pesawat direncanakan berukuran 17.5

m x 10 m, pada masing-masing bentang. Masing-masing gudang memiliki 2 pintu dengan

pertimbangan jika ada pesawat dalam hangar maka container pembawa suku cadang bisa

mengantarkan barang melalui pintu belakang hanggar. Pintu berada di belakang karena area yang di

belakang hanggar masih kosong dan area ini masih merupakan area milik pemili proyek (owner).

Masing- masing kantor dan gudang direncanakan menggunakan sistem AC agar menjaga suhu

peralatan.

Pesawat direncanakan masuk dan keluar hanggar hanya 1 arah dengan menggunakan bantuan

Aircraft Tow Tractor. Hanggar tidak memiliki pintu di depan, dibiarkan terbuka saja karena area ini

mempunyai security system yang sangat ketat, jadi keamanannya terjamin walau tidak mempunyai

pintu.



Format T1


a. Struktur Utama (Primer)

Jenis struktur utama yang dipilih dalam perencanaan hanggar ini adalah rangka gebel dua

bentang dengan konsol.

Gambar A-2. Idealisasi Struktur Utama

Struktur yang paling cocok untuk pendirian bangunan hangar pesawat adalah struktur gebel.

Dalam perencanaan kapasitas penampungan dua pesawat didirikan struktur gebel dua bentang yang

memiliki pemanfaatan ruang yang lebih maksimal sehingga gebel dua bentang dengan konsol

dianggap paling cocok untuk pembangunan hanggar perbaikan pesawat. Selain itu alasan

pemilihannya karena berdasarkan data umum yang diberikan pemilik, kemiringan penutup atap 16o

seperti yang terlihat pada gambar A-2. Jumlah gebel tiap bentang yang dibutuhkan untuk konstruksi

ini adalah total dua bentang gebel yaitu 70 m, dengan tinggi struktur utama di bagian tengah

mencapai 15,02 m dengan pertimbangan tinggi pesawat rencana adalah 8,78 m sehingga mempunyai

jarak aman 6,24 m.

10.0

0 m

5.0

2 m

35.00 m 35.00 m

16

Rafter Gebel

Kolom



Format T1


b. Struktur Pendukung (Sekunder)

Struktur pendukung terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut :

1. Struktur Dinding Memanjang

Jenis struktur yang digunakan pada struktur dinding memanjang adalah portal

memanjang yang merupakan gabungan dari kolom gebel dengan memiliki gird horisontal seperti

yang terlihat dalam gambar A-3.

Gambar A-3. Idealisasi Struktur Dinding Memanjang (Portal Memanjang)

Untuk keseluruhan bangunan terdapat dua struktur memanjang, yang satu dinding memanjang kiri

dan yang lain pada dinding memanjang kanan bangunan. Keseluruhan bentang portal memanjang ini

adalah 50 meter, terdiri dari 5 modul yang masing-masing berbentang 10 meter. Semua gird

horizontal dipasang saling berjarak 5 meter.

Depan Belakang

5.00 m

5.00 m

10.00 m 10.00 m 10.00 m 10.00 m 10.00 m



Format T1


Struktur Dinding Melintang

Jenis struktur untuk struktur pengaku dinding melintang adalah gird vertikal dan gird

horisontal seperti yang terlihat dalam gambar A-4.

Gambar A-4. Idealisasi Struktur Dinding melintang.

Gird vertikal dipasang dengan jarak 5 m dan gird horizontal berjarak 2.5 m, direncanakan

dimensi pintu 5 m x 5 m agar kontainer pembawa suku cadang dapat masuk. Dimensi kontainer

(dapat dilihat pada Lampiran 3).

10.0

0 m

5.0

2 m

16

5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m

PINTU

5.00 m

PINTU PINTU PINTU



Format T1


2. Struktur Pengaku Atap

Struktur sekunder yang digunakan pada atap adalah gording, sagrod dan ikatan angin seperti

yang diperlihatkan gambar A-5

Gambar A-5.Idealisasi Struktur Pengaku Atap.

Gambar A-6 : Proyeksi datar Jarak Gording

Gording diletakkan di atas rafter gebel dua bentang dengan jarak antar gording 2.5 m dengan

menggunakan penutup atap yang sama dengan dinding pengisi yaitu jenis plat bondek dengan ukuran

1 x 5.8 m dengan ketebalan 0.75 mm (dapat dilihat pada Lampiran 2) dan sagrod dipasang berjarak 5

m menghubungkan gording-gording yang bersebelahan. Ikatan angin dipasang menyilang seperti

pada gambar A-5. Dipesan plat bondek dengan ukuran lebar 5.8 m karena sesuai dengan tinggi profil

yang akan digunakan untuk gording, dan dibuat kelebihan dalam pemasangan sebesar 20 cm untuk

bagian gording atas dan 20 cm untuk gording bagian bawah agar tidak terjadi kebocoran.

Gording

Tepi

Rafter

GebelGording

BubunganBagian

Belakang

BagianDepan

5.0

0 m

5.0

0 m

Gambar A-5.Idealisasi Struktur Pengaku Atap

2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m

2.40 m

0.68 m

2.50 m

0.71 m

5.0

2 m

2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m

2.50 m 2

.50 m2.50

m 2.50 m

2.50 m 2

.50 m

Gording16



Format T1


B. IDEALISASI STRUKTUR, METODA ANALISA STRUKTUR DAN KEBIJAKAN UMUM

PEMBEBANAN.

2.1.Idealisasi Struktur

Struktur bangunan hanggar perawatan pesawat terdiri atas dua jenis yaitu struktur Primer dan

Sekunder. Berikut ini adalah penjelasan mengenai Idealisasi Struktur untuk Struktur Primer dan

Sekunder Bangunan.

2.1.1. Struktur Utama (Primer)

Struktur primer yang dipilih untuk desain bangunan hanggar pesawat ini adalah Gebel dua

bentang dengan konsol. Struktur Gebel ini diidealisasikan sebagai struktur dengan perletakan jepit

pada setiap kaki kolom dan perletakan jepit pada sambungan rafter - kolom. Idealisasi struktur gebel

dapat dilihat pada gambar B-1.

Gambar B -1. Idealisasi Struktur Utama

2.1.2. Struktur Pendukung (Sekunder)

Struktur pendukung terdiri dari struktur dinding memanjang (disebut juga portal memanjang),

struktur pengaku atap dan struktur dinding melintang.

10.0

0 m

5.0

2 m

35.00 m 35.00 m

16

Rafter Gebel

Kolom

Konsol



Format T1


2.1.2.1.Struktur Dinding Memanjang (Portal Memanjang)

Gambar B - 2. Idealisasi Struktur Memanjang (Dilihat dari Samping Kanan Bangunan)

Gambar B-2 menunjukan idealisasi portal memanjang. Portal memanjang adalah struktur

yang bidangnya berorientasi memanjang bangunan dan diideallisasikan sebagai portal yang

diperkaku terhadap beban lateral dan berperletakkan jepit di kaki setiap kolom kolomnya. Kolom

portal ini adalah kolom portal gebel (struktur utama) sedangkan baloknya (komponen mendatar)

adalah gird horizontal, serta komponen diagonalnya adalah ikatan angin (bracing). Kedua ujung

komponen mendatar (gird horizontal) tersambung secara rigid ke kolom sementara kedua ujung

komponen diagonal (ikatan angin) tersambung secara sendi (pin) ke kolom. Ini membuat komponen

diagonal (ikatan angin) menjadi komponen aksial. Untuk keseluruhan bangunan terdapat 2 struktur

memanjang, yang mana dua pengaku memanjang pada dinding memanjang kiri dan kanan bangunan.

Keseluruhan bentang portal memanjang ini adalah 50 m, terdiri dari 5 modul yang masing masing

berbentang 10 m dengan jarak antar gebel 10 m, dan semua gird horizontal dipasang saling berjarak

5 m.

Depan Belakang

5.00 m

5.00 m

10.00 m 10.00 m 10.00 m 10.00 m 10.00 m



Format T1


Gambar B-3. Idealisasi Struktur Salah Modul Struktur Memanjang menunjukkan, Idealisasi Konektivitas

Ikatan Angin pada Kolom Kolom Gabel.

Jarak antar kolom 10 m dan jarak antara kolom dan gird vertikal 5 m , jarak antar gird

horisontal 5 m dan ikatan angin dipasang menyilang pada titik pertemuan antara ujung kolom dan

gird horizontal dengan orientasi penampang seperti yang terlihat pada gambar B-3.

Gambar B-3. Idealisasi Struktur Salah Modul Struktur Memanjang menunjukkan Idealisasi Konektivitas

Gird Horizontal pada Kolom Kolom Gabel

Gird Vertikal

Gird Horisontal

Ikatan Angin

Ikatan Angin Depan

Ikatan Angin Belakang

Keterangan :

5.00 m 5.00 m

4.8

0 m

5.0

0 m

5.0

0 m

Gird Vertikal

Gird Horisontal

Ikatan Angin

5.00 m 5.00 m

4.8

0 m

5.0

0 m

5.0

0 m

Ikatan Angin

Ikatan Angin Depan

Ikatan Angin Belakang

Keterangan :



Format T1


2.1.2.2. Struktur Pengaku Atap

Struktur pengaku atap adalah struktur yang bidangnya seorientasi dengan bidang atap dan

komponen komponennya terdiri atas gording, sag-rod (penggantung gording) dan ikatan angin

atap. Gambar B-4 menunjukkan idealisasi salah satu bentang trave struktur ini. Struktur ini

diidealisasikan sebagai rangka batang pada bidang atap, yang berperletakkan sendi pada titik

pertemuan rafter dengan ujung atas kolom kolom gebel. Batang atas dan batang bawah rangka

tersebut adalah rafter rafter gabel bersebelahan, batang vertikal adalah gording, batang diagonal

adalah ikatan angin (bracing) atap dan batang mendatar adalah sagrod. Gording pada bidang atap

dipasang saling berjarak 2.5 m (2.4 m pada proyeksi datar) dan sagrod dipasang berjarak 5 m.

Gambar B-4.Idealisasi Satu Bentang Trave dari Struktur Ikatan Angin Bidang Atap (Tampak Atas)

Ikatan angin berperletakkan sendi (pin) pada batang atas dan batang bawah sehingga akan

berkelakuan sebagai komponen aksial. Sama seperti pada portal memanjang, pada setiap sel struktur

pengaku atap terdapat dua jenis ikatan angin, yaitu ikatan angin yang bekerja hanya ketika angin

bertiup dari depan bangunan (disebut ikatan angin depan) dan ikatan angin bekerja ketika angin

bertiup dari belakang bangunan (disebut ikatan angin belakang). Ikatan angin depan berorientasi

sedemikian sehingga akan berkelakuan sebagai komponen aksial tarik ketika angin bertiup dari

depan bangunan. Demikian juga ikatan angin belakang ketika angin bertiup dari belakang bangunan.

Dengan demikian, ikatan angin, baik depan atau pun belakang, akan selalu berkelakuan

sebagai komponen aksial tarik. Ketika angin bertiup dari depan bangunan, ikatan angin depan yang

bekerja, sedangkan ketika angin bertiup dari belakang bangunan, ikatan angin belakang yang bekerja.

Gambar B-4 menerangkan tentang hal ini.

Pada pembebanan terhadap sumbu y penampangnya, gording diidealisasikan sebagai balok

pada tiga perletakan, yaitu dua perletakkan sendi pada rafter, dan satu perletakkan kabel pada sagrod,

sedangkan untuk pembebanan terhadap sumbu x penampangnya, gording diidealisasikan sebagai

Gording

Tepi

Arah tiupan

angin depan

Sagrod Ikatan AnginRafter

GebelGording

BubunganBagian

Belakang

BagianDepan

5.0

0 m

5.0

0 m

2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m 2.40 m2.40 m



Format T1


balok bertumpu pada dua perletakkan sendi di kedua ujungnya. Gambar B-5(a) menunjukkan

idealisasi gording untuk pembebanan terhadap sumbu y penampang dan Gambar B-5(b)

menunjukkan idealisasi gording pada pembebanan terhadap sumbu x penampang.

Gambar B-5. Idealisasi Struktur Gording dan Sagrod

Sagrod diidealisasikan sebagai komponen aksial tarik. Sambungan sagrod dengan gording di

kedua ujungnya diidealisasikan sebagai perletakkan sendi. Dengan demikian, sagrod diidealisasikan

sebagai komponen aksial dengan perletakkan sendi di kedua ujungnya. Gambar B-5(c) menunjukkan

idealisasi struktur untuk sagrod.

2.1.2.3. Struktur Dinding Melintang

Gambar B-6. Idealisasi Struktur Pendukung pada Dinding Melintang

5.00 m 5.00 m

Sagrod Sebagai

Perletakan Kabel

10.00 m

2.50 m

(a) Gording dalam

pembebanan terhadap sumbuy penampang

(b) Gording dalam

pembebanan terhadap sumbux penampang

(c) Sagrod

10.0

0 m

5.0

2 m

16

5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m

PINTU

5.00 m

PINTU PINTU PINTU



Format T1


Gambar B-7. Salah Satu Modul dari Struktur Dinding Melintang, menunjuan Idealisasi Perletakkan dan

Ketersambungan (Konektivitas) Gird Gird

Struktur pendukung pada dinding melintang ditunjukkan Gambar B-6. Struktur ini adalah

struktur portal yang terdiri atas gird horizontal dan gird vertikal. Komponen perimetral struktur ini

adalah rafter dan kolom gebel. Idealisasi perletakkan dan konektivitas gird gird pada struktur

sekunder dinding melintang ini ditunjukkan Gambar B-7. Gird horizontal berperletakkan sendi di

kedua ujungnya yang bersambung ke gird vertikal. Gird vertikal berperletakan sendi di kedua

ujungnya yang bersambung ke rafter (ujung atas) dan gird horizontal (ujung bawah).

2.2 Metoda Analisa Struktur

Analisa struktur untuk memperoleh gaya-gaya dalam dilakukan dengan menggunakan SAP 2000

versi 14 untuk perhitungan yang rumit sedangkan untuk perhitungan yang sederhana dilakukan dengan

menggunakan perhitungan manual.

2.3 Kebijakan Umum Pembebanan

Pembebanan yang dipikul struktur dan yang akan ditinjau dalam desain ini terdiri dari Beban

Mati (D), Beban Hidup akibat perawatan gedung (La), Beban Hujan (H) dan Beban Angin (W). Beban

beban lain yang juga dianjurkan untuk diperhatikan oleh SNI 03 1729 2002 butir 6.2.2 seperti beban

gempa (E) dan beban hidup oleh penggunaan gedung atau beban-beban khusus (L) tidaklah ditinjau.

5.00 m

5.00 m

5.00 m

4.30 m

0.72 m



Format T1


Beban gempa tidak ditinjau karena struktur bukanlah struktur tinggi. Karena bukan struktur

tinggi, beban yang timbul pergerakan tanah (gempa) tidak signifikan sehingga dapatlah diabaikan.

Beban penggunaan gedung tidak ditinjau sebab penghunian/penggunaan gedung tidak membebani

komponen komponen struktur dan juga pemilik bangunan/pemberi tugas telah menginformasikan

bahwa penggunaan gedung tidak menimbulkan beban beban khusus. (Lihat point 4 pada Lembaran

Penugasan).

Berikut ini adalah penjelasan umum bagaimana setiap beban ditinjau dalam desain ini dan

membebani komponen komponen struktur.

Beban Mati (D)

Beban mati adalah semua beban yang berasal dari bangunan dan/atau unsur bangunan, termasuk

segala unsur tambahan tetap yang merupakan satu kesatuan dengannya. Contoh unsur tambahan

yang dimaksud adalah beban penutup atap yaitu plat bondek yang membebani gording sebagai

beban terbagi merata areal kemudian membebani gording sebagai beban terbagi merata linear

sehingga ditransfer pada sagrod sebagai beban aksial dan juga beban plat yang membebani gird

horizontal sebagai beban terbagi merata linear dan ditransfer pada gird vertical sebagai beban

aksial.

Untuk beban mati akibat berat plat penutup atap yaitu bondek diperoleh dengan berat sebesar

6.95 kg/m2

untuk plat bondek dengan ketebalan 0.75 mm ( dapat dilihat pada Lampiran 2).

Beban Hidup (La)

Beban hidup adalah semua beban tidak tetap dalam hal ini beban yang ditimbulkan oleh orang

yang berada di atap baik itu petugas pemadam kebakaran dan peralatannya maupun petugas

perbaikan dan perawatan atap. Beban ini dianggap sebagai beban terpusat membebani gording.

Untuk beban hidup dapat dilihat pada lampiran Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung

1983 hal 13 (beban hidup pada atap bangunan) pasal 3.2 ayat 1 dimana diperoleh beban hidup

akibat orang yang berada di atap baik itu petugas pemadam kebakaran dan peralatannya maupun

petugas perbaikan dan perawatan atap sebesar minimum 100 kg dengan momen lentur yang di

hasilkan dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini :



Format T1


- Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983 berat seorang pekerja =

100 kg = 1000 N

- Beban berkerja terpusat dan gording berpeletakan sendi

Beban Hujan (H)

Beban Hujan adalah beban akibat berat genangan dan aliran air hujan pada penutup sebagai

beban merata areal selama turun hujan lebat ke atas bangunan. Kemudian beban ditransfer ke

gording sebagai beban merata linear yang kemudian di transfer pada sagrod sebagai beban

aksial dan sebagai beban terpusat yang diterima rafter. Berikut perhitungan momen lentur

beban hujan:

- Dimana dapat dihitung dengan rumus Peraturan Pembebanan Indoensia Untuk Gedung

1983 pasal 3.2 ayat 2.a yaitu :

(40-0.8)kg/m2 jadi diperoleh (40-0.8.16) = 27,2 kg/m2 = 272 N/m2 karena hasil yang

diperoleh lebih besar dari 20 kg/m2

maka untuk beban hujan digunakan sesuai dengan

anjuran Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983 tidak boleh lebih dari 20

kg/m2

= 200 N/m2

- Untuk beban hujan berkerja sebagai beban merata area.

200 N/m2 x 2.40 m = 480 N/m

- Momen lentur

Untuk beban hidup dan beban hujan hanya akan ditinjau salah satu saja. Dengan anggapan

bahwa apabila hujan maka tidak ada pekerja yang naik pada atap atau dalam artian beban

hidup atau pun beban hujan hanyalah beban sewaktu-waktu yang jarang sekali kemungkinan

kedua beban ini kerja bersamaan sehingga akan diambil beban mana antara keduanya yang

lebih besar untuk dilakukan analisa.

Dilihat dari hasil momen lentur dari perhitungan diatas di peroleh yang terbesar atau maksimum

adalah 6000 Nm maka beban hidup yang akan digunakan adalah beban hujan sebesar 480 N/m

10.00 m

100 kg

10.00 m

480 N/m



Format T1


Beban Angin (W)

Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang

disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban ini terdiri dari tekanan angin positif (tiup)

dan tekanan angin negatif (isapan). Beban angin diidealisasikan sebagai beban terbagi merata

areal dan berorientasi tegak lurus bidang.

Untuk beban angin dapat dilihat pada Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

pada pasal 4.2 ayat 2,berdasarkan peraturan tersebut beban angin ditentukan sesuai dengan jarak

lokasi pembangunan hanggar. Untuk lokasi Lanudal El-tari berjarak 3.81 km ( dapat dilihat pada

Lampiran 4 ) dari pantai tidak lebih dari 5 km sesuai dengan syarat maka beban angin yang

digunakan untuk pembebanan struktur hanggar adalah 40 kg/m2.

Pada bagian akhir perhitungan pembebanan dikombinasikan sesuai dengan komponen

struktur atau jenis beban pada komponen struktur tersebut menurut SNI 03 1729 2002 tentang

perencanaan struktur bangunan baja yang dibahas dalam pasal 6.2.2.

TUGAS Struktur Baja-2 Semester Genap 2013-2014 Kelompok : III (Tiga)

Halaman: dari halaman

Format T-1

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana, KUPANG

C. DESAIN GORDING

3.1 Data yang relevan untuk desain gording adalah:

1) Jarak gording pada bidang atap 2.5 m dan pada proyeksi bidang datar 2.40 m;

2) Jarak sagrod 2.5 m;

3) Jarak maksimum antar gabel 10.00 m;

4) Berat spesifik penutup atap plat bondek dengan dimensi (1000 x 5800 x 0.75) mm. Berat jenis

atap berdasarkan Lampiran 2 adalah :

6.95 kg/m2 = 69.5 N/m

2

5) Panjang tumpang tindih (overlap) plat bondek 80 mm;

6) Jarak gording nok (bubungan) 680 mm = 0.68 m

7) Sudut kemiringan atap 16.

3.2 Profil Usulan 1

Profil usulan pertama adalah Channel 300 x 90 x 12 x 16 mm. Tabel C-1 dan Lampiran 5

menampilkan data dimensional penampang profil ini.

Tabel C-1. Data Dimensional Penampang Profil Usulan 1

Channel 300 x 90 x 12x 16 mm (40.2 kg/m) Kekuatan Material : fy = 400 MPa

B H t1 t2 A Cx Cy Ix Iy ix iy Sx Sy

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm2) (mm) (mm) (mm

4) (mm

4) (mm) (mm) (mm

3) (mm

3)

90 300 12 16 6190 - 22.5 78.7x106

39.1x105

113 25.1 525000 57900

t2

B

t1

H



Format T-1


3.3 Pembebanan

3.3.1 Beban Mati (D)

a. Berat penutup atap

b. Berat gording = 402 N/m

Jumlah ( 180.75 402) = 582.75 N/m

c. Berat alat penyambung 10% (582.75) = 58.28 N/m

Jumlah beban mati D = 641.03 N/m

Jadi beban mati yang bekerja pada gording adalah sebesar 641.03 N/m.

3.3.2 Beban Hidup oleh Perawatan Gedung (La) dan Beban Hujan (H)

1) Berat seorang pekerja atau petugas pemadam kebakaran

(PPIUG 1983 butir 3.2.2b) : 100 kg = 1000 N

2) Berat genangan air hujan di atap menurut [PPIUG 1983 Pasal 3.2.2a] adalah :

40 0.8 (16) = 27.2 kg /m2 = 272 N/m2, pada proyeksi datar bidang atap.

Beban ini ditransfer ke gording sebagai : 272 (2.40) = 652.8 N/m

Beban terpusat akibat berat pekerja dianggap bekerja di tengah bentang gording. Momen lentur

maksimum yang ditimbulkan adalah 1/4(1000)10 = 2500 Nm; sedangkan momen lentur maksimum

yang ditimbulkan berat genangan air hujan adalah 1/8(652.8)102 = 8160 Nm. Momen lentur akibat

berat genangan air hujan lebih besar daripada momen lentur akibat berat pekerja, maka yang lebih

berpengaruh adalah berat genangan air hujan. Beban berat pekerja, dengan demikian, tidak akan

diperhitungkan dalam pembebanan gording, sehingga:

Jumlah beban hidup (H) = 652.8 N/m.

Selanjutnya, karena merupakan beban gravitasional, orientasi dan arah kedua beban (D dan H) sama

yaitu vertikal ke bawah. Orientasi dan arah kedua beban ini ditunjukkan panah warna biru (D; H)

pada Gambar C-1. Untuk kepentingan desain, beban ini digantikan dengan komponen komponen

ortogonalnya. Komponen pada orientasi sumbu x ditunjukkan panah merah (D; H)x dan komponen

pada orientasi sumbu y ditunjukkan panah hijau (D; H)y dalam gambar yang sama.



Format T-1


Gambar C-1. Orientasi Beban - Beban pada Gording terhadap Orientasi Sumbu Sumbu

Penampangnya

Beban (D; H) adalah (641.03 ; 652.8) N/m, maka:

1. (D ; H)x = (641.03 cos 16 ; 652.8 cos 16) = (616.19 ; 627.51) N/m dan

2. (D ; H)y = (641.03 sin 16 ; 652.8 sin 16) = (176.69 ; 179.94) N/m

3.3.3 Beban Angin (W)

Gambar C-2. Ilustrasi Pembebanan Angin pada Bidang Atap

3.3.3.1 Akibat Tiupan pada Bidang Atap

Beban yang ditimbulkan tiupan angin dari kiri bangunan ditunjukan dalam Gambar C-2. Karena

bidang atap gabel simetris, beban akibat tiupan angin dari kanan bangunan sama dengan yang

diakibatkan tiupan dari kiri bangunan dan tidak perlu ditinjau. Pada bidang atap di pihak angin terjadi

tekanan positif akibat tiupan angin dari kiri, dan pada bidang atap di belakang angin terjadi tekanan

hisap. Pada kasus ini, tekanan angin hisap menimbulkan beban pada gording yang berlawanan arah

terhadap arah beban (D;H)x sehingga mengurangi besar resultan beban pada pembebanan terhadap

orientasi sumbu x penampang gording. Maka tekanan angin hisap (negatif) tidak perlu diperhitungkan.

Beban angin akibat tekanan angin positiflah yang akan diperhitungkan. Bangunan akan dibangun di

16

Gording

sumbu x

sumbu y

(D;H)y

(D;H)y

(D;H)

16

0.02a-0.4

- 0.4



Format T-1


Lanudal EL-Tari - Kupang yang berjarak kurang dari pada 5 km dari pantai maka tekanan angin adalah

40 kg/m2 (400 N/m

2); [PPIUG 1983 butir 4.2.(2)] dan karena atap segi tiga majemuk dengan < 65o

dan merupakan gedung tertutup sehingga koefisien tekanan angin positif adalah (0.2 0.4); [PPIUG

1983 butir 4.3.(1)a]. Berdasarkan itu:

1. Beban angin pada gording di pihak angin: (0.2(16) 0.4)400(2.5) = 2800 N/m

Jumlah beban angin (W) = 2800 N/m

Beban lentur rencana terhadap sumbu x penampang gording (Qx) ditentukan berdasarkan kombinasi

pembebanan menurut persamaan (6.2-1) s/d (6.2-6) SNI-2002;

1. Persamaan (6.2-1): 1.4Dx

1.4 Dx = 1.4(616.19) = 862.67 N

2. Persamaan (6.2-2): 1.2D + 1.6L + 0.5(La atau H)

Kombinasi ini tidak dilibatkan sebab tidak terdapat beban L.

3. Persamaan (6.2-3): 1.2D + 1.6(La atau H) + (L atau 0.8W)

a. Di pihak angin

1.2Dx +1.6Hx + 0.8W = 1.2(616.19) +1.6(627.51) + 0.8(2800) = 3983.45 N/m.

4. Persamaan (6.2-4): 1.2D + 1.3W + LL + 0.5(La atau H)

Kombinasi ini tidak dilibatkan sebab tidak terdapat pembebanan L.

5. Persamaan (6.2-5): 1.2D + 1.0E + LL

Kombinasi ini tidak diperhatikan karena beban E (beban gempa) tidak ditinjau

6. Persamaan (6.2-6): 0.9D + (1.03W atau 1.0E)

Kombinasi ini tidak diperhatikan karena pembebanan bolak-balik W telah dilibatkan dalam

perhitungan tekanan tiup angin.



Format T-1


3.3.3.2 Akibat Tiupan Angin pada Dinding Belakang

Gambar C-3. Struktur Dinding Melintang (Belakang) Bangunan Menunjukkan Daerah Tributaris

Pembebanan Angin pada Gird Vertikal.

Berdasarkan kombinasi kombinasi tersebut, maka beban lentur rencana terhadap sumbu x

penampang gording (Qx) adalah:

Max (862.67 ; 3983.45) = 3983.45 N/m.

Dengan cara yang sama, beban lentur rencana terhadap sumbu y penampang gording (Qy) adalah :

1.2Dy +1.6Hy = 1.2(176.69) + 1.6(179.94) = 499.93 N/m; [SNI-2002 pers. (6.2-3)].

Tiupan angin dari depan bangunan menimbulkan tekanan positif pada dinding depan dan tekanan

hisap pada dinding belakang, begitu pula sebaliknya. Tekanan angin positif menimbulkan beban aksial

tekan pada gording sedangkan tekanan angin negatif menimbulkan beban aksial tarik. Karena gording

lebih rawan terhadap beban aksial tekan, maka dalam mendesain gording hanya tekanan angin

positiflah yang ditinjau. Daerah tributaris yang maksimum dari tekanan angin positif adalah daerah

tributaris bagi gird vertikal no 3. Daerah tributaris ini ditunjukan sebagai daerah berarsir dalam

Gambar C-3. Gird no 3 selanjutnya mentransfer beban angin kepada gording (di ujung atas), dan

kepada fondasi (di ujung bawah) sebagai beban terpusat. Terhadap gording, beban ini adalah beban

aksial tekan. Berdasarkan itu, besar beban aksial tekan (N) pada gording dapat dihitung sebagai:

Nkgxxx 1287000.1287)2

1(9.04000.5)02.1558.13(

2

1

5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m5.00 m

13.58 m

5.00 m

5.00 m

5.02 m

Gird No. 1

Gird No. 2

Gird No. 3

Gird No. 6

Gird No. 5

Gird No. 4

5.00 m

16

Kolom Kolom

35.00 m

15.0

2 m



Format T-1


3.4 Analisa Struktur

Berdasarkan hitungan pembebanan di atas maka beban aksial rencana (Nu) pada gording adalah:

D N = 1.6(12870) = 20592 N ; [SNI-2002 pers. (6.2-3)];

beban lentur rencana oleh pembebanan terhadap sumbu x gording (Mux) adalah:

[ ][ ]

beban geser rencana oleh pembebanan terhadap sumbu x gording (Vux) adalah:

[ ][ ]

Beban lentur rencana oleh pembebanan pada sumbu-y penampang gording (Muy) dan beban geser

rencana oleh pembebanan terhadap sumbu yang sama (Vuy) diperoleh dengan menganalisa gording

sebagai balok struktur statis tak-tentu yang idealisasinya ditunjukkan dalam Lampiran 6 Laporan hasil

analisa struktur memberikan :

Muy = 1.54 x 106

Nmm [Lampiran 6]

Vuy = 940.64 N [Lampiran 6]

Selain itu hasil kedua analisa struktur juga memberikan besar dari gaya gaya berikut ini:

1. Reaksi perletakkan akibat Qx pada gording yang ditransfer ke rafter (Vux) adalah:

[ ][ ]

2. Reaksi perletakan akibat Qy pada gording yang ditransfer ke rafter (Vuy) adalah:

1559.01 N; [Lampiran 6].

3. Reaksi perletakkan akibat Qy pada gording yang ditransfer ke sagrod (Vy-sr) adalah

3118.01 N; [Lampiran 6].

Maka beban rencana untuk desain gording adalah:

Nu = 20592 N ;

Mux = 49.79 x 106 Nmm; dan

Muy = 1.54 x 106

Nmm

NVVV uyuxu 18.19978) 01.1559() 9917.261()(2222

3.5 Analisa terhadap Limit-State

Pemeriksaan atas hasil analisa struktur menyatakan bahwa gording adalah komponen terkombinasi

aksial-lentur-geser maka usulan profil untuk gording akan dianalisa terhadap persamaan interaksi

aksial-momen, persamaan kombinasi geser-lentur. Selain itu, lendutan juga adalah limit-state dalam

desain ini maka profil usulan akan juga dianalisa terhadap limit-state lendutan.



Format T-1


3.5.1 Terhadap Persamaan Interaksi Aksial - Momen:

;0.12

2.0

;0.19

8

2.0

ny

uy

nx

ux

n

u

n

u

ny

uy

nx

ux

n

u

n

u

M

M

M

M

N

N

N

NUntuk

M

M

M

M

N

N

N

NUntuk

[ SNI 03 1729 2002 butir 11.3 ]

1. Analisa untuk Memperoleh Beban Beban Rencana Nu, Mux dan Muy

Analisa ini telah dilakukan dalam bagian 3.4, yang memberikan:

Nu = 20592 N ;

Mux = 49.79 x 106

Nmm; dan

Muy = 1.54 x 106 Nmm

2. Analisa untuk Memperoleh Tahanan Tahanan Rencana Nn, Mnx, Mny

= 0.85 ; [ SNI - 2002; butir 11.3]

Nn = Ag

; [SNI 2002; butir 7.6.2]

; [bergantung pada factor tekuk c ]

c = max(ex; ex)

[

[ ]

Lkx = 1(10000) = 10000 mm

rx = ix 113 mm (Tabel C-1)

[

[ ]



Format T-1


Ly = mmx 500)1000(2

1 ;[Lebar plat bondek 1000 mm. Jika diasumsikan

angker penutup dipasang setiap setengah

lebar plat bondek,maka Lky adalah 500 mm]

Lky = 1(500) = 500 mm

ry = iy = 25.1 mm (Tabel C-1)

c = max (1.26 ; 0.28) = 1.26

c = 1.26 1.2 maka :

225.1 c ; [ SNI 2002 Butir 7.6.2]

=

A = Ag = 6190 mm2 (Tabel C-1)

Nn= 6190 x (400/1.99) = 1244221 N

[ ]

( ) [ ]

[ ]

Sx = 525000 mm3

Myx = 400 (525000) = 2.10 x 108 Nmm

Mbckl-x bergantung kepada kekompakan dan kelangsingan penampang, yang dapat

diketahui dengan membandingkan factor-faktor kelangsingan (x, p dan y ); [SNI-2002

butir 8.2].

= max (x; y)

x = Lx / ix = (10000/113) = 88.49

y = Ly / iy = (500/25.1) = 19.92

= max (88.49 ; 19.92) = 88.49

; [SNI-2002: pers. (8.4-4.a), karena factor kelangsingan untuk komponen

struktur ini dihitung berdasarkan panjang bentang, seperti yang telah

dilakukan di atas]



Format T-1


; [SNI-2002: pers. (8.4-4.b), karena faktor kelangsingan untuk komponen

struktur ini dihitung berdasarkan panjang

bentang, seperti yang telah dilakukan di atas]

p< < r = 39.35< 88.49 < 98.39 Maka :

Penampang adalah penampang tak kompak dan Mbckl-x dihitung menurut persamaan :

Mbckl-x = ( ) (

);[SNI-2002: butir 8.2.4)

Mp = Min (fyZx ; 1.5 Myx); [SNI-2002: butir 8.2.1.b]

fyZx = (400)(Zx)

Zx = 1.18Sx

= (1.18) (525000) = 619500 mm3

fyZx = (400) (619500) = 2.48 x 108 Nmm

1.5Myx = (1.5) (2.10 x 108) = 3.15 x 10

8 Nmm

Mp = Min ( 2.48 x 108 ; 3.15 x 10

8 ) = 2.48 x 10

8 Nmm

Mr = Sx (fy - fr) ; [SNI-2002: butir 8.2.1c]

fr bergantung pada metoda manufaktur profil baja [ SNI-2002 : Tabel 7.5-1].

Karena profil light channel maka umumnya dimanufaktor dengan cara hot

rolled, maka ;

fr = 70 MPa

Mr = 525000 (400-70) = 1.73 x 108 Nmm

Mbckl-x = (

) = 1.86 x108 Nmm

Mltb-x bergantung pada apakah bentang komponen tergolong pendek, menengah atau

panjang, yang dapat diketahui dari membandingkan L, Lp dan Lr satu terhadap

yang lain; [SNI-2002;butir 8.3]. SNI-2002 tidak memberi ketentuan untuk

menghitung Lp dan Lr untuk profil kanal (channel) tunggal. Karena channel tunggal

akan lebih condong berlaku sebagai profil kotak berongga, Lp dan Lr untuk gording

yang adalah light channel tunggal akan dihitung menurut butir 8.3 SNI-2002,

dengan menganggapnya sebagai profil kotak pejal atau berongga

Lx = 10000 mm

Ly = 500 mm



Format T-1


[ ]

ry = iy = 25.1 mm (Tabel C-1)

J = 1/3 (2 x 90(16)3 + 300(12)

3)

J = 418560 mm4

A = 6190 mm2

Mp = min (fy Zx ; 1.5 Myx)

fy . Zx = fy (1.18 Sx) = 400 (1.18 (525000)) = 2.48 x108 Nmm

1.5Myx = 1.5 (fy Sx) = 1.5 (400) ( 525000) = 3.15 x108 Nmm

Mp = Min (2.48 x108; 3.15 x10

8) = 2.48 x10

8 Nmm

Mr = Sx (fy - fr)

Mr = 525000 (400-70) = 1.73 x 108 Nmm

Lp = 0.13 (200000) 25.1 ((418560 x 6190) 0,5

/(2.48 x108)) = 134.05 mm

Lr =2 (200000) 25.1 ((418560 x 6190) 0,5

/(1.73 x 108)) = 2949.75 mm

... 2949.75 10000 Lr L

Bentang komponen tergolong bentang panjang, maka Mltb dihitung menurut:

Mcr Mp ; [SNI-2002 : pers 8.3-2.c]

(

) ; [SNI-2002 : butir 8.3.5, tabel 8.3-1]

L = Ly = 500 mm ; [ bentang untuk perhitungan Mcr diambil sama dengan Ly sebab

bentang pada sumbu minor y-lah yang berpengaruh pada tekuk

puntir lateral]

Mmaks = Mux = 49.79 x 106

Nmm

MA = Vux x (2.5) (Qx x (2.52/2))

MA = (19917.26 x 2.5) ( 3983.45 (2.52/2)) = 37.3 x 10

6 Nmm

MB = Mux = 49.79 x 106 Nmm

MC = MA = 37.3 x106 Nmm



Format T-1


Mcr = 2 x 1.14 x 200000 x ((418560 x 6190) 0,5

/(500/25.1))

Mcr = 1.16 x 109

Nmm

Mcr Mp = 1.16 x 109 Nmm 2.48 x108 Nmm

Mltb-x = Mp = 2.48 x108 Nmm

Mnx = min (Myx ; Mbckl-x;Mltb-x) ; [SNI-2002; pers.(8.1-1)

Mnx = min (2.10 x 108

; 1.86 x 108

; 2.48 x 108)

= 1.86 x 108

Nmm

Mny = min (Myy ; Mbckl-y ; Mltb-y) ; [SNI-2002 pers 8.1-1]

Myy = fy Sy

Sy = 57900 mm3 ; [Tabel C-1]

Myy = 400 (57900) = 2.32 x 107 Nmm

Mbckl-y bergantung kepada kekompakan dan kelangsingan penampang, yang dapat

diketahui dengan membandingkan faktor-faktor kelangsingan (, p dan y) satu

terhadap yang yang lain. [SNI-2002. Butir 8.2]

x = Lx / ix = (10000/113) = 88.50

y = Ly / iy = (500/25.1) = 19.92

= max (88.50; 19.92) = 88.50

; [SNI 2002 pers. (8.4-4.a), karena faktor kelangsingan untuk komponen

struktur ini dihitung berdasarkan panjang bentang sama seperti yang

dilakukan diatas.]

p = 1.76 x (200000/400)0.5

= 39.35

; [SNI 2002 pers. (8.4-4.b), karena faktor kelangsingan untuk komponen

struktur ini dihitung berdasarkan panjang bentang sama seperti yang

dilakukan diatas.]

r = 4.40 x (200000/400)0.5

= 98.39

p< < r = 39.35< 88.49 < 98.39 Maka :

Penampang adalah penampang tak kompak dan Mbckl-x dihitung menurut persamaan :



Format T-1


Mbckl-y = ( ) (

);[SNI-2002: butir 8.2.4)

Mp = Min (fyZy ; 1.5 Myy); [SNI-2002: butir 8.2.1.b]

fyZy = (400)(Zy)

Zy = 1.18Sy

= (1.18) (57900) = 68322 mm3

fyZy = (400) (68322) = 2.73 x 107 Nmm

1.5Myy = (1.5) (2.32 x 107) = 3.47 x 10

7 Nmm

Mp = Min (2.73 x 107; 3.47 x 10

7) = 2.73 x 10

7 Nmm

Mr = Sy (fy - fr) ; [SNI-2002: butir 8.2.1c]

fr bergantung pada metoda manufaktur profil baja [ SNI-2002 : Tabel 7.5-1].

Karena profil channel maka umumnya dimanufaktor dengan cara hot rolled,

maka ;

Mr = 57900 (400 70) = 1.91 x 107 Nmm

Mbckl-y = (

) = 2.05 x107 Nmm

Mltb-y bergantung pada apakah bentang komponen tergolong pendek, menengah atau

bentang panjang, yang dapat diketahui dengan membandingkan L, Lp dan Lr satu

dengan yang lain. [SNI 2002: butir 8.3]. SNI 2002 tidak memberikan ketentuan

untuk menghitung Lp dan Lr untuk profil kanal ( channel) tunggal. karena channel

tunggal akan lebih condong berlaku sebagai profil kotak berongga. Lp dan Lr untuk

gording adalah channel tunggal akan dihitung menurut butir 8.3 SNI-2002 dengan

menganggapnya sebagai profil kotak pejal atau berongga.

rx = ix = 113 mm (Tabel C-1)

); konstanta puntir untuk penampang C

J = 1/3 (2 x 90(16)3 + 300(12)

3)

J = 418560 mm4

A = 6190 mm2

Mp = min (fy Zy ; 1.5 Myy)

fy . Zy = fy (1.18 Sy) = 400 (1.18 (57900)) = 2.73 x107 Nmm

1.5Myy = 1.5 (fy Sy) = 1.5 (400)( 57900) = 3.47 x107 Nmm

Mp = Min (2.73 x107; 3.47 x10

7) = 2.73 x10

7 Nmm



Format T-1


Mr = Sy (fy - fr) ; [SNI-2002: butir 8.2.1c]

Mr = 57900 (400 70) = 1.91 x 107 Nmm

Lp = 0.13 (200000) 113 ((418560 x 6190) 0.5

/( 2.73 x107

)) = 5472.12 mm

Lr = 2 (200000) 113 ((418560 x 6190) 0.5

/( 1.91 x 107 )) = 120412.10 mm

... 500 < 5472.12 L < Lp

Bentang komponen tergolong pendek maka Mltb-y dihitung menurut persamaan :

Mltb-y = Mp ;[SNI-2002: butir 8.3.3]

= 2.73 x107

Nmm

Mny = min ( 2.32 x 107 ; 2.05 x 10

7 ; 2.73 x10

7) = 2.05 x 10

7 Nmm

3. Analisa untuk mencari tahu kepenuhan terhadap persamaan interaksi Aksial-momen

2.002.0)1244221(85.0

20592

:

adalahN

NRasio

n

u

Jadi

(

)

= 0.1)1004.2(9.0

1054.1

)1086.1(9.0

1079.49

)124422185.0(2

205927

6

8

6

x

x

x

x

x

0,13072.0

Profil usulan 1 memenuhi persamaan interaksi aksial momen dengan rasio kepenuhan

%72.30%10000.1

3072.0 x

3.5.2. Terhadap Persamaan Kombinasi Geser-Lentur



Format T-1


1. Analisa untuk Memperoleh Beban Rencana:

375.1625.0 n

u

ny

uy

nx

ux

V

V

M

M

M

M

; [SNI-2002 : butir 8.9.3]

Analisa ini telah dilakukan dalam bagian 3.4, yang memberikan:

Vu = 19978.18 N

2. Analisa untuk Memperoleh Tahanan Rencana Vn

= 0,9 ; [SNI-2002 : pers (8.8-1) dan Tabel 6.4-2)

Vn ; bergantung pada perbandingan tinggi (h) terhadap tebal plat (tw) ; [SNI-2002: butir 8.8]

h = H - 2t = 300 2(16) = 268 mm

tw = t = 16 mm

h / tw = 16.75

a = 10000 mm

kn = 5 + (5 / (a/h)2)

= 5 + (5 / (10000/26)2)

= 5

52.68400

)200000(537.1

.37.1

02.55400

)200000(510.1

.10.1

y

n

y

n

f

Ek

f

Ek

h / tw 55.02

16.75 55.02 maka :

Vn = 0,6fy Aw ; [SNI-2002 butir 8.8.3]

Aw = (H 2t) d = [200 2(16)](12) = 4288 mm2

Vn = 0,6 x 400 x 4288 = 1.03 x 106 N

3. Analisa untuk Mencaritahu Keterpenuhan terhadap Persamaan Kombinasi Geser-Lentur

Persaman kombinasi geser-lentur adalah :

375.1625.0 n

u

ny

uy

nx

ux

V

V

M

M

M

M

4431.0)1003.1(9.0

19978.18625.0

)1004.2(9.0

1054.1

)1086.1(9.0

1079.4967

6

8

6

xx

x

x

x

0.4431 1.375




Format T-1


%22.32%100375.1

4431.0 x

3.5.3. Terhadap Limit State Lendutan: u



Format T-1


Rasio maksimum keterpenuhan limit-state dari profil usulan-1 adalah:

Max (30.72 % ; 32.22% ; 80.28 %) = 80.28 % yang lebih besar daripada batas bawah rasio optimum

yaitu 60%. Profil usulan, dengan demikian, adalah profil optimal. Selain itu profil usulan-1 memenuhi

semua limit-state yang ditinjau maka profil usulan adalah cukup kuat dan dapat dipakai. Profil usulan 1

: Channel 300 x 90 x 12 x 16 mm, dengan demikian, adalah profil optimal dan cukup kuat dan dapat

dipakai untuk gording.

TUGAS Struktur Baja-2 Semester Genap 2013-2014 Kelompok : III (TIGA)


Format T-1


4. DESAIN PENGGANTUNG GORDING (SAGROD)

4.1 Data yang relevan untuk desain Sagrod adalah :

1) Jarak sagrod terhadap rafter adalah 5 m

2) Panjang sagrod adalah 2.5 m

3) Dikedua ujung dipasang watermur untuk pengencangan

4) Sudut kemiringan atap 16

Gambar 4-1 menunjukkan sketsa perspektif suatu sagrod.

Gambar 4-1. Suatu Sagrod

4.2 Profil Usulan 1

Profil usulan pertama adalah 6 mm. Data dimensional penampang profil ditunjukkan dalam Tabel 4-

1.

Tabel 4-1. Data Dimensional Penampang Profil Usulan 1

6 mm Kekuatan Material : fy = 400 Mpa

A I I

(mm) (mm2) (mm

4) (mm)

6 28.27 63.62 1.5

2.50 m



Format T-1


4.3 Pembebanan

Pembebanan sagrod telah dihitung dalam bagian 3.4. Beban pada sagrod adalah reaksi Vy-sr yang

ditransfer dari gording menjadi beban aksial tarik pada sagrod.


Beban pada sagrod adalah reaksi gording: Vy-sr, yang besarnya telah dihitung dalam analisa di bagian

3.4, yaitu: 1407.62 N

4.5 Analisa terhadap Limit State

Hasil analisa struktur di atas menyatakan bahwa Sagrod adalah komponen aksial tarik. Profil usulan,

dengan demikian, akan dianalisa terhadap limit state kuat penampang, dan kelangsingan.

4.5.1 Terhadap Limit State Kuat Penampang:

TnTu ; [SNI 03-1729-2002 pasal 10]

1. Analisa untuk Memperoleh Beban Rencana Tu

Gambar 4-2 menunjukkan pembebanan pada sagrod yang menggantungi salah satu dari

dua gording nok yaitu gording nok di pihak angin. Berdasarkan itu, beban rencana sagrod

(Tu) dapat dihitung sebagai:

Tu = maks (Vy-sr ; (Vy-sr /cos 16)

Tu = maks (1407.62; (1407.62 /cos 16) = maks (1407.62 ; 1464.35)

= 1464.35 N

Gambar 4-2. Pembebanan Pada Sagrod yang Menggantungi Gording - Gording Nok

16

rafter

Gording N

ok

di Pihak

angin

Vy-sr / cos16



Format T-1


2. Analisa untuk Memperoleh Keterpenuhan Tahanan Rencana Tn

=0.9 ; [SNI-2002 butir 10.1]

Tn =Agfy

Ag = 28.27 mm2 ; [A pada Tabel 4.1]

Tn = 28.27 x 400 = 11308 N

Tn = 0.9 x 11308 = 10177.2 N

3. Analisa untuk Mencaritahu Keterpenuhan Limit State Kuat Penampang

1464.35 < 10177.2 . .

. Tu < Tn

Profil usulan 1 memenuhi limit state kuat penampang, dengan rasio keterpenuhan:

= 1464.35

x 100% = 14,40 % 10177.2

4.5.2 Terhadap Limit-State Kelangsingan: u n ; [SNI 03 1729 2002 butir 7.6.4]

Untuk komponen tarik dengan profil batang bundar, limit-state ini tidak perlu ditinjau [SNI-2002, butir

7.6.4].

4.6 Hasil Desain

Profil usulan: batang bundar 6 mm memenuhi semua limit-state yang ditinjau sehingga cukup kuat

untuk dipakai sebagai sagrod, tetapi rasio keterpenuhan limit-state profil usulan ini adalah 14,40%

yang jauh di bawah rasio minimum untuk profil optimal yaitu 60%. Batang bundar 6 mm, dengan

demikian, tidak optimum dan seharusnya diusul ulang dengan profil yang berdimensi lebih kecil. Akan

tetapi karena batang bundar berdiameter paling kecil yang tersedia di pasaran bahan bangunan di

Kupang adalah 6 mm maka profil usulan ini ( 6 mm) dipakai sebagai profil untuk sagrod.

TUGAS Struktur Baja-2 Semester Genap 2013-2014 Kelompok : (TIGA)


Format T-1


E. DESAIN IKATAN ANGIN PADA ATAP

5.1 Data yang relevan untuk desain ikatan angin atap adalah :

1) Panjang ikatan angin :

)105.17( 22 = 20.15 m = 2015 mm

2) Ikatan angin atap adalah komponen aksial tarik.

3) Di kedua ujung dipasangkan jarum keras untuk penyetelan.

Gambar E-1. Idealisasi Struktur Pengaku Atap

5.2 Profil Usulan 1

Profil usulan pertama adalah 8 mm. Data dimensional penampang profil ditunjukkan dalam Tabel E-

1.

Tabel E-1. Data Dimensional Penampang Profil Usulan 1

8 mm Kekuatan Material : fy = 400 Mpa

A

(mm) (mm2)

8 50.26

Bagian Belakang Bangunan

Bagian Depan Bangunan

Arah tiupan

angin depan

5.0

0 m

5.0

0 m

Gording

Ikatan Angin

Rafter Gebel

Sagrod

2.40 m 0.68 m

Keterangan :

35.00 m 35.00 m

17.50 m 17.50 m 17.50 m 17.50 m



Format T-1


5.3 Pembebanan

Gambar E-2. Idealisasi Pembebanan Struktur Pengaku Atap

Struktur pengaku atap diidealisasikan sebagai rangka batang dan telah ditunjukkan sebelumnya dalam

Gambar B-4 dan di tampilkan lagi pada Gambar E-1 di atas. Idealisasi ini ditunjukkan ulang dalam

Gambar E-2 di atas yang menunjukkan pembebanan akibat tiupan angin dari belakang bangunan.

Beban beban ini berupa beban beban terpusat.

Setiap beban ini dikerjakan oleh setiap gird vertikal pada dinding belakang dan kolom - kolom rafter,

dan merupakan reaksi perletakkan akibat pembebanan angin pada dinding belakang bangunan. Besar

salah satu beban ini (P3) ,yaitu yang dikerjakan gird vertikal No. 3 telah dihitung di bagian 3.3.3.2,

dengan memperhatikan daerah tributaris beban angin ke gird vertikal pada dinding belakang bangunan

(Gambar C-3) besarnya adalah 12870 N. Dengan cara yang sama, besar setiap beban seperti ini yang

dikerjakan setiap gird verikal dan kolom rafter telah pula dihitung pada Lampiran 7 dan hasilnya

ditampilkan dalam Tabel E-2. Berikut



5.0

0 m

5.0

0 m

Gording

Ikatan Angin

Rafter Gebel

Sagrod

2.40 m 0.68 m

Keterangan :

Pkolom PkolomP1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13

35.00 m 35.00 m

17.50 m 17.50 m 17.50 m 17.50 m



Format T-1


Gambar E-3. Posisi Ikatan Angin Pada Trave 1 dan 5 yang direncanakan

Karena struktur ini mempunyai 5 bentang trave seperti yang di tunjukkan dalam Gambar E-3, maka

tiap beban yang bekerja dalam tabel di atas akan didistribusikan kepada 5 bentang trave ini, sehingga

besarnya beban yang bekerja pada rafter dalam 1 bentang trave seperti pada Tabel E-3 berikut:


Gording

Ikatan Angin

Rafter Gebel

Sagrod

Keterangan :

17.50 m 17.50 m 17.50 m 17.50 m

10

.00 m

10

.00 m

10

.00 m

10

.00 m

10

.00 m

2.40 m0.68 m


Tra

ve

5T

rave

4T

rave

3T

rave

2T

rave

1



Format T-1


Tabel E-2 Besar beban (dalam Newton) pada Struktur pengaku Atap

Gaya

Beban

Transfer

(N)

Pkolom 931.95

P1 2057.40

P2 2315.70

P3 2574.00

P4 2574.00

P5 2315.70

P6 2057.40

Pkolom 1863.90

P7 2057.40

P8 2315.70

P9 2574.00

P10 2574.00

P11 2315.70

P12 2057.40

Pkolom 931.95


Berdasarkan hasil analisa menggunakan program analisa struktur SAP2000 versi 14, akan di

identifikasi ikatan angin mana yang akan memikul beban aksial tarik, sehingga hasil analisa awal

ditunjukkan pada Lampiran 8, maka dapat diketahui bahwa frame/ikatan angin 37, frame/ikatan angin

38, frame/ikatan angin 41 dan frame/ikatan angin 42 memikul beban aksial tarik. Struktur ini lalu

dianalisa lagi dengan meniadakan batang/ikatan angin yang memikul beban aksial tekan karena

dianggap tidak berpengaruh dalam menahan beban angin dari belakang sehingga gaya aksial yang

bekerja pada batang/ikatan angin yang memikul beban aksial tarik pada struktur pengaku atap adalah

11689.75 N (tarik) yang di tunjukkan pada Lampiran 9. Hasil analisa inilah yang akan digunakan

dalam perencanaan ikatan angin pada struktur pengaku atap.

5.5 Analisa terhadap Limit State

Analisa struktur di atas menyatakan bahwa ikatan angin atap adalah komponen aksial tarik. Profil

usulan, dengan demikian, akan dianalisa terhadap limit - state kuat penampang, dan kelangsingan.

5.5.1 Terhadap Limit State Kuat Penampang: Tu Tn ; [SNI 03 1729 2002 pasal 10]

1. Analisa untuk Memperoleh Beban Rencana Tu



Format T-1


Analisa untuk memperoleh beban rencana (Tu) telah dilakukan pada bagian 5.4 dan

memberikan :

Tu = 11689.75 N

2. Analisa untuk Memperoleh Tahanan Rencana Tn

=0.9 ; [SNI-2002 butir 10.1]

Tn =Agfy

Ag = 50.26 mm2

Tn = 50.26 x 400 = 20106.19 N

Tn = 0.9 x 20106.19 = 18095.57 N

3. Analisa untuk Mencaritahu Keterpenuhan Limite State Kuat Penampang

11689.75 < 18095.57...

Tu < Tn

Profil usulan 1 memenuhi limit state kuat penampang, dengan rasio keterpenuhan

= 11689.75

X 100% = 64.60 % 18095.57

5.5.2 Terhadap Limit-State Kelangsingan: u n ; [SNI 03 1729 2002 butir 7.6.4]

Untuk komponen tarik dengan profil batang bundar, limit-state ini tidak perlu ditinjau [SNI-2002, butir

7.6.4].

5.6 Hasil Desain

Profil usulan: batang bundar 8 mm memenuhi semua limit-state yang ditinjau sehingga cukup kuat

untuk dipakai sebagai ikatan angin/cross rod, dengan rasio keterpenuhan limit-state profil usulan ini

adalah 64.60 % lebih dari rasio minimum untuk profil optimal yaitu 60%.



Format T-1


F. DESAIN GIRD HORIZONTAL PADA STRUKTUR DINDING MELINTANG

Gambar F-1 : Struktur Melintang

6.1 Data yang relevan untuk desain gird horizontal pada struktur dinding melintang adalah :

1) Bentang gird 5 m = 5000 mm

2) Tebal pasangan dinding adalah batu yang dianggap 15 cm atau 150 mm (termasuk tebal

plester dan lapisan finishing)

3) Tinggi rata rata pasangan tembok yang dipikul gird :

1 x (4.30 + 5.02) = 4.66 m = 4660 mm

2

4) Berat spesifik pasangan tembok : 1700 Kg/m3, [PPI 1983 Tabel 2.1], yang adalah sama dengan

1.7 x 10-5

N/mm3.

6.2 Profil Usulan 1

Profil usulan pertama adalah 14 WF 14 x 6-3/4. Tabel F-1 dan Lampiran 10 menampilkan data

dimensional penampang profil ini.

5.00 m

5.00 m

4.30 m

0.72 m

5.00 m 5.00 m 5.00 m5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m



Format T-1


Tabel F-1. Data Dimensional Penampang Profil Usulan 1

14 WF 14 x 6-3/4 mm (56.55 kg/m') Kekuatan Material : fy = 400 Mpa

B H t d r A Ix Iy ix iy Sx Sy

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm2) (mm

4) (mm

4) (mm) (mm) (mm

3) (mm

3)

172 359 13.03 7.95 10.9 7210 1.60

x108

1.02 x

107

149.1 37.8 8.95 x

105

1.20 x

105

6.3 Pembebanan dan Analisa Struktur

Karena terhadap sumbu x penampangnya, gird hanya dibebani beban mati dan terhadap sumbu-y

penampangnya gird hanya dibebani beban angin, maka penghitungan besar pembebanan dengan beban

mati langsung dilanjutkan dengan analisa struktur, demikian juga dengan penghitungan beban angin.

Dari Gambar F-1, untuk bagian yang diarsir menunjukan daerah yang memikul beban angin dan beban

mati yang paling besar. Dengan demikian gird horizontal pada daerah itu dapat mewakili girld

horizontal yang lain.

6.3.1 Beban Mati (D)

1. Penghitungan Besar Pembebanan

Gambar F-2 menunjukkan pembebanan dengan beban mati pada gird horizontal (GH) dan

pengalihannya menjadi beban pada gird vertikal. Gird GH1, GH2, dan GH3 memikul beban mati

(D) yang lebih besar dari pada yang dipikul GH4, maka gird GH1 mewakili keempat gird.

Beban D bekerja terhadap sumbu mayor (sumbu x) penampang gird. Besarnya dapat dihitung

sebagai berikut:

Beban akibat berat pasangan tembok : 150 x (4660) x 1.7 x 10-5

= 11.88 N/mm

Beban akibat berat sendiri profil [Tabel F-1] : 56.55 Kg/m = 0.57 N/mm

Jumlah beban mati D = 12.45 N/mm

Beban lentur rencana terhadap sumbu x penampang gird (Qx) ditentukan berdasarkan

kombinasi pembebanan menurut persamaan (6.2-1 s/d 6.2-6) SNI-2002 :

1. Persamaan (6.2-1): 1.4D

1.4D = 1.4 x (12.45) = 17.43 N/mm



Format T-1


Gambar F-2. Idelasisasi Struktur dan Pembebanan Mati pada

Komponen Struktur Dinding Melintang

Terhadap sumbu x penampang, beban yang bekerja hanyalah beban D sehingga kombinasi

yang lain (6.2-2 s/d 6.2-6 SNI-2002) tidak diperhatikan. Besar beban lentur rencana terhadap

sumbu x gird horizontal (Qx), dengan demikian, adalah: 17.43 N/mm

2. Analisa Struktur untuk Memperoleh Beban Rencana

Momen rencana (Mux) dapat dihitung sebagai:

1 QxL2 =

1 (17.43) x (5000)

2 = 5.45 x 10

7 Nmm

8 8

Gaya geser rencana (Vux) dapat dihitung sebagai :

1 QxL =

1 (17.43) x (5000) = 4.36 x 10

4 N

2 2

Gaya geser ini membebani gird vertikal sebagai beban aksial R1GH pada titik sambung dengan

gird horizontal (Gambar F-1(c)).

R1GH R1GH 2 x R1GH

R1GH

R1GH

R1GH

R1GH 2 xR1GH

2 xR1GH

2 xR1GH

5.00 m

5.00 m

5.00 m

4.30 m

0.72 m

15.02 m

5.00 m 5.00 m

GH2

GH4

R1GH R1GH

2.60 m

(a) (b) (c) (d)

GH1

GH3



Format T-1


6.3.2 Beban Angin

Gambar F-3 Pembebanan Angin Pada Struktur Dinding Melintang

1. Penghitungan Besar Pembebanan

Gambar F-3 menunjukkan pembebanan dengan beban angin (W) pada gird horizontal di struktur

dinding belakang bangunan, dan pengalihannya menjadi beban pada gird vertikal. Beban ini

bekerja terhadap sumbu minor (sumbu y) penampang gird horizontal. Terpaan angin pada dinding

belakang mengakibatkan beban pada daerah tertentu di dinding, yang kemudian

menyumbangkannya ke gird gird. Gambar F-3(a) menunjukkan daerah terpaan angin pada

dinding melintang yang menyumbangkan beban, masing masing ke gird GH1, GH2, GH3, dan

GH4. Daerah daerah seperti ini disebut tributaris.

Tributaris ke GH4 terdiri atas satu segitiga dan satu trapesium, sedangkan tributaris ke GH1, GH2,

GH3 terdiri atas dua trapesium. Observasi atas gambar tersebut menunjukkan bahwa tributaris ke

gird GH1, GH2, GH3, lebih besar dari GH4, dengan demikian, mewakili keempat gird dalam

penghitungan besar pembebanan. Gambar F-4(a) menunjukkan rinci daerah tributaris ke GH1.

5.00 m

5.00 m

5.00 m

4.30 m

0.72 m

15.02 m

(a)

R2GH

R2GH R2GH

R2GH

2x R2GH

2x R2GH

5.00 m

R2GH

R2GH

2x R2GH

2x R2GH

(b) (c)

R2GH

R2GH



Format T-1


Gambar F-4. Rinci Daerah Tributaris Beban Angin dan Konversinya Menjadi Beban

Merata Ekivalen pada Gird Horizontal GH1

Beban gaya angin (Qw) yang diterima daerah daerah tributaris adalah:

0,9 (40) = 36 kg/m2 = 360 N/m

2 ; [PPIUG 1983 butir 4.2.(2) dan Tabel 4.3.(1)a]

Untuk kepentingan penghitungan pembebanan dan analisa struktur, gaya angin ini hendak

diekivalenkan menjadi beban merata linear (Gambar F-4(b). Beban merata yang berasal dari

tributaris trapesium 1 disebut Wy-trapesium1 dan beban merata yang berasal dari tributaris

trapezium 2 disebut Wy-trapesium2. Besar masing masing beban merata ekivalen adalah:

( )

( )

( )

( )

( ) ( )

( )

(a) (b) (c) (d)

5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m

daerah tributaris

trapesium 1

daerah tributaris

trapesium 2

Wy trapesium 1

Wy trapesium 2

Wy Qy

1.25 m

1.25 m

1.50 m 2.00 m 1.50 m



Format T-1


( )

( )

( )

( )

( ) ( )

( )

Beban merata seluruh akibat beban angin yang bekerja pada gird (Wy) dalam Gambar F-3(c)

adalah :

Wy-trapesium 1 + Wy-trapesium 2 = 1231.2 + 1231.2 = 2462.40 N/m

Wy = 2462.40 /1000 = 2.46 N/mm

Berdasarkan Wy ini, beban lentur rencana terhadap sumbu y penampang gird (Qy) ditentukan

menurut kombinasi pembebanan yang dianjurkan persamaan (6.2-1 s/d 6.2-6) SNI-2002:

1. Persamaan (6.2-4): 1,2D + 1,3Wy + 0,5(La atau H)

Qy = 1.2 (0) + 1.3 (2.46) + 0.5 (0)

= 3.20 N/mm

Kombinasi yang lain tidak diperhatikan karena tidak relevan dengan pembebanan Qy, atau

memberikan hasil hitung yang lebih kecil daripada Qy. Beban lentur rencana terhadap

sumbu y penampang gird (Qy) dalam Gambar F6-3(d) dengan demikian, adalah:3.20 N/mm

2. Analisa Struktur untuk Memperoleh Beban Rencana

Momen Rencana (Muy) dapat dihitung sebagai:

1 QyL2 =

1 (3.20) x (5000)

2 = 1.00 x 10

7 Nmm

8 8

Gaya geser rencana (Vuy) dapat dihitung sebagai :



Format T-1


1 QyL = 1

(3.20) x (5000) = 8000 N 2 2

Gaya geser ini membebani gird vertikal sebagai beban terpusat R2 GH pada titik sambung

dengan gird horizontal seperti yang ditunjukkan dalam Gambar F-3(b) dan (c).

6.4 Analisa terhadap Limit-State

Hasil analisa struktur di atas menyatakan bahwa gird horizontal dibebani lentur terhadap sumbu x dan

y penampangnya, geser. Gird, dengan demikian, adalah komponen terkombinasi geser-lentur. Profil

usulan untuknya akan dianalisa terhadap persamaan kombinasi geser-lentur. Karena lendutan juga

merupakan limit state dalam desain ini, profil usulan juga akan dianalisa terhadap limit-state lendutan.

6.4.1 Terhadap Persamaan Kombinasi Geser-Lentur: [SNI 03 1729 2002 butir 8.4.3]

375,1625,0 n

u

ny

uy

nx

ux

V

V

M

M

M

M

1. Analisa untuk Memperoleh Beban Rencana Mux, Muy dan Vu

Analisa untuk maksud ini telah dilakukan di bagian 6.3 dan memberikan besar beban

beban rencana yang dapat ditentukan sebagai berikut:

Mux = 5.45 x 107

Nmm; dan

Muy = 4.36 x 104

Nmm

( )

= 443227.87 N

2. Analisa untuk Memperoleh Tahanan Tahanan Rencana Mnx, Mny dan Vn.

9,0 ; [SNI 2002: pers. (8.1-1) dan Tabel 6.4-2]

);;(min xltbxbcklyxnx MMMM ;[SNI 2002: pers. (8.1-1)]

xyyx SfM ; [SNI 2002: butir 8.2.1]

Sx = 8.95 x 105mm [Tabel 5-1]

Myx = 400 x 8.95 x 105 = 3.58 x 10

8

Mbckl-x bergantung kepada kekompakan dan kelangsingan penampang diketahui dengan

membandingkan faktor-faktor kelangsingan (, p, dan r) ; [SNI 2002 butir 8.2]

=max (x; y)

x = Lx / ix = (5000/149.1) = 33.53

y = Ly / iy = (5000/37.8) = 132.28



Format T-1


= max (33.53; 132.28) = 132.28

yp

f

E76.1 ; [SNI-2002: pers. (8.4-4.a), karena faktor kelangsingan untuk

komponen struktur ini dihitung berdasarkan panjang bentang]

yr

f

E40.4 ; [SNI-2002: pers. (8.4-4.b), karena factor kelangsingan untuk

komponen struktur ini dihitung berdasarkan panjang bentang]

r 98.39 132.28

Maka penampang adalah penampang langsing dan Mbckl-x dihitung menurut persamaan :

Mn = Mr (r / )2

Mr = Sx (fy fr) ; [SNI 2002: butir 8.2.1.c]

fr bergantung kepada metoda manufaktur profil baja ; [SNI 2002: Tabel 7.5-1].

Karena profil WF umumnya dimanufaktur dengan cara hot-rolled maka:

fr = 70 Mpa

Mr = 8.95 x 105 x (400-70) = 2.95 x 10

8 Nmm

Mbckl-x = 2.95 x 108 x (98.39 /132.28)

2

= 1.63 x 108 Nmm

Mltb-x bergantung pada apakah bentang komponen tergolong pendek, menengah atau

panjang, yang dapat diketahui dari membandingkan L, Lp dan Lr satu terhadap yang lain;

[SNI 2002: butir 8.3].

L = 5000 mm

Ly = 5000 mm

fy

ErL yp 76,1 ; [SNI 2002: Tabel 8.3-2]

ry = iy = 37.8 mm (Tabel 6-1)

Lp = 1.76 x 37.8 x (200000/400)0.5

= 2030.71 mm

2

21 11 L

L

yr fXf

XrL



Format T-1


ry = iy = 37.8 mm (Tabel 6-1)

21

EGJA

SX

S = Sx = 8.95 x 105mm

E = 200000MPa

G = 80000 MPa

J = 1/3 (2Bt3 + Hd

3) = 1/3 (2 x 172(13.03)

3 + 359(7.95)

3) = 3.14 x 10

5 mm

4

A = 7210 mm2

fL = fy - fr

= 400 - 70 = 330 MPa

(

)

konstanta pilin untuk penampang I

Iy = 1.02 x 107 mm

4

Iw = (3592 x 1.02 x 10

7)/4

= 3.29 x 1011

mm6

(

)

(

5000 3415.47 ; L Lr ; Bentang komponen tergolong bentang panjang, maka Mltb

dihitung menurut persamaan :

3.23435.2

5.12

max

max

2

CBA

b

wyybcr

pcrxltb

MMMM

MC

IIL

EJGIE

LCM

MMM

Mmaks = Mux = 5.45 x 107

Nmm

MA = Vux (1.25) (Qx x (1.252/2))

= 4.36 x 104 (1.25) (17.43 x 0.78)

= 5. 45 x 104 Nmm

MB = Mmaks = 5.44 x 107 Nmm



Format T-1


MC = MA = 5.45 x 104 Nmm

( )

( ) ( ) ( ) ( )

Cb = 1.92 2,3

Mp

= Min (fyZx ; 1.5Myx)

fyZx = fy (1.18 x Sx) = 400 (1.18 x 8.95 x 105) = 4.22 x 10

8 Nmm

1.5Myx = 1.5 (3.58 x 108) = 5.37 x 10

8 Nmm

Mp = Min (fyZx ; 1.5Myx) = Min (4.22 x 108; 5.37 x 10

8) = 4.22 x 10

8 Nmm

Mltb-x =

( ) ( )

= 2.74 x 108 Nmm

4.22 x 108 Nmm

Mltb-x Mp ... Mltb-x

= 2.74 x 10

8 Nmm

Mnx = min (Myx ; Mbckl-x ; Mltb-x)

Mnx = min (3.58 x 108; 1.63 x 10

8; 2.74 x 10

8)

= 1.63 x 108

Nmm

Mny = min (Myy ; Mbckl-y ; Mltb-y) ; [SNI-2002 pers 8.1-1]

Myy = fy. Sy = 400 x (1.20 x 105) = 4.78 x 10

7 Nmm

Mbckl-y bergantung kepada kepada kekompakan dan kelangsingan penampang, yang dapat

diketahui dengan membandingkan faktor faktor kelangsingan (, p, dan r) satu

terhadap yang lain ; [SNI-2002 butir 8.2].

= max (x ; y)

x = Lx / ix = (5000/149.1) = 33.53

y = Lx / iy = (3000/37.8) = 132.28

= max (33.53; 132.28) = 132.28

y

pf

E76,1 ; [SNI-2002: pers. (8.4-4.a), karena factor kelangsingan untuk komponen


dilakukan di atas]

p = 1,76 x (200000/400)0.5

= 39.35

y

rf

E40,4 ; [SNI-2002: pers. (8.4-4.b), karena factor kelangsingan untuk komponen


dilakukan di atas]



Format T-1


r = 4,40 x (200000/400)0.5

= 98.39

98.39 132.28 r , maka penampang adalah penampang langsing dan Mbckl-y

dihitung menurut persamaan :

2)/( rrybckl MM ; [SNI -2002: butir 8.2-1.c]

Mr = Sy (fy fr)

fr bergantung kepada metoda manufaktur profil baja ; [SNI 2002: Tabel 7.5-1].

Karena profil WF umumnya dimanufaktur dengan cara hot-rolled maka:

fr = 70 Mpa

Mr = 1.20 x 105x (400-70) = 3.96 x 10

7 Nmm

Mbckl-y = 3.96 x 107 (98.39/132.28)2

= 3.96 x 107 Nmm

Mltb-y bergantung pada apakah bentang komponen tergolong pendek, menengah atau

panjang, yang dapat diketahui dari membandingkan L, Lp dan Lr satu terhadap yang lain;

[SNI 2002: butir 8.3].

L = 5000

Ly = 5000

fy

ErL yp 76,1 ; [SNI 2002: Tabel 8.3-2]

ry = iy = 37.8 mm (Tabel F-1)

2

21 11 LL

yr fXf

XrL

ry = iy = 37.8 mm (Tabel F-1)

21

EGJA

SX

S = Sy = 1.20 x 105

mm

E = 200000MPa

G = 80000 MPa

;23

1 33 HdBtJ

J = 1/3 (2 x 99(3)3 + 198(4.5)

3)

J = 3.14 x 105 mm

4



Format T-1


A = 7210 mm2

( )

fL = fy - fr

= 400 - 70 = 330 MPa

(

)

konstanta pilin untuk penampang I

H = 359 mm

Iy = 1.02 x 107 mm

4

Iw = (3592 x 1.02 x 10

7)/4

= 3.29 x 1011

mm6

(

)

(

1487.61 5000 < 18638.78 ; Lp L Lr ; Bentang komponen tergolong bentang

menengah, maka

* ( )( )

( )+

Mp

= Min (fyZy ; 1.5Myy)

fyZy = fy (1.18 x Sy) = 400 (1.18 x 1.20 x 105) = 5.66 x 10

7 Nmm

1.5Myy = 1.5 (4.78 x 107) = 7.17 x 10

7 Nmm

Mp = Min (fyZy ; 1.5Myy) = Min (5.66 x 107; 7.17 x 10

7) = 5.66 x 10

7Nmm

( )

( ) ( ) ( ) ( )

Mmaks = Muy = 1.00 x 107

Nmm

MA = Vuy (1.25) (Qy x (1.252/2))

= 8000 (1.25) (17.43 x 0.78)

= 9997.5 Nmm

MB = Mmaks = 1.00 x 107 Nmm

MC = MA = 9997.5 Nmm

( )

( ) ( ) ( ) ( )



Format T-1


Cb = 2.08 2.3

* ( )( )

( )+

Mltb-y = Mn = 1.02 x 108Nmm

Mny = min (4.78 x 107; 3.96 x 10

7; 1.02 x 10

8)

= 3.96 x 107

Nmm

Vn = 0.9 ; [SNI - 2002: pers. (8.8-1) dan Tabel 6.4-2]

Vn ; bergantung pada perbandingan tinggi (h) terhadap tebal pelat (tw); [SNI - 2002: butir

8.8].

h = H-2t

H = 359 mm [Tabel F-1]

t = 13.03 mm

h = 359 2(13.03)

= 332.94 mm

tw = d = 7.95 mm [Tabel F-1]

h / tw = 332.94 / 7.95 = 41.88 mm

( )

a = 5000 mm

kn = 5 + (5 / (5000/332.94)2)

= 5.02

= 1,10 x ((5.02 x 200000)/400)0.5

= 55.12

= 1.37 x ((5.02 x 200000)/400)0.5

= 68.65

Ini memberikan:

41.88 < 55.12 maka

Vn = 0,6 fy Aw ; [SNI 2002:butir 8.8.3]

Aw = (H-2t)d

=(332.94 x 7.95) = 2646.87 mm2



Format T-1


Vn = 0.6 x 400 x 2646.87 = 6.35 x 105 N

Tahanan tahanan rencana, dengan demikian, adalah:

Mnx = 0.9 x (1.63 x 108) = 1.47 x 10

8 Nmm;

Mny = 0.9 x (3.96 x 107) = 3.56 x 10

7 Nmm;

Vn = 0.9 x 6.35 x 105 = 5.72 x 10

5 N

3. Analisa untuk Mencaritahu Keterpenuhan terhadap Persamaan Kombinasi Geser-Lentur

Persamaan kombinasi geser-lentur:

375,1625,0 n

u

ny

uy

nx

ux

V

V

M

M

M

M

Mux +

Muy + 0,625

Vu 1,375

Mnx Mny Vn

5.45 x 107

+ 1.00 x 10

7

+ 0.625 4.43 x 10

4

= 0.700 1.47 x 10

8 3.56 x 10

7 5.72 x 10

5

0.700 1.375


= 0.700

x 100% = 50.91 % 1.375

6.4.2 Terhadap Limit State Lendutan:



Format T-1


= 10.31

x 100% = 74.22 % 13.89

6.5 Hasil Desain

Profil usulan pertama memenuhi semua limit-state(s) yang ditinjau maka profil cukup kuat. Di

samping itu,rasio maksimum keterpenuhan limit-state profil usulan pertama adalah:

max (50.91 % ; 74.22 %) = 74.22% > 60% yang menandakan bahwa profil usulan adalah profil

optimal. Dengan demikian, profil 14 WF 14 x 6-3/4 dapat dipakai untuk gird horizontal pada struktur

dinding melintang.

TUGAS Struktur Baja-2 Semester Genap 2012-2013 Kelompok : XI (Sebelas)


Format T-1


7. DESAIN GIRD VERTIKAL PADA STRUKTUR DINDING MELINTANG

7.1 Data

Data yang relevan untuk desain gird vertikal pada struktur dinding melintang adalah:

1. Bentang gird 14.30 m = 14300 mm;

2. Jarak maksimum sokongan lateral 4.30 m = 4300 mm;

7.2 Profil Usulan I

Profil usulan pertama adalah WF 300 x 200 x 8 x 12 mm. Tabel 7-1 menampilkan data

dimensional penampang profil ini.

Tabel 7-1. Data Dimensional Penampang Profil Usulan 1

12WF 12 x 12 (157.7 kg/m') Kekuatan Material : fy = 400 Mpa

B H t d r A Ix Iy ix iy Sx Sy

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm2) (mm

4) (mm

4) (mm) (mm) (mm

3) (mm

3)

311 327 25.04 15.75 15.2 20120 3.78 x

108

1.25 x

108

137.8 79 2.37 x

106

8.06 x

105

Gird No. 1

Gird No. 2

Gird No. 3

Gird No. 6

Gird No. 5

Gird No. 4

14.30 m

4.30 m

5.00 m 5.00 m 5.00 m 5.00 m5.00 m 5.00 m 5.00 m

5.00 m

5.00 m

4.30 m

0.72 m



Format T-1


7.3 Pembebanan

Gird vertikal (GV) pada struktur dinding melintang dibebani melalui dua cara yaitu pembebanan aksial

dan pembebanan lentur. Penghitungan pembebanan gird vertikal akan dilakukan sebagai terbagi ke

dalam kedua cara pembebanan ini.

7.3.1 Pembebanan Aksial

Beban aksial pada GV disumbangkan/diinduksi oleh GH sebagai reaksi perletakkan R1GH akibat

pembebanan D (dipaparkan di akhir bagian 6.3.1 dan diterangkan Gambar 6-1 (c) dan (d)). Besar beban

ini telah dihitung di bagian 6.3.1 yaitu 43600 N. Beban ini adalah gaya terpusat dan membebani GV

sebagai beban aksial. Karena disumbangkan oleh GH, beban ini beraplikasi di titik-titik sambungan GH

dan GV. Karena di setiap titik sambungan terdapat dua ujung GH yaitu GH di kiri dan kanan GV, maka

pada setiap titik tersebut bekerja 2 x R1GH, sehingga besar beban aksial pada GV di setiap titik aplikasi

adalah:

2(43600) = 87200 N

Pembebanan aksial pada GV ini ditunjukan ulang dalam Gambar 7-2(a)

7.3.2 Pembebanan Lentur

GV menerima beban lentur dari dua sumber yaitu dari GH dan dari dinding belakang bangunan.

Beban lentur yang disumbangkan GH adalah R2GH, yang diterangkan Gambar 6-2(b) dan (c), dan

dipaparkan dan dihitung besarnya di akhir bagian 6.3.2. Besar R2GH adalah 8000 N. Sama seperti

pembebanan aksial, beban ini beraplikasi di titik sambung GH dengan GV dan di setiap titik

tersebut bekerja 2 x R2GH, sehingga besar beban ini adalah:

2(8000) = 16000 N.

Berdasarkan orientasi profil GV (diterangkan dalam gambar Gambar 6-1(a)), beban ini

membebani profil pada sumbu x penampangnya. Titik tanggap dan orientasi beban ini

ditunjukkan ulang dalam Gambar 7-1(b). Selain itu, beban lentur pada GV juga disumbangkan

dinding belakang bangunan. Beban yang disumbangkan dinding belakang ke GV adalah beban

akibat terpaan angin pada tributaris - tributaris ke GV di dinding belakang bangunan. Gambar 7-

1(a) menunjukkan tributaris tributaris ini.



Format T-1


Gambar 7-1. Pembebanan Lentur pada Grid Vertikal Menunjukkan Tributaris Beban Angin

dan Pengalihannya Menjadi Beban Merata Linier

Terdapat tiga tributaris ke GV, yaitu 1 tributaris trapezium: x-t, serta empat tributaris segitiga:

x-s1, x-s2, x-s3, x-s4

Beban merata linear yang ekivalen dengan tributaries x-t adalah:

Wx-t = 22

14 ..

L

LXQw

Qw = 360 N/m2

13.1627.0)81.0)(03.4()30.4)(28.2(2..2

27.003.430.4

81.0)3/03.4()2/30.4()3/()2/(

28.2)2/03.4(30.4)2/(

321214

123

122

121

XXLLXX

LLX

LLX

LLX

Wx-t = (360)(16.13)(4.03/(4.302)) = 1265.64 N/m

2x R2GH

2x R2GH

2x R2GH

2x R2GH

2.50 m

2.50 m

2.50 m

2.50 m

4.30 m

Qx

-1Q

x-2

Qx

-3Q

x-4

Qx

-5

(a) (b) (c)

1.25 m

1.25 m

1.25 m

1.25 m

1.26 m

1.24 m

1.25 m

1.25 m

2.15 m

0.27 m

1.88 m

2x R2GH

2x R2GH

2x R2GH

2x R2GH

2.50 m

2.50 m

2.50 m

2.50 m

4.30 m

2 x

Wx -

s1

2 x

Wx -

s2

2 x

Wx -

s3

2 x

Wx -

s4

2 x

Wx -

t



Format T-1


Terdapat dua tributaries x-t, masing-masing dari kiri dan kanan GV maka besar beban merata

ekivalen untuk tributaries ini adalah:

2Wx-t1 = 2(1265.64) = 2531.27 N/m

= 2531.27/1000 = 2.53 N/mm

Beban merata linear yang ekivalen dengan tributaries x-s adalah:

Wx-s1 = 1.3/1 LQw = 300)5.2()360(3/1 N/m

Terdapat dua tributaries x-s, masing-masing dari kiri dan kanan GV maka besar beban merata


2Wx-s = 2(360) = 720N/m

= 720/1000 = 0.72 N/mm

Beban merata linear yang ekivalen dengan tributaries x-t2 adalah:

Wx-t2 = 22

14 ..

L

LXQw

00.161)00.1)(3()4)(5.2(2..2

00.134

00.1)3/3()2/4()3/()2/(

5.2)2/3(4)2/(

321214

123

122

121

XXLLXX

LLX

LLX

LLX

Beban merata linier yang ekivalen dengan triutaris x-t2 adalah :

Wx-t2 = (360)(16.00)(3/(42)) = 1080 N/m

Terdapat dua tributaries x-t2, masing-masing dari kiri dan kanan GV maka besar beban merata


2Wx-t2 = 2(1080) = 2160 N/m

= 2160/1000 = 2.16 N/mm

Sama seperti beban-beban R2GH, beban-beban lentur ini juga membebani GV terhadap sumbu x

penampangnya.



Format T-1


Gambar 7-2. Super

Desain Hanggar Pesawat - Struktur Baja

Documents

Transcript of Desain Hanggar Pesawat - Struktur Baja