Laporan tugas struktur baja

1

BAB IV

PERHITUNGAN PORTAL GABLE

4.1. Ketentuan - Ketentuan :

1. Type Konstruksi : Portal Gable

2. Bahan Penutup Atap : Seng Gelombang

3. Jarak Antar Portal : 4 meter

4. Bentang kuda – kuda (L) : 15 meter

2

5. Tinggi Kolom (H) : 4 meter

6. Kemiringan atap () : 200

7. Beban Angin : 50 kg/m2

8. Beban Berguna (P) : 100 kg

9. Alat sambung : Baut dan Las

10. Baja Profil : ST-37

11. Modulus elastisitas baja : 2,1x105 Mpa = 2,1x106 kg/cm2

12. Tegangan ijin baja : 1600 kg/cm2

13. Berat penutup atap : 10 kg/m2

14. Berat Crane : 25000 kg

4.2. Perhitungan Gording

4.2.1. Menghitung Panjang Balok

Diketahui (L) = 15 m

Jarak Miring

025x

Cosr

7,5

cos 20r = 7,981 m

Tinggi kuda-kuda

tany

x x= tan 200 x 7,5 = 2,729 meter

Jarak gording yang direncanakan = 2 m

Banyaknya gording yang dibutuhkan

sb y

sb x

r

y

C F

D

x = ½ L

3

7,9811

2 = 4,99 ≈ 5 buah

Jarak gording yang sebenarnya

7,981

4 = 1,99 meter

4.2.2. Perhitungan Dimensi Gording

Untuk dimensi gording dicoba dengan menggunakan profil baja Light Lip

Channel C150 . 65 . 20 . 3,2 dengan data-data sebagai berikut :

- A = 9,567 Cm2 - q = 7,51 kg/m

- lx = 332 Cm4 - Wx = 44,3 Cm3

- ly = 53,8 Cm4 - Wy = 12,2 Cm3

a. Beban mati / Dead Load

- Berat gording = 7,51 kg/m

- Berat penutup atap (1,99x10 kg/m2) = 19,9 kg/m

- Berat Sambungan ( 10% berat gording) = 0,751 kg/m

∑q = 28,161 kg/m

Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan beban mati Px

bekerja vertical, P diuraikan pada sumbu X dan sumbu Y, sehingga diperoleh:

Gambar gaya kerja pada gording

Px1 = q . sin α = 28,161 x sin 200 = 9,632 kg/m

Py1 = q . cos α = 28,161 x cos 200 = 26,463 kg/m

q.cosα

q.sinα

q

Y X

α

4

Gording diletakkan di atas beberapa tumpuan (kuda-kuda), sehingga

merupakan balok menerus di atas beberapa tumpuan dengan reduksi momen

lentur maksimum adalah 80 %.

Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna

Momen maksimum akibat beban mati :

Mx1 = 1/8 . Px1 . (l)2 . 80%

= 1/8 x 9,632 x (4)2 x 0,8

= 15,41 kgm

My1 = 1/8 . Py1 . (l)2 . 80%

= 1/8 x 26,463 x (4)2 x 0,8

= 42,34 kgm

b. Beban hidup / Live Load

Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna

Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja di

tengah-tengah bentang gording, beban ini diperhitungkan kalau ada orang yang

bekerja di atas gording. Besarnya beban hidup diambil dari PPURG 1987, P =

100 kg

Px2 = P . sin

= 100 . sin 200 = 34,20 kg

Py2 = P . cos

P.cosα

P.sinα

P

Y X

α

5

= 100 . cos 200 = 93,97 kg

Momen yang timbul akibat beban terpusat dianggap Continous Beam.

Gambar momen akibat beban berguna

Momen maksimum akibat beban hidup

Mx2 = (¼ . Px2 . l) . 80 %

= (¼ . 34,20 . 4) . 0,8

= 27,36 kgm

My2 = (¼ . Py2 . l) . 80 %

= (¼ . 93,97 . 4) . 0,8

= 75,17 kgm

c. Beban Angin :

Beban angin diperhitungkan dengan menganggap adanya tekanan positif

(tiup) dan tekanan negatif (hisap), yang bekerja tegak lurus pada bidang atap.

Menurut PPPURG 1987, tekanan tiup harus diambil minimal 25 kg/m2 . Dalam

perencanaan ini, besarnya tekanan angin (w) diambil sebesar 50 kg/m2.

Gambar gaya kerja pada beban angin

Wy

Y

X

α

Wx = 0

6

Ketentuan :

Koefisien angin tekan ( c ) = (0,02 x - 0,4)

Koefisien angin hisap ( c’ ) = - 0,4

Beban angin kiri (W1) = 50 kg/m2

Beban angin kanan (W2) = 50 kg/m2

Kemiringan atap () = 200

Jarak Gording = 1,99 m

Koefisien Angin

o Angin tekan ( c ) = (0,02 . - 0,4)

= (0,02 . 200 - 0,4) = 0

o Angin hisap ( c’) = -0,4

o Angin Tekan (wt) = c x W1 . (jarak gording)

= 0 . 50 . (1,99) = 0 kg/m

Angin Hisap (wh) = c’ . W1 . (jarak gording)

= -0,4 .50 . (1,99) = -39,8 kg/m

W max = 0 Kg/m

W x = 0, karena arah beban angin tegak lurus sumbu batang

balok.

Jadi momen akibat beban angin adalah :

Angin Tekan

Akibat Wx = 0

Mx3 = 1/8 . Wx . (I)2 . 80 %

= 1/8 . 0 . 4 . 0,8

= 0 kgm

Akibat Wy = 0

My3 = 1/8 . W . (l)2 . 80%

= 1/8 . 0 . (4)2 . 0,8

= 0 kgm

Angin Hisap

Akibat Wx = 0

7

Mx3 = 1/8 . Wx . (I)2 . 80 %

= 1/8 . 0 . 4 . 0,8

= 0 kgm

Akibat Wy = -39,8

My3 = 1/8 . W . (l)2 . 80%

= 1/8 . -39,8 . (4)2 . 0,8

= -63,68 kgm

D. Perhitungan Muatan Hujan

Ketentuan :

Koefisien air hujan ( c ) = (40 - 0,8)

= (40- 0,8(20))

= 24 Kg/m2

q = 24 . 1,99 m

q = 47,76 kg/m

𝑞x = q Sin 400

= 47,76 Sin 20 = 16,33 kg/m

𝑞y = q Cos 400

= 47,76.Cos 40 = 44,88 kg/m

MWx = 1/8 . Wx . (l)2 . 80 % MWy = 1/8 . Wy . (I)2 . 80 %

= 1/8 .16,33 (4)2 .0,8 = 1/8 . 44,88 . (4)2 . 0,8

= 26,13 Kgm = 71,81 Kgm

Wy

Y

X

α

Wx = 0

8

Tabel perhitungan momen

q, P dan M

Atap + Gording

Beban Orang

Angin

Hujan

(Beban Mati)

(Beban Hidup)

P

28,161 Kg/m

100 Kg

0 Kg/m

24 Kg/m

qx, Pox

9,632 Kg/m

34,20 Kg

0 Kgm

16,33 kg/m

qy, Poy

26,462 Kg/m

93,97 Kg

-39,8 Kg/m

44,88 kg/m

Mx

15,41 Kgm

27,36 Kgm

0 Kgm

26,14 Kgm

My

42,34 Kgm

75,17 Kgm

-63,68 Kgm

71,81 Kgm

d. Kombinasi Pembebanan

Akibat Beban Tetap

M = M Beban Mati + M Beban Hidup

Mx = Mx1 + Mx2

= 15,41+ 27,36

9

= 42,77 kgm = 4277 kgcm

My = My1 + My2

= 42,34 + 75,17

= 117,51 kgm = 11751 kgcm

Akibat Beban Sementara 1

M = M Beban Mati + M Beban Hidup + M Beban Angin

Mx = Mx1 + Mx2 + Mx3

= 15,41+ 27,36+ 0

= 42,77 kgm = 4277 kgcm

My = My1 + My2 + My3

= 42,34 + 75,17+(-63,68)

= 53,83 kgm = 5383 kgcm


M = M Beban Mati + M Beban Hidup + M Beban Hujan

Mx = Mx1 + Mx2 + Mx3

= 15,41+ 27,36+ 26,13

= 68,9 kgm = 6890 kgcm

My = My1 + My2 + My3

= 42,34 + 75,17+71,81

= 189,32 kgm = 18932 kgcm


M = M Beban Mati + M Beban Hidup + M Beban Hujan+ M

Beban Angin

Mx = Mx1 + Mx2 + Mx3 + Mx4

= 15,41+ 27,36+ 26,13+0

= 68,9 kgm = 6890 kgcm

My = My1 + My2 + My3 + My4

= 42,34 + 75,17+71,81+(-63,68)

= 125,64 kgm = 12564 kgcm

10

e. Kontrol Tegangan

Kontrol gording terhadap tegangan

Dari tabel profil baja dapat diketahui bahwa C150 . 65 . 20 . 3,2

Wx = 44,3 cm3

Wy = 12,2 cm3

Akibat Beban Mati + Beban Hidup

Wx

My

Wy

Mx ≤ = 1600 kg/cm2

3 3

4277 11751

12,2 44,3

Kg cm Kg cm

cm cm = 615,83 kg/cm2 ≤ = 1600

kg/cm2

= 615,83 kg/cm2 ≤

=1600 kg/cm2 ............ OK

Akibat Beban Mati + Beban Hidup + Beban Angin

3 3

4277 5383

12,2 44,3

Kg cm Kg cm

cm cm = 472,1 kg/cm2 ≤ = 1600

kg/cm2

= 472,1 kg/cm2 ≤

=1600 kg/cm2 ............ OK

Akibat Beban Mati + Beban Hidup + Beban Hujan

Wx

My

Wy

Mx ≤ = 1600 kg/cm2

3 3

6890 18932

12,2 44,3

Kg cm Kg cm

cm cm = 992,11 kg/cm2 ≤ = 1600

kg/cm2

= 992,11 kg/cm2 ≤

=1600 kg/cm2 ............ OK

f. Kontrol Lendutan :

Lendutan yang diijinkan untuk gording (pada arah x terdiri 2 wilayah

yang ditahan oleh trakstang).

11

Diketahui :

E = 2,1 . 106 Kg/cm2

l = 4 m = 400 cm

Ix = 332 cm4

Iy = 53,8 cm4

Syarat lendutan yang diizinkan akibat berat sendiri dan muatan hidup adalah

f = 1 /250 . l = 1 / 250 x 400 cm = 1,6 cm

1. Kontrol terhadap beban atap dan beban gording

qx = 9,632 Kg / m = 0,09632 Kg /cm

qy = 26,463 Kg / m = 0,26463 Kg /cm

Fx1 =

44

6

5.0,09632. 4005. .0,284

384.. . 384.2,1.10 .53,8

Px lcm

E Iy

Fy1 =

44

6

5.0,26463 4005. .0,127

384.. . 384.2,1.10 .332

Py Lcm

E Ix

2. Kontrol terhadap beban berguna

Px = 34,20 Kg

Py = 93,97 Kg

Fx2 =

23

6

. .( ) 34,20 4002 0,40448.. . 48.2,1.10 .53,8

lP x

cmE Iy

Fy2 =

32

6

93,97 400. .( )0,179

48.. . 48.2,1.10 .332

P x lcm

E Iy

3. Kontrol terhadap beban angin

Wx = 0 Fx3 = 0

Wy = 0 Fx3 = 0

Akibat beban Hujan

qx = 16,33 Kg / m = 0,1633 Kg /cm

qy = 44,88 Kg / m = 0,4488 Kg /cm

12

Fx4 =

44

6

5.0,1633. 4005. .0,482

384.. . 384.2,1.10 .53,8

Px lcm

E Iy

Fy4 =

44

6

5.0,4488 4005. .0,214

384.. . 384.2,1.10 .332

Py Lcm

E Ix

Jadi pelenturannya adalah sebagai berikut :

totalf x = 1 2 3 4( )x x x xf f f f

= 0,284 + 0,404 + 0 + 0,482 = 1,17 cm

totalf x = 1,17 cm ≤ f = 1,6 cm

totalf y = )( 4321 yyyy ffff

= 0,127 + 0,179 + 0+ 0,214 = 0,52 cm

yf total = 0,52 cm ≤ f = 1,6 cm ….OK

f = ftotalftotalf yx 22 )()(

= 2 2

1,17 0,52 = 1,28 cm

f = 1,28 cm ≤ f = 1,6 cm ….OK

jadi, gording Light Lip Channel C150 .65 . 20 . 3,2 aman untuk digunakan.

4.3. Perhitungan Batang Tarik (Trackstang)

Trakstang berfungsi untuk menahan atau mengurangi lendutan pada gording

arah x dan sekaligus untuk mengurangi tegangan lentur yang timbul pada arah

sumbu x batang trakstang dipasang dua buah.

qx = ( berat sendiri gording+ berat yang didukung gording) pada sb.x

= 9,35 kg / m

Px = 34,20 Kg / m (Beban hidup)

Pts = qx . jarak antar portal + Px

= 9,632 . 4 + 34,20

13

= 72,728 Kg

Karena batang tarik dipasang dua buah maka per batang tarik

P = Ptotal/2 =72,728/2 = 36,364 kg

22 236,3641600 / 0,0227

1600

mP PKg fn cm

fnm

Fbr = 125% . Fn = 1,25 . 0,0227 = 0,0284 cm2

Fbr = ¼ . . d2, dimana :

𝑑 = √4𝐹𝑏𝑟

𝜋= √

4.0,0284

3,14= 0,19 𝑐𝑚 = 1,90 mm

Karena dalam tabel nilai d yang paling kecil adalah d = 6 mm, maka

tulangan batang tarik yang digunakan d = 6 mm.

4.4. Perhitungan Ikatan Angin

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal atau gaya axial tarik

saja. Cara kerjanya kalau yang satu bekerjanya sebagai batang tarik, maka

yang lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya kalau arah anginya

berubah, maka secara berganti-ganti batang tersebut bekerja sebagai batang

tarik.

P P Nx

Kuda-kuda 7,981 m N

P N Ny

Ikatan angin

4 m

N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya / tekanan

angin.

Tg = 7,981

4 = 1,99 = arc tg 1,99 = 63,38o

Beban angin = 50 kg/m2

14

P =beban angin . jarak miring

= 50 . 7,981

= 399,05 kg

H = 0, Nx = P

N cos = P

N = 𝑃

𝐶𝑂𝑆𝛽=

399,05

𝑐𝑜𝑠 63,38 = 890,59kg

𝜎 =𝑁

𝐹𝑛→ 𝐹𝑛 =

𝑁

𝜎=

890,59

1600= 0,556 𝑐𝑚2

Fbr = 125% . Fn = 1,25 x 0,556 = 0,695 cm2

Fbr = ¼ d2

𝑑 = √4𝐹𝑏𝑟

𝜋= √

4𝑥0,695

3,14= 0,94 𝑐𝑚 = 9,4 𝑚𝑚

Maka ikatan angin yang dipakai adalah diameter 10 mm

15

4.1 Perhitungan Pembebanan Pada Portal Gable

4.5.1 Pembebanan Pada Balok Gable

Ketentuan :

Penutup atap seng gelombang = 10 kg/m2

Bentang portal (L) = 15 m

Jarak gording (A) = 1,99 m

Berat Sendiri Gording = 7,51 kg/m

Berat Sambungan gording = 0,751 kg/m

Jarak antar portal (l) = 4 m

IWF

35

0.2

50

.8.1

2

H = 350 mm

b = 250 mm

Tb = 8 mm Ts = 12 mm

q = 69,2 kg/m A = 88,15 cm2

r = 20 mm

Momen Lawan

Wx = 1100 cm3 Wy = 248 cm3

Momen inersia

Ix = 18500 cm4 Iy = 3090 cm4

Jari - jari inersia

ix = 14,5 cm iy = 5,92 cm

Gambar penampang profil IWF 350.250.8.12

326

12

138 150

350

250

8

16

Sebelum mendimensi portal gabel, hal terpenting yang pertama dilakukan

adalah mengidentifikasi beban yang bekerja pada konstruksi. Beban tersebut

nantinya akan menentukan ekonomis atau tidaknya suatu dimensi portal.

Distribusi pembebanan pada bangunan Gedung sebagai berikut :

1. Akibat Berat Sendiri

Pembebanan pada Balok Gable akibat beban-beban yang dipikul

oleh 1 gording dengan jarak antar portal 4 m :

a. Berat penutup atap = 10 kg/m2

P = berat penutup atap x jarak gording x jarak antar portal

= 10 kg/m2 . 1,99 . 4 = 79,6 kg

b. Berat sendiri gording

Q = berat sendiri gording x jarak antar portal

= 7,51 kg/m . 4 m = 30,04 kg

c. Berat Sambungan gording (termasuk dengan trackstang dan ikatan

angina, 10 % . dari berat gording)

Q = berat x jarak antar portal

= 0,751 kg/m . 4 m = 3,004 kg/m

d. Berat Balok Gable

Q = 69,2 kg/m

e. Berat alat penyambung (10 % . P Balok Gable)

Q = 0.1 . 69,2 kg/m = 6,92 kg/m

Catatan:

Gording 1 (karena terletak di ujung balok maka menerima beban setengah

jarak)

Gording 2 sampai gording 10 (menerima beban setengah 2x setengah jarak

gording)

17

Tabel pembebanan

No Pembebanan G1 = G10 (kg) G2 =910 (kg)

1 Berat Penutup Atap 39,8 79,6

2 Berat Sendiri Gording 15,02 30,04

3 Beban Sambungan Gording 1,5002 3,004

P 56,322 112,644

dan terdapat beban Crane sebesar 25 ton

2. Akibat Beban Hidup

Beban yang bekerja apabila terdapat orang yang sedang bekerja atau

berada di atasnya sebesar 100 kg.

Po = 100 kg

Dengan kondisi yang sama, maka G1 mempunyai pembebanan setengah beban.

3, Akibat Beban Angin (Wind Load)

Ketentuan :

Koefisien angin tekan (c) = (0.02 ) – 0.4

= (0.02 x 20) – 0.4

= 0

Koefisien angin hisap (c’) = -0.4

Beban angina = 50 kg/m2

Angin tekan = Wt

Angin hisap = Wh

Jarak antar portal (l) = 4 m

Jarak gording (A) = 1,99 m

18

Angin tekan (Wt): Angin hisap (Wh) :

Wt = C. q2 .A .l Wh = C. q2 .A .l

= 0 x 50 x 1,99 x 0 = -0,4 x 50 x 1,99 x 4

= 0 kg = -159,2 kg

Pada Gording satu, mempunyai beban setangah beban dari tekan maupun hisap.

Wt = 0 kg

Wh = -159,2 kg

Angin pada dinding

Koefesien angin tekan Ctk = 0,4, maka Wt = 0,8 x 50 x 4 = 160 kg/m

Koefesien angin hisap Chs = -0,4, maka Wh = -0,4 x 50 x 4 = -80 kg/m

Kombinasi pembebanan

Berdasarkan beban-beban tersebut di atas maka struktur baja harus mampu

memikul semua kombinasi pembebanan di bawah ini:

Kombinasi I

1,4DL

Kombinasi II

1,2D + 1,6 L

Kombinasi III

1,2D + 1,6 L + 0,8WL

Keterangan:

D = adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk

dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap

L = adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk

kejut,

tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain

La = adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja,

peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda

19

bergerak

W = adalah beban angin

E = adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03–1726–1989, atau

Penggantinya dengan,

γ L = 0,5 bila L< 5 kPa, dan γ L = 1 bila L≥ 5 kPa.

Kekecualian: Faktor beban untuk L di dalam kombinasi pembebanan pada

persamaan 6.2-3, 6.2-4, dan 6.2-5 harus sama dengan 1,0 untuk garasi parkir,

daerah yang digunakan untuk pertemuan umum, dan semua daerah di mana beban

hidup lebih besar daripada 5 kPa.

4.1 Perhitungan Gaya – Gaya Dalam

Perhitungan reaksi perletakan, joint displacement dan besarnya gaya

batang dilakukan dengan menggunakan softwere Structure Analysis Program

(SAP) 2000 Versi 14. Input dan output data dapat dilihat pada lampiran.

TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase CaseType P V2 M3 Absolut

Text m Text Text Kgf Kgf Kgf-m P V2 M3

10 0 COMB1 Combination -5704,49 909,49 5504,17 5704,49 909,49 5504,17

10 1,99527 COMB1 Combination -5657,94 1037,39 3561,9 5657,94 1037,39 3561,9

20

10 1,99527 COMB1 Combination -5604 1185,59 3561,9 5604 1185,59 3561,9



10 5,9858 COMB1 Combination -5456,95 1589,58 -1975,31 5456,95 1589,58 1975,31





































21

11 1,99538 COMB3 Combination -5293,71 960 2856,28 5293,71 960 2856,28




11 5,98615 COMB3 Combination -5012 1479,31 -1711,75 5012 1479,31 1711,75


Aksial Maksimum Balok 5704,52

Gaya Geser Maksimum Balok 1865,68

Momen Maksimum Balok 5570,23

4.2 Perhitungan Balok yang di Rencanakan

Mmaks = 5570,23 kgm = 557023 kgcm ( output SAP – M3 )

Wperlu = 𝑀𝑚𝑎𝑘𝑠

∅𝜎 =

557023

0,9𝑥1600 = 386,822 cm3

Kontrol Terhadap Momen Tahanan (Wx)

Wx = Mmaks / ∅

Profil baja IWF 200.200.8.12 :

Wx = 472 cm3

Mmaks = 5570,23 kgm = 557023 kgcm

Wx = 557023

0,9𝑥1600 = 386,822 cm3

Profil baja IWF 200 . 200 . 8 . 12 dengan harga Wx hitung = 386,822 cm3 <

Wx rencana = 472 cm3, maka profil baja ini dapat digunakan..............(OK)

Balok aman terhadap Momen Tahanan

Terhadap Balok yang Dibebani Lentur ( KIP )

Profil baja yang digunakan adalah IWF 200 . 200 . 8 . 12 dengan data-data sebagai

berikut :

_

σ

22

IWF

20

0.2

00

.8.1

2

H = 200 mm

b = 200 mm


q = 49,9 kg/m A = 63,53 cm2

r = 13 mm

Tahanan Momen

Wx = 472 cm3 Wy = 160 cm3

Momen inersia

Ix = 4720 cm4 Iy = 1600 cm4

Jari - jari inersia

ix = 5,02 cm iy = 8,62 cm

Gambar dan tabel penampang profil IWF 200.200.8.12

Cek Profil berubah bentuk atau tidak :

ts

h < 75

20/1,2 < 75

16,667 < 75 OK…!

𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑔𝑜𝑟𝑑𝑖𝑛𝑔

𝑏 >

1.25 b

tb

199/20 > 1,25 . (20/0,8)

9,95 > 31,25 Tidak Ok.!!

Jadi pada penampang terjadi perubahan bentuk (PPBBI 1984 pasal 5.1 (1)).

Cek Terhadap bahaya lipatan KIP

176

12

138 150

200

200

8

23

1

6ℎ𝑏 =

1

6(200 − 12 − 12) = 29,333 𝑚𝑚

Iy Bidang yang diarsir = (1

12𝑥(𝑡𝑠)𝑥(𝑏)3 +

1

12𝑥 (

1

6ℎ𝑏) 𝑥(𝑡𝑏)3

= (1

12𝑥(1,2)𝑥(20)3 +

1

12𝑥(2,933)𝑥(0,8)3

= 800,125 cm4

Luas yang diarsir = (ts x b) + (tb x 1

6ℎ𝑏)

= (1.2 x 20) + (0,8 x 2,933) = 26,347 cm2

iy =√0.5𝑥𝐼𝑦

𝐴= √

0.5𝑥800,125

26,346= 3,897 cm < iyijin = 5,02 cm OK..!!

= 𝐿𝑘

𝑖𝑦

dengan L panjang batang (panjang balok atau panjang sisi miring) =

7,9813 m = 798,133 cm

Dimana Lk jarak antara titik-titik sokong lateral = 199 cm

= 199

3,896= 51,068 = 1,244

Table yang digunakan adalah tabel “PPBBI” hal 12 “Faktor

Tekuk untuk baja Fe 360

Syarat Berubah Bentuk

KIP

𝜎𝐾𝐼𝑃 =𝜋2𝐸

𝜆𝑦2 =𝜋2𝑥𝐸

(𝑙

𝐼𝑦)2

=3.142𝑥2100000

(798,133

3,896)2

= 493,549 kg/cm2

KIP 1,244 x 493,549 = 613,974 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

Jadi balok IWF 200.200.8.12 aman dan tidak mengalami tegangan KIP.

Cek Tegangan Syarat

θ ambil = 1 (PPBBI)

24

1) 𝜔 max 𝑥 𝑁

𝐴+ 0.85𝑥𝜃𝑥

𝑛𝑥

𝑛𝑥−1𝑥

𝑀𝑥

𝑊𝑥≤ 𝜎

2) 𝑁

𝐴+ 𝜃𝑥

𝑀𝑥

𝑊𝑥≤ 𝜎

Dimana λx =Lx/ix dimana Lkx = 7,9813 m (di mana Lkx sebagai

sendi – sendi Lkx =L)

λx =798,13/8,62 = 92,59 ≈ 93

Lihat pada PPBBI hal 12 dengan faktor tekuk baja

Fe360

, Sehingga di dapat

→ ωx = 1,866

λy =Lky/iy

λy =199 / 3,896 = 51,068 ≈ 51 → ωy =1,244

karena λx > λy maka menekuk terhadap sumbu-x dan kerena sumbu

tekuk = sumbu lentur maka perlu faktor amplikasi ny (buka PPBBI hal

37)

𝑛𝑥 =𝜎𝐸𝑋.𝐴

𝑁

dimana λx = 93 → σEX= 2396 kg/cm2

λx di ambil 93 dan lihat nilai σEX pada table PPBBI hal

37.

𝑛x = 2396 𝑥 63,53

1,5 𝑥 5704,52 = 17,789

Syarat PPBBI

1) 𝜔 max 𝑥𝑁

𝐴+ 0,85 𝑛𝑥 𝜃𝑥

𝑛𝑥

𝑛𝑥−1𝑥

𝑀𝑥

𝑊𝑥= 1,866

5704,52

63,53+

0,85𝑥1𝑥17,789

17,789−1𝑥

557023

472

=1230,41 kg/cm2 < 1600 kg/cm2.........OK

2) 𝑁

𝐴+ 𝜃𝑥

𝑀𝑥

𝑊𝑥≤ 1600 kg/cm2

5704,52

63,53+ 1𝑥

557023

472= 1269,926 kg/cm2 ≤ 𝜎 1600 kg/cm2 ....OK

25

Jadi balok IWF 200.200.8.12 aman digunakan.

Kontrol Terhadap Tegangan Lentur yang Terjadi

2/1600max

cmkgWx

M

133,1180472

557023 kg/cm2

= 1180,133 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2 ...............OK

Jadi balok aman terhadap tegangan lentur.

Kontrol terhadap tegangan geser yang terjadi

= D = 1865,68 kg

D = Tegangan geser maksimum pada balok

tegangan geser yang diijinkan : = 0,6 = 0,6 . 1600 = 960 kg/cm2

Sx = ( F1 x y1) + (F2 x y2)

= ( (20.1,2) x 14,4 ) + ( (0,8x13,8) x 6,9 )

= 421,776 cm3

A. y1 = jarak tengah sayap ke garis netral

B. 4720.8,0

776,421 1865,68

= 208,395 kg/cm2 960 kg/cm2 . . . . . . . . . (OK)

Ixtb

SxD

.

.

_

y1

y2

26

Kontrol Terhadap Lendutan

q = 49,9 kg/m = 0,499 kg/cm

fx = IxE

lq

4

384

5

=5(0,499)(798,133)4

384 (2,1x106)4720

= 0,266 cm

f maks = 1

250 x L =

1

250 x 798,133 = 3,193 cm

fx = 0,266 cm fmaks = 3,193 cm ......... OK

(Balok aman terhadap lendutan)

4.3 Perhitungan Kolom

Perhitungan Momen Kolom

TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase CaseType P V2 M3 Absolut

Text m Text Text Kgf Kgf Kgf-m P V2 M3

1 0 COMB1 Combination -36710,1 -5671,53 6870,58 36710,1 5671,53 6870,58



1 3 COMB1 Combination -1278,53 -5671,53 -11175,7 1278,53 5671,53 11175,7









1 3 COMB3 Combination -31720,7 -5065,92 20798 31720,66 5065,92 20798



3 0 COMB1 Combination -36710,1 5671,53 -6870,95 36710,12 5671,53 6870,95

3 2 COMB1 Combination -36503,6 5671,53 -18214 36503,58 5671,53 18214


27













Aksial Maksimum Balok 36710,12

Gaya Geser Maksimum Balok 5671,53

Momen Maksimum Balok 23885,53

Perhitungan momen dihitung dengan menggunakan SAP 2000, Dari hasil analisa

SAP didapatkan nilai Pu adalah 36710,12 kg, Dicoba dengan menggunakan

Profil baja yang digunakan adalah IWF 450.200.9.14

IWF

45

0.2

00

.9.1

4

H = 450 mm

b = 200 mm


q = 76 kg/m A = 96,76 cm2

r = 18 mm

Tahanan Momen

Wx = 1490 cm3 Wy = 187 cm3

Momen inersia

Ix = 33500 cm4 Iy = 1870 cm4

Jari - jari inersia

ix = 18,6 cm iy = 4,4 cm

28

Gambar pembebanan Crane pada kolom

Batasan parameter kelangsingan batang tekan harus memenuhi persamaan

berikut :

Gambar perhitungan koefisien pada perencanaan kolom

Dimana nilai kc pada kolom dengan asumsi ujung jepit-sendi = 0,5

Tinggi kolom = 4 m = 400 cm

KL = L KL = L/2

L/4

L/4

L

0,7L

L

K = 1,0

(a)

K = 0,7

(c)

K = 0,5

(b)

KL = L KL = L/2

L/4

L/4

L

0,7L

L

K = 1,0

(a)

K = 0,7

(c)

K = 0,5

(b)

4 m

25 ton

422

14

136 150

450

200

9

29

Lk = 0,5 x 400 = 200 cm

r min ≥ cmL

8,0250

200

250

Mencari luas bruto minimum

Min Ag = 85,0;.

.

dmana

fy

Pu

fy = 2400 kg/cm2

Nilai berdasarkan nilai :

E

fy

r

Lkxc

min

1

692,2

10.1,2

2400

8,0

20016x

Karena c ≥ 1,2 maka nilai = 1,25 2c = 1,25 (2,69157)2 = 9,056

Maka nilai Ag = 2959,162

)2400.(85,0

)05571,9(. 36710,12cm

Kontrol penampang : 1. Cek kelangsingan sayap

a) Pelat sayap p

286,1414

200

ts

b

44,108240

16801680

fyp

Pelat sayap kompak

!!!......................44,108286,14 OKp

b) Pelat badan p

509

450

tb

h

44,1082400

16801680

fyp

okp .......................44,10850

30

pelat badan kompak

2. Kuat tekan rencana kolom, Pn

Pn = 0,85 . Ag. Fy = 0,85 . 162,959 . 2400 = 332436,335 kg

Pn

Pu

≤ 0,2

11,0 332436,3

36710,12 ≤ 0,2 ; maka digunakan persamaan :

bMnx

Mux

Pn

Pu

2≤ 1,0

3. Kuat lentur rencana kolom, Mnx

Mnx = fy . Wx = 2400 . (1490) = 3576000 kgcm = 35760 kgm

Mmaks = 23885,53 ( Output SAP )

Rasio tegangan total

bMnx

Mux

Pn

Pu

2≤ 1,0

35760.9,0

23885,53

335,332436.2

36710,12 ≤ 1,0

= 0,797 < 1,0 ...............OK!!!!!

Jadi kolom IWF 450 . 200 . 9 .14 kuat menerima beban dan memenuhi

syarat.

Jadi Kolom dan Balok menggunakan IWF yang berbeda yaitu :

Profil baja yang digunakan untuk balok adalah IWF 200.200.8.12

IWF

20

0.2

00

.8.1

2 H = 200 mm

b = 200 mm


q = 49,9 kg/m A = 63,53 cm2

r = 13 mm

Tahanan Momen

31

Wx = 472 cm3 Wy = 160 cm3

Momen inersia

Ix = 4720 cm4 Iy = 1600 cm4

Jari - jari inersia

ix = 5,02 cm iy = 8,62 cm

Profil baja yang digunakan untuk kolom adalah IWF 450.200.9.14

IWF

30

0.3

00

.10

.15

H = 450 mm

b = 200 mm


q = 76 kg/m A = 96,76 cm2

r = 18 mm

Tahanan Momen

Wx = 1490 cm3 Wy = 187 cm3

Momen inersia

Ix = 33500 cm4 Iy = 1870 cm4

Jari - jari inersia

ix = 18,6 cm iy = 4,4 cm

32

4.2 Perhitungan Balok Cranegirder

a. Data – data Crane

Kapasitas Crane = 5 ton

Berat Sendiri Crane = 25 ton

Berat takel = 2 ton

Jarak bersih dihitung dari sisi atas rel ke puncak kolom =1m=1000mm

Berat sendiri rel (ditaksir) = 30 kg/m

Jarak roda-roda Crane = 2 m

Jarak bersih dari permukaan luar kolom ke rel = 2,25 cm

Jarak minimum lokasi takel terhadap rel = 1 m

33

RA = ½ (25) + 7 (13,55/14,55) = 19,019 ton

RA = 19,0189 ton dipikul 2 roda tekan, masing – masing 9,509 ton

b. Sekarang Tinjau Balok Crane Bentang 4 meter (jarak antar portal)

Agar diperoleh momen maksimum, maka antara resultant gaya 2 roda

merupakan lokasi as balok tersebut

RA = 19,019x2,5

4 = 11,887 ton

RB = 19,019 – 11,887 = 7,132 ton

Momen maksimun yang terjadi :

Dititik b : 11,887 (2 - 0,5 - 1) = 5,943 tm

Dititik a : 7,132 (2 - 0,5) = 10,698 tm

19,019 ton

9,509 ton 9,509 ton

4m

2,5 m

1 m

2 m

34

Momen maksimum = 10,698 tm

Koefisien kejut = 1.15 (PPBBI 1983)

Momen maksimum pada balok crane akibat beban hidup :

1.15(10,698) = 12,303 tm

c. Akibat Beban Mati

Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 30 + 150 = 180 kg/m

M = 1

8 (180)(4) 2 = 360 kgm = 0,36 tm

Jadi momen total = 12,303 + 0,36 = 12,663 tm

d. Reaksi Maksimum Balok Crane

Terjadi jika salah satu roda crane tepat pada perletakkan balok tersebut,

Berat sendiri rel + berat sendiri balok crane = 180 kg/m

e. Akibat Beban Hidup Crane

RA = 9,509 + 9,509 ((4–2)/4) = 14,264 ton

Koefisien kejut = 1,15, maka RA = 16,404 ton

Akibat beban sendiri rel + balok crane

RA = 0,5(0,18)(4) = 0,36 ton

Jadi, RA = 16,404 + 0,36 = 16,764 ton

9,509 ton 9,509 ton

4 m

35

f. Gaya Rem Melintang (Lateral Force)

Biasanya 1/15 (beban kapasitas crane + berat takel) umtuk : lintasan

dimana ada 2 roda

Beban lateral per roda = 0.5x1

15 (5+2) = 0,233 ton

Kita sudah tahu bahwa akibat beban roda 9,509 ton, momen maksimum

yang bekerja pada balok crane = 12,663 tm

Jadi akibat 0.2333 ton, momen = (0,233/9,509).12,663 = 0,311 tm

g. Menentukan Profil Balok Crane

Mutu baja St.37 (Fe360)

Momen maksimum yang dipikul = 12,663 tm

Wx = 12,663𝑥105

0,9𝑥1600 = 879,365 cm3

Coba IWF 500.200.10.16, dimana Wx = 1910 cm3.

Dikombinasikan dengan memakai profil kanal C24, yang diikatkan pada

flens IWF.

Data – data profil :

IWF

50

0.2

00

.10

.16

H = 500 mm

B = 200 mm

Tb = 10 mm Ts = 16 mm

q = 89,7 kg/m A = 114,2 cm2

r = 18 mm

Tahanan Momen

Wx = 1910 cm3 Wy = 214 cm3

Momen inersia

Ix = 47800 cm4 Iy = 2140 cm4

Jari - jari inersia

ix = 20,5 cm iy = 4,33 cm

C 2

4 h = 240 mm

ht = 184 mm

b = 85 mm d = 9,5 mm

q = 33,2 kg/m A = 42,3 cm2

ri = 6,5 mm t=r = 13 mm

e(s) = 22,3 mm

36

Tahanan Momen

Wx = 300 cm3 Wy = 39,6 cm3

Momen inersia

Ix = 3600 cm4 Iy = 248 cm4

Jari - jari inersia

ix = 9,22 cm iy = 2,42 cm

h. Tentukan Garis Berat Penampang Gabungan

Berjarak y dari serat atas :

ŷ = (𝐴(𝐶24)𝑥(𝑠(𝐶24)))+(𝐴(𝐼𝑊𝐹)∗(𝑖𝑥(𝐼𝑊𝐹)+(𝑑(𝐶24))

𝐴(𝐶24)+𝐴(𝐼𝑊𝐹)

ŷ = (42,3𝑥2,23)+(114,2𝑥(20,5+0,95))

42,3+114,2 = 16,255 cm

Ix = Ix (IWF) +(A(IWF) (ix(IWF)+d(C30) - ŷ)2 +Iy(C24)+A(C24) (ŷ-s(cm))2

Ix = 47800+ (114,2)(20,5 + 0,95-16,255)2 + 248 +(42,3)(16,255- 2,23)2

= 59450,469 cm4

Cek kembali terhadap momen maksimum :

σatas = 12,663𝑥105𝑥16,255

59450,469 = 346,230 kg/cm2 (tekan)

σtekan = 12,663𝑥105𝑥(50+0,95−16,255)

59450,469 = 738,996 kg/cm2

i. Pengecekan Tegangan Akibat Beban Lateral

Iy = Ixkanal + Iyflens tertekan dari IWF dimana Iyflens tekan IWF

diambil ½ Iy dari IWF

= ( 2140 x 0.5 )

= 1070 cm4

Iy = 3600 + 1070 = 4670 cm4

Momen maksimal lateral = 0,311 tm (dari perhitungan gaya rem melintang

Crane)

37

σtekan = 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 𝐹𝑜𝑟𝑐𝑒𝑥(ℎ(𝐶24)/2)

𝐼𝑦 =

σtekan = 0,311𝑥105𝑥(24/2)

4670 = 79,839 kg/cm2

tekan total = 79,839 + 346,230 = 426,070 kg/cm2

j. Mencari Tegangan Izin KIP dari Balok Crane

Karena akibat beban lateral tersebut, balok crane mengalami KIP

σcr = 1.0363x107 𝐼𝑦 .ℎ

𝑊𝑥 .𝐿2 (1+0.156

𝐽.𝐿2

𝐼𝑦.ℎ2 )0.5 + k2

1.0363x107𝐼𝑦 .ℎ

𝑊𝑥 .𝐿2

Dimana :

Iy = inersia penampang total terhadap sumbu y

= 3600 + 2140 = 5740 cm4

H = jarak titik berat flens tekan (terdiri dari kanal + flens IWF) terhadap

titik berat flens tarik

Mencari titik berat flens tekan:

ŷ = (𝐴(𝐶24)𝑥𝑠(𝑐24))+(𝑏(𝐼𝑊𝐹)𝑥𝑡𝑠(𝐼𝑊𝐹)(𝑟1(𝑐24)+𝑑(𝑐24))

𝐴(𝐶24)+(𝑏(𝐼𝑊𝐹)𝑥𝑡𝑠(𝐼𝑊𝐹)

ŷ = (42,3𝑥2,23)+(20𝑥1,6)(0,65+0,95)

42,3+(20𝑥1,6)

= 1,959 cm

Jarak titik berat flens tekan ke flens tarik

= (h(IWF) + d(C24) – (ts/2) – (h-(2xts))

= (50 + 0,95 -(1,6

2) – (50-(2x1,6)) = 3,35 cm

k. Tentukan Konstanta Torsi

J = ∑ 1

3 b t3

Dimana :

b = ukuran terbesar dari penampang persegi

t = ukuran terkecil dari penampang persegi

untuk :

38

badan IWF : 1

3 (50 - 1.6 - 1.6)(0,95)3 = 13,375 cm4

flens IWF : 2. 1

3 .(20)(1,6)3 = 54,613 cm4

badan kanal : 1

3 (24-1,3-1,3) (0,95)3 = 6,116 cm4

flens kanal : 1

3 (8,5)(1,3)3 . 2 = 12,450 cm4 +

86,554 cm4

maka, J : 86,554 cm4

Menentukan harga k2 dari table

n = 𝐼𝑦 𝑓𝑙𝑒𝑛𝑠 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑔𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛

𝐼𝑦 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

= 4670

5740 = 0,814

( 0,814 ≈ 0,8 => k2 = 0,3 )

Di dapat dari Design of steel structures by Arya and Ajmani hal 207, table

5-4 “Coeficient k2”

k2 = 0,3 , jadi

σcr = 1.0363x107 𝐼𝑦 .ℎ

𝑊𝑥 .𝐿2 (1+0.156

𝐽.𝐿2

𝐼𝑦.ℎ2 )0.5 + k2

1.0363x107𝐼𝑦 .ℎ

𝑊𝑥 .𝐿2

σcr = 1.0363x107 5740𝑥48,875

(59450,469

16,255)𝑥4002

√1 + 0,156 86,554𝑥 4002

5740 𝑥48,8752 + 0,3

1.0363x107𝑥 5740 𝑥48,875

(59450,469

16,255)𝑥 4002

= 6835,725 kg/cm2

Mutu baja yang digunakan gunakan St.37, σy = 2400 kg/cm2

σcr < ½ σy …………. OK!!!

39

6835,725 < 0,5 x 2400 = 1200 ....Maka kita pakai angka kekakuan ekivalen.

ei

KL untuk menentukan tegangan izin kip.

cre σ

Eπ

i

kl = 𝜋√

2,1 .106

6835 ,725= 55,036 𝑐𝑚

σcr =

2

e

2

y

yi

KL

E4π

σ1σ

= 2400(1 −2400

4𝜋 2.2,1 .106(55,036)2)

= 2189,342 kg/cm2

𝜎𝐾𝐼𝑃 =𝜎𝐾𝐼𝑃

1,67=

2189,342

1,67= 1310,983 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

Sedangkan tegangan tekan yang bekerja = 426,070 kg/cm2 < kip

=1310,983 kg/cm2 (Balok keran aman terhadap kip)

l. Gaya Rem Memanjang Besarnya 1/7 reaksi maksimum yang terjadi pada masing-masing roda :

1/7 (9,509) = 1,358 ton

Gaya ini bekerja pada rel.

Jika tinggi rel = 7,5 cm

maka momen memanjang :

1,358 (7,5 + 16,255) = 32,271 ton

Tegangan yang terjadi :

σ = 1358

42,3+114,2 +

32271

59450,469/16,255

= 17,504 kg/cm2

Sangat kecil jadi diizinkan

m. Menentukan Hubungan Profil IWF dan Kanal

Gaya lintang maksimum yang bekerja = 16,764 ton

. b = Ix

SxD

.

.

40

S = 42,3(16,255-2,23) = 593,261 cm3

Gaya geser horizontal yang bekerja pada bidang kontak

Flens IWF dan kanal = 16764𝑥593,261

59450,469 = 167,287 kg/cm

Untuk sepanjang 400 cm, gaya geser horizontal = 167,287 x 400

= 66914,88 kg

Dipikul oleh baut (pakai baut hitam mutu 4,6) M16 (tak diulir penuh)

Ngeser 1 irisan = ¼ π(1,2)2x0,6x1600 = 1085,184 kg

Ntumpuan = 1,7x0,9x1600x1,5 = 3672 kg

Jumlah baut = 66914,88

1085,184 = 61,662 pakai 2 x 40

Cek jarak baut : maksimum = 7d = 7 * 1,6 = 11,2 cm, pakai 10 cm

Jadi jumlah baut satu baris = 400

10 = 40 buah

Jadi, pakai 2 baris baut M16 jarak satu sama lain = 10 cm

n. Merencanakan Konsol

Reaksi balok crane pada lokasi konsol akan maksimum jika salah satu

roda tepat berada di perletakkan tersebut.

RB = 9,509 + 2/4(9,509) = 14,264 ton

Koef kejut = 1.15

Jadi akibat beban crane

RB = 1.15 x 14,264 = 16,404 ton

Akibat beban rel (taksir 30 kg/cm) :

41

30 x 4 = 120 kg = 0,12 ton

Akibat balok crane (terdiri atas profil kanal C24 + IWF500.200.10.16) :

(33,2 + 89,7) x 4 = 491,6 kg = 0,4916 ton

Rtotal = 16,404 + 0,12 + 0,4916 = 17,015 ton

M = 17,015 x 0,225 = 3,828 tm

Pada lokasi gaya, bekerja tegangan geser

τ = 7,3184 .103

𝐴𝑏𝑎𝑑𝑎𝑛 = 0,6 σijin

Abadan = 17,015

0,6 𝑥 1600 = 17,724 cm2

Coba IWF 198.99.4,5.7

Abadan = 0,45(19,8-0,7-0,7) = 8,28 cm2, berarti sisanya harus dipikul oleh

potongan IWF setinggi (17,724-8,28)/0,45 = 20,988 cm, ambil 22 cm

7,3184

42

Panjang konsol ambil 22,5 + 20 = 42,5 cm,

Tinggi IWF potongan pada sisi luar kolom = 42,5

20 (22) = 46,75 cm, pakai baut

HTB Φ16 mm, jarak baut diambil 7d = 112 mm, ambil 100 mm

Kt baut no 1 = 2,4 .105 .30

402 + 302 + 202+ 102 = 2400 kg (dipikul 2 baut)

Sebelumnya lebih baik periksa terlebih dahulu IWF konsol tepat di sebelah

kanan sedikit dari luar kolom.

M = 3,828 tm

D = 17,015 ton

Cek penampang sedikit sebelah kanan permukaan luar kolom.

Data – data :

Ix = 1580 cm4

A = 23,18 cm2

y = (23,18𝑥22)+ 0,45(46,75−0,7)𝑥33,5+0,7𝑥22𝑥50

23,18+0,45(46,75−0,7)+0,7

= 44,261 cm

Ix = 1580 + (23,18)(44,261-22)2 + 1

12 (0,45)(46,75 − 0,7)3 +

0,45(46,75)(20 + 51 – 44,261 – 46,75−0,7

2− 0,7)2 +

1

12 (22)(0,7)3 + 22 (0,7)(20+46,75 – 0,55)2

= 84251,561 cm4

σatas = 2,4 𝑥 105

84251,561/44,261 = 126,083 kg/cm2

untuk geser, anggap hanya dipikul beban

τ = 17015

0,45(20+46,75−0,7−0,7) = 578,608 kg/cm2

τ < 0.6 σijin = 960 kg/cm2………….. OK!!!

σi = (126,0832+3(578,608)2)0.5

=1010,078 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 …… OK!!!

43

o. Perhitungan Baut

Baut HTB Φ16 mm tipe A325_N

σtr = 2400

2 .1

4𝑥 𝜋(1.6)2

= 597,134 kg/cm2 < 44ksi (3080)…..OK!!!

Gaya tarik awal T untuk Φ16 mm tipe A325 = 85 KN = 85000/9.8 = 8673,469 kg,

tegangan geser izin (akibat gabungan tarik + tekan)

τijin = Fv(1 – 𝑓𝑡 ,𝐴𝑏𝑎𝑢𝑡

𝑇), dimana Fv = 15ksi = 1050 kg/cm2

= 1050 (1 – 2400/2

8673,469) = 904,729 kg/cm2

Jumlah baut = 10 buah, gaya geser = 17,015 ton

τ = 17015

1

4𝜋(1.6)2 10

= 846,706 kg/cm2 < 904,729 kg/cm2 …..OK!!!!

4.3 Perhitungan Base Plat Gaya Normal dan gaya lintang yang terjadi pada kolom setelah dibebani Crane

adalah :

DA = 5671,53 kg

NA = 36400,29 kg

Mmax = 23885,17 kgm = 2388517 kgcm

Ukuran Base Plate ditaksir 55 cm x 25 cm dan tebal 10 mm = 1cm

Kontrol tegangan yang timbul :

σb = 𝑁𝐴

𝐹+

𝑀

𝑊𝑢 < σbijin = 225 kg/cm2

F = a.b =55 x 25 = 1375 cm2

Wu = 1

6 . a2 . b =

1

6 . 552 . 25 = 12604,167 cm3

σb = 36400,29

1375+

2388517

12604,167

= 215,975 kg/cm2 < 225 kg/cm2……… AMAN!!!!

Angker Baut

44

Angker yang digunakan sebanyak 4 buah

Akibat beban Gaya geser, tiap baut memikul beban

𝐷𝐴

4 =

5671,53

4 = 1417,883 kg

Diameter angker baut d = √𝐷𝐴

1

4 .𝜋 .𝜏

/4

= 2,79 cm = 2,8 mm

Ambil baut Φ16 sebanyak 4 buah

Fgs = 4 . ¼ . π . d2

= 4 . ¼ . π . 1,62 = 8,038 cm2

Kontrol tegangan yang terjadi

τ =

𝐷𝐴

4

𝐹𝑔𝑠

= 1417,883

8,038 = 176,389 kg/cm2 < 960 kg/cm2………..AMAN!!!!!

45

4.4 PERHITUNGAN SAMBUNGAN BAUT DAN LAS

A. Pertemuan Balok dan Kolom

M = 5504,17 kgm = 550417 kgcm

D = 5671,53 kg

Pakai baut Ø7/8” mm = 2,2225 cm

Syarat baut :

S1 = 1,5 d - 3 d

1,5(22,225) - 3(22,225)

33,34 mm - 66,68 mm

3,334 cm - 6,668 cm diambil S = 6 cm

S = 2,5 d - 7 d

2,5(22,225) - 7(22,225)

55,56 mm - 155,58 mm

5,556 cm - 15,558 cm diambil S = 15 cm

Direncanakan menggunakan baut 7/8 “ sebanyak 4 x 5 buah.

11 = 4 cm (11)2 = 16 cm2

12 = 12 cm (12)2 = 144 cm2

13 = 20 cm (13)2 = 400 cm2

14 = 28 cm (14)2 = 784 cm2

15 = 36 cm (15)2 = 1296 cm2 +

12 = 2640 cm2

Gaya baut terbesar pada baut paling bawah ( T ) :

kgl

lMT 686,7505

2640

36 x 550417.2

6

Karena baut berpasangan, maka setiap baut menerima gaya sebesar :

P = ½ .T = ½ x 7505,686 = 3752,843 kg


Kontrol tegangan aksial akibat momen terhadap :

2

24

124

1/848,967

22,2.14,3.

3752,843

..cmkg

d

Pta

46

2. 0,7. 0,7.1600 1120t ijin

kgcm

2

.

2 /1120/848,967 cmkgcmkg ijintta ……………. Aman

Kontrol terhadap gaya geser baut akibat gaya lintang :

DD = 5671,53 kg

Setiap baut memikul gaya geser sebesar Q = V/6 = 5671,53 / 20 = 283,577 kg

Gaya geser pada baut :

22

24

1/960/134,73

22,2

283,577cmkgcmkg

A

Q

bout

…….Aman

Kontrol Tegangan :

22 56,1 tat

2222 /1600/149,972)134,73(56.1848,967 cmkgcmkgt

B. Perhitungan Las Pada Pertemuan Balok dan Kolom

D = 5671,53 kg

N = 1175,28 kg

Tebal las (a) = 5 mm = 0,5 cm

Panjang las (Lbr) = 20 cm

(Berdasarkan PPBBI 1984 pasal 8.5.(3.3), bahwa panjang netto las tidak boleh

lebih dari 40 x tebal las = 40 x 0,5 cm = 20 cm).

Ln = Lbr -3a = 20 – 3 x 0,5 = 18,5 cm < 20 cm.....OK!!!

Fgs = Ln x a = 18,5 x 0,5 = 9,25 cm2

Karena beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, maka :

P1 = P2 = ½ . P = ½ . 5671,53 = 2835,765 kg

N1 = N2 = ½ . N = ½ . 1175,28 = 587,64 kg


Kontrol terhadap tegangan geser :

47

22 /960/577,2835.020

765,2835cmkgcmkg

albr

P

Fgs

P

Kontrol terhadap tegangan tarik :

22 /1600/529,635,05,18

587,64

.cmkgcmkg

al

N

F

N

ntr

Kontrol :

222222 /1600/260,495577,2833529,633 cmkgcmkgi

C. Perhitungan Sambungan Baut Pada Titik Buhul

M = 5570,23 kgm = 557023 kgcm

D = 2013,87 kg

Pakai baut Ø7/8” mm = 2,2225 cm

Syarat baut :

S1 = 1,5 d - 3 d

1,5(22,225) - 3(22,225)

48

33,34 mm - 66,68 mm

3,334 cm - 6,668 cm diambil S = 6 cm

S = 2,5 d - 7 d

2,5(22,225) - 7(22,225)

55,56 mm - 155,58 mm

5,556 cm - 15,558 cm diambil S = 15 cm

Direncanakan menggunakan baut 7/8 “ sebanyak 2 x 6 buah.

11 = 4 cm (11)2 = 16 cm2

12 = 12 cm (12)2 = 144 cm2

13 = 20 cm (13)2 = 400 cm2

14 = 28 cm (14)2 = 784 cm2

15 = 36 cm (15)2 = 1296 cm2

16 = 44 cm (15)2 = 1936 cm2 +

12 = 4576 cm2

Gaya baut terbesar pada baut paling bawah ( T ) :

kgl

lMT 990,5355

4576

44 x 5570,23.2

6

Karena baut berpasangan, maka setiap baut menerima gaya sebesar :

P = ½ .T = ½ x 5355,990 = 2677,995 kg


Kontrol tegangan aksial akibat momen terhadap :

2

24

124

1/648,690

22,2.14,3.

2677,995

..cmkg

d

Pta

2. 0,7. 0,7.1600 1120t ijin

kgcm

2

.

2 /1120/648,690 cmkgcmkg ijintta ……………. Aman

Kontrol terhadap gaya geser baut akibat gaya lintang :

DD = 2013,87 kg

Setiap baut memikul gaya geser sebesar Q = V/12 = 2013,87 / 12 = 167,823 kg

Gaya geser pada baut :

49

22

24

1/960/281,43

22,2

167,823cmkgcmkg

A

Q

bout

…….Aman

Kontrol Tegangan :

22 56,1 tat

2222 /1600/760,692)281,43(56.1648,690 cmkgcmkgt

Gaya geser pada ulir :

22

24

1/960/215,214

999,0..

823,167cmkgcmkg

A

Q

bout

…….Aman

D. Perhitungan Las Pada Titik Buhul

D = 2013,87 kg

N = 5302,53 kg

Tebal las (a) = 5 mm = 0,5 cm

Panjang las (Lbr) = 20 cm

(Berdasarkan PPBBI 1984 pasal 8.5.(3.3), bahwa panjang netto las tidak boleh

lebih dari 40 x tebal las = 40 x 0,5 cm = 20 cm).

Ln = Lbr -3a = 20 – 3 x 0,5 = 18,5 cm < 20 cm.....OK!!!

Fgs = Ln x a = 18,5 x 0,5 = 9,25 cm2

Karena beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, maka :

P1 = P2 = ½ . P = ½ . 2013,87 = 1006,935 kg

N1 = N2 = ½ . N = ½ . 5302,53 = 2651,265 kg


Kontrol terhadap tegangan geser :

22 /960/694,1005.020

935,1006cmkgcmkg

albr

P

Fgs

P

Kontrol terhadap tegangan tarik :

22 /1600/623,2865,05,18

2651,265

.cmkgcmkg

al

N

F

N

ntr

50

Kontrol :

222222 /1600/515,335694,1003623,2863 cmkgcmkgi

Laporan tugas struktur baja

Design

Transcript of Laporan tugas struktur baja