Panggih Kayu Kuda-kuda 2
-
Upload
panggih-widodo -
Category
Documents
-
view
273 -
download
21
Transcript of Panggih Kayu Kuda-kuda 2
Perhitungan Pembebanan kanopi
Karena kanopi tidak menggantung/ ditopang pada pinggir sehingga tidak terdapat gaya terpusat sebesar 200 kg/m’ diujungnya.
Analisis dan Desain Elemen Struktur
Struktur Atap ( Gording )
A. SpesifikasiUmum :
a. Spesifikasi Atap
Penutup Atap : Genteng
Berat Penutup Atap : 50 kg/m2
Kemiringan Atap : 26,565o
b. Jarak antar Gording : 1,118 m
c. Jarak antar Kuda-kuda : 4 m
d. Kayu yang dipergunakan adalah kayu kelas 1 ( diambil E 20 )
Modulus Elastisistas (Ew) : 19.000 Mpa
Kuat Lentur (Fb) : 47 Mpa
Kuat tarik sejajar serat(Ft) : 44 Mpa
Kuat teka sejajar serat (Fc) : 39 Mpa
Kuat Geser (Fv) : 5,8 Mpa
Kuat tekan tegak lurus serat : 18 Mpa
e. Kayu yang dipergunakan adalah kayu mutu A dan konstruksi terlindung
B. Pembebanan
1. Beban Mati Penutup atap ( genteng dan usuk kaso) = ( 1,118 m x 50 kg/m2) = 59 kg/m Berat sendiri (kayu) = 10 kg/m
Total = 69 kg/m
2. Beban orang Total = 100 kg
3. Beban Hidup
Beban hidup (100 kg/m2) = (1,118 m x 100 kg/m2) = 111,8kg/m’ Beban hujan (40-0,8x26.565) = 18.75 kg/m2x1,118 m =20,96 kg/m’
Total =132,76 kg/m’
4. Beban terpusat Beban hidup terpusat Total = 0 kg
5. Beban Angin : Tekanan tekan (0.02x26.565-0.4)x25 = 3,28 kg/m2x1,118 = 3,667 kg/m’ Tekanan tarik (-0.4x25) = 10kg/m2x1.118 = -11,18kg/m’
Maka tekanan angin dapat dihitung :
Pada bagian muka,untuk sudut kemiringan atap() < 65 o ,maka koefisiennya = (0.02 () – 0.4 ). Dalam hal ini kemiringan atap adalah 26,565 o, maka dapat dihitung :
W = (0,02(26,565)-0,4) (25) = 3,28 kg/m2 x jarak antar gording
= 3,28 kg/m2 x 1,118 m = 3,667 kg/m
C. Perhitungan Momen Lentur
a. Akibat Beban Mati ( qDL = 67,75 kg/m )qx = q . sin α = (69) . sin 26,565o = 30,858 kg/m’
qy = q . cos α = (69) . cos 26,565o = 61,716 kg/m’
Mx = 1/8 . qy . L2 = (1/8) . (61,716) . ( 42 ) = 123,431 kg.m
My = 1/8 . qx . L2 = (1/8) . (30,858) . ( 42 ) = 61,715 kg.m
b. Beban orang ( Ha = 100 )Px = 100 sin 26,565° = 44,721 kg
Py = 100 cos 26,565° = 89,443 kg
Mx =1/4. Py. Lx =1/4. 89,443. 4 = 89,443 kg.m
My =1/4. Px. Ly =1/4 . 44,721. 4 = 44,721 kg.m
c. Beban Hidup ( Ha = 132,76 kg/m )qx = q . sin α = (132,76) . sin 26,565o = 59,372 kg/m’
qy = q . cos α = (132,76) . cos 26,565o = 118,744 kg/m’
Mx = 1/8 . qy . L2 = ( 1/8 ) . (118,744) . ( 42 ) = 237,484 kg.m
My = 1/8 . qx . L2 = ( 1/8 ) . (59,372) . ( 42 ) = 118,744 kg.m
d. Beban Angin
Angin muka = 3,667 kg/ m
qx = 0 kg/m’
qy = 3,667 kg/m’
Mx = 1/8 . qy . L2 = ( 1/8 ) . (3,667) . ( 42 ) = 7,344 kg.m
My = 0 = 0 kg.m
Angin belakang = -11,55 kg/ m
qx = 0 kg/m’
qy = -11,55 kg/m’
Mx = 1/8 . qy . L2 = ( 1/8 ) . -11,55 . ( 42 ) = -23,1 kg.m
My = 0 = 0 kg.m
D. Kombinasi Pembebanan
Kombinasi 1 : Mu = 1,4 MDL
Kombinasi 2 : Mu = 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 ( MLa atau MH )
Kombinasi 3 : Mu = 1,2 MDL + 1,6 ( MLa atau MH ) + (γLMLL atau 0,8 MW)
Kombinasi 4 : Mu = 1,2 MDL + 1,3 MW + γLMLl + 0,5 ( MLa atau MH )
Kombinasi Beban Mx ( kg.m) My ( kg.m)
1.4 D 172.803 86.402
1.2 D + 1.6 L + 0.5 La/H 572.820 286.409
1.2 D + 1.6 La/H + 0.8 W 297.093 145.612
1.2 D + 1.3 W + 0.5 La/H 202.373 96.419
Sehingga dari perhitungan diatas momen yang diperoleh :
Mux = 572,820 kg.m = 57.282,0 kg.cm
Muy = 286,409 kg.m = 28.640,9 kg.cm
Asumsi dengan kayu berukuran 10 x 12 cm ,sehingga dapat kita perhitungkan nilai Sx dan Sy
penampangnya adalah :
= 240 cm3
Sy = = 200 cm3
Pengecekan lentur gording
Untuk arah sumbu x
Ew = 19.000 Mpa = 190000 kg/cm2
Untuk kayu mutu A, dengan Nilai Rasio Tahanan 0,80, maka nilai Ew menjadi :
→
Nilai Ew terkoreksi :
Cm = 1 ( konstruksi kayu terlindung)
Ct = 1 ( suhu di daerah tropis ≤ 38º C) maka :
→
Dari tabel 1, Nilai Kuat Acuan Berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15% (SNI
Tata Cara Perncanaan Konstruksi Kayu Indonesia) akan diperoleh nilai Fb (Kuat Lentur) untuk Ew’
= 15200 Mpa dengan interpolasi, yakni : Fb = 35,6 MPa. Sehingga :
Syarat yang harus dipenuhi adalah , dimana
Mux = 57.282,0 kg.cm; λ = faktor waktu untuk Kombinasi pembebanan 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 MLa
yakni 0,80 .
Sehingga,
Sx = = = 236,624 < Sx penampang → Profil Kayu OK !
Untuk arah sumbu y
Ew = 19.000 Mpa = 190000 kg/cm2
Untuk kayu mutu A, dengan Nilai Rasio Tahanan 0,80, maka nilai Ew menjadi :
→
Nilai Ew terkoreksi :
Cm = 1 ( konstruksi kayu terlindung)
Ct = 1 ( suhu di daerah tropis ≤ 38º C) maka :
→
Dari tabel 1 Nilai Kuat Acuan Berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15% (SNI
Tata Cara Perncanaan Konstruksi Kayu Indonesia) akan diperoleh nilai Fb (Kuat Lentur) untuk Ew’
= 15200 Mpa dengan interpolasi, yakni : Fb = 35,6 MPa. Sehingga :
→
Syarat yang harus dipenuhi adalah , dimana
Muy = 28.640,9 kg.cm ; λ = faktor waktu untuk kombinasi pembebanan 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 MLa
yakni 0,80.
Sy= = = 118,312< Sy penampang → Profil kayu OK !
Jadi, balok ukuran (10 × 12) cm dapat digunakan untuk gording kanopi.
Pengecekan geser gording
Perhitungan gaya geser yang terjadi
a. Akibat Beban Mati ( qDL = 69 kg/m )qx = q . sin α = (69) . sin 26,565o = 30,858 kg/m’
qy = q . cos α = (69) . cos 26,565o = 61,716 kg/m’
Vux = = = 61,715 kg
Vuy = = = 123,431 kg
b. Beban orang ( Ha = 100 )Px = 100 sin 26,565° = 44,721 kg
Py = 100 cos 26,565° = 89,443 kg
Vux = = = 22,361 kg
Vuy = = = 44,721 kg
c. Beban Hidup ( Ha = 132,76 kg/m )qx = q . sin α = (132,76) . sin 26,565o = 59,372 kg/m’
qy = q . cos α = (132,76) . cos 26,565o = 118,744 kg/m’
Vux = = = 118,744 kg
Vuy = = = 237,488 kg
d. Beban Angin Angin muka = 3,667 kg/ m
qx = 0 kg/m’
qy = 3,667 kg/m’
Vux = = 0 kg
Vuy = = = 3,667 kg
Angin belakang = -11,55 kg/ m
qx = 0 kg/m’
qy = -11,55 kg/m’
Vux = = 0 kg
Vuy = = = -11,55 kg
Kombinasi Beban Vx ( kg.m) Vy ( kg.m)
1.4 D 86,402 172,803
1.2 D + 1.6 L + 0.5 La/H 275,229 550,459
1.2 D + 1.6 La/H + 0.8 W 109,835 210,431
1.2 D + 1.3 W + 0.5 La/H 85,239 175,245
Sehingga Diperoleh:
Vux = 275,229 kg
Vuy = 550,459kg
Ew = 19.000 Mpa = 190000 kg/cm2
Untuk kayu mutu A, dengan Nilai Rasio Tahanan 0,80, maka nilai Ew menjadi :
→
Nilai Ew terkoreksi :
Cm = 1 (konstruksi kayu terlindung)
Ct = 1 (suhu di daerah tropis ≤ 38º C) maka :
Dari tabel 1 Nilai Kuat Acuan Berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15% (SNI
Tata Cara Perncanaan Konstruksi Kayu Indonesia) akan diperoleh nilai Fb (Kuat Lentur) untuk Ew’
= 15200 Mpa dengan interpolasi, yakni : Fv = 5,24 MPa. Sehingga :
Syarat : , dimana , λ = faktor waktu untuk kombinasi
pembebanan 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 MLa yakni 0,80.
Sehingga :
OK !
Jadi, balok ukuran 10 x 12 kuat menahan geser yang terjadi pada gording.
Pembebanan Kuda-kuda
1. Beban mati
Penutup atap ( genteng dan usuk kaso) = ( 1,118 m x 50 kg/m2) = 75 kg/m
Berat sendiri kuda-kuda = 35 kg/m
Berat gording kayu = 10 kg/m
Total = 120 kg/m
Beban orang = 100 kg
Beban Hidup
Beban hidup = 100 kg/m2 = (1,5 m x 100 kg/m2) = 150 kg/m’
Beban Angin :
Tekanan tiup=(0.02x26,565o-0.4)x25= 3.283kg/m2x1.5 =4,924 kg/m’
Dengan menggunakan software sap dapat dihitung geser yang terjadi di tiap batang dimana
Penomoran batang
batanggaya aksial akibat beban (KG)
mati hidup orang anginS14 0 0 0 0 S13 0 0 0 0S17 -93.99 -117.48 -78.32 -9.02S19 51.14 63.93 42.62 2.42S18 -51.14 -63.93 -42.62 -2.42
Kombinasi pembebanan
Kombinasi pembebanan
Kombinasi 1 : Pu = 1,4 PDL
Kombinasi 2 : Pu = 1,2 PDL + 1,6 PLL +0,5PLA
Kombinasi 3 : Pu = 1,2 PDL + 1,6 PLA + 0,8 PW
Kombinasi 4 : Pu = 1,2 PDL + 1,3 PW + 0.5 PLA
batangkombinasi
1kombinasi
2kombinasi
3kombinasi
4s1 0 0 0 0s2 0 0 0 0s3 -131.586 -339.916 -245.32 -163.67s4 71.596 184.966 131.496 85.824s5 -71.596 -184.966 -131.5 -85.824
Gaya batang terbesar didapati pada kombinasi ke2
Untuk batang Tarik yang digunakan untuk perhitungan adalah gaya tarik paling besar
pada S4 (Tarik)
Kayu yang dipakai adalah Kayu kelas 1 ( diambil E 20 ) dimana (Ew): 12.000 Mpa= 120000
kg/cm2. Untuk kayu mutu A, maka Ew dikalikan dengan faktor ketahanan yaitu = 0.8 x 120000
=96.000 kg/cm2
Maka diperoleh kuat tarik sejajar serat dengan interpolasi
600/1000 =x/2x=17+1.2=18,2 MPA
Jika dijadikan dalam satuan kg/cm2 = 182 kg/cm2
Dimana Cm = 1, Ct = 1 dan Cf= 1 maka Ft’ = Ft = 182 kg/cm2
An = 0.8 A karena diasumsikan 20 % untuk lubang baut.
Maka T’= Ft’ x 0.8 A
dimana λ = 1 dan φt = 0.8
Maka A yang diperlukan = = =2,26 cm2
Jadi untuk kemudahan kerja digunakan profil kayu 3x5 untuk setiap batang tarik yaitu batang
2 dan 4
Untuk batang tekan yang digunakan untuk perhitungan adalah gaya tekan terbesar
pada S3 (Tekan)
Kayu yang dipakai adalah Kayu kelas 1 ( diambil E 20 ) dimana (Ew): 12.000 Mpa= 120000
kg/cm2. Untuk kayu mutu A, maka Ew dikalikan dengan faktor ketahanan yaitu = 0.8 x 120000
=96.000 kg/cm2
Maka diperoleh kuat tekan sejajar serat dengan interpolasi
600/1000 =x/1 Fcx=24+0,6=24,6 MPA
Jika dijadikan dalam satuan kg/cm2 = 246 kg/cm2
E’05 = 0.61 x Ew’ = 0.61 x 96000 = 58560 kg/cm2
Akan digunakan kayu ukuran 5 x 8 maka nilai inersia
Ix =
Iy =
= =1479,5 kg
Dimana Cm = 1, Ct = 1 dan Cf = 1 maka :
=9840 kg
Mencari nilai Cp yaitu :
Cp = 0.17
Maka P’= Po’ x Cp = 9840 x 0.17 = 1672,8 kg
(OK!)
Jadi kayu ukuran 5 x 8 dapat digunakan.
Desain kanopi yang digunakan
5 x 8
5 x 8
3 x 5
3 x 5 10 x 12