PEMBEBANAN BALOK ANAK PADA BAJA

TUGAS BESAR

Struktur Baja II

DI SUSUN OLEH :

KELOMPOK IX

Irfan Wiradianto Ramadhan (4208210013)

Dodi Hardi Riandi (4213210023)

Fachrul Fauzy (4213210028)

Muhammad Kurnia Adi (4213210059)

Muh Lathiifullah P. Putra (4213210069)

Tami Riztia Shandy (4213210086)

UNIVERSITAS PANCASILA FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK SIPIL

Jl.Srengseng Sawah, Jaga Karsa, Jakarta Selatan 12640

http://www.universitas pancasila.com

http://www.universitas/

DATA-DATA KONSTRUKSI

1. Kegunaan : Rusun

2. Profil : WF

3. L1 : 5,8 meter

4. P1 : 6 meter

5. Kondisi Tanah Lokasi bagunan : Situs E

6. Tegangan Leleh : BJ 37 = 1600 kg/cm2

7. Lokasi Kota : Cirebon

8. Penyambung struktural : Bolt (Baut) dan Las

9. Referensi yang Digunakan : a. PBI 1983

b. PMI 1970

c. Catatan Kuliah Struktur Baja 2

d. Tabel Profil Konstruksi Baja

PEMBEBANAN BALOK ANAK

Perencanaan Balok Anak Pada Pelat Atap

Perataan beban trapesium :

qek =

12

q×( lx

l y2 )×(l y

2−13

l x2)

Lx = L= 5,8M

qek =

12

q×( 5,8

62 )×(62−13

5,82)Ly = P = 6 M

qek = 1,545 q

Jadi, 2 trapesium qek = 3,09q

Pembebanan Balok Anak Pada Pelat Atap

1. Akibat beban mati (DI)

Pelat beton tebal 10 cm = 0,1 m x 2400 kg/m3 = 240 kg/m2

Penggantung langit langit = 7 kg/m2

Plafond eternit (4 mm) = 11 kg/m2

Finishing pada atap (1cm) = 0,01 m x 2200 kg/m3 = 22 kg/m2

Aspal pada atap (1cm) = 0,01 m x 1400 kg/m3 = 14 kg/m2

Pasir (1 cm) = 0,01 m x 1600 kg/m3 = 16 kg/m 2

Total = 310 kg/m2

2. Akibat beban hidup (LL)

Menurut PMI 1970 sebagai beban terpusat adalah orang yang bekerja lengkap

dengan peralatan di tengah-tengahnya → P = 100 kg.

Beban Hidup lantai Atap = 100 kg/m2

Total = 100 kg/m2

3. Kombinasi beban

q = U = 1,2 Dl + 1,6 LL

= 1,2 x 310 + 1,6 x 100

= 532kg/m2

4. Beban merata q ekivalen

qek = 3,09 x q = 3,921x 532 kg/m2 = 1643,88 kg/m

Catatan : beban air hujan = 20 kg /cm2 belum dimasukkan

Perhitungan Balok Anak Pada Pelat Atap

Suatu balok diatas dua tumpuan sederhana didisain dari profil WF BJ 37

q = 1643,88 kg/m = 16,44 kg/m

1. Kontrol lendutan

terhadap beban tetap yang terdiri dari beban mati dan beban hidup.

Lendutan ijin = yizin =

L360 =

600360 = 1,67 cm ..... Tabel 6.4.1 SNI

2. Ix perlu

ymax =

5×q×L4

384 EI < yizin = 1,67 cm⇒ 5×16 , 44×6004

384×2×106×I x < 1,67 cm

Ix ¿ 8306,137 cm4

3. Mmax dan Vmax

Mu = 1/8 x 16,44 kg/cm x (600 cm)2 = 739800 kg cm

Vu = ½ q l = ½ x 16,44 kg/cm x 600 cm = 4932 kg

4. Kontrol Kekuatan Lentur

Mu = ø Mn .............. Ø = 0,9

Mn = 0,9 x fy x Z............(asumsi pelat beton sebagai penahan lateral Lb = 0

dan Penampang Kompak )

739800 kg cm = 0,9 x 2400 kg/cm2 x Z

Z = 342,500 cm3

Coba WF 300 x 200 x 8 x 12

d = 294mm

b = 200 mm

r = 18 cm

W = 56,8 kg/m

Ix = 11300 cm4 > 8306,137 cm4

Z = 771 cm3 > 342,500 cm3

5. Mmax dan Vmax

Mu = 739800 kg cm + 1/8 x 0,568 kg/cm x (600 cm)2 = 765360 kg cm

Vu = 4932 kg + 0,5680 kg/cm x 600 cm = 5273 kg

6. Kontrol Lendutan

qek’ = qek + berat profil WF = 16,44 kg/cm + 0,568 kg/cm = 17,008 kg/cm

7. Kontrol Mn dan Vn

Mu = 964260 kg cm

Vu = 5273 kg

ø Mn = 0,9 x fy x Z

ø Mn = 0,9 x 2400 kg/cm2 x 771 cm3 = 1535760 kg cm > Mu ....oke

`

ø Vn = 0,9 x 0,6 x fy x Aw (Aw = luas kotor pelat badan)

ø Vn = 0,9 x 0,6 x 2400 kg/cm2 x 0,8 cm x 29,4 cm= 30482 kg > Vu ....oke

8. Kontrol Penampang Kompak atau tidak

h = 294 – 2 (12+18) = 234 mm

λ= htw

=2348

=29 , 25 <

λ p=1680

√ f y

=1680

√240=108 ,44

λ= b2t f

=2002×12

=8 , 333 <

λ p=170

√ f y

=170

√240=10 , 95

Jadi, ukuran profil WF 300 x 200 x 8 x 12 dapat digunakan.

Kompak!

PERHITUNGAN PERENCANAAN GEMPA

Pemilihan Profil

Item Kolom Balok Induk Bressing Balok Anak

WF 400x400x16x24 400x300x10x16 300x300x11x 17 200x150x6x9

Weight 200 kg/m 107 kg/m 106 kg/m 30,6 kg/m

A 254,9 cm2 136 cm2 134,8 cm2 39,01 cm2

R 22 cm 22 cm 18 cm 13 cm

Ix 78.000 cm4 38.700 cm4 23.400 cm4 2.690 cm4

Iy 26.200 cm4 7.210 cm4 7.730 cm4 507 cm4

Ix 17,5 cm 16,9 cm 13.2 cm 8,3 cm

Iy 10,1 cm 7.28 cm 7.57 cm 3,61 cm

Zx 3.840 cm3 1.980 cm3 1.540 cm3 277 cm3

Zy 1.300 cm3 481 cm3 514 cm3 67,6 cm3

Data Material (BJ 37):

Berat volume baja (γ baja ) = 7850 kg/m3

Massa jenis baja (ρ baja ) =

γ bajag

=

785010

= 785 kg/m3

Modulus Elastisitas (E) = 200.000 MPa

Poisson rasio (μ ) = 0,3

Koefisien pemuai (α ) = 12 x 10-6 °C

Tegangan leleh baja (fy) = 240 MPa

Tegangan putus baja (fu) = 370 MPa

Pembebanan W4

1. Beban Mati

Pelat beton tebal 10 cm = 0,1 m x 17,4 m x 18 m x 2400 kg/m3 = 75.168 kg

Penggantung langit langit = 17,4 m x 18 m x 7 kg/m2 = 2.192 kg

Plafond eternit (4mm) = 17,4 m x 18 m x 11 kg/ m2 = 3.445 kg

Finishing pada atap (1cm) = 0,01 m x 17,4 m x 18 m x 2200 kg/m3 = 6.890 kg

Aspal pada atap (1cm) = 0,01 m x 17,4 m x 18 m x1400 kg/m3 = 4.385 kg

Pasir (1cm) = 0,01cm x 17,4 m x 18m x1600 kg/m3 = 5.011 kg

Balok Anak = 3 x 17,4 m x 49,90 kg/m = 2.605 kg

Balok Induk = 8 x 17,4 m x 124 kg/m = 17.261 kg

Kolom = 16 x 2 m x 172 kg/m = 5.504 kg

Bressing = 4 x 3,2 m x 136 kg/m = 1.740 kg

Jumlah = 124,201 kg

2. Beban Hidup

Beban Hidup lantai Atap = 15 m x 18 m x 100 kg/m2 = 27.000 kg

Jumlah = 27.000 kg

3. Beban W4

W4 = 27.000 kg + 124,201 kg = 151.201 kg

Pembebanan W3 dan W2

1. Beban Mati


Spesi lantai keramik 2 cm = 17,4 m x 18 m x 42 kg/ m2 = 13.154 kg

Penutup lantai keramik = 17,4 m x 18 m x 24 kg/ m2 = 7.516 kg

Plafond dan penggantung = 17,4 m x 18 m x 18 kg/ m2 = 4.860 kg

M & E = 17,4 m x 18 m x 20 kg/ m2 = 62.64 kg



Kolom = 16 x 2 m x 172 kg/m = 5.504 kg


Jumlah =149.103 kg

2. Beban Hidup

Beban Hidup lantai Atap = 15 m x 18 m x 125 kg/m2 = 33.750 kg

Jumlah = 33.750 kg

3. Beban W3 dan W2

W3 dan W 2 = 33.750 kg + 149.103 kg = 182.853 kg

Pembebanan W1

1. Beban Mati


Spesi lantai keramik 2 cm = 17,4 m x 18 m x 42 kg/ m2 = 13.154 kg

Penutup lantai keramik = 17,4 m x 18 m x 24 kg/ m2 = 7.516 kg

Plafond dan penggantung = 17,4 m x 18 m x 18 kg/ m2 = 4.860 kg

M & E = 17,4 m x 18 m x 20 kg/ m2 = 62.64 kg



Kolom = 16 x 6 m x 172 kg/m = 16.512 kg


Jumlah = 163.593 kg

2. Beban Hidup

Beban Hidup lantai Atap = 17,4 m x 18 m x 125 kg/ m2 = 39.150 kg

Jumlah = 39.150 kg

3. Beban W1

W1 = 39.150 kg + 163.593 kg = 202,743 kg

Berat Total Bangunan (WT) = W4 + W3 + W2 + W1

WT = 151.201 kg + 182.853 kg +182.853 kg +202,743 kg

WT = 719.650 Kg

Parameter Beban Gempa dengan Program Spektra Indo

Tabel 1. Jenis Pemanfaatan untuk Pasar : Kategori Resiko = II

Tabel 2. Faktor Keutamaan Gempa : Ie = 1

Lokasi Bandung Masukkan ke Program Spektra Indonesia 2011

Diperoleh Percepatan Batuan Dasar Periode Pendek (Ss) = 0,7 g

Percepatan Batuan Dasar Periode 1 detik (S1) = 0,3 g

Penentuan Respon Spektral Percepatan Gempa MCER di permukaan tanah

Tabel 4. Situs Tanah E dan Ss = 0,7 g

Faktor Amplikasi Getaran Percepatan pada periode pendek (Fa)

Fa pada Ss = 0,5 adalah 1,4 dan Fa pada Ss = 0,7,5 adalah 1,2

Fa pada Ss = 0,7 adalah

Fa = 1,2+ 1,4−1,2

0 ,75−0,5×(0 ,75−0,7 )=1 ,24

Tabel 5. Situs Tanah E dan S1 = 0,3 g

Faktor Amplikasi Getaran Percepatan pada periode 1 detik (Fv)

Fv pada S1 = 0,3 adalah 1,8

Parameter Spektrum Respons Percepatan pada Periode Pendek (SMS)

SMS = Fa x Ss = 1,24 x 0,7 = 0,868 g

Parameter Spektrum Respons Percepatan pada Periode 1 detik (SM1)

SM1 = FV x S1 = 1,8 x 0,3 = 0,54 g

Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode Pendek (SDs)

SDs = 2/3 x SMS = 2/3 x 0,868 = 0,58 g

Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode 1 detik (SD1)

SD1 = 2/3 x SM1 = 2/3 x 0,54 = 0,36

8. MENENTUKAN SPEKTRUM RESPON DESAIN (sesuai gambar spektrum

respon desain)

9. MENENTUKAN KATEGORI DESAIN

Tabel 6

Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode Pendek (SDs)

0,50 = SDs = 0,58 g……… Kategori Desain E

Tabel 7

Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode 1 detik (SD1)

0,20 = SD1 = 0,36 ……….. Kategori Desain E

SPEKTRUM RESPON DESAIN

10. MENENTUKAN GAYA DASAR SEISMIK

Tabel 15. Ct = 0,0488 dan x = 0,75

Periode Fundamental Struktur Pendekatan Ta = Ct x hnx dengan adalah tinggi

gedung 16 m.

Ta = 0,0488 x 160,75 = 0,39 detik

Kategori Resiko = II dan Faktor Keutamaan Gempa : Ie = 1

Dari Tabel 9 didapat koefisien modifikasi respon Ra = 6

Koefisien Beban Dinamik (CS)

Cs=SDS

(Ra

I E)→ 0 ,58

(61 )

=0 , 097

Tetapi CS tidak perlu diambil lebih besar dari

CS = 0,097

Tetapi CS harus lebih besar dari 0,01 atau

CS = 0,044 SDS Ie

CS = 0,044 x 0,58 x 1 = 0,0255

Gaya Geser Dasar Seismik (V) = CS WT

V = 0,097 x 719.650 Kg = 69.806 Kg

11. MENENTUKAN DISTRIBUSI HORIZONTAL GAYA DASAR SEISMIK

V= 69.806 Kg

Cs=S D1

T a(Ra

I E)→ 0 , 36

0 ,39 ( 61 )

=0 , 15

Ta = 0,39 detik < 0,5 …… Nilai K = 1

V = 62.220 Kg

Fx=W x hx

k

∑i=1

nW i h i

kV

F4= 24520,06 Kg

F3= 22239,77 Kg

F1= 8219,64 Kg

F2= 14826,52 Kg

TingkatWi

(Kg)Hi(m) W x hx

kW x hx

k

∑i=1

nW i hi

kV

4(ATAP

)151.201 16

2.419.216

24520,06

3 182.853 122.194.23

622239,77

2 182.853 81.462.82

414826,52

1 202.743 4 810.972 8219,64

Jumlah 719.6506

.887.24869.806

PERENCANAAN TANGGA

Data Perencanaan

Tinggi antar lantai = 400 cm

Tinggi bordes = 200 cm

Lebar injakan = 30 cm

Perencanaan Jumlah Injakan Tangga

- Persyaratan – persyaratan jumlah injakan tangga

60 cm < (2t + i) < 65 cm

25 < a < 40

Dimana : t = tinggi injakan (cm)

i = lebar injakan (cm)

a = kemiringan tangga

- Perhitungan jumlah injakan tangga

Tinggi injakan (t) =

65-302 = 17,5 cm

Jumlah tanjakan =

200 cm17 , 5 = 11,4 buah = 12 buah

Tinggi tanjakan =

20012 = 16,67 cm

(2t + i) = 2 x 16,7 + 30 = 63,4 ......oke

Jumlah injakan (n) = 12 -1 = 11 buah

Lebar bordes = 140 cm

Lebar tangga = 150 cm

Panjang Tangga = 11 x 30 = 330 cm

Panjang Bordes = 330 cm

A = arc tg

200330 = 33,69 ........ ok

Perencanaan Plat Tangga

Perencanaan tebal pelat tangga

Tebal pelat tangga = 3 mm = 0,003 m

Berat jenis baja = 7850 kg/m3

Mutu baja Bj 37Tegangan leleh baja = 2400 kg/cm2

Perencanaan pembebanan pelat tangga

Beban Mati

Berat pelat = 0,003 x 1,50 x 7850 = 35,325 kg/m

Alat penyambung (10%) = 3,53 kg/m +

qD = 38,858 kg/m

Beban Hidup

qL = 300 x 1,50 = 450 kg/m

Perhitungan MD dan ML

MD =

18 x qD l2

= 0,125 x 38,858 x 0,32 = 0,437 Kgm

ML =

18 x qL l2

= 0,125 x 450 x 0,32 = 5,063 Kgm

Perhitungan Kombinasi Pembebanan MC

Mu = 1,4 MD

= 1,4 x 0,437 kgm = 0,612 kgm

Mu = 1,2MD + 1,6ML

= 1,2 x 0,437 + 1,6 x 5,063 = 8,625 kgm (menentukan)

Kontrol Momen Lentur

Zx =

14 bh2 = 0,25 x 150 x 0,33 = 3,375 cm3

Mn = Zx x fy = 0,9 x 3,375 x 2500 = 7593,75 kgcm

Syarat : Mn>Mu

75,93 kgm > 8,625 kgm ................ OK

Kontrol Lendutan

f =

L360 =

30360 = 0,0833 cm

Ix =

112 bh3 =

112 x 150 x 0,33 = 0,3375 cm4

Ymax =

5384

(qD+qL) l4

EIx <f

=

5384

(0,38858+4,50)304

2. 106 . 0,3375

= 0,076 < 0,0833 ................. OK

Perencanaan Penyangga Pelat Injak

Direncanakan menggunakan profil siku 60x60x6, dengan data sebagai berikut :

b = 60 mm

tw = 6 mm

W = 5,42 kg/m Ix = 22,8 cm4

Iy = 22,8 cm4

A = 6,91 cm2 ix = 1,82 cm

iy = 1,82 cm

Zx = 9,83 cm3

Perencanaan Pembebanan

Beban Mati (1/2 lebar injakan)

Berat pelat = 0,003 x 0,15 x 7850 = 3,5325 kg/m

Berat baja siku 60x60x6 = 5,42 kg/m +

= 8,953 kg/m

Alat penyambung (10%) = 0,895 kg/m +

qD = 9,848 kg/m

Beban Hidup

qL = 300 x 0,15 = 45 kg/m

Perhitungan MD dan ML

MD =

18 x qD l2

= 0,125 x 9,848x 1,52 = 2,769 Kgm

ML =

18 x qL l2

= 0,125 x 45 x 1,52 = 11,827 Kgm

Vu =

12(1,2 . qD . l)+ 1

2(1,6 . P .2 )

= 0,5(1,2 x 9,848 x 1,50) + 0,5(1,6 x 45 x 1,50)

= 62,87 kg

Perhitungan Kombinasi Pembebanan MC

Mu = 1,4 MD

= 1,4 x 2,769 = 3,877 kgm

Mu = 1,2MD + 1,6ML

= 1,2 x 2,769 + 1,6 x 11,827 = 22,246 kgm (menentukan)

Kontrol Momen Lentur

Mn = Zx x fy = 0,9 x 9,83 x 2400 = 21232,8 kgcm = 212,328 kgm

Syarat : Mn>Mu

212,328 kgm > 22,246 kgm ................ OK

Kontrol Lendutan

f =

L240 =

150240 = 0,625 cm

Ix = 22,8 cm4

Ymax =

5384

(qD+qL) l4

EIx <f

=

5384

(0,09848+0,45)1504

2.106 . 22,8

= 0,07 < 0,625 ................. OK

Desain Balok Utama Tangga

Balok utama tangga dianalisa dengan anggapan terletak di atas dua

tumpuan sederhana dengan menerima beban merata dari berat sendiri dan beban

dari anak tangga. Balok utama tangga direncanakan menggunakan profil Channel

260x90x10x14, dengan data sebagai berikut :

b = 60 mm

tw = 6 mm

W = 5,42 kg/m

Ix = 22,8 cm4

Iy = 22,8 cm4

A = 6,91 cm2

ix = 1,82 cm

iy = 1,82 cm

Zx = 9,83 cm3

Perencanaan Pembebanan

Perencanaan pembebanan anak tangga

Beban Mati

Berat pelat = 0,003 x 1,50/2 x 7850 = 17,663 kg/m

Berat profil siku = 5,42 x 2 x 0,75/0,30 = 27,1 kg/m

Berat profil = 37,9/ cos 33,7 = 44,01 kg/m

Berat sandaran besi = 20 kg/m

= 108,773 kg/m

Berat alat penyambung (10%) = 10,887 kg/m

qD1 = 119,650 kg/m

Beban Hidup

qL1= 300 x 1,50 x 0,5 = 217,5 kg/m

Perencanaan pembebanan bordes

Beban Mati

Berat pelat = 0,003 x 1,50/2 x 7850 = 17,663 kg/m

Berat profil siku = 5,42 x 2 x 0,75/0,30 = 27,1 kg/m

Berat profil = 37,9 = 37,9 kg/m

Berat sandaran besi = 20 kg/m

= 82,663 kg/m

Berat alat penyambung (10%) = 8,266 kg/m

qD2 = 90,93 kg/m

Beban Hidup

qL2= 300 x 1,65 x 0,5 = 247,5 kg/m

Perhitungan Gaya – Gaya pada Tangga

Beban Mati

VDA = {(qd1x 3,3 x 3,05) + (qd2x 1,4x 0,7)}/4,7

= 275,2 kg ( )

VDC = {(qd2x 1,4x 4) + (qd1x 3,3 x 1,65)}/4,7

= 245,8 kg ( )

Beban Hidup

VLA = {(qL1x 3,3 x 3,05) + (qL2x 1,4x 0,7)}/4,7

= 517,38 kg ( )

VLC = {(qL2x 1,4x 4) + (qL1x 3,3 x 1,65)}/4,7

= 546,87 kg ( )

Gaya – Gaya Ultimate

qU1 =1,2 x qd1 + 1,6x qL1

= (1,2x 119,65) + (1,6x 217,5) = 491,58 kg/m

qU2 =1,2 x qd2 + 1,6x qL2

= (1,2 x 90,93) + (1,6x 247,5) = 505,116 kg/m

VUA= 1,2 x VDA + 1,6x VLA

= (1,2 x 275,2 + 1,6x 517,38) = 1158 kg

VUC = 1,2 x VDC + 1,6x VLC

= (1,2 x 245,8 + 1,6x 546,87) = 1170 kg

MUBC = - (VUCx 1,4) + (qU2x 1,4x 0,7)

= - (1170x 1,4) + (505,116 x 1,4x 0,7) = -1143 kgm

MUBA = (VUAx 3,6) + (qU1x 3,6x 1,8)

= (1158x 3,6) + (491,58 x 3,6x 1,8) = -1144 kgm

Kontrol : MUBA = MUBC.......OK

Batang AB

Mx1 = (VUA.x1) - (1/2.qU1.x12)

dMx1

dx1 = 0 →VUA- qU1.x1= 0

x1 =

V UA

q U1 =

1158491,58 =2,356 < 3,3 m .................OK

MUmax = (VUA.x1) - (1/2.qU1.x12)

= 1158 x 2,356 - (0,5 x.491,58x2,3562) = 1363,933

Kontrol Kekuatan Profil

Penampang Profil

fy = 2500 kg/cm2

Untuk sayap :

btf ¿

170

√fy

9014 ¿

170

√250

6,43¿ 10,75

Untuk badan :

htw ¿

1680

√fy

23210 ¿

1680

√250

23,2 ¿ 106,25

Penampang profil kompak, maka Mnx = Mpx

Kontrol Lateral Buckling

Batang Miring

Lb =

30cos 30,55° = 34,84 cm

Lp = 1,76 . iy. √ Efy = 1,76 . 2,56 . √ 2 ,105

250 = 127,44 cm

Ternyata Lp > Lb, maka Mnx = Mpx

Mp = Zx . fy = 445 . 2500

= 1112500 kgcm = 11125 kgm

1,5 My = 1,5 Sx . fy = 1,5 . 371. 2500

= 139125 kgcm

Jadi, Mn = Mp = 1112500 kgcm = 11125 kgm

Syarat : Mu ¿ ϕ Mn

1363,933 kgm ¿ 0,9 . 11125 kgm

1363,933 kgm ¿ 10012,5 kgm .........OK

Kontrol Kuat Rencana Geser

1625,5 ¿

110

√250

20 ¿ 69,57 .........Plastis

Vn = 0,6 x fyx Aw → Aw = tw . d

= 10 . 260 = 2600 mm2

Vn = 0,6 x 2500x (26)

= 39000kg

ϕ Vn = 0,9 x 39000 kg = 35100 kg

VUA = 1421,904 kg

Syarat : VU¿ ϕ Vn

1170 kg ¿ 35100 kg ..........OK

Jadi profil Channel 260x90x10x4 dapat dipakai.

Sambungan las

Sambungan antara balok – balok tangga direncanakan dengan menggunakan

sambungan las, dengan ketentuan sebagai berikut :

Mutu las E70 XX (fuw = 70 ksi = 4921 kg/cm2)

Tebal pelat penyambung, t = 10 mm

ANALISA STRUKTUR

X (L)

Y (P)P>

LatapLant

ai 3Lantai 2Lantai 1Ground

PERHITUNGAN ANALISA STRUKTUR

1 Profil WF

2 L1 5,8 M

3 P1 6 M

4 Kegunaan Gedung Rusun

5 Kondisi tanah lokasi bangunan Situs E

6 Tegangan Leleh Baja Fy BJ 37

7 Lokasi Kota Cirebon

8 Kategori Desain E

9 Faktor redundansi 1,3

10

SDs 0,58 g

Data perencanaan

Item Kolom Balok Induk Bressing Balok Anak

WF 400x400x16x24 400x300x10x16 300x300x11x 17 200x150x6x9Weight 200 kg/m 107 kg/m 106 kg/m 30,6 kg/m

A 254,9 cm2 136 cm2 134,8 cm2 39,01 cm2

R 22 cm 22 cm 18 cm 13 cmIx 78.000 cm4 38.700 cm4 23.400 cm4 2.690 cm4

Iy 26.200 cm4 7.210 cm4 7.730 cm4 507 cm4

Ix 17,5 cm 16,9 cm 13.2 cm 8,3 cmIy 10,1 cm 7.28 cm 7.57 cm 3,61 cmZx 3.840 cm3 1.980 cm3 1.540 cm3 277 cm3Zy 1.300 cm3 481 cm3 514 cm3 67,6 cm3

Data Material (BJ 37):

Berat volume baja (γ baja ) = 7850 kg/m3

Massa jenis baja (ρ baja ) =

γ bajag

=

785010

= 785 kg/m3

Modulus Elastisitas (E) = 200.000 MPa

Poisson rasio (μ ) = 0,3

Koefisien pemuai (α ) = 12 x 10-6 °C

Tegangan leleh baja (fy) = 240 MPa

Tegangan putus baja (fu) = 370 MPa

Distribusi Horizontal Gaya Dasar Seismik

TingkatWi

(Kg)Hi(m) W x hx

kW x hx

k

∑i=1

nW i hi

kV

4(ATAP)

151.201 16 2.419.21624520,06

3 182.853 12 2.194.236 22239,77

2 182.853 8 1.462.824 14826,52

1 202.743 4 810.972 8219,64

Jumlah 719.650 6.887.248 69.806

Perhitungan distribusi beban gempa

a. Atap

gempa (kg) arah X tiap portal arah Y tiap portal(1/4) (30%) (1/4)

21849,57 24520,06 6130 7356 1839

b. Lantai 1


19892,22 22239,77 5559 6671 1667

c. Lantai 2


13261,48 14826,52 3706 4447 1112

d. Lantai 3


7216,7328219,64

2054 2465 616

Perhitungan Beban Mati dan Beban Hidup

qek =

12

q×( lx

l y2 )×(l y

2−13

l x2)

Lx = L= 5,8M

qek =

12

q×( 5,8

62 )×(62−13

5,82)Ly = P = 6 M

qek = 1,545 q

Jadi, 2 trapesium qek = 3,09q

Perataan beban segitiga :

qek =

13

ql x

qek =

13×q×2,9

qek = 0,960 q

Jadi, 2 segitiga qek = 1,920 q

a. Pembebanan atap

1. Beban Mati

Pelat beton tebal 10 cm = 0,1 cm x 2400 kg/m3 = 240 kg/m2

Penggantung langit langit = 7 kg/m2

Plafond eternit (4 mm) = 11 kg/m2

Finishing pada atap (1cm) = 0,01 cm x 2200 kg/m3 = 22 kg/m2

Aspal pada atap (1cm) = 0,01 cm x 1400 kg/m3 = 14 kg/m2

Pasir (1 cm) = 0,01 cm x 1600 kg/m3 = 16 kg/m2

jumlah = 310 kg/m2

1 trapesium = 1,545 q = 1,545 x 310 kg/m2 = 478,95 kg/m


1 segitiga = 0,960 q = 0,960 x 310 kg/m2 = 298 kg/m


Beban terpusat balok anak = ½ x 957,9 kg/m x 5,8 = 2777,91 kg

2. Beban Hidup

Beban Hidup lantai Atap = 100 kg/m2

jumlah = 100 kg/m2

1 trapesium = 1,545 q = 1,545 x 100 kg/m2 = 154.5 kg/m

2 trapesium = 3,09 q = 3,09 x 100 kg/m2 = 309 kg/m



Beban terpusat balok anak = ½ x 309 kg/m x 5,8 = 896,10 kg

b. Pembebanan lantai 3, 2, dan 1

1. Beban Mati

Pelat beton tebal 12 cm = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m2

Spesi lantai keramik 2 cm = 42 kg/m2

Penutup lantai keramik = 24 kg/m2

Plafond dan penggantung = 18 kg/m2

M & E = 20 kg/m

Jumlah = 392 kg/m2



1 segitiga = 0,960 q = 0,960 x 392 kg/m2 = 376,32 kg/m

2 segitiga = 1,920 q = 1,920 x 392 kg/m2 = 752,64 kg/m

Beban terpusat balok anak = ½ x 1211,28 kg/m x 5,8 = 3512,71kg

2. Beban Hidup

Beban Hidup lantai = 125 kg/m2

Jumlah = 125 kg/m2





Beban terpusat balok anak = ½ x 386.25 kg/m x 5,8 =1120.12 kg

Kombinasi Pembebanan Analisa Struktur

Lantai 3

Eh = 1,3 Fi

Ev = 0,2 SDS D = 0,2 x 0,58 x D = 0,116 D

U = 1,2 D + 1,0 Ex + 30% Ey + L

= 1,2 x 1506,064 kg/m +1,0 x 2054 + 2465 + 480 kg/m

= 6806,28 kg/m = 68,06 kg/cm

Perhitungan Balok Induk Pada Lantai

Suatu balok diatas dua tumpuan sederhana didisain dari profil WF BJ 41

1. Kontrol lendutan

terhadap beban tetap yang terdiri dari beban mati dan beban hidup.

Lendutan ijin = yizin =

L360 =

600360 = 1,67 cm ..... Tabel 6.4.1 SNI

2. Mmax dan Vmax

Mu = 1/8 x 68,06 kg/cmx (600 cm)2 = 3062700 kg cm

Vu = ½ q l = ½ x 68,06 kg/cm x 600 cm = 20418 kg

3. Kontrol Kekuatan Lentur

Mu = ø Mn .............. Ø = 0,9

Mn = 0,9 x fy x Z............(asumsi pelat beton sebagai penahan

lateral Lb = 0 dan Penampang Kompak )

3062700 kg cm = 0,9 x 2400 kg/cm2 x Z

Z = 1418 cm3

Dicoba profil WF :

4. Mmax dan Vmax

Mu = 3062700 kg/cm + 1/8 x 1,24 kg/cm x (600 cm)2 = 3118500 kg cm

Vu = 20418 kg + 1,24 kg/cm x 600 cm = 21162 kg

5. Kontrol Lendutan

qek’ = qek + berat profil WF = 68,06 kg/cm + 1,24 kg/cm = 69,30 kg/cm

6. Kontrol Mn dan Vn

Mu = 3118500 kg/cm

Vu = 21162 kg

ø Mn = 0,9 x fy x Z

ø Mn = 0,9 x 2400 kg/cm2 x 1980 cm3 = 4276800 kg cm > Mu ....oke

Item Balok Induk

WF 400x300x10x16Weight 107 kg/m

A 136 cm2

R 22 cmIx 38.700 cm4

Iy 7.210 cm4

Ix 16,9 cmIy 7.28 cmZx 1.980 cm3Zy 481 cm3

ø Vn = 0,9 x 0,6 x fy x Aw (Aw = luas kotor pelat badan)

ø Vn = 0,9 x 0,6 x 2400 kg/cm2 x 0,8 cm x 45 cm = 46656 kg > Vu ....oke

7. Kontrol Penampang Kompak atau tidak

h = 450 – 2 (18+24) = 316 mm

λ= htw

=36610

=31 ,6 <

λ p=1680

√ f y

=1680

√240=108 ,44

λ= b2t f

=3002×16

=9 ,375 <

λ p=170

√ f y

=170

√240=10 ,97

Jadi, ukuran profil WF 400x300x10x16 dapat digunakan.

Kompa

PERHITUNGAN BALOK KOLOM

Digunakan WF 400×400×13×21

Item Kolom

WF 400x400x13x21Weight 172 kg/m

A 218,7 cm2

R 22 cmIx 66.600 cm4

Iy 22.400 cm4

Ix 17,5 cmIy 10,1 cmZx 3.030 cm3

Zy 985 cm3

ND = 3,8 ton

NL = 1,2 ton

qD = 0,4 ton/m

qL = 1,25 ton/m

H = 20 ton

Jenis material BJ 37

a. Perhitungan Beban Terfaktor

Kombinasi 1, beban gravitasi:

NU = 1,2ND + 1,6NL = 1,2 (3,8) + 1,6 (1,2) = 6,48 ton

qU = 1,2qD + 1,6qL = 1,2 (0,4) + 1,6 (0,1) = 0,64 ton/m

Kombinasi 2, beban gravitasi + angin:

NU = 1,2ND + 0,5NL = 1,2 (3,8) + 0,5 (1,2) = 5,16 ton

HU = 1,3H = 1,3 (20) = 26 ton

qU = 1,2qD + 0,5qL = 1,2 (0,4) + 0,5 (1,25) = 1,105 ton/m

b. Analisa Balok Kolom

c. Aksi Kolom

Faktor panjang efektif kx, ditentukan dengan menggunakan faktor G:

GA = 1,0 (jepit)

GB =

∑ ( 1L )

KOLOM

∑ ( 1L )

BALOK

=2×1

4

1,4×1

8,5

=3 ,04

kx = 1,57

Dalam arah y kolom diasumsikan tertumpu sendi di ujung atas dan bawahnya,

sehingga ky = 1,0.

k x . Lx

r x

= 1, 47×40017 , 5

=35 , 88k y . Ly

r y

= 1,0×40010 , 1

=39 ,60

λC =

1π

.k y .L y

r y √ f y

E= 1

π×39 ,60×√240

200000=0 ,4366

ω =

1 , 431,6−0 ,67 λC

= 1 , 431,6−(0 , 67×0 , 4366)

=1 ,0937

Nn =

Ag . f cr=21 , 870(2401 , 0937 )=479 , 91

Nu

φ . N n

=(89 ,4+4 )

0 ,85×479 ,91=0 ,2284>0,2

d. Aksi Balok

Periksa WF 400×400×13×21 kompak atau tidak.

b f

2t f

=4002×21

=9 , 52<λ p=170

√ f y

=10 , 97

→ Sayap Kompak

N u

φb .N y

=93 , 19625×103

0,9×240×21 , 870=0 , 1973>0 , 125

→ Untuk Badan

λp =

500

√ f y(2 ,33−

Nu

Φb . N y)≥665

√ f y

λp =

500

√240(2 ,33−0 , 1973 )=68 ,8325>665

√ f y

=42 , 925

λ =

htw

=400−2×2113

=27 , 54< λp(Penampang Dinyatakan Kompak)

Lp (= 5,15 m) > L (4 m) → Tekuk Lateral

Karena L < Lp, maka Mn dapat mencapai Mp.

Mp = Zx.fy = 3600.13.103.(240) = 86,40312 ton.m

Φb.Mnx = 0,9.(86,40312) = 77,7628 ton.m

e. Perbesaran Momen

Sumbu Lentur adalah Sumbu x :

k x . Lx

r x

= 1,0×40017 , 5

=22 ,857

Cm =

0,6−0,4 ( M1

M 2)=0,6−0,4 ( 1 ,05

2 , 11 )=0,4

Ne1 =

π 2 .E . Ag

( k . Lr )

2=π 2×200000×21 , 870

22 , 8572=8263 , 04

Nu =84 ,5+1 ,105

8,52

=89 ,19625→ 89,2 ton

δb=Cm

1−N u

N e1

= 0,4

1−89 ,196258263 , 04

=0 , 4044<1,0

Ambil δb=1,0

f. Perbesaran Momen δ s

∑ Nu = 2.(84,5) + 1,105.(8,5) = 178,3925 ton

N

e1 =

π 2 .E . Ag

( k . Lr )

2=π 2×200000×21 , 870

35 , 882

=3356 → Ke langsingan Struktur Bergoyang

∑ Ne1 = 2.(3356) = 6712 ton

δ s=1

1−∑ Nu

∑ Ne1

= 1

1−178 ,39256712

=1 , 0273

g. Periksa Persamaan

M ux=δb .M ntu+δs . M itu=1,0. (2 , 11)+1 , 0273. (36 , 6 )=39 ,7373

N u

Φ .N n

+ 89 ( M ux

φb . M nx)≤1,0

0 ,2284+ 89 (39 , 7373

77 , 7628 )=0 ,6826<1,0OK

Jadi, profil WF 400×400×13×21 mencukupi untuk memikul beban-beban

tersebut, sesuai dengan desain LRFD.

SAMBUNGAN BALOK- KOLOM

Suatu sambungan konsol seperti tergambar, baut tipe ɸ25 (BJ50) ulir tidak

pada bidang geser, propil baja BJ 37.

Kontrollah kedalam sambungan komsol pada contoh dimuka dengan ultimate.

Baut ɸ 25 A = 4,9 cm2

- Kontrol geser : Mu = 25 x 40 = 1000 ton cm = 1.000.000 kg cm

Pu = 40 t

Kuat rencana baut :

Geser : Vd = 0,75 x 0,5 x Fu Ab.m = 0,75 x 0,5 x 5000 x 4,9 x 1

= 9187,50 kg (menentukan)

Tumpu : Rd = 0,75 x 2,4 db tp fu= 0,75 x 2,4 x 2,5 x 3700 x 1,6

= 26640 KG

Vn = Pun =

4000010 = 4000 kg < Vd

Atau :

Fu = VnAb

= 3804,9

= 77,551 kg/cm2

ɸf 0,5f ub

= 0,75 x 0,50 x 5000 = 1875 kg/cm2

- Tarik murni Td = ɸ. 0,75.Ab.fu = 0,75 (0,75 x 4,9 x 5000)

= 13781,25 kg

- Beban tarik : (interaksi geser + tarik )

Td = ɸ ft Ab ɸ ft = (1,3f ub- 1,5fuv) < f u

b= 5000 kg/cm2

= ( 1,3 x 5000 - 1,5 x 816,33 ) = 5275,5 kg/cm2

ft = 5000 kg/cm2

Td = 0,75 x 5000 x 4,9 = 18375 kg =T

Td ulir = 13781,25 kg

fu < ɸt 0,5 f ub

T=Tdulir= 13781,25 kg

Tarik murni menentukan

Mencari garis netral → anggap dibawah baut terbawah

( semua baut dihitung = 10 )

Fy a b =∑T a = ∑Tb fy

= 10 x 13781 ,25 kg20 x 24000 kg/cm 2

= 2,87 cm < S =

5 cm .....oke ( anggapan benar )

Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :

ɸMn = 0,90. F y . a2. b

2 +∑ T.d

ɸMn = 0,90 x2400 x . 2,872 x202

+2 x 13781,25 (2,13

+12,13+22,13+32,13+42,13 )

= 177917 + 3049791

ɸMn = 3227708 kg cm

Mn = 1000.000 kg cm < ɸMn ok…!!!

Sambungan cukup kuat menerima beban momen.

PEMBEBANAN BALOK ANAK PADA BAJA

Documents

Transcript of PEMBEBANAN BALOK ANAK PADA BAJA