Perancangan Atap
-
Upload
trie-mardianto -
Category
Documents
-
view
31 -
download
3
description
Transcript of Perancangan Atap
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
1
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
BAB III
PERENCANAAN RANGKA ATAP
3.1 Perancangan Gording
3.1.1 Data Struktur
- Jarak antar kuda-kuda = 5,8 m
- Lebar Kuda-kuda = 13,35 m
- Berat penutup = 50 kg/m2
- Jarak antar gording = 1,3 m
- Kemiringan Atap = 30o
- Mutu Bahan = BJ 55
- Fu = 550 MPa
- Fy = 410 MPa
Gunakan Gording Profil C 150.50.20.3,2
Berdasarkan tabel profil baja, didapat data sebagai berikut :
q = 6,76 kg/m
Ix = 280 x 104 mm
4
Iy = 28,3 x 104 mm
4
Zx = 37,4 x 103 mm
3
Zy = 8,19 x 103 mm
3
3.1.2 Perhitungan Pembebanan
- Beban Mati (DL)
a. Berat Penutup atap genteng pelentong = × = , × = / b. Berat Sendiri Gording = , / ∴ �� = + , = , /
- Beban Hidup (LL)
Beban hidup terpusat diperhitungkan sebesar P = 100 kg
- Beban Angin (WIND)
Besar beban tekanan angin diperhitungkan sebesar 40 kg/m2
a. Angin Tekan = , ∝ − , = , − , = ,
= . × × = , × , ×
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
2
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
= , /
b. Angin Hisap ℎ = − , ℎ = . ℎ × × ℎ = − , × , × ℎ = − , /
- Beban Hujan (RAIN) ℎ � ℎ = − , ∝ ℎ � ℎ = − , ℎ � ℎ = /
Beban air hujan pada gording = × = , × = , /
3.1.3 Penyelesaian Pembebanan
Menghitung momen yang bekerja pada gording. Dengan asumsi trakstang tidak ada.
a. Momen Akibat Beban Mati (DL)
qy
qx
q = , / = cos ∝ = , cos = , / = sin ∝ = , sin = , / = × , × , = , . = × , × , = , .
b. Momen Akibat Beban Hidup (LL)
qy
qx
q
Py
Px
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
3
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
= = cos ∝ = cos = , = sin ∝ = sin = = × , × , = , . = × × , = , .
c. Beban Angin (WIND)
Hanya angin tekan yang diperhitungkan, Wtekan = 10,4 kg/m
� �� = × , × , � �� = , .
d. Beban Hujan (RAIN)
qy
qx
q = , / = cos ∝ = , cos = , / = sin ∝ = , sin = , /
�� � = × , × , �� � = , .
�� � = × , × , �� � = , .
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
4
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
3.1.4 Kombinasi Pembebanan
No. Kombinasi Arah x
(kg.m)
Arah y
(kg.m)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
1,4 DL
1,2 DL + 0,5 LL
1,2 DL + 0,5 RAIN
1,2 DL + 1,6 LL
1,2 DL + 1,6 RAIN
1,2 DL + 1,6 LL + 0,8 WIND
1,2 DL + 1,6 RAIN + 0,8 WIND
1,2 DL + 1,3 WIND + 0,5 LL
1,2 DL + 1,3 WIND + 0,5 RAIN
365,85
376,37
351,45
514,50
434,75
549,48
469,74
433,22
408,30
52,81
63,39
50,73
103,27
62,75
138,25
97,74
120,24
107,59
3.1.5 Perhitungan Kapasitas Penampang
Jadi, momen yang menentukan adalah :
Mux = 549,48 kg.m = 549,48 x 104 N.mm
Muy = 138,25 kg.m = 138,25 x 104 N.mm
Perhitungan kapasitas penampang : � = × � = , . × � = , . . � = × � = , . × � = , . .
Cek kekuatan kapasitas penampang : ∅ � + ∅ � ≤ , ., × , . + , ., × , . ≤ , < ⋯ ! 3.2 Perancangan Rangka Atap
3.2.1 Data Struktur
- Jarak antar kuda-kuda = 5,8 m
- Lebar Kuda-kuda = 13,35 m
- Berat penutup = 50 kg/m2
- Jarak antar gording = 1,3 m
- Kemiringan Atap = 30o
- Mutu Bahan = BJ 41
- Fu = 410 MPa
- Fy = 250 MPa
3.2.2 Perhitungan Pembebanan
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
5
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
a. Beban Mati (DL)
Beban penutup atap genteng pelentong = 50 kg/m2
Beban plafond = 18 kg/m2
- Berat penutup atap genteng pelentong = × × = , × , × =
- Berat sendiri gording = − × = , × , = , ∴ �� = + , = ,
- Berat plafond �� = × × = , × , × = ,
b. Beban Hidup (LL)
Beban hidupterpusat diperhitungkan sebesar 100 kg
c. Beban Angin (WIND)
Besar beban tekanan angin diperhitungkan sebesar 40 kg/m2
- Angin Tekan = , ∝ − , = , − , = , = × × × = , × , × , × = ,
- Angin Hisap ℎ = − , ℎ = × × × ℎ = − , × , × , × ℎ = − ,
d. Beban Hujan (RAIN) ℎ � ℎ = − , ∝ ℎ � ℎ = − , ℎ � ℎ = /
Beban air hujan pada gording = × × = , × , × = ,
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
6
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
Gambar 3.1 Beban Mati (SDL)
Gambar 3.2 Beban Hidup (LL)
Gambar 3.3 Beban Angin Kiri (WIND L)
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
7
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
Gambar 3.4 Beban Angin Kanan (WIND R)
Gambar 3.5 Beban Hujan (RAIN)
3.2.3 Kombinasi Pembebanan
a. 1,4 DL
b. 1,2 DL + 0,5 LL
c. 1,2 DL + 0,5 RAIN
d. 1,2 DL + 1,6 LL + 0,8 WIND L
e. 1,2 DL + 1,6 RAIN + 0,8 WIND L
f. 1,2 DL + 1,6 LL + 0,8 WIND R
g. 1,2 DL + 1,6 RAIN + 0,8 WIND R
h. 1,2 DL + 1,3 WIND L + 0,5 LL
i. 1,2 DL + 1,3 WIND L + 0,5 RAIN
j. 1,2 DL + 1,3 WIND R + 0,5 LL
k. 1,2 DL + 1,3 WIND R + 0,5 RAIN
3.2.4 Data Gaya Dalam Batang
Gaya dalam batang didapat dari perhitungan dengan menggunakan software SAP 2000 v14,
disajikan kedalam tabel berikut :
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
8
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
No. Nama
Batang
Gaya Batang (N) Desain
Profil BJ 55
Panjang
(mm) Ratio
Tekan Tarik
I. Batang Horizontal
1 164037,80 2L 50.50.5 2225 0,514
2 163973,68 2L 50.50.5 2225 0,395
3 134024,29 2L 50.50.5 2225 0,291
4 128548,18 2L 50.50.5 2225 0,101
5 152984,49 2L 50.50.5 2225 0,128
6 153033,48 2L 50.50.5 2225 0,201
II. Batang Vertikal
7 3758,90 2L 30.30.3 1280 0,056
8 20258,65 2L 80.80.8 2570 0,058
9 64190,97 2L 80.80.8 3850 0,085
10 20261,72 2L 80.80.8 2570 0,053
11 3758,90 2L 30.30.3 1280 0,067
III. Batang Diagonal Luar
12 135250,60 2L 60.60.6 2566,9 0,814
13 113137,85 2L 60.60.6 2571,9 0,688
14 87935,62 2L 60.60.6 2566,9 0,601
15 86642,72 2L 60.60.6 2566,9 0,477
16 114207,28 2L 60.60.6 2571,9 0,584
17 142055,64 2L 60.60.6 2566,9 0,686
IV. Batang Diagonal Dalam
17 18858,02 2L 60.60.6 2566,9 0,090
18 24119,03 2L 60.60.6 3399,3 0,369
19 25069,76 2L 60.60.6 3399,3 0,346
20 19601,09 2L 60.60.6 2566,9 0,093
Gambar 3.6 Diagram Gaya Dalam
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
9
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
Gambar 3.7 Rasio
3.3 Perhitungan Batang Tekan
3.3.1 Data Profil
Profil 2L 60.60.6 (Batang nomer 14)
P = 87935,62 N
Ix = Iy = 228000 mm4
rx = ry = 18,2 mm
rξ = 22,9 mm
rη = 11,7 mm
A = 691 mm2
e = 16,9 mm
Mutu Baja BJ 41
fu = 410 MPa
fy = 250 MPa
E = 200000 MPa
Periksa kelangsingan penampang : = =
√ = √ = ,
= < √ = , → !
3.3.2 Perhitungan Kelangsingan Penampang
a. Penampang menekuk terhadap sumbu x
- Perhitungan Inersia (Ix)
ay = 0 , karena berhimpit = + . = + . =
- Jari-jari Inersia (rx)
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
10
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
= √
= √ . = , mm
- Kela gsi ga (λx) � = . � = , ., � = ,
b. Penampang menekuk terhadap sumbu y
Seluruh Penampang
- Perhitungan Inersia (Iy)
ax = e + 10/2 = 16,9 + 5 = 21,9 mm = + . = + . , = ,
- Jari-jari Inersia (ry) = √
= √ , . = ,
- Kela gsi ga (λy) � = . � = , ., � = ,
Satu Penampang
- Kelangsingan (λy1)
Asumsikan dipasang 1 pelat kopel, maka L1 = 2566,9 / 2 = 1283,45 m λ = η
λ = , ., λ = ,
- Kela gsi ga su bu bebas baha (λyi) λ � = √λ + . λ
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
11
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
λ � = √ , + . , λ � = ,
c. Kelangsingan Kritis
Dilihat dari kelangsingan paling besar, maka kelangsingan kritis terjadi pada sumbu bebas
bahan.
λ = λ �� √
λ = ,� √ λ = ,
λc ≥ , , aka : � = , λ � = , . , � = ,
d. Kuat Tekan Rencana (Nu)
� = �� = . ., = , = ∅ � = , . , = , � = = , , = , < ⋯ ! 3.4 Perhitungan Batang Tarik
3.4.1 Data Profil
Profil 2L 80.80.8 (Batang nomer 10)
P = 20261,72 N
Ix = Iy = 723000 mm4
rx = ry = 24,2 mm
rξ = 30,6 mm
rη = 15,5 mm
A = 1230 mm2
e = 22,6 mm
Mutu Baja BJ 41
fu = 410 MPa
fy = 250 MPa
E = 200000 MPa
3.4.2 Kuat Tarik Rencana (Nu)
a. Batas Leleh (bruto) = ∅ . . �
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
12
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
= , . . =
b. Batas Keruntuhan (netto) = ∅ . .
Dimana : = � = � − . + . = � = − . + . = � = = , . . =
Gunakan nilai kuat tarik dari batas leleh, maka : � = = , = , < ⋯ !
3.5 Perancangan Sambungan
3.5.1 Data Profi
- Diameter baut db = 18 mm
- Diameter lubang baut dh = 20 mm
- Tebal pelat buhul tp = 10 mm
- Luas baut Ab = 254,47 mm2
3.5.2 Kuat Geser Rencana � = ∅ . . . � = , . , . . , � = , � = . , � = . , � = ,
3.5.3 Kuat Tumpu Rencana � = , . ∅ . ℎ . � . � = , . , . . . � =
3.5.4 Perhitungan Jumlah Baut
Diambil nilai terkecil dari Vd dan Rd, sehingga Nst = 62599,62 N
1
7
2
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
13
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
a. Batang no.1
P = 164037,80 N = ,, = , ≈ ℎ
b. Batang no.2
P = 163973,68 N = ,, = , ≈ ℎ
c. Batang no.7
P = 3758,90 N = ,, = , ≈ ℎ
3.5.5 Jarak Baut
a. Jarak antar baut
S ≥ db = 3 . 18 = 46 mm
db < S < 15 tp = 46 < S < 150
Diambil S = 50 mm
b. Jarak baut dengan ujung pelat
1,25 db < S1 < 12 tp = 22,5 < S1 < 120
Diambil S1 = 25 mm
3.6 Perancangan Pelat Dasar
3.6.1 Data Perencanaan
- Mutu Baja tumpuan BJ 50
- fy = 290 MPa
- fc’ = 25 MPa
- e = 16,9 mm
- Tebal penampang yang menumpu 10 mm
- Reaksi Perletakan
Berdasarkan perhitungan SAP 2000 v14, dengan envelope didapat :
Sendi = 94513,40 N
Roll = 94115,08 N
3.6.2 Perhitungan
a. Beban reaksi perletakan rencana = �∅ ′ . � = ,, . . = , /
b. Menentukan tegangan tumpu Fp dan tegangan lentur izin Fb � = , ′ = , . = ,
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
14
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
� = , = , . = ,
c. Menentukan dimensi pelat dasar = �� = ,, = , = = ,, = , ≈
Gunakan dimensi plat dasar sebesar 200 mm
� = � . = , . , = , = − = − ( , + ) = ,
� = . √ � = . , √ , = , ≈
Gunakan tebal plat dasar sebesar 10 mm, sehingga ukuran plat dasar 200.200.10
3.7 Perancangan Angkur
3.7.1 Data Perencanaan
- Mutu Baja tumpuan BJ 41
- fu = 410 MPa
- fy = 250 MPa
- Baut angkur ø 18 mm
- Reaksi Perletakan
Berdasarkan perhitungan SAP 2000 v14, dengan envelope didapat :
Sendi = 19485,54 N
Roll = 0 N
3.7.2 Perhitungan
a. Luas baut = � = � = ,
b. Kuat geser � = ∅ . . . � = , . , . . , � = ,
c. Jumlah angkur yang dibutuhkan = � = ,, = , ℎ
Karena standar pemasangan angkur pada perletakan adalah minimal 4 buah, maka
gunakan angkur 4 ø 18 mm.
PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG
15
Muhammad Aprilia Devino – 2411121007
Print Gratczia Antadika – 2411121041
d. Panjang angkur = , . = , . . =
Maka, pada angkur 4 ø 18 mm gunakan panjang 270 mm.