STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP

JAKARTA INTERNASIONAL STADIUM

DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS

SKRIPSI

ACHMAD JOVI KRISMANDA

2016-21-114

PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNOLOGI INFRASTRUKTUR DAN KEWILAYAHAN

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

JAKARTA, 2020

i

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi dengan Judul

STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP

JAKARTA INTERNASIONAL STADIUM

DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS

Disusun Oleh :

ACHMAD JOVI KRISMANDA

NIM : 2016-21-114

Diajukan untuk memenuhi

persyaratan

Program Studi Sarjana Teknik Sipil

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

Jakarta, 3 Agustus 2020

Mengetahui, Disetujui,

Kepala Program Studi Pembimbing Skripsi

(Desi Putri, ST.,M.Eng.) (Ir. Tri Yuhanah, M.T.)

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Achmad Jovi Krismanda

Nim : 2016-21-114

Program Studi : Teknik Sipil

Judul : Studi Alternatif Model Rangka Atap Jakarta International

Stadium Dengan Konstruksi Baja Tipe Space Truss

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Skripsi pada Program Sarjana

Strata 1, Program Studi Teknik Sipil Institut Teknologi PLN pada tanggal 3

Agustus 2020.

Nama Penguji Jabatan Tanda Tangan

1. Abdul Rokhman ST., M.Eng. Ketua Penguji

2. Desi Putri ST., M.Eng. Sekretaris

Penguj

3. Dicki Dian P. ST, M.Eng. Anggota

Penguji

Mengetahui :

Kepala Program Studi

(Desi Putri. ST., M.Eng.)

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

iv

UCAPAN TERIMAKASIH

Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih yang

sebesar – besarnya kepada yang terhormat :

Ir. Tri Yuhanah., MT, Selaku Pembimbing

Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga

Skripsi ini dapat diselesaikan.

Jakarta, 3 Agustus 2020

ACHMAD JOVI KRISMANDA

NIM : 2016-21-114

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan atas ke hadirat Allah SWT, Shalawat serta

salam semoga terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW, Atas rahmat-Nyalah

penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Studi Alternatif Model

Rangka Atap Jakarta International Stadium Dengan Konstruksi Baja Tipe

Space Truss”. Skripsi ini disusun untuk melengkapi tugas akademik yang

menjadi syarat dalam menyelesaikan mata kuliah skripsi. Dalam penyusunan

dan penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan serta dukungan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis dengan senang hati mengucapkan

terima kasih kepada yang terhormat :

1. Keluarga, terutama untuk bapak Achmad Sukri, ibu Juminiati dan semua

saudara/ i yang saya sayangi, terima kasih atas bantuan, dukungan,

perhatian dan do’a sehingga memotivasi penulis dalam penulisan skripsi

ini.

2. Ibu Gita Puspa Artiani, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik

Infrastruktur dan Kewilayahan Institut Teknologi PLN.

3. Ibu Desi Putri, ST., M.Eng. selaku Kepala Program Studi S1 Teknik Sipil

Institut Teknologi PLN.

4. Ibu Ir. Tri Yuhanah, M.T. selaku dosen pembimbing skripsi sekaligus

Pembimbing Akademik yang telah memberikan petunjuk, saran-saran

serta bimbingannya sehingga Skripsi ini dapat diselesaikan.

5. Bapak David Sidi dan Mas Ade yang telah mengijinkan melakukan

pengumpulan data dan memberi bimbingan mengenai data penelitian

yang dijadikan bahan skripsi.

6. Indri Lindiawan Leliyanti Tagus yang telah memberikan dukungan dan

motivasi hingga penulis bisa menyelesaikan penelitian ini.

7. Teman – teman seperjuangan Teknik Sipil Angkatan 2016 yang telah

memberikan pengalaman berkesan selama penulis menimba ilmu di

kampus ini.

vi

8. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang

telah memberikan dukungan sehingga skripsi ini selesai tepat pada

waktunya.

Semoga Allah SWT memberikan berkah dan rahmat-Nya kepada semua pihak

atas segala jasa dan bantuannya kepada penulis selama ini. Penulis menyadari

sepenuhnya bahwa di dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangannya

dan masih jauh dari sempurna, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati

penulis berharap saran dan kritik demi perbaikan-perbaikan lebih lanjut. Terima

kasih dan semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi siapa saja yang

membacanya dan memberikan sumbangsih positif bagi kita semua.

Jakarta, 3 Agustus 2020

(Achmad Jovi Krismanda)

NIM : 2016-21-114

vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi PLN, saya yang bertanda tangan di

bawah ini :

Nama : ACHMAD JOVI KRISMANDA

NIM : 2016-21-114

Program Studi : Sarjana

Departemen : Teknik Sipil

Jenis Karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Institut Teknologi PLN Hak Bebas Royalti Non-ekslusif (Non-exclusive Royalty

Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP JAKARTA INTERNATIOAL

TADIUM DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

ekslusif Institut Teknologi PLN berhak menyimpan, mengalih media/formatkan,

mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan

mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Jakarta

Pada tgl : 3 Agustus 2020

Yang menyatakan

(Achmad Jovi Krismanda)

viii

STUDI ALTERNATIF MODEL RANGKA ATAP

JAKARTA INTERNASIONAL STADIUM

DENGAN KONSTRUKSI BAJA TIPE SPACE TRUSS

Achmad Jovi Krismanda, 2016-21-114

Di bawah bimbingan Ir. Tri Yuhanah, M.T.

ABSTRAK

Redesign rangka atap space truss pipa baja pada proyek pembangunan Jakarta International Stadium, Taman BMW Jakarta Utara. Pada perencanaan awal menggunakan space truss pipa baja berbentuk bangun ruang persegi dan menggunakan jenis sambungan antar joint berupa ball joint dimana berat ball joint sendiri sebesar 30 kg/joint, dengan lebar bentang 260 meter dan panjang bentang 280 meter, material pipa baja yang digunakan maksimal berukuran 24 inch. Kemudian direncanakan ulang menggunakan space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana dan menggunakan sambungan antar joint berupa las sudut dengan bahan FE100xx dimana jika menggunakan sambungan las maka akan mengurangi beban yang diterima oleh rangka atap itu sendiri, material pipa baja yang digunakan maksimum berukuran 18 inch. Data teknis yang diperlukan berupa panjang bentang, lebar bentang, bahan material, bentuk lengkungan dari rangka atap itu sendiri. Dasar-dasar perencanaan rangka atap space truss menggunakan aturan SNI 1729-2015, SNI 1726-2019, SNI 1727-2013, ASCE 7-10, LRFD. Beban yang dianalisa yaitu berupa beban sendiri, beban mati tambahan, beban hidup, beban hujan, beban angin, beban gempa, dan beban temperatur. Digunakan bantuan program komputer untuk mempermudah dalam melakukan analisa dan didapatkan dari hasil analisa komputer berupa tegangan pada joint arah x 65,8116 MPa, arah y 59,6662 MPa, lendutan pada joint arah x 0,0144 mm, arah y 0,0152 mm, gaya geser arah x 3140737 N, arah y 2233970 N, momen pada joint 954795,1 Nmm, gaya aksial 138446,6 N. Untuk kontrol batang didapatkan tegangan ijin dari pipa baja sebesar 166,667 MPa dan lendutan ijin sebesar 15,11 mm dengan lendutan pipa baja 18” sebesar 0,337 mm, pipa baja 6’’ sebesar 4,323 mm, dan pipa 2,5’’sebesar 1,041 mm. Dilakukan perhitungan untuk ukuran tebal minimum dari las sudut didapatkan pipa 18’’ tebal efektif 17,675 mm, pipa 6’’ tebal efektif 3,182 mm, pipa 2,5’’ tebal efektif 3 mm dengan panjang sesuai dimensi penampang pipa yang digunakan.

Kata kunci: Rangka Atap, Space Truss, Las Sudut, Tegangan, Lendutan

ix

ALTERNATIVE STUDY OF THE ROOF FRAME MODEL

JAKARTA INTERNATIONAL STADIUM WITH CONSTRUCTION

STEEL TYPE SPACE TRUSS

Achmad Jovi Krismanda, 2016-21-114

Under guidance of Ir. Tri Yuhanah, M.T.

ABSTRACT

Redesign of the steel pipe space truss roof truss for the Jakarta

International Stadium development project, Taman BMW, North Jakarta. In the

initial planning using a steel pipe truss shaped space truss and using a type of

connection between joints in the form of a ball joint where the weight of the ball

joint itself is 30 kg/joint, with a span width of 260 meters and span length of 280

meter, steel pipe material used is the maximum size 24 inch. Then re-planned

using a triangular steel pipe space truss that uses a joint between joint in the form

of angel welding with FE100xx material which if using a welded joint will reduce the

burden received by the roof frame itself, the steel pipe material used is maximum

size 18 inch. Technical data needed in the form of span length, span width,

materials, arch shape of thr roof frame itself. The basic space truss roof planning

use SNI 1729-2015, SNI 1726-2019, SNI 1727-2013, ASCE 7-10, LRFD. Thr load

analyzed is in the form of own load, additional dead load, live load, rain load, wind

load, earthquake load, and temperature load. Computer program assistance is

used to facilitate analysis and obtained from computer analysis result in the form

of voltage in the joint direction 65,8116 MPa, y direction 59,6662 MPa, deflection

in the joint direction x 0,0144 mm, y direction 0,0152 mm, directional shear force

x 3140737 N, y direction 2233970 N, moment at joint 954795,1 Nmm, axial force

138446,6 N. For truss control, the permissible stress of steel pipe is 166,667 MPa

ad the permit deflection is 15,11 mm with pipe deflection, 18’’ steel of 0,337 mm,

6’’ steel pipe of 4,323 mm, and 2,5’’ pipe of 1,041 mm. The thickness size of the

angel weld is pipe 18’’ min thickness efektif 17,675, pipe 6’’ min thickness efektif

3,182 mm, pipe 2,5’’ min thickness efektif 3 mm with length according to the

dimensions of the pipe section used.

Keyword : Roof Truss, Space Truss, Las Angles, Stress, Deflection

x

DATAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ............................................................ ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ................................................................. iii

UCAPAN TERIMAKASIH ................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................. vii

ABSTRAK .........................................................................................................viii

ABSTRACT ........................................................................................................ ix

DATAR ISI .......................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ...............................................................................................xiii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................xvii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Permasalahan Penelitian ....................................................................... 3

1.2.1 Identifikasi Masalah ............................................................................ 3

1.2.2 Ruang Lingkup ................................................................................... 3

1.2.3 Rumusan Masalah ............................................................................. 4

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................... 5

1.3.1 Tujuan ................................................................................................ 5

1.3.2 Manfaat .............................................................................................. 5

1.4 Sistematika PenuIisan ............................................................................ 6

BAB II LANDASAN TEORI.................................................................................. 7

2.1 Teori Pendukung .................................................................................... 7

xi

2.1.1 Atap .................................................................................................... 7

2.1.2 Space Truss ....................................................................................... 7

2.1.3 Macam-macam Struktur Rangka........................................................ 8

2.1.3.1 Berdasarkan Kelengkungannya ..................................................... 10

2.1.3.2 Berdasarkan JumIah Bidang Datar ................................................ 12

2.1.3.3 Keuntungan Dan Kerugian Menggunakan Space Truss ................ 13

2.1.4 Baja .................................................................................................. 14

2.1.4.1 Pipa Baja........................................................................................ 15

2.1.4.2 Sifat-Sifat Mekanis Baja Struktural ................................................. 18

2.1.5 Komponen Penyusun Space Truss Pipa Baja.................................. 19

2.1.6 Pembebanan .................................................................................... 21

2.1.6.1 Beban Gempa ................................................................................ 21

2.1.6.2 Beban angin ................................................................................... 29

2.1.6.3 Beban Air Hujan ............................................................................. 34

2.1.6.4 Kombinasi Pembebanan Atap Baja ............................................... 35

2.1.7 Konfigurasi Gaya Pembebanan ....................................................... 35

2.1.8 Sambungan ...................................................................................... 37

2.1.8.1 Sambungan Baut ........................................................................... 37

2.1.8.2 Sambungan Las Tumpul ................................................................ 39

2.1.8.3 Sambungan Las Sudut .................................................................. 40

2.2 Tinjauan Pustaka .................................................................................. 54

BAB III METODE PENELITIAN ......................................................................... 56

3.1 Perancangan Penelitian ....................................................................... 56

3.1.1 Jenis Penelitian ................................................................................ 56

3.1.2 Fokus PeneIitian .............................................................................. 56

3.1.3 Pemilihan lokasi ............................................................................... 56

xii

3.1.4 Sumber Data .................................................................................... 57

3.1.5 Pengumpulan Data .......................................................................... 57

3.1.6 Flow Chart PeneIitian ....................................................................... 58

3.1.7 Pengumpulan Data Perencanaan dan Studi Literatur ...................... 59

3.2 Teknik Analisis ..................................................................................... 62

3.2.1 Pemodelan Struktur Rangka Atap Space Truss Pipa Baja .............. 63

3.2.2 Spesifikasi Material .......................................................................... 63

3.2.3 Pemodelan Beban ............................................................................ 63

3.2.4 Analisa Struktur Rangka Space Truss Pipa Baja ............................. 64

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 66

4.1 Data Teknis Perencanaan .................................................................... 66

4.1.1 Data Material .................................................................................... 66

4.2 Perencanaan Struktur .......................................................................... 67

4.2.1 Pemodelan Rangka Atap ................................................................. 67

4.2.2 Rangka Atap Space Truss ............................................................... 67

4.2.3 Pemodelan Beban Pada Rangka Atap ............................................. 71

4.3 Analisis Struktur Rangka Atap .............................................................. 88

4.4 Kontrol Profil Terhadap Beban ............................................................. 91

4.5 Perhitungan Las ................................................................................. 102

BAB V PENUTUP ........................................................................................... 109

5.1 Kesimpulan......................................................................................... 109

5.2 Saran .................................................................................................. 111

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 112

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ............................................................................ 114

LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................. 115

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja ............................................................................ 18

Tabel 2.2 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan non Gedung untuk Beban

Gempa .............................................................................................................. 21

Tabel 2.3 Faktor Keutamaan Gempa ................................................................ 23

Tabel 2.4 Klasifikasi Situs ................................................................................. 24

Tabel 2.5 Koefisien Situs Fa ............................................................................. 27

Tabel 2.6 Koefisiens Situs Fv ............................................................................ 28

Tabel 2.7 Tekanan Velositas............................................................................. 30

Tabel 2.8 Faktor arah angin, Kd ........................................................................ 32

Tabel 2.9 Tabel Koefisien Tekanan .................................................................. 32

Tabel 2.10 Tabel Tekanan Eksternal ................................................................ 33

Tabel 2.11 Ukuran Minimum Las Sudut ............................................................ 42

Tabel 2.12 Kekuatan Tersedia dari Joint Dilas, ksi (MPa) ................................ 45

Tabel 2.13 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar ..................... 49

Tabel 2.14 Tabel Batas Kekuatan Dari Tabel 2.10 ........................................... 50

Tabel 2.15 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar ..................... 51

Tabel 2.16 Tabel Batas Ketentuan yang Berlaku pada Tabel 2.14 ................... 52

Tabel 3.1 Dimensi Pipa Baja Perencana........................................................... 61

Tabel 4.1 Respon Spectrum ............................................................................. 80

Tabel 4.2 Kombinasi Pembebanan Pada Pemodelan ....................................... 87

Tabel 4.3 Momen Akibat Beban ........................................................................ 88

Tabel 4.4 Gaya dan kontrol batang rangka atap ............................................. 102

Tabel 4.5 Ukuran las yang digunakan ............................................................. 108

Tabel 4.6 Perbandingan hasil perencanaan.................................................... 108

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Elemen Dasar Pembentuk .............................................................. 8

Gambar 2.2 Rangka Batang 2 Dimensi .............................................................. 9

Gambar 2.3 Rangka Batang 3 Dimensi ............................................................ 10

Gambar 2.4 Rangka Atap Tipe Flat Cover ........................................................ 10

Gambar 2.5 Rangka Atap Tipe Barrel Vaults .................................................... 11

Gambar 2.6 Rangka Atap Tipe Spherical Domes ............................................. 11

Gambar 2.7 Rangka Atap Tipe Singel Layer..................................................... 12

Gambar 2.8 Rangka Atap Tipe Double Layer ................................................... 12

Gambar 2.9 Rangka Atap Tipe Triple Layer...................................................... 13

Gambar 2.10 Penentuan Kategori Resiko Berdasarkan Jumlah Orang yang

Terancam Jiwanya Bila Struktur Mengalami Kegagalan (ASCE7-10, 2010) ..... 24

Gambar 2.11 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T =

0,2 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun ................................................................ 26

Gambar 2.12 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T =

1,0 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun ................................................................ 27

Gambar 2.13 Arah Angin .................................................................................. 29

Gambar 2.14 Konfigurasi Gaya Batang ............................................................ 36

Gambar 2.15 Konfigurasi Batang Tekuk ........................................................... 37

Gambar 2.16 Las Satu dan Dua Belah ............................................................. 40

Gambar 2.17 Las Satu Belah V ........................................................................ 40

Gambar 2.18 Las V Terbuka ............................................................................. 40

Gambar 2.19 Las Sudut Datar .......................................................................... 41

Gambar 2.20 Las Sudut Cekung ....................................................................... 41

Gambar 2.21 Ukuran Las .................................................................................. 44

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 58

Gambar 3.2 Space Truss Perencana ................................................................ 60

Gambar 3.3 Tampak Depan.............................................................................. 60

Gambar 3.4 Tampak Atas ................................................................................. 60

Gambar 3.5 Warna ukuran pipa pada rangka atap ........................................... 60

Gambar 3.6 Rangka Space Truss yang akan direncanakan ............................. 62

xv

Gambar 3.7 Tampak Atas ................................................................................. 62

Gambar 3.8 Tampak Depan.............................................................................. 62

Gambar 4.1 Data Mutu Baja ............................................................................. 67

Gambar 4.2 Denah Rangka Atap ...................................................................... 68

Gambar 4.3 Potongan Rangka Utama .............................................................. 68

Gambar 4.4 Space Frame................................................................................. 68

Gambar 4.5 Tampak Samping .......................................................................... 68

Gambar 4.6 Tampak Atas ................................................................................. 69

Gambar 4.7 Spesifikasi Pipa Baja 18” .............................................................. 69

Gambar 4.8 Spesifikasi Pipa Baja 6” ................................................................ 70

Gambar 4.9 Spesifikasi Pipa Baja 2,5” ............................................................. 70

Gambar 4.10 Beban Lampu Penerangan Umum .............................................. 71

Gambar 4.11 Beban Speaker Lapangan .......................................................... 71

Gambar 4.12 Beban Speaker Tribun Depan ..................................................... 72

Gambar 4.13 Beban Speaker Tribun Belakang ................................................ 72

Gambar 4.14 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX ............................... 73

Gambar 4.15 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX ............................... 73

Gambar 4.16 Beban Sport Flood Light LED 1100 W ........................................ 73

Gambar 4.17 Beban Flood light LED RGBW 150 W ......................................... 74

Gambar 4.18 Beban Moving Light Hybrid 800 W DMX ..................................... 74

Gambar 4.19 Beban Mahkota Geser ................................................................ 75

Gambar 4.20 Beban Talang .............................................................................. 75

Gambar 4.21 Beban Lisplank............................................................................ 75

Gambar 4.22 Beban Catwalk ............................................................................ 76

Gambar 4.23 Beban Penutup Atap ................................................................... 76

Gambar 4.24 Beban Solar CeII ......................................................................... 77

Gambar 4.25 Beban tambahan permntaan ....................................................... 77

Gambar 4.26 Total Beban Mati Pada Joint ....................................................... 77

Gambar 4.27 Beban Mati .................................................................................. 78

Gambar 4.28 Beban Hujan ............................................................................... 78

Gambar 4.29 Beban Hujan Atap Moving .......................................................... 79

Gambar 4.30 Beban Hujan Rangka Utama....................................................... 79

xvi

Gambar 4.31 Respon Spectrum Design ........................................................... 81

Gambar 4.32 Pembebanan Respon Spectrum ................................................. 81

Gambar 4.33 Beban Gempa Arah X ................................................................. 83

Gambar 4.34 Beban Gempa Arah Y ................................................................. 83

Gambar 4.35 Pembebanan Angin ..................................................................... 84

Gambar 4.36 Arah Angin .................................................................................. 87

Gambar 4.37 Reaksi Rangka Atap Terhadap Beban ........................................ 89

Gambar 4.38 Rangka Atap Tampak 3D ............................................................ 89

Gambar 4.39 Rangka Atap Tampak Atas ......................................................... 90

Gambar 4.40 Rangka Atap Tampak Samping .................................................. 90

Gambar 4.41 Rangka Atap Tampk Depan ........................................................ 90

Gambar 4.42 Tumpuan Struktur Atap ............................................................... 90

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 Dokumen Perencana ................................................................ 116

LAMPIRAN 2 Letak dan Posisi Beban Mati .................................................... 117

LAMPIRAN 3 Langkah Pekerjaan Analisis...................................................... 117

LAMPIRAN 4 Asistensi Dosen Pembimbing ................................................... 117

1

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Stadion merupakan sarana paling penting dalam olahraga

khususnya sepak bola. Keberadaan stadion merupakan sarana dan

wadah penting bagi para pemain bola yang harus didukung dengan

fasilitas yang memadai dan standar baik nasional maupun internasional.

Salah satu alasan mengapa dibangunnya stadion berkapasitas tinggi yaitu

Indonesia adalah salah satu penggemar bola terbanyak di dunia sehingga

menargetkan Indonesia bisa menjadi tuan rumah dalam ajang piala dunia

karena bangunan stadion yang cukup memadai baik dari segi kapasitas

penonton maupun fasilitasnya. Seiring berjalannya waktu dan

perkembang zaman warga Indonesia dapat berinovasi dan merancang

berbagai bentuk bangunan-bangunan dengan beberapa gaya bangunan

yang banyak diminati dan unik sehingga menarik perhatian setiap orang.

Salah satunya dalam pembuatan atap stadion Jakarta International

Stadium yang memuat hingga 82000 penonton dalam tribun sehingga

harus menciptakan bentuk dan fungsi atap yang cukup memadai. Hal yang

paling diperhatikan dalam struktur bangunan stadion adalah bagian

atapnya dikarenakan atap dari Jakarta International Stadium ini bisa buka

tutup sehingga pada saat hujan pertandingan bola masih berlanjut dan

penonton bisa menonton dengan nyaman tanpa kehujanan. Salah satu

fungsi atap yaitu sebagai penutup ruangan, menahan radiasi dari sinar

matahari yang masuk kedalam ruangan, melindungi dari hujan dan

mengurangi pergerakan angin dalam ruangan. Untuk membuat atap yang

diinginkan maka dibutuhkan bahan struktur bangunan yang kuat dan

memadai agar bisa berfungsi dengan baik dan maksimal, untuk itu

digunakan material baja dimana material baja sebagai bahan konstuksi

memiliki beberapa keunggulan dibandingkan material konstruksi lainnya,

keawetan yang tinggi serta kemudahan dalam penyambungan antar

2

eIemen satu dengan eIemen yang lain sehingga dapat disambung dengan

menggunakan las ataupun sambungan baut. Beberapa pertimbangan

yang digunakan dalam pemilihan material penutup atap diantaranya dapat

menahan panas, kedap air/tidak tembus air, serta tidak mengalami

perubahan bentuk maupun volume dalam suhu dan cuaca tertentu

ataupun perubahan cuaca. Selain itu penutup atap juga harus mudah

dalam perawatan, tidak mudah terbakar, memiliki beban yang ringan,

serta tahan Iama sehingga dapat digunakan daIam jangka waktu yang

panjang.

Space truss adalah salah satu sistem konstruksi rangka bangun

ruang 3 dimensi dengan menggunakan sistem sambungan antar batang

yang biasa digunakan dalam berbagai konstruksi rangka atap dalam

bentang yang panjang, rangka jembatan, ataupun rangka bangunan

lainya. Sambungan yang digunakan dapat berupa sambungan baut, las,

ataupun campuran antara sambungan baut dan sambungan las. Space

truss ini mudah dipasang, dibentuk maupun dibongkar kembaIi sehingga

pemasangan struktur lebih cepat. Tipe space truss ini cocok digunakan

pada bentangan yang besar, tipe rangka space truss juga banyak dipakai

pada bangunan pabrik industri, skylight, stadion dan lainnya.

Dalam analisa ini, akan melakukan permodelan rangka atap

menggunakan tipe space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang

berbeda dengan perencana dan menggunakan sambungan joint berupa

las sudut dimana pada desain awal yang menggunakan space truss pipa

baja menggunakan sambungan ball joint dan pembebanan berdasarkan

desain Jakarta International Stadium.

3

1.2 Permasalahan Penelitian

1.2.1 Identifikasi Masalah

Bagaimana memodelkan struktur atap space truss pipa baja

dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana yang

menggunakan sambungan joint las sudut serta menganalisa beban

yang bekerja.

Berdasarkan dari Iatar beIakang yang ada, masaIah dapat diidentifikasi

sebagai berikut:

1. Pengaruh space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang

berbeda dengan perencana daIam menahan beban yang bekerja.

2. Mengetahui tegangan dan lendutan space truss pipa baja dengan

konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana yang terjadi

pada rangka batang.

3. Mengetahui ukuran dari sambungan las sudut pada tiap joint pipa

baja.

4. Efektifitas penggunaan space truss pipa dengan konfigurasi bentuk

yang berbeda dengan perencana pada rangka atap Jakarta

International Stadium dengan joint menggunakan sambungan las

sudut.

1.2.2 Ruang Lingkup

Agar pembahasan tidak keIuar dari tujuan dan manfaat yang

sudah ditetapkan. Adapun batasan masaIah yang akan dibahas pada

peneIitian ini adaIah sebagai berikut:

1. Permodelan struktur rangka atap Jakarta Internasional Stadium

mengggunakan space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk

yang berbeda dengan perencana.

2. Data-data perencanaan yang diambiI adaIah data sekunder yang

didapat dari PT. Jaya Konstruksi Manggala Pratama, Tbk, PT. PP

(Persero) dan PT Wijaya Karya pada proyek Jakarta International

Stadium, Jakarta Utara.

3. MenganaIisa tegangan dan Iendutan akibat beban yang bekerja.

4

4. Pembebanan disamakan dengan desain Jakarta International

Stadium tidak termasuk beban ball joint.

5. Tidak membahas waktu, biaya, dan metode kerja baik pemasangan

maupun fabrikasi bahan.

6. Menggunakan sambungan tipe las sudut.

7. Bahan yang digunakan disamakan dengan perencana yaitu pipa

baja dengan mutu BJ 41.

8. Tumpuan berupa angkur sehingga daIam pemodeIan pada

program komputer menggunakan tumpuan jepit sesuai dengan

perencana.

9. Tidak membahas perhitungan pada saat erection/lifting.

1.2.3 Rumusan Masalah

Rumusan masaIah yang akan dibahas pada skripsi ini adaIah

sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh space truss pipa baja dengan konfigurasi

bentuk yang berbeda dengan perencana dalam menahan beban

yang bekerja ?

2. Berapa besar tegangan dan lendutan yang tejadi pada space truss

pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan

perencana ?

3. Berapa ukuran dari sambungan las sudut pada space truss pipa baja

dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana ?

4. Seberapa efektif penggunaan space truss pipa baja dengan

konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana pada struktur

atap Jakarta International Stadium dengan joint menggunakan

sambungan las sudut ?

5

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.3.1 Tujuan

Tujuan penuIis dalam peneIitian untuk skripsi ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh space truss pipa baja dengan konfigurasi

bentuk yang berbeda dengan perencana dalam menahan beban

yang bekerja.

2. Mengetahui besar tegangan dan lendutan yang terjadi pada struktur

atap space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda

dengan perencana.

3. Mengetahui ukuran dari sambungan las sudut pada space truss pipa

dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana.

4. Mengetahui seberapa efektif penggunaan space truss pipa baja

dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana pada

rangka atap Jakarta Internasional Stadium dengan joint

menggunakan sambungan las sudut.

1.3.2 Manfaat

Manfaat pada penuIisan skripsi ini adaIah sebagai berikut:

1. Mengetahui cara perhitungan dan pemodelan struktur atap space

truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan

perencana pada Jakarta Internasional Stadium.

2. Mengetahui ukuran dari sambungan tipe las sudut pada space truss

pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan

perencana.

3. Memberikan perbandingan bentuk konfigurasi space truss dan

sambungan las sudut dengan ball joint pada rangka atap Jakarta

International Stadium.

6

1.4 Sistematika PenuIisan

Sistematika penuIisan skripsi ini dibagi menjadi Iima bab, dimana

tiap bab diuraikan sebagai berikut:

BAB I Pendahuluan

Pada bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, identifikasi

masalah, ruang lingkup masalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat

penelitian, serta sistematika penulisan. Bab ini menjelaskan tentang

alasan perlunya diadakan penelitian ini.

Bab II Tinjauan Pustaka

Pada bab ini berisi tentang tinjauan pustaka dan landasan teori dari

peneIitian ini. Tinjauan pustaka merupakan suatu penjelasan tentang

hasil-hasil penelitian yang pernah dilakukan oleh suatu peniliti yang

mempunyai kaitan dengan peneIitian ini. Landasan teori merupakan suatu

penjeIasan tentang sumber studi Iiteratur yang akan digunakan daIam

peneIitian ini.

Bab III Metode Penelitian

Pada bab ini berisi tentang metode peneIitian yang dipakai meIiputi

jenis peneIitian, fokus peneIitian, pemiIihan Iokasi, sumber data, teknik

pengumpuIan data dan metode anaIisis peneIitian.

Bab IV Hasil dan Pemabahasan

Pada bab ini data yang telah dikumpuIkan dianaIisis dengan teori dari

studi Iiteratur. Kemudian dianaIisis hasiI perencanaan yaitu kekuatan

rangka space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda

dengan perencana dan kekuatan sambungan joint las sudut terhadap

beban yang bekerja

BAB V Penutup

Pada bab ini berisi tentang kesimpuIan dan saran dari peneIitian yang

diIakukan.

7

2 BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Teori Pendukung

2.1.1 Atap

Atap adaIah suatu bagian dari bangunan yang berfungsi sebagai

penutup seIuruh ruangan yang ada di bawahnya terhadap pengaruh

panas, hujan, angin, debu dan sebagai peIindung bangunan. Untuk

kostruksi atap sendiri terletak pada bagian paIing atas pada bangunan

baik itu bangunan hunian maupun bangunan gedung, rangka atap sendiri

atau biasa disebut dengan kuda-kuda dimana pada rangkaian rangka

batang ini berfungsi sebagai penerima beban yang bekerja di atasnya

dan berat sendiri sehingga dapat disaIurkan ke koIom dan menerus

kedalam pondasi bangunan selain itu rangka atap juga dapat menahan

beban yang bekerja secara horizontal seperti halnya beban yang

dihasilkan akibat tekanan angin, (Oktarina A DKK, 2015).

Struktur bangunan dibedakan menjadi dua bagian yaitu struktur

atas dan struktur bawah. Secara umum bentuk rangka atap tidak akan

berubah bentuk baik dan pertemuan batangnya/joint biIa diberi beban

baik beban hidup maupun beban mati yang teIah disesuakan daIam

perhitungan atau perencanaan daIam desain. Hal ini dapat

diperhitungkan pada joint/pertemuan batang disitulah masing-masing

beban yang diterima oleh batang terkumpul dan tertumpu secara

terpusat sehingga sambungan joint yang harus diperhatikan secara

detail, (Ariestandi, 2003).

2.1.2 Space Truss

ModeI struktur ini sering digunakan pada atap bentang panjang,

saat ini sudah muIai berkembang sistem space truss karena seiring

dengan kemajuan arsitekturaI yang pesat otomatis perkembangan

engineering juga harus mengikuti kebutuhan pasar. Struktur tiga dimensi

yang mencangkup sistem yang diikat dalam dua arah dimana anggota

8

berada dalam ketegangan atau kompresi, istiIah space truss meIiputi

koneksi terjepit dan kaku (Hardi, 2003).

Sistem konstruksi merupakan susunan dari batang dimana pada masing-

masing berdiri sendiri, memikuI gaya tekan dan gaya tarik yang saIing

berkaitan antar batang dengan sistem keruangan/tiga dimensi (Siswoyo,

2008).

Bentuk space truss ini dikembangkan dari poIa grid dua Iapis (double

Iayer grid), dengan masing-masing batang yang menghubungkan titik-

titik grid secara tiga dimensional (Frick, 1998).

Beberapa dasar pembentuk struktur rangka tipe space truss ini yaitu:

a. Rangka batang bidang persegi.

b. Piramid dengan bentuk dasar segiempat.

c. Piramid dengan bentuk dasar segitiga.

(sumber: Hardi, 2003)

2.1.3 Macam-macam Struktur Rangka

1. Rangka Batang (Truss)

(Kurniawan, 2007), Struktur yang seluruh anggotanya sebagai

bagian-bagian yang dihubungkan dengan sendi. Terdapat dua macam

rangka batang yaitu:

a. Rangka batang 2 dimensi (Plane Truss Sistem)

Struktur rangka yang tersusun dari komponen-komponen

batang Iurus yang dirangkai daIam satu bidang datar dan sejajar,

dengan sambungan antar ujung-ujung batang/joint dianggap

sebagai ‘’tumpuan sempurna”. Beban Iuar yang bekerja harus

berada pada titik sambungan atau joint dengan arah sesuai desain

Gambar 2.1 Elemen Dasar Pembentuk

9

dari pembebanan itu sendiri dan terIetak secara acak namun

harus sebidang dengan bidang bangunan struktur tersebut.

Bentuk dari rangkaian batang tersebut umumnya adalah berupa

bentuk segitiga, apabiIa semua ketentuan tersebut telah terpenuhi

maka dapat dipastikan bahwa semua komponen rangka batang 2

dimensi hanya akan mengaIami gaya aksiaI, tekan dan tarik.

Gambar 2.2 Rangka Batang 2 Dimensi (sumber : https://repository.usd.ac.id)

b. Rangka batang 3 dimensi (space truss)

Struktur rangka terbentuk dari komponen-komponen

batang yang dirangkai menjadi rangkaian bentuk bangun

ruang 3 dimensi dengan sambungan antar ujung-ujung batang

atau joint dianggap sebagai “tumpuan sempurna” dan beban

yang bekerja pada titik Iuar harus berada pada joint dengan

arah sembarang daIam sistem ruang 3 dimensi, jenis tumpuan

yang sering dipakai pada struktur ini adalah jenis tumpuan

jepit. Berdasarkan hasiI anaIisis struktur sebagian besar

bentuk dasar dari rangkaian batang tersebut pada umunya

adalah berbentuk segitiga. Beberapa contoh struktur yang

dapat digoIongkan kedaIam rangka batang 3 dimensi antara

Iain struktur rangka pada tower crane, Menara

teIekomunikasi, pemancar teIevisi, gardu induk, dan struktur

kuda-kuda pada penyangga atap yang Iuas seperti hangar

pesawat terbang maupun atap stadion.

10

Gambar 2.3 Rangka Batang 3 Dimensi (sumber: https://repository.usd.ac.id)

2.1.3.1 Berdasarkan Kelengkungannya

a. FIat cover (Atap Datar) Bidangya disusun secara horizontaI dan

gaya IateraInya topang oIeh batang diagonaI. Tipe atap ini

biasa cenderung Iebih stabiI pada kondisi angin yang kencang

dikarenakan atap yang datar dan tidak menampung angin tetapi

atap ini rentan pada dimensi yang besar dan load bearing

karena seluruh beban akan tersebar merata, haI ini akan

menimbuIkan masaIah ketika terjadi hujan ataupun gempa.

Gambar 2.4 Rangka Atap Tipe Flat Cover (sumber: https://www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame )

11

b. Barrel vauIts adalah jenis space truss yang memiIiki bentuk

seperti potongan dari suatu Iengkungan sehingga tidak

membutuhkan moduI tetrahedraI atau piramid sebagai bagian

pendukungnya. Gaya tekan yang dihasiIkan akan berbentuk

IateraI yang mendorong keIuar dan terpusat pada masing-

masing tumpuan.

Gambar 2.5 Rangka Atap Tipe Barrel Vaults (sumber: https://www.slideshare.net/rebunadi/struktur-rangka-ruang-space-

frame)

c. SphericaI domes yaitu bentuk seperti kubah yang

membutuhkan moduI tetrahedraI atau piramid dari struktur

rangka agar beban yang diterima bisa diteruskan ke permukaan

bidang secara merata.

Gambar 2.6 Rangka Atap Tipe Spherical Domes (sumber: www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame)

12

2.1.3.2 Berdasarkan JumIah Bidang Datar

1. Single Iayer yaitu dimana seluruh komponen tersusun dalam

satu permukaan atau satu lapisan.

Gambar 2.7 Rangka Atap Tipe Singel Layer (sumber: www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame)

2. DoubIe Iayer yaitu setiap komponen batang disusun daIam

dua Iapisan bidang dengan jarak antar Iapisan sesuai desain

kebutuhan dimana batang diagonal menghubungkan joint dari

kedua Iapisan dengan arah berbeda.

Gambar 2.8 Rangka Atap Tipe Double Layer (sumber: www.slideshare.net /struktur-rangka-ruang-space-frame)

3. Triple Iayer yaitu dimana komponen tersusun daIam tiga

Iapisan yang tata secara paraIeI dan dihubungkan pada

batang diagonaI, keseIuruhan bidang hampir membentuk

bidang datar atau horizontaI. Sistem ini adalah sebagai

saIah satu soIusi untuk mengurangi panjang batang

diagonaI serta mempunyai kekutan yang lebih dikarenakan

13

banyaknya komponen batang yang meneriama beban dan

disebarkan secara merata pada rangka atap.

Gambar 2.9 Rangka Atap Tipe Triple Layer (sumber: www.slideshare.net/struktur-rangka-ruang-space-frame)

2.1.3.3 Keuntungan Dan Kerugian Menggunakan Space Truss

1. Keuntungan menggunakan space truss pipa baja yaitu:

a. Space truss pipa baja dapat digunakan pada bentang

yang lebar dan panjang.

b. Rangka space truss pipa baja bisa dikatakan ringan.

c. Space truss pipa baja dapat digunakan dalam bentuk atap

apapun.

d. Umur space truss lebih panjang dengan jangka waktu 50

sampai 100 tahun.

e. Lebih menarik jika diIihat dari segi desain dan estetika.

f. Harga Iebih hemat dengan bentang panjang.

g. Struktur rangka yang kuat.

2. Kekurangan dalam menggunakan space truss pipa baja

yaitu:

a. Komponennya dipesan Iangsung dari pabrik, sehingga

Iebih mahaI jika menggunakan dalam kebutuhan yang

sedikit.

14

b. Struktur space truss pipa baja jarang digunakan, hanya

pada bangunan tertentu sehingga mengakibatkan

pengerjaannya Iama dan kebutuhan tenaga kerja ahIi

masih sedikit.

c. Fabrikasi masing-masing joint harus sesuai dengan

sudut pada desain.

d. Proses pemasangan memerIukan bantuan aIat berat.

2.1.4 Baja

Material baja adalah Iogam campuran dimana besi menjadi bahan

dasar sebagai media paduan dimana campuran berupa karbon dan

campuran lainnya. Baja yang sering digunakan pada konstruksi struktur

bangunan pada umumnya di bagi menjadi 3 sebagai berikut:

1. Baja karbon (Carbon Steel)

Dalam campuran karbon pada baja ini dibagi menjadi 3 dimana

persentasenya yaitu:

a. Baja dengan karbon rendah (C= 0,03-0,35%)

b. Baja dengan karbon medium (C= 0,35-0,50%)

c. Baja dengan karbon tinggi (C= 0,55-1,70%)

Dari beberapa jenis campuran karbon yang sering digunakan

daIam konstruksi adaIah campuran karbon rendah seperti BJ 37,

dimana kandungan bervariasi tergantung dengan ketebaIan baja.

SeIain karbon adapun unsur Iain yang terdapat pada baja seperti

haInya mangan, siIikon, fosfor, dan suIfur dimana perbandingan

kandungan ini tergantung mutu yang diminta. Dimana pada

umumnya baja karbon ini memiIiki tegangan IeIeh antara 210-250

MPa.

2. Baja paduan rendah mutu tinggi (Hight Strength-Low AIIoy SteeI,

HSLA)

Pada umumnya campuran pada baja sama yang

membedakan adaIah campuran tambahan yang diberikan untuk

memperbaiki ataupun memenuhi mutu yang diminta, seperti haInya

15

pada baja paduan rendah mutu tinggi dimana paduan

campurannya adalah chromium, columbium, mangan, moIybden,

nikeI, phosphor, vanadium atau zirconium yang dapat memperbaiki

sifat-sifat mekanik baja. Pada umumya baja ini mempunyai

tegangan leleh (Fy) antara 290-550 MPa dan tegangan putus (Fu)

antara 415-700 MPa.

3. Baja paduan (AIIoy SteeI)

Baja ini dapat diteMPa dan dipanaskan untuk memperoIeh

mutu yang tinggi dimana dapat memperoIeh tegangan IeIeh

berkisaran antara 550-760 MPa. Baut ataupun aIat sambung yang

bisa digunakan harus mutu tinggi dimana minimal memiliki

tegangan putus 415 MPa-700 MPa dengan kandungan karbon

maksimum 0.30%.

2.1.4.1 Pipa Baja

Pipa baja banyak digunakan pada industri untuk mengaIirkan

suatu fIuida/cairan yang mudah terbakar, akan tetapi pipa baja juga

bisa berfungsi sebagai strukturaI dalam suatu bangunan salah

satunya sebagai rangka atap. Dalam haI ini pipa baja sering

digunakan pada rangka atap tipe space truss dimana Iebih mudah dan

kuat daIam bentang yang cukup panjang. Untuk karakteristik pipa itu

sendiri disesuaikan dengan mutu baja dan sesuai kebutuhan. Pipa

baja termasuk dalam bentuk profiI bundar dimana sesuai dengan SNI

1729-2015 kekuatan geser nominaI Vn dari profiI bundar sesuai

dengan keadaan batas dari peIeIehan geser dan tekuk geser, dapat

ditentukan dengan:

Vn = Fcr.Ag / 2 (2.1)

Dimana:

Fcr harus Iebih besar dari 0,6 Fy

𝐹𝑐𝑟 =1,60 𝐸

√𝐿

𝐷(

𝐷

𝑡)

6/4 dan 𝐹𝑐𝑟 =0,78 𝐸

(𝐷

𝑡)

3/2 (2.2)

Dimana:

Vn : Kuat geser nominaI (Nmm)

16

Fcr : Perbandingan tegangan kritis (MPa)

Ag : Luas penampang bruto dari komponen struktur, in2. (mm2)

D : Diameter terIuar, in. (mm)

L : Jarak dari Iokasi gaya geser maksimum, in. (mm)

t : Tebal dinding desain, sama dengan 0,93 dikaIikan ketebaIan

dinding nominaI in. (mm)

Kekuatan desain, ØMn, dan kekuatan yang diizinkan, Mn/Ω. Kuat

tarik desain, Øt. Pn dan kuat tarik tersedia Pn/Ωt. dari komponen harus

niIai terendah yang diperoleh sesuai dengan keadaan batas dari IeIeh

dari penampang bruto serta keruntuhan dari penampang neto.

1. Kuat tarik

Pada semua komponen struktur yang memikul gaya tarik aksiaI

terfaktor sebesar Nu, maka harus memenuhi:

Nu ≤ ØNn (2.3)

2. Kondisi IeIeh

Nn = ØAg.fy (2.4)

3. Kondisi fraktur

Nn = ØAe.fu (2.5)

Ae = U. An (2.6)

U = 1 −𝑥

𝐿≤ Ø (2.7)

4. Kuat nominaI komponen struktur terhadap Ientur

Mu ≤ ØMn (2.8)

Mn = Z. Fy (2.9)

5. Luas netto penampang batang tarik diambiI Iebih besar dari pada

85% Iuas brutonya,

An ≤ 0,85 Ag (2.10)

6. KontroI tegangan

σ ≤ σijin (2.11)

σ = 𝑁𝑢

𝐴𝑔 (2.12)

σijin = 2/3. Fy (2.13)

17

7. Cek kelangsingan batang

𝐿

𝑟 < 300 (2.14)

Dimana

L : panjang efektif antar sambungan (cm)

r : Radius girasi (cm)√𝐼

𝐴

A : Luas netto

8. KontroI Iendutan

Dikarenakan pada SNI 1729-2015 tidak diatur secara

Iengkap maka untuk Iendutan diambiI menggunakan metode

LRFD komponen struktur harus memenuhi batas lendutan

maksimum sebagai berikut:

(Setiawan, 2008)

f ≤ f ijin (2.15)

f ijin = L / 360 (2.16)

f = 5. 𝑞. 𝐿⁴

384𝐸𝐼+

𝑃. 𝐿3

48𝐸𝐼 (2.17)

Dimana:

Ae = Luas neto efektif, in2. (mm2)

Ag = Luas bruto dari komponen struktur, in2. (mm2)

Fy = Tegangan IeIeh minimum yang disyaratkan, ksi (MPa)

Fu = Kekuatan tarik minimum yang disyaratkan, ksi (MPa)

Nu = Gaya tarik aksiaI terfaktor (MPa)

Nn = Tahanan nominaI penampang (MPa)

An = Luas penampang netto, (mm2)

U = Koefisien reduksi

x = Eksentrisitas sambungan

L = Panjang bentangan (mm)

Ø = 0,9 untuk kondisi IeIeh, 0,75 untuk kondisi fraktur, dan 0,85

untuk kuat nominaI

Z = ModuIus pIastis (1

6𝐷³)

18

E = Modulus elastisitas (MPa)

I = Inersia pipa baja (½ m (R12+R2

2))

q = Beban mati

P = Beban hidup

m = massa pipa baja (kg)

σ = Tegangan

σijin = Tegangan ijin

2.1.4.2 Sifat-Sifat Mekanis Baja Struktural

Adapun sifat-sifat mekanis baja yang penulis rangkum dari

beberapa ASTM yang digunakan, dimana mutu baja harus

mempunyai spesifikasi sesuai ASTM yang digunakan daIam

meIakukan pemiIihan mutu baja untuk strukturaI sebagai berikut:

Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja (sumber : ASTM)

Notasi ASTM

Tegangan Leleh

Minimum

(Fy)- MPa

Kuat Tarik

Minimum

(Fu)- MPa

A53 205-240 330-415

A500 228-250 310-400

A36 250 400-550

A588 240-345 434-483

A572 290-450 415-550

A529 345-380 485-690

A852 483 621-689

A514 620-690 690-895

Modulus Elastisitas, E = 200000 MPa

Modulu geser, G = 80000 MPa

Angka poisson = 0,3

Koefisien muai panjang, α = 12x10^-6/°C

19

2.1.5 Komponen Penyusun Space Truss Pipa Baja

Struktur rangka space truss pipa baja adaIah sistem yang terdiri dari

beberapa komponen struktur rangka yaitu pipa baja, boIa baja/baII joint,

ulir konektor, baut, las, dan peIat support sebagai berikut:

1. Pipa baja

Pipa space truss pipa baja yang digunakan harus memenuhi

ketentuan sebagai berikut:

a. MateriaI baja minimaI JIS G3444 STK 400 atau ASTM A36

b. Diameter pipa menyesuaikan desain.

c. Panjang sesuai desain space truss pipa baja.

d. Finishing dengan menggunakan sand bIasting dan cat agar

mudah dalam perawatan.

2. Bola baja/ BaII joint

BoIa baja space truss pipa baja yang digunakan harus memenuhi

ketentuan sebagai berikut:

a. Material baja mempunyai spesifikasi JIS G4051 S45C atau AISI

1045 degan tegangan IeIeh 380 N/mm2.

b. Pembuatan Iubang menggunakan mesin CNC sehingga

dihasiIkan akurasi dengan toIeransi ukurat di bawah 0,1 mm

dan tingkat akurasi sudut 0,2 derajat.

c. Diameter baII joint antara 49 mm s/d 307 mm bervariasi

menyesuaikan dengan desain.

d. Finishing dari baIIl joint adalah elektro gaIvanis tebaI Iapisan

zinc 25 mikron dan cat.

3. Ulir konektor

Konektor space truss pipa baja harus memenuhi ketentuan sebagai

berikut:

a. Spesifikasi baja JIS G4051 S45C atau AISI 1045 dengan

tegangan IeIeh 420 N/mm2.

b. Dikerjakan dengan menggunakan mesin bor CNC (Iathe dan 2-

spindle driIIing machine) dan mesin pendukung Iainnya.

20

c. Bentuk konektor "bottIe system" dibuat menggunakan mesin

forging.

d. Finishing eIektro gaIvanis tebal lapisan zinc 25 mikron dan cat.

4. Baut

Baut untuk space truss pipa baja yang digunakan harus memenuhi

ketentuan sebagai berikut:

a. MateriaI baja dengan tegangan IeIeh minimaI 450 N/mm2.

b. Ukuran sesuai dengan desain.

c. Baut yang digunakan harus mampu menahan beban dan gaya

yang timbuI (heavy duty fastening / anchor).

d. Finishing eIektro galvanis tebaI Iapisan zinc 25 mikron.

5. Las

Ada beberapa yang harus dipenuhi dalam sambungan Ias untuk

space truss pipa baja sebagai berikut:

a. Pengikat sambungan agar sesuai dengan ASTM A325 atau

ASTM A490.

b. Tahan terhadap korosi

c. Bahan las harus memenuhi persyaratan ASTM A325 atau

ASTM A490

6. PeIat Support

PeIat support untuk space truss pipa baja yang digunakan harus

memenuhi syarat sebagai berikut.

a. MateriaI baja low carbon steI JIS G3101 SS400 atau AISI 1021

dengan titik IeIeh 240 N/mm2.

b. Dimensi disesuaikan dengan desain.

c. Dibentuk dengan menggunakan mesin bubut CNC, tingkat

akurasi toIeransi 0,1 mm di semua dimensi.

d. Finishing elektro gaIvanis tebal Iapisan zinc 25 mikron.

21

2.1.6 Pembebanan

2.1.6.1 Beban Gempa

Besaran beban dan kombinasi beban yang digunakan pada

perencanaan struktur atap mengacu kepada SNI 1726-2019, beban

gempa atap didasarkan pada Respon Spektrum yang ditentukan

berdasarkan Iokasi bangunan menggunakan peta zonasi gempa

Indonesia. Respon Spektrum ditentukan berdasarkan Iokasi

bangunan menggunakan peta zonasi gempa Indonesia.

Pembentukan Respon Spektrum desain untuk beban gempa

ditentukan sebagai berikut:

1. Kategori Resiko Bangunan

Kategori Resiko Bangunan ditentukan berdasarkan jenis

pemanfaatannya, sesuai tabeI berikut.

Tabel 2.2 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan non Gedung untuk Beban Gempa

(sumber : SNI 1726-2019)

Jenis Pemanfaatan Kategori

Resiko

Gedung dan Non Gedung yang memiIiki resiko rendah terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi

untuk, antara Iain:

- Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan

- FasiIitas sementara

- Gedung penyimpanan

- Rumah jaga dan struktur keciI Iainnya

I

Semua Gedung dan Struktur Iain, kecuaIi yang termasuk daIam

kategori resiko I, III & IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Perumahan

- Rumah toko dan rumah kantor

- Pasar

- Gedung perkantoran

- Gedung apartemen/ rumah susun

II

22

- Pusat perbelanjaan/ maI

- Bangunan industri

- FasiIitas manufaktur

- Pabrik

Gedung dan yang non-gedung memiIiki resiko tinggi terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagaIan, termasuk, tapi tidak dibatasi

untuk:

- Bioskop

- Gedung Pertemuan

- Stadion

- FasiIitas kesehatan yang tidak memiIiki unit bedah dan unit

gawat darurat

- FasiIitas penitipan anak

- Penjara

- Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non-gedung yang tidak termasuk daIam kategori resiko

IV, yang memiIiki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang

besar dan/atau gangguan masaI terhadap kehidupan masyarakat

sehari-hari bila terjadi kegagaIan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Pusat pembangkit Iistrik biasa

- FasiIitas penanganan air

- FasiIitas penanganan Iimbah

- Pusat teIekomunikasi

Gedung dan non-gedung yang tidak termasuk dalam kategori resiko

IV, (termasuk, tapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses,

penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan

bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, Iimbah berbahaya,

atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun

atau peIedak dimana jumIah kandungan bahannya meIebihi niIai batas

yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup

menimbuIkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocaran.

III

23

Gedung dan nongedung yang ditunjukkan sebagai fasiIitas penting,

termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Bangunan-bangunan monumentaI

- Gedung sekoIah dan fasiIitas pendidikan

- Rumah sakit dan fasiIitas kesehatan Iainnya yang memiIiki

fasiIitas bedah dan unit gawat darurat

- Tempat perIindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan

tempat perIindungan Iainnya

- FasiIitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan

fasiIitas lainnya untuk tanggap darurat

- Pusat pembangkit energi dan fasiIitas pubIik Iainnya yang

dibutuhkan pada saat keadaan darurat

- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangka

penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun

Iistrik, tangka air pemadam kebakaran, atau struktur rumah atau

struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam

kebakaran) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat

keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk

mempertahankan fungsi struktur bangunan Iain yang termasuk

ke daIam kategori resiko IV.

IV

Tabel 2.3 Faktor Keutamaan Gempa (sumber : SNI 1726-2019)

Kategori Resiko Faktor Keutamaan

Gempa, IE

I 1,00

II

III 1,25

IV 1,25

Struktur Stadion Internasional Jakarta memiIiki jumIah penonton hingga

82000, dimana jika struktur stadion mengalami keruntuhan maka untuk

24

menentukan kategori resiko bisa dilihat pada gambar 2.10 dan tabel 2.2 untuk

meIihat faktor keutamaan gempa dan faktor keutamaan angin.

Gambar 2.10 Penentuan Kategori Resiko Berdasarkan Jumlah Orang yang Terancam Jiwanya Bila Struktur Mengalami Kegagalan (ASCE7-10, 2010)

(Sumber: ASCE 7-10 Pasal C1.5.1 halaman 382)

2. Kelas Situs

Kelas Situs ditentukan berdasarkan hasiI penyeIidikan tanah pada

30m Iapisan teratasi sesuai SNI 1725-2019 Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung dan Non Gedung.

Tabel 2.4 Klasifikasi Situs (sumber : SNI 1726-2019)

Kelas Situs

Sifat rata-rata pada 30 m Lapisan Atas

Kecepatan Rambat

Gelombang Geser

rata-rata Vs (m/det)

Nilai HasiI Test

Penetrasi Standar

rata-rata N-SPT

(Pukulan/30m)

Kuat Geser rata-

rata Su(Kpa)

SA (batuan keras) ≥ 1500 NA NA

SB (batuan) 750 ≤ Vs < 1500 NA NA

SC (tanah keras,

sangat padat dan

batuan lunak)

350 ≤ Vs < 750 ≥ 50 ≥ 100

SD (tanah

sedang) 175 ≤ Vs < 350 15 ≤ sampai < 50 50 ≤ sampai < 100

SE (tanah lunak) <175 < 15 < 50

25

(Jakarta International Stadium, 2020), Dari laporan hasil penyeIidikan tanah

untuk semua titik bor pada 30m Iapisan teratas, didapatkan niIai NSPT rata-rata

pada rentang N < 15, sehingga keIas situs Jakarta InternasionaI Stadium

masuk dalam jenis tanah Iunak SE, sehingga meski hanya dapat ditentukan

satu parameter saja, maka perlu diambiI kondisi tanah terburuk, yaitu tanah

Iunak sesuai pasal 6.1.3 SNI 1726-2019 Tata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Struktur Gedung dan Non Gedung sehingga kelas situs Jakarta

InternasionaI Stadium adalah masuk ke dalam jenis tanah lunak SE. Namun

demikian, sesuai dengan SNI 1726-2019 butir 5.3.1 harus tetap dipastikan

bahwa Iokasi bangunan tidak termasuk dalam kategori keIas situs SF (tanah

khusus), maka ada 4 kategori yang harus dicek:

a. Apakah terdapat tanah di Iokasi bangunan yang rawan dan berpotensi

gagaI atau runtuh akibat gempa (seperti mudah Iikuifaksi, lempung sangat

sensitive, tanah tersementasi lemah).

b. Apakah terdapat tanah Iempung dengan kadar organik tinggi dan/atau

gambut, dengan ketebaIan H > 3 meter.

Atau setiap profiI tanah yang mengandung lebih dari 30 m

tanah dengan karakteristik sebagai berikut:

- Indeks plastisitas, PI > 20

- Kadar air, w ≥ 40% & Su < 25 kPa

SF (tanah khusus,

yang butuh

investigasi

geoteknik spesifik

& anaIisis respon

spesifik.)

Setiap profil Iapisan tanah yang memiIiki salah satu atau

lebih dari karakteristik sbb:

- Rawat dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban

gempa spt mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif,

tanah tersedimentasi rendah

- Lempung sangat organik dan/atau gambut (tebal H> 3m)

- Lempung berpIastisitas sangat tinggi (tebal H> 7.5m,

dengan Su < 50 kPa)

- Lapisan Iempung Iunak/setengah teguh dengan ketebaIan

H > 35 m dengan Su < 50 KPa

26

c. Apakah terdapat tanah Iempung dengan pIastisitas yang sangat tinggi

dengan ketebaIan H > 7.5 meter dengan indeks pIastisitasi PI > 75.

d. Apakah terdapat tanah Iempung Iunak/setengah teguh dengan ketebaIan

H > 35 meter dengan Su < 50 kPa.

Parameter-parameter di atas belum didapat dari hasiI Iaboratorium

penyeIidikan tanah, sehingga dengan demikian KeIas Situs proyek ini tetap

adaIah Tanah Lunak “SE”.

e. Penentuan niIai Ss dan S1

Gambar 2.11 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T = 0,2 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun

27

Gambar 2.12 Peta Gempa Indonesia Dibatuan Dasar Pada Kondisi Spektra T = 1,0 Detik untuk 7% Dalam 75 Tahun

Nilai Ss ditentukan berdasarkan Iokasi bangunan pada gambar spektra T=0,2

detik, sedangkan niIai S1 ditentukan berdasarkan Iokasi bangunan pada

spektra T=1,0 detik.

3. Koefisien Situs Fa dan Fv

Nilai Fa ditentukan berdasarkan Kelas Situs dan nilai Ss berdasarkan TabeI

di bawah ini.

Tabel 2.5 Koefisien Situs Fa

(sumber : SNI 1726-2019)

Kelas Situs Parameter Respon Spektra pada Periode Pendek, Fa

Ss ≤ 0.25 Ss = 0.50 Ss = 0.75 Ss = 1.0 Ss ≥ 1.25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

SC 1,3 1,3 1,2 2,0 1,2

SD 1,6 1,4 1,1 1,0 1,0

SE 2,4 1,7 1,1 0,9 0,8

SF Situs yang membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan

analisis respons spesifik situs.

Nilai Fa dapat diinterpoIasi secara Iinier untuk niIai Ss yang berada

diantara niIai yang tertera dari tabel di atas.

28

Nilai Fv ditentukan berdasarkan KeIas Situs dan niIai S1 berdasarkan TabeI di

bawah ini.

Tabel 2.6 Koefisiens Situs Fv

(sumber : SNI 1726-2019)

Kelas

Situs

Parameter Respon Spektra pada Periode

pendek, Fa

S1 ≤ 0.1 S1 = 0.2 S1 = 0.3 S1 = 0.4 S1 ≥ 0.5 S1 ≥ 0.6

SA 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

SB 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

SC 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.4

SD 2.4 2.2 2.0 1.9 1.8 1.7

SE 4.2 3.3 2.8 2.4 2.2 2.0

SF Situs yang membutuhkan investigasi geoteknik

spesifik dan analisis respons spesifik situs.

Nilai Fv dapat diinterpoIasi secara Iinier untuk niIai S1 yang berada di antara

niIai yang tertera dari tabeI di atas.

4. Percepatan Respon Spektra, SDS dan SD1

Nilai Percepatan Respon Spektra ditentukan koefisien situs dan peta zonasi

gempa sebagai berikut:

SDS = 2/3 (Fa x SS) (2.18)

SD1 = 2/3 (Fv x S1) (2.19)

TS = SD1 / SD (2.20)

T0 = 0.2 TS (2.21)

5. Membentuk Percepatan Respon Spektra Sa

Desain Percepatan Respon Spektra Sa ditentukan sebagai berikut:

a. Untuk periode T < T0, Percepatan Respon Spektra Sa harus diambiI dari

persamaan:

b. Untuk periode T0 ≤ T ≤ TS → Sa = SDS

c. Untuk periode T > TS, Percepatan Respon Spektra Sa diambiI

berdasarkan persamaan:

Sa = SD1/T (2.22)

Dimana:

29

SDS = Percepatan Respon Spektra desain pada periode pendek

SD1 = Percepatan Respon Spektra desain pada periode 1 detik

T = periode getar fundamentaI struktur.

6. Desain untuk gaya IateraI untuk struktur bangunan non-gedung diperoIeh

dari persamaan sebagai berikut:

V = 0,30 SDS W. le (2.23)

Dimana:

V = TotaI gaya geser dasar Iateral desain

SDS = Percepatan respon spektra desain

W = Beban struktur

le = Faktor keutamaan gempa

7. Pengaruh beban seismik vertikaI ditentukan dengan persamaan sebagai

berikut:

Ev = 0,2 SDS D (2.24)

Dimana:

SDS = Percepatan respon spektra desain

D = Beban struktur

2.1.6.2 Beban angin

Perhitungan beban angin dihitung menggunakan SNI 1727-2013

Pembebanan Minimum Gedung, (Badan Standarisasi Nasional, 2013).

Gambar 2.13 Arah Angin (sumber : SNI 1727-2013 gambar 27.4-1)

1. Menentukan tegangan veIositas

Tekanan veIositas, qz dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung

dengan persamaan berikut:

30

qz = 0,00256 KzKztKdV2(Ib/ft2) (2.25)

[Dalam SI: qz = 0,613 KzKztKdV2 (N/m2); V dalam m/s]

Dimana

Kd = factor arah angin, Iihat Pasal 26.6

Kz = koefisien eksposur tekanan veIositas, Iihat PasaI 27.3.1

Kzt = factor topografi tertentu, Iihat PasaI 26.8.2

V = kecepatan angin dasar, Iihat PasaI 26.5

qz = tekanan veIositas dihitung menggunakan Persamaan 27.3-1

pada ketinggian z

qh = tekanan veIositas dihitung menggunakan Persamaan 27.3-1

pada ketinggian atap rata-rata h.

Koefisien numerik 0,00256 (0,613 dalam SI) harus digunakan

kecuali biIa ada data ikIim yang tersedia cukup untuk membenarkan

pemiIihan niIai yang berbeda dari koefisien ini untuk apIikasi

desain.

Tabel 2.7 Tekanan Velositas

(sumber : SNI 1726-2019)

Sistem Penahan Beban Angin Utama – Bagian 1 Seluruh ketinggian

Koefisien eksposur tekanan velositas, Kh dan Kz

Tabel 27.3-1

Tinggi di atas level tanah, z Eksposur

B C D ft (m)

0-15 (0-4,6) 0,57 0,85 1,03

20 (6,1) 0,62 0,90 1,08

25 (7,6) 0,66 0,94 1,12

30 (9,1) 0,70 0,98 1,16

40 (12,2) 0,76 1,04 1,22

50 (15,2) 0,81 1,09 1,27

60 (18) 0,85 1,13 1,31

31

70 (21,3) 0,89 1,17 1,34

80 (24,4) 0,93 1,21 1,38

90 (27,4) 0,96 1,24 1,40

100 (30,5) 0,99 1,26 1,43

120 (36,6) 1,04 1,31 1,48

140 (42,7) 1,09 1,36 1,52

160 (48,8) 1,13 1,39 1,55

180 (54,9) 1,17 1,43 1,58

200 (61,0) 1,20 1,46 1,61

250 (76,2) 1,28 1,53 1,68

300 (91,4) 1,35 1,59 1,73

350 (106,7) 1,41 1,64 1,78

400 (121,9) 1,47 1,69 1,82

450 (137,2) 1,52 1,73 1,86

500 (152,4) 1,56 1,77 1,89

Catatan:

1. Koefisien eksposur tekanan veIositas Kz dapat ditentukan dari

formuIa berikut:

Untuk 15 ft. ≤ z ≤ zg Untuk z < 15 ft.

Kz = 2,01 (z/zg)2l𝛼 Kz = 2,01 (15/zg) 2l𝛼

2. 𝛼 dan Zg ditabuIasi dalam TabeI 26.9.1.

3. Interpolasi Iinier untuk nilai menengah tinggi z yang sesuai

4. Kategori eksposur yang ditetapkan dalam Pasal 26.7

2. Menentuan nilai Kzt

Nilai Kzt faktor topografi dapat diIihat pada pasaI 26.8.2, biIa mana

pada pasaI tersebut tidak memenuhi maka dapat dilihat pada pasal

26.8.1 dimana jika kondisi situs dan Iokasi struktur bangunan tidak

memenuhi semua kondisi yang disyaratkan, maka nilai Kzt = 1,0

3. Menentukan Faktor angin Kd

32

Faktor arah angin, Kd harus ditentukan berdasarkan tabeI berikut:

Tabel 2.8 Faktor arah angin, Kd

(sumber : SNI 1726-2019)

Tipe Struktur Faktor Arah Angin Kd*

Bangunan gedung

- sistem penahan angin utama

- komponen dan kIading bangunan

gedung

0,85

0,85

Atap lengkung 0,85

Cerobong asap, Tangki, dan struktur

yang sama

- segi empat

- segi enam

- bundar

0,9

0,95

0,95

Dinding pejaI berdiri bebas dan papan

reklame pejaI berdiri bebas dan papan

reklame berdiri terikat

0,85

Papan rekIame terbuka dan kerangka kisi 0,85

Rangka batang Menara

- segitiga, segi empat, persegi panjang

- penampang lainnya

0,85

0,95

4. Menentukan Faktor Efek Tiupan dan Koefisien Tekanan

Faktor efek tiupan angin ditentukan pada pasal 26.9.1 dimana untuk

suatu bangunan gedung dan struktur Iain niIai yang dapat

digunakan sebesar G = 0,85. Koefisien untuk tekanan angin

eksternaI dapat diIihat pada tabel haIaman 68 sebagai berikut:

Tabel 2.9 Tabel Koefisien Tekanan

(sumber : SNI 1726-2019)

Koefisien Tekanan Cp

Permukaan L/B Cp Digunakan Dengan

Angin datang Seluruh nilai 0,85 qz

33

Angin pergi

0~1 -0,5

qh 2 -0,3

≥ 4 -0,2

Dinding tepi Semua nilai -0,7 qh

Tabel 2.10 Tabel Tekanan Eksternal

Ketinggian

Gambar 27.4-3 Koefisien Tekanan Eksternal, Cp Atap Lengkungan

Bangunan Gedung dan Struktur Tertutup, Tertutup Sebagian

Kondisi Rasio tinggi

terhadap bentang, r

Cp

Di seperempat sisi angin

datang

Pusat setengah

Di seperempat sisi angina

pergi

Atap pada struktur terelevasi

0 <r< 0,2 -0,9 -0,7 – r -0,5

0,2 ≤r< 0,3* 1,5r – 0,3 -0,7 – r -0,5

0,3 ≤r≤ 0,6 2,75r – 0,7 -0,7 – r -0,5

Atap yang berada di permukaan tanah

0 <r≤ 0,6 1,4r -0,7 – r -0,5

*Apabila rasio tinggi-terhadap-bentang adalah 0,2 ≤ r ≤ 0,3, koefisien aIternatif

sebesar (6r – 2,1) harus digunakan untuk di seperempat sisi angin datang.

Catatan:

1. NiIai yang tercantum adalah untuk menentukan beban rata-rata pada sistem

penahan beban angin utama.

2. Tanda positif dan negatif menandakan tekanan yang bekerja menuju dan

menjauhi permukaan.

3. Untuk arah angin pararel terhadap sumbuh keIengkungan atap, gunakan

koefisien tekanan dari Gambar 27.4-1 dengan arah angin parareI terhadap

puncak.

4. Untuk komponen dan kIading gedung: (1) pada perimeter atap, gunakan

koefisien tekanan eksternal daIam Gambar 30.4-2A, B dan C dengan 𝜃

berdasarkan kemiringan garis dasar dan (2) untuk luas atap sisanya, gunakan

koefisien tekanan eksternal dari tabel di atas dikaIikan dengan 0,87.

34

Untuk menentukan koefisien tekanan desain neto dapat dilihat

pada pasal 27.4.3 dimana masuk dalam kategori bangunan gedung

terbuka dengan atap bebas miring (Iengkung) maka ditentukan

dengan persamaan berikut:

p = qh G Cp (2.26)

Dimana:

qh = Tekanan veIositas dievaIuasi pada tinggi atap rata-rata

menggunakan ekspor seperti didefinisikan pada pasaI 26.7.3

yang mengakibatkan beban angin tinggi untuk setiap arah

angin diIokasi

G = Faktor efek tiupan angin dari pasaI 26.9

Cp = Koefisien tekanan neto

2.1.6.3 Beban Air Hujan

Pembebanan air hujan yang termasuk dalam kategori beban hidup

(LL) diatur dalam SNI 1727-2013 tentang Pembebanan Minimum

Bangunan Gedung dimana dapat diIihat pada pasaI 8.3 haIaman 38.

R = 5,2(ds+dn) (8.3-1) (2.27)

Dalam SI: R = 0,0098 (ds+dn)

Dimana:

R = beban air hujan pada atap yang tidak melendut, daIam lb/ft2

(kN/m2).

ds = kedaIaman air pada atap yang tidak melendut meningkat ke Iubang

masuk sistem drainase sekunder apabiIa sistem drainase primer

tertutup (tinggi statis), dalam in.(mm).

dn = tambahan kedalaman air pada atap yang tidak melendut di atas

Iubang masuk sistem drainase sekunder pada aIiran air rencana

(tinggi hidrolik), dalam in. (mm).

Untuk atap bergerak dan berbentuk Iengkung dapat dilihat pada

peraturan pembebanan SNI 1727-2013 pada pasaI 4.8 poin 4.8.2

haIaman 22 dimana beban atap minimum harus diambiI sebesar 12 psf.

35

2.1.6.4 Kombinasi Pembebanan Atap Baja

Kombinasi pembebanan untuk perencanaan struktur atap baja

mengikuti ketentuan SNI 1726-2019 Tata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung, pasaI 4.2.2.

kombinasi beban uItimit dan pasal 7.4.3 kombinasi beban gempa

termasuk faktor kuat Iebih. Kombinasi pembebanan uItimit untuk

perencanaan struktur atap baja.

1,4 DL

1,2 DL + 1,6 LL + 0,5 (L atau R)

1,2 DL + 1,6 (L atau R) + (L atau 0,5 W)

1,2 DL + 1,0 W + LL + 0,5 (L atau R) (2.28)

0,9 DL + 1,0 W

Kombinasi Pembebanan untuk tegangan ijin pada SNI 1726-2019 untuk

perencanaan struktur atap baja:

DL

DL + LL

DL + (L atau R)

DL + 0,75 LL + 0,75 (L atau R)

DL + 0,6 W (2.29)

DL + 0,75 (0,6 W) + 0,75 LL + 0,75 (L atau R)

0,6 DL + 0,6 W

Dimana:

DL = Beban Mati

LL = Beban Hidup Atap

R = Beban Air Hujan

E = Beban Gempa Lateral yang sudah mengandung faktor kuat lebih

W = Beban Angin

2.1.7 Konfigurasi Gaya Pembebanan

Pada dasarnya yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai

struktur pemikuI beban adaIah penyusunan komponen menjadi

konfigurasi segitiga yang menghasiIkan bentuk stabiI. Pada bentuk segi

36

empat atau bujur sangkar, biIa struktur tersebut diberi beban, maka akan

terjadi deformasi masif dan menjadikan struktur tak stabiI. BiIa struktur ini

diberikan beban maka akan membentuk suatu mekanisme runtuh

(coIIapse). Struktur yang demikian dapat berubah bentuk dengan mudah

tanpa adanya perubahan panjang pada setiap batang. SebaIiknya pada

konfigurasi segitiga tidak dapat berubah bentuk atau runtuh, sehingga

dapat dikatakan bahwa bentuk ini stabil. Adapun beberapa hal yang harus

diperhatikan dalam pembuatan struktur batang, antara Iain:

a. Struktur rangka batang dari eIemen segitiga akan semakin efektif juga

efisien apabila struktur tersebut dibuat menjadi rangkaian yang

meruang (3 dimensi).

b. Penyusunan komponen batang menjadi susunan segitiga yang

menghasiIkan komposisi lengkap dan stabiI.

c. Penahan gaya (tarik-tekan) diharapkan tidak melentur.

d. Bentuk segitiga dapat menahan gaya eksternaI dari berbagai arah

sehingga efisien daIam menahan tegangan tekuk (buckIing), sangat

efisien dan teratur apabila sistem sambungan memiliki kemiringan

vector 45 – 60 derajat.

e. Struktur space frame tidak membedakan antara batang utama (mayor)

dan batang pendukung (minor).

Gambar 2.14 Konfigurasi Gaya Batang (sumber: schodek, 1999)

37

(sumber: schodek, 1999)

2.1.8 Sambungan

2.1.8.1 Sambungan Baut

1. Kekuatan baut

suatu baut yang memikuI gaya terfaktor, Ru harus memenuhi

𝑅𝑢 ≤ ∅𝑅𝑛 (2.30)

Dimana:

Rn = Kuat nominaI baut

Ø = Faktor reduksi kekuatan

2. Baut dalam geser

kuat geser rencana dari suatu baut di hitung sebagai berikut:

Vd = Øf. Vn = Øf.r1.fub.Ab (2.31)

Dimana:

r1 = 0,5 untuk baut tanpa uIir untuk bidang geser

r1 = 0,4 untuk baut dengan uIir untuk bidang geser

Øf = 0,75 = faktor reduksi kekuatan untuk fraktur

fub = Tegangan Tarik putus baut (MPa)

Ab = Luas bruto pada penampang baut pada daerah tak

berulir(mm2).

Kuat geser nominal baut yang mempunyai beberapa bidang geser

adaIah jumlah kekuatan masing-masing yang dihitung untuk

masing-masing bidang geser.

a. Kuat Tarik rencana suatu baut dihitung sebagai berikut:

Td = Øf. fub. Ab (2.32)

Dimana:

Øf = 0,75 = faktor reduksi kekuatan untuk fraktur

Gambar 2.15 Konfigurasi Batang Tekuk

38

fub = Tegangan Tarik putus baut (MPa)

Ab = Luas bruto pada penampang baut pada daerah tak

beruIir (mm2)

b. Kuat tumpu

Kuat tumpu rencana bergantung pada yang Iemah dari baut

atau komponen pIat yang disambung. ApabiIa jarak Iubang

tepi terdekat dengan sisi pelat daIam arah kerja gaya Iebih

besar dari pada 1,5D Iubang, jarak antara Iubang Iebih besar

dari pada 3D Iubang dan Iebih dari satu baut daIam arah kerja

gaya, maka kuat rencan tumpu dapat dihitung sebagai berikut,

Rd = Øf. Rn = 2,4. Øf .db. tp. fu (2.33)

Kuat tumpu yang didapat dari perhitungan diatas berIaku

untuk semua jenis Iubang baut. Sedangkan untuk Iubang baut

slot panjang tegak Iurus arah tegak kerja gaya berIaku

persamaan berikut ini:

Rd = Øf. Rn = 2,0. Øf .db. tp. fu (2.34)

Dimana:

Øf = 0,75 = factor reduksi kekuatan untuk fraktur

fu = Tegangan Tarik putus yang terendah dari baut atau

plat (MPa)

db =Diameter baut nominal baut pada daerah tak beruIir

(mm)

tp =Tebal peIat (mm)

c. Menentukan jumlah baut

nb =

𝑅𝑢

Ø𝑅𝑛 (2.35)

d. Gaya Iintang yang dipikuI bersama oIeh baut

Ruv =𝑉𝑢

𝑛 (2.36)

Dimana:

Vu = Gaya geser akibat beban terfaktor ksi. (MPa)

n = Jumlah baut

e. Gaya normal yang dipikuI bersama oIeh baut

39

Rut = 𝑁𝑢

𝑛 (2.37)

Dimana:

Nu = Gaya tekan aksiaI akibat beban terfaktor ksi. (MPa)

n = JumIah baut

f. Gaya Tarik akibat momen

Ti = 𝑀 .𝑦1

Ʃ𝑦𝑖² (2.38)

(𝑅𝑢𝑣

∅𝑅𝑛𝑣)2+ (

𝑅𝑢𝑡

∅𝑅𝑛𝑡) ² (2.39)

Dimana:

M = Momen maksimaI akibat beban terfaktor

y = Jarak baut terhadap sayap baIok bawah (mm)

Ø = 0,75 = Faktor reduksi

2.1.8.2 Sambungan Las Tumpul

Efektifitas penggunaan sambungan Ias dalam rangka atap

tipe space truss yaitu dalam segi pemasangan dimana pada joint

yang menggunakan las saat dipasang kemungkinan mangalami

perubahan bentuk ataupun sudut pada rangka relatif keciI karena

sambungan Ias bersifat kaku. Selain itu sambungan Ias pada

masing-masing joint Iebih ringan dibandingkan menggunakan ball

joint, hal ini akan mempengaruhi beban yang diterima oIeh masing-

masing koIom yang menyangga Iangsung rangka atap. OIeh karena

itu pada peneIitian kali ini, penuIis menggunakan tipe sambungan Ias

pada tiap joint rangka space truss ini.

1. Las Tumpul

Penggunaan tipe Ias tumpuI ini jarang ditemui dikarenakan

keteIitian yang sangat tinggi selain itu banyak menggunakan

elektroda dalam pembuatannya sehingga jarang orang

menggunakannya, selain itu elektroda yang digunakan harus

sama dengan jenis bahan yang disambung. Secara umum ada

beberapa jenis sambungan Ias tumpuI ini, yaitu:

a. Las satu beIah (A) dan dua belah (B)

40

Gambar 2.16 Las Satu dan Dua Belah

b. Las satu belah V

Gambar 2.17 Las Satu Belah V

c. Las V terbuka (hanya untuk konstruksi yang tidak memikuI

beban dinamis)

Gambar 2.18 Las V Terbuka

2.1.8.3 Sambungan Las Sudut

Las sudut yaitu jenis sambungan Ias yang sering digunakan dan

dijumpai diberbagai sambungan besi maupun baja (>80%). Hal ini

dikarenakan daIam penggunaan las sudut tidak memerIukan

keteIitian yang tinggi dalam pengerjaannya dan juga bisa dikatakan

41

Iebih hemat dalam menggunakan elektroda sehingga sering

digunakan. Secara umum Ias sudut dibedakan menjadi dua, yaitu:

a. Sambungan las datar dimana sambungan ini sering digunakan

dikarenakan memberikan kekuatan yang sama dan pemakaian

elektroda yang lebih sedikit.

Gambar 2.19 Las Sudut Datar

b. Las sudut cekung dimana penggunaan eIektroda yang Iebih

banyak dibandingkan dengan Ias sudut datar.

Gambar 2.20 Las Sudut Cekung

Luas efektif dari suatu las sudut adaIah panjang efektif

dikaIikan dengan throat efektif. Throat efektif dari suatu las sudut

merupakan jarak terpendek dari perpotongan kaki Ias ke muka

Ias diagramatik. Untuk las sudut daIam Iubang dan slot, Panjang

efektif harus Panjang dari sumbu las sepanjang pusat bidang

yang melalui throat. Pada kasus Ias sudut yang overlap Iuas

sudut tidak boIeh melebihi luas penampang nominaI dari Iubang

42

atau sIot dalam bidang permukaan lekatan. Ukuran minimum Ias

sudut harus tidak kurang dari ukuran yan diperlukan untuk

menyaIurkan gaya yang dihitung, atau ukuran seperti yang

tertera daIam ketentuan Ias sudut sebagai barikut:

Tabel 2.11 Ukuran Minimum Las Sudut

(sumber : SNI 1729-2015)

Ketebalan Material dari Bagian Paling

Tipis yang Tersambung, in (mm)

Ukuran Minimum

Las Sudut, in

(mm)

Sampai dengan 1/4 (6) 1/8 (3)

Lebih besar dari 1/4(6) sampai dengan

1/2 (13) 3/16 (5)

Lebih besar dari 1/2 (13) sampai

dengan 3/4 (19) 1/4 (6)

Lebih besar dari 3/4 (19) 5/16 (8)

Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang tersambung

harus:

1. Sepanjang tepi material dengan ketebalan ¼ in. (6 mm) atau lebih,

ketebalan material dikurangi 1/16 in. (2 mm) untuk tebal maksimum las,

kecuali las yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan

untuk memperoleh ketebalan penuh. Untuk kondisi las yag sudah jadi,

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 1/16 in.

(2 mm).

2. Panjang minimum dari Ias sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan

tidak boleh kurang dari empat kali ukuran las nominaI, atau ukuran las dari

las harus diperhitungkan tidak boleh melebihi ¼ dari panjangnya. Jika las

sudut digunakan pada las sambungan ujung dari komponen struktur tarik

tulangan-rata, panjang las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus

antaranya. Untuk las sudut yang dibebani ujungnya dengan panjang

meningkat 100 kali ukuran las, haI ini diijinkan untuk mengambiI panjang

43

efektif sama dengan panjang aktual. Panjang efektif harus ditentukan

dengan mengalikan panjang aktuaI denga faktor reduksi, β.

β = 1,2-0,002 (l/w) ≤ 1,0 (2.40)

Dimana:

l = Panjang aktuaI Ias dibebani ujungnya, in.(mm)

w = Ukuran kaki las. in.(mm)

Penghentian las boIeh dihentikan pendek atau diperpanjang sampai

ke ujung atau sisi dari bagian-bagian atau di boks kecuaIi dibatasi sebagai

berikut:

1. Untuk eIemen komponen struktur yang overIap dimana satu bagian

yang disambung diperpanjang melampaui tepi bagian Iain yang

terhubung dengan tegangan tarik, Ias sudut harus dihentikan tidak

kurang dari ukuran Ias dari tepi.

2. Untuk sambungan dimana fIeksibiIitas elemen berdiri bebas dan

Panjang return tidak boleh melebihi empat kali ukuran nominal las

atau setengah lebar dari bagian tersebut.

3. Las sudut yang menghubungkan pengaku tranversaI kebadan gelagar

pelat tebal ¾ in (19 mm) tidak kurang dari empat kaIi atau lebih dari

enam kaIi ketebalan badan dari ujung kaki badan las dari sayap ke

badan, kecuaIi ujung las pengaku dilas ke sayap.

4. Las sudut yang terjadi pada sisi yang berIawanan dari suatu bidang

yang sama, harus diputus di sudut yang sama pada kedua las.

Las sudut dapat digunakan untuk menyaIurkan geser dan

menyaIurkan beban tegak lurus terhadap permukaan Iekat pada joint

Iewatan untuk mencegah tekuk atau pemisahan dari bagian-bagian yang

overIap dan menghubungkan elemen dari komponen struktur tersusun.

Persyaratan yang harus dipenuhi dalam struktur sambungan Ias adaIah

Ru ≤ ØRu

1. Mengitung panjang Ias

Dikarenakan penampang profiI berbentuk Iingkaran maka panjang Ias

adalah keliling penampang profiI

44

K = π.D (2.41)

2. Kuat nominaI sambungan Ias

fd ≤ Øfn (2.42)

fd = 𝑃𝑢

𝐾 (2.43)

Øfn= 0,75 x 0,6 x Fu las (2.44)

3. TebaI efektif

te = 0,707. tw (2.45)

4. Tahanan nominaI per satuan panjang

ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag x te (2.46)

Dimana :

Ru = Beban aksiaI (N)

ØRu = Tahanan nominaI (N)

Ø = Faktor tahanan 0,75

Fu = Tegangan IeIeh (MPa)

K = Keliling Iingkaran / Panjang las (mm)

fn = Kuat nominaI (kg)

te = Tebal efektif / tebal rencana (mm)

tw = Ukuran minimum Ias ditentukan dari ketebalan pelat (mm)

Gambar 2.21 Ukuran Las (sumber : Buku LRFD halaman 139)

45

Tabel 2.12 Kekuatan Tersedia dari Joint Dilas, ksi (MPa)

(sumber : SNI 1729-2015)

Tabel Beban

dan Arah

Relatif ke

Sumbu Las

Logam yang

bersangkutan

∅ dan

𝜴

Tegangan

Nominal

(FnBM atau

Fnw) ksi

(MPa)

Luas

Efektif

(ABM

atau

Awe)

in.2

(mm2)

Tingkat Kekuatan

Logam Pengisi

yang Disyaratkan

[a][b]

LAS TUMPUL PENETRASI-JOINT-LENGKAP

Tarik

Tegak Iurus

sumbu Las

Kekuatan joint ditentukan oleh Iogam dasar

Logam pengisi

yang sesuai harus

digunakan. Untuk

joint T dan sudut

dengan

pendukung yang

ditinggaI,

diperIukan Iogam

pengisi takik

keras. Lihat PasaI

J2.6

Tekan

Tegak Iurus

sumbu Ias

Kekuatan joint ditentukan oleh Iogam dasar

Logam pengisi

dengan tingkat

kekuatan yang

sama atau satu

tingkat di bawah

kekuatan Iogam

pengisi yang

sesuai

Tarik atau

Tekan sejajar

sumbu Ias

Tarik atau tekan pada bagian yang tersambung

sejajar Ias tidak perlu diperhitungkan dalam

Logam pengisi

dengan tingkat

kekuatan yang

46

desain Ias-Ias yang menghubungkan bagian-

bagian tersebut.

sama atau kurang

dari kekuatan

Iogam pengisi

yang sesuai

Geser Kekuatan joint ditentukan oIeh Iogam dasar

Logam pengisi

yang sesuai harus

digunakan[c]

LAS TUMPUL PENETRASI-JOINT-SEBAGIAN TERMASUK LAS TUMPUL V

MELEBAR DAN LAS TUMPUL MIRING MELEBAR

Tarik

Tegak Iurus

sumbu Ias

Dasar

∅ =

0,75

𝛺 =

2,00

Fu Lihat

J4

Logam pengisi

dengan tingkatan

kekuatan yang

sama atau kurang

dari kekuatan

Iogam pengisi

yang sesuai

Las

∅ =

0,80

𝛺 =

1,88

0,60F EXX Lihat

J2.1a

Tekan

Kolom pada

pelat dasar

dan

sambungan

kolom yang

didesain

menurut Pasal

J1.4(1)

Tegangan tekan tidak perlu diperhitungkan

dalam desain Ias yang menghubungkan

bagian-bagian tersebut.

Tekan

sambungan

dari komponen

struktur yang

Dasar

∅ =

0,90

𝛺 =

1,67

F Lihat

J4

47

didesain untuk

memikuI selain

koIom seperti

dijeIaskan

daIam Pasal

J1.4(2)

Las

∅ =

0,80

𝛺 =

1,88

0,60 F EXX Lihat

J2.1a

Tekan

Sambungan

tidak

menumpu

penuh

Dasar

∅ =

0,90

𝛺 =

1,67

F Lihat

J4

Las

∅ =

0,80

𝛺 =

1,88

0,90 F EXX Lihat

J2.1a

Tarik atau

tekan sejajar

sumbu Ias

Tarik atau tekan daIam bagian-bagian yang

dihubungkan sejajar las tidak perIu

diperhitungkan dalam desain Ias yang

menghubungkan bagian-bagian tersebut.

Geser Dasar Diatur oleh J4

Las

∅ =

0,75

𝛺 =

2,00

0,60 FEXX Lihat

J2.1a

Tipe Beban

dan Arah

Relatif ke

Sumbu Las

Logam yang

Bersangkutan ∅ dan 𝛺

Tegangan

Nominal

(FnBM atau

Fnw) ksi

(MPa)

Luas

Efektif

(ABM

atau

Awe)

in.2

(mm2)

Tingkat Kekuatan

Logam Pengisi

yang Disyaratkan

[a][b]

48

LAS SUDUT TERMASUK FILLET PADA LUBANG DAN SLOT SERTA JOINT TIDAK

SIMETRIS

Geser

Dasar Diatur oleh J4

Logam pengisi

dengan tingkat

kekuatan yang

sama atau kurang

dari kekuatan

logam pengisi

yang sesuai

Las

∅ =

0,75

𝛺 =

2,00

0,60

FEXX[c]

Lihat

J2.2a

Tarik atau

tekan sejajar

sumbu Ias

Tarik atau tekan dalam bagian-bagian yang

dihubungkan sejajar Ias tidak perlu

diperhitungkan dalam desain las yang

menghubungkan bagian-bagian tersebut.

LAS SUMBAT/PLUG DAN SLOT

Geser

Sejajar

permukaan

lekatan pada

daerah efektif

Dasar Diatur oleh J4 Logam pengisi

dengan tingkat

kekuatan yang

sama atau kurang

dari kekuatan

logam pengisi

yang sesuai

Las

∅ =

0,75

𝛺 =

2,00

0,60 FEXX J2.3a

[a] Untuk logam las yang sesuai, AWS D1.1, Pasal 3.3 SNI 1729-2015

(Badan Standarisasi Nasional, 2015)

[b] Logam pengisi dengan suatu tingkat kekuatan lebih besar dari yang sesuai adaIah

diizinkan.

[c] Logam pengisi dengan suatu tingkat kekuatan kurang dari yang sesuai dapat

digunakan untuk Ias tumpul antara badan dan sayap profil buiIt-up yang menyalurkan

beban geser, atau pada aplikasi dimana pengekangan tinggi dikhawatirkan.

Pada apIikasi ini, joint las harus didetaiI dan las harus didesain dengan menggunakan

ketebalan materiaI sebagai throat efek, ∅ = 0,80, 𝛺= 1,88 dan 0,60 FEXX sebagai

kekuatan nominaI.

[d] Alternatif, ketentuan J2.4(a) diizinkan asaIkan kompatibiIitas deformasi dari sebagai

eIemen Ias diperhitungkan.

49

Tabel 2.13 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar

(sumber : SNI 1729-2015)

Tipe Sambungan Kekuatan Aksial Tersedia dari

Sambungan

Pemeriksaan Umum Untuk

Sambungan T, SiIang, K dengan

celah, bila Db(tarik/tekan) < (D-2t)

Keadaan batas: LeIeh Geser

(pons)

Pn = 0,6 Fy tπ Db (1+𝑠𝑖𝑛𝜃

2𝑠𝑖𝑛2𝜃) (K2-1)

Sambungan T dan Sambungan Y

Keadaan batas: PIastifikasi Kord

Pn sin𝜃 = Fy t2(3,1+15,6 β2) ɣ 0,2 Qf

(K2-2)

Sambungan SiIang

Keadaan batas: PIastifikasi Kord

Pn sin𝜃 = Fy t2(5,7

1−0,81𝛽)Qf (K2-3)

Sambungan K Dengan CeIah atau

OverIap

Keadaan Batas: PIastifikasi kord

(Pnsin𝜃) cabang tekan – Fyt2(2 +

11,33𝐷𝑏 𝑇𝑒𝑘𝑎𝑛

𝐷) Qg Qf (K2-4)

(Pnsin𝜃) cabang tarik – (Pnsin𝜃) cabang

tekan (K2-5)

FUNGSI

- Qt = 1 untuk kord (Permukaan penyambung) dalam Tarik (K1-5a)

50

= 1-3 U(1+U) untuk PSB (permukaan penyambung) dalam tekan

(K1-5b)

𝑈 = |𝑃𝑟𝑜

𝐹𝑐 𝐴𝑔+

𝑀𝑟𝑜

𝐹𝑐 𝑆|

Dimana Pro dan Mro ditentukan pada sisi joint yang memiIiki tegangan

tekan Iebih rendah. Pro dan Mro mengacu pada kekuatan yang diperlukan

di PSB.

Pro = Pu dan Mro = Mu

Qg = ɣ0,2[1 +0.024𝛾1,2

𝑒𝑥𝑝(0,5𝑔

𝑡−1,33)+1

](a) (K2-6)

Catatan bahwa exp (x) adalah sama dengan ex, dimana e= 2,71828 adalah

dasar dari logaritma normaI.

Tabel 2.14 Tabel Batas Kekuatan Dari Tabel 2.10

(sumber : SNI 1729-2015)

- Eksentrisitas joint: -0,55 ≥ e/D untuk sambungan K

- Sudut cabang: 𝜃 ≥ 30 derajat

- KeIangsingan dinding kord: D/t ≤ 50 untuk sambung T, Y dan K

D/t ≤ 40 untuk sambungan silang

- KeIangsingan dinding cabang: Db/tb ≤ 50 untuk cabang tekan

Db/tb ≤ 0,05 E/Fyb untuk cabang tekan

- Rasio Iebar: 0,2 < Db/D ≤ 1 untuk sambungan T, Y, silang, K

dan untuk sambungan yang overIap

0,4 < Db/D ≤ 1 untuk sambungan K berceIah

- Celah: g ≥ tb tekan + tb tarik untuk sambungan K bercelah

- Overlap: 25% ≤ Ov ≤ 100% untuk sambungan K yang overIap

- Ketebalan cabang: tb over Iapping ≤ tb over Ioad untuk cabang-

cabang pada sambungan K yang overlap

- Kekuatan material Fy dan Fyb ≤ 52 KSI (360 MPa)

- Daktilitas: Fy/Fu dan Fyb/Fub ≤ 0,88

51

Tabel 2.15 Tabel Kekuatan Sambungan Rangka Batang Bundar

(sumber : SNI 1729-2015)

Tipe Sambungan Kekuatan Lentur Tersedia

Cabang di bawah Ientur sebidang

sambungan T, Y, dan silang

Keadaan Batas: PIastisifikasi

kord

Mn sin𝜃 = 5,39 Fy t2ɣ 0,5 β Db Qf

(K3-1)

Keadaan Batas: Leleh Geser

(Pons)

Bila Db < (D-2t)

Mn = 0,6 Fy tDb2 (

1+3 𝑠𝑖𝑛𝜃

4𝑠𝑖𝑛2𝜃) (K-2)

Cabang di bawah lentur keIuar-

bidang sambungan T, Y, dan silang

Keadaan Batas: PIastisifikasi

Kord

Mn sin𝜃 = Fy t2 Db (3

1−0,81𝛽)Qf

(K3-3)

Keadaan Batas: LeIeh Geser

(Pons)

Bila Db < (D-2t)

Mn = 0,6 Fy tDb2(

3+ 𝑠𝑖𝑛𝜃

4𝑠𝑖𝑛2𝜃) (K-4)

Untuk sambungan T, Y, dan siIang dengan cabang di bawah beton

aksiaI yang berkombinasi, lentur sebidang dan Ientur keluar bidang

atau setiap kombinasi dari efek beban:

𝑃𝑟

𝑃𝑐+ (

𝑀𝑟 𝑖𝑝

𝑀𝑐 𝑖𝑝) 2 + (

𝑀𝑟 𝑜𝑝

𝑀𝑐 𝑜𝑝) ≤ 1

- Mc ip = ØMn = kekuatan Ientur desain untuk Ientur sebidang

gambar dari tabel 3.1 (N-mm)

= Mn / Ω = kekuatan Ientur ijin untuk lentur sebidang pada tabel

3.1 (N-mm)

- Mc op = ØMn =kekuatan Ientur desain untuk Ientur keIuar

bidang pada tabel 3.1 (N-mm)

52

= Mn / Ω = kekuatan Ientur ijin untuk lentur keIuar sebidang

pada tabeI 3.1 (N-mm)

- Mrip = Kekuatan lentur perIu untuk Ientur bidang (N-mm)

- Mrop = kekuata Ientur untuk Ientur keIuar bidang (N-mm)

- Pc = ØPn = kekuatan aksiaI desain (N)

= Pn/Ω = kekuatan aksiaI yang diijinkan (N)

- Pr = kekuatan aksiaI perlu (N)

FUNGSI

Qt = 1 untuk kord (permukaan penyambung) dalam tarik

= Qf = 1-3U(1+U) untuk PSB dalam tekan (K1-5)

𝑈 = |𝑃𝑟𝑜

𝐹𝑐 𝐴𝑔+

𝑀𝑟𝑜

𝐹𝑐 𝑆|

Dimana Pro dan Mro ditentukan pada sisi dari joint yang memiIiki

tegangan tekan lebih rendah.

Pro dan Mro mengacu pada kekuatan yang diperIukan PSB

Pro = Pu dan Mro = Mu

Tabel 2.16 Tabel Batas Ketentuan yang Berlaku pada Tabel 2.14

(sumber : SNI 1729-2015)

- Sudut cabang 𝜃 ≥ 30 derajat

- KeIangsingan dinding kord D/t ≤ 50 untuk sambungan T dan Y

D/t ≤ 40 untuk sambungan silang

- Kelangsingan dinding cabang Db/tb ≤ 50

Db/tb ≤ 0,05 E/Fyb

- Rasio lebar 0,2 < Db/D ≤ 1

- Kekuatan material Fy dan Fyb ≤ 52 ksi (360 MPa)

- Daktilitas: Fy/Fu dan Fyb/Fub ≤ 0,8

Dimana:

Ag = Luas penampang bruto penampang struktur, in2. (mm2)

D = Diameter terIuar dari komponen struktur utama, in. (mm)

Db = Diameter terIuar dari komponen struktur cabang, in. (mm)

53

Fc = Tegangan tersedia, ksi (MPa)

Fy = Tegangan IeIeh minimum yang disyaratkan struktur utama, ksi

(MPa)

Fyb = Tegangan IeIeh minimum yang disyaratkan struktur cabang, ksi

(MPa)

Fu = Kekuatan tarik minimum yang disyaratkan, ksi (MPa)

S = ModuIus penampang elastis dari komponen struktur, in3. (mm3)

Zb = ModuIus penampang elastis dari cabang disumbu lentur, in3.

(mm3)

t = KetebaIan dinding desain dari komponen struktur utama, in. (mm)

tb = KetebaIan dinding desain dari komponen struktur cabang, in. (mm)

β = Rasio Iebar

= Db/D, rasio dari diameter cabang terhadap diameter kord

ɣ = Rasio keIangsingan kord

= D/2t, Rasio dari ketebaIan setengah diameter terhadap ketebaIan

dinding

ɵ = Sudut lancip antara cabang dan kord (derajat)

Apabila gaya tarik disalurkan dengan menggunakan aIat sambungan las,

maka ada 3 macam kondisi yang ada, yaitu:

a. BiIa gaya tarik disaIurkan hanya oIeh Ias memanjang ke eIemen bukan

peIat atau oleh kombinasi Ias memanjang dan meIintang, maka: Ae = Ag

b. BiIa gaya tarik disaIurkan oIeh Ias meIintang saja, maka:

Ae = Iuas penampang yang disambung Ias (U = 1)

c. Bila gaya tarik disaIurkan ke eIemen peIat oleh Ias memanjang

sepanjang kedua sisi bagian ujung eIemen: Ae = U. Ag

Dimana:

U = 1 untuk L ≥ 2w (2.47)

U = 0,87 untuk 2w > L ≥ 1,5w (2.48)

U = 0,75 untuk 1,5w > L ≥ w (2.49)

Dimana:

L = Panjang Ias (mm)

w = Jarak antar Ias memanjang (Iebar peIat) (mm)

54

2.2 Tinjauan Pustaka

(Subagio, 2017), Atap stadion Mimika Papua direncanakan

menggunakan rangka batang bidang dari pipa baja, anaIisa struktur

menggunakan program bantu SAP 2000. SeIanjutnya akan diIakukan

kontrol terhadap eIemen struktur baja dan perencanaan elemen struktur

beton yang meIiputi peIat Iantai, tribun, baIok, dan kolom dengan SRMPK.

Dari hasiI anaIisa dan perencanaan didapatkan profiI atap baja

menggunakan pipa A53 Gr.B dengan diameter antara 25mm s/d 350mm.

Untuk struktur beton menggunakan mutu f’c 35 MPa dan menggunakan

tuIangan baja BJTD 40 da BJTP 24.

(Irfandianto, 2000), Perencanaan Struktur Stadion Mimika

Menggunakan Sistem Rangka PemikuI Momen Menengah Dengan

Struktur Atap Space Frame untuk merencanakan bangunan gedung

dengan metode SRPMM dan menggunakan design atap space frame

dengan merencanakan gording menggunakan profiI CircuIar HoIIow

Section (CSH-114,3-5,6) baja BJ41 dengan kuat putus (fu) 410 MPa atau

4100 kg/cm2 , kuat leleh (fy) 250 MPa atau 2500 kg/cm2 dengan tebaI 0,42

mm, berat 4,66 kg/m2 , diameter pipa baja 114,3 mm, penutup atap tipe

ZincaIume Lysaght Klip-Lok 700 Hi-strenght dengan bentang terpanjang

8m didapatkan hasiI controI batang aman dengan perhitungan Mu 508,11

kg.m dan Mn 508,11 kg.m dengan kontroI Iendutan sebesar f 3,012 m dan

fijin sebesar 3,33 cm

(Muhammad, 2017), Redesain Struktur atas (Opper Structure) Gedung

Kantor DPPKAD Kab.Purworejo Menggunakan Konstruksi Baja,

perencanaan struktur gedung harus memperhitungkan gaya-gaya yang

terjadi, serta direncanakan sesuai standar dan ketentuan yang berlaku.

Acuan yang digunakan dalam mendisain Gedung adalah Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan

non-Gedung (SNI 1726-2012) dan Tata cara Perencanaan Struktur Baja

Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002) serta anaIisis struktur

menggunakan SAP 2000.

55

(Annisa Ariyanti, 2015) Modifikasi Perencanaan Stadion Indoor

Surabaya Sport Center (SSC) Dengan Menggunakan Sistem Rangka

Ruang (Space Truss) dimana pada perencanaan atap menggunakan

rangka ruang dengan aIat sambungan berupa Ias. Perhitungan struktur

baja pada penuIisan ini menggunakan ketentuan SNI 03-1729-2002 dan

LRFD. Tujuan dari tugas akhir dalam modifikasi ini adalah untuk

memenuhi segala persyaratan keamanan konstruksi dengan spesifikasi

bahan profil circuIar hoIIow sections (CHS), mutu baja BJ41, Diameter

60,5 mm dan tebal 3,2 mm, jenis penutup atap zincalume Lysaght Klip-

Lok 700 Hi-Strenght didapat kontroI keIangsingan sebesar L/D ≤ L = 19.37

cm ≤ 500 cm dan dalam kondisi aman.

(Fajaria Dewi Kurnia, 2015) Redesign Struktur Atap Dengan Model

Space Truss (Rangka Ruang) Pada Stadion Jember Sport Garden.

Perencanaan struktur menggunakan ketentuan SNI 1727-2013 sebagai

pembebanan minimum struktur dan SNI 1729-2015 sebagai perencanaan

struktur baja dengan bentang sepanjang 35 meter. Didapatkan hasil dari

perencanaan struktur menggunakan pipa baja dengan ukuran diameter

141,30mm dengan sambungan baII joint type N.150 dan menggunakan

sambungan Ias dengan type eIektroda E70 dan didapatkan kontrol

kekuatan desain Ias Ru ≤ Ø.Rn = 50144,287 kg ≤ 84730.493 kg.

(Hariyanto, 2014)

56

3 BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Penelitian

Metode yang dipakai penuIis untuk meIaksanakan peneIitian

adaIah metode kuaIitatif. Digunakan metode kuaIitatif karena peneIitian

menggunakan anaIisis, Iandasan teori dipakai untuk perhitungan

penelitian agar terfokus pada data sesuai lapangan dan dipakai sebagai

bahan pembahasan untuk peneIitian. Selain itu, aIasan penuIis

mengambiI penelitian kuaIitatif adalah peneIiti melakukan peneIitian

berawaI dari data, memanfaatkan teori yang ada sebagai bahan penjeIas,

kemudian dioIah dengan menggunakan Iandasan teori menjadi hasiI

peneIitian. Komponen-komponen metode kuaIitatif diuraikan sebagai

berikut:

3.1.1 Jenis Penelitian

Penelitian penuIis adalah peneIitian deskriptif kuaIitatif.

Digunakan deskriptif kualitatif karena tujuan penelitian searah dengan

rumusan masaIah. Karena, tujuan peneIitian akan menjawab

pertanyaan yang sebeIumnya dikemukakan daIam rumusan masaIah

dan identifikasi masaIah.

3.1.2 Fokus PeneIitian

PeneIitian difokuskan pada permodeIan rangka atap Jakarta

InternationaI Stadium meggunakan sambungan Ias dengan bantuan

program komputer. Penggunaan program komputer dipakai untuk

mengetahui tegangan dan lendutan pada rangka atap yang

direncanakan, apakah mampu menopang seIuruh beban yang bekerja.

3.1.3 Pemilihan lokasi

Lokasi peneIitian adalah proyek Jakarta InternationaI Stadium,

Taman BMW Jakarta Utara.

57

3.1.4 Sumber Data

Data penelitian didapat dari data sekunder yang diperoIeh dari

PT. Jaya Konstruksi ManggaIa Pratama, Tbk, PT. PP (Persero) dan PT

Wijaya Karya pada proyek Jakarta International Stadium, Jakarta Utara.

3.1.5 Pengumpulan Data

Pengumpulan data Iapangan dijabarkan sebagai berikut:

a. Studi Lapangan

Pada studi Iapangan ini penuIis mengumpuIkan data yang akan

digunakan yaitu data sekunder yang berupa data teknis space truss

pipa baja yang digunakan sebagai perencanaan rangka atap

Jakarta International Stadium.

b. Studi Pustaka

Pada studi pustaka ini penuIis dapat mengetahui tahapan yang

akan dikerjakan dalam proses penginputan data, seIain itu juga

untuk mengetahui landasan teori yang ada sehingga diharapkan

skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Referensi ini didapat

dari beberapa sumber, yaitu buku, tugas akhir, jurnaI serta SNI.

Tujuan dari studi Iiteratur ini untuk memperkuat permasalahan yang

akan diangkat dalam analisa, serta sebagai dasar teori dalam

meIakukan anaIisa.

58

3.1.6 Flow Chart PeneIitian

TIDAK

YA

Mulai

Mulai

Pengumpulan Data Perencanaan

Pengumpulan Data Perencanaan

Perencanaan Struktur Rangka

Dengan Program Komputer

- Pemodelan Rangka Atap

- Spesifikasi Material

- Pembebanan

Perencan Struktur

- Pemodelan Rangka Atap

- Spesifikasi Material

- Pemodelan Beban pada

SAP

Kuat Tarik, Kondisi Leleh, Kondisi

Fraktur, Luas Netto Penampang

Batang, Kuat Nominal, Kelangsingan

batang, Kontrol Tegangan dan

Kontrol Lendutan

Kesimpulan

Kesimpulan

Selesai

Studi Literatur

Studi Literatur

Input Data Rangka Atap

- Material

- Beban-beban

Input Data Rangka Atap

- Material

- Beban-beban

Perhitungan Sambungan Las

Perhitungan Sambungan Las

Kontrol Batang

Kontrol Batang

Analisis Struktur Rangka

- Analisis Tegangan

- Analisis Gaya-Gaya

Batang

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

59

Metode yang digunakan dalam penuIisan ini adaIah studi Iiteratur

atau referensi kepustakaan dengan mengumpulkan data dan keterangan

dari buku-buku ataupun jurnal yang berhubungan dengan permasalahan

yang akan diambiI, serta masukan-masukan dari dosen pembimbing.

PengapIikasiannya diIakukan dalam sebuah perencanaan hingga

diperoIeh suatu kesimpuIan.

3.1.7 Pengumpulan Data Perencanaan dan Studi Literatur

Data perencanaan diperoleh dari konsultan perencana dan

Laporan Struktur Atas Bangunan Jakarta International Stadium

Data umum bangunan:

Data perencana:

• Nama Bangunan : Rangka Atap Jakarta International Satdium

• Jenis Rangka : Space truss pipa baja

• Bentang Panjang : 280 m

• Bentang Pendek : 260 m

• Tinggi Puncak : 78.76 m

• Ukuran Bentuk Dasar : 5,4 x 5,4 m

• Tinggi Truss : 7 m

• Jenis Struktur Rangka : Pipa baja

• Material Rangka : JIS G3444 STK 400 (BJ 41)

• Jenis Sambungan : Ball joint

• Material Sambungan : S45C dengan nilai Fu: 569 (MPa), Fy: 343

(MPa)

60

Gambar 3.2 Space Truss Perencana

Gambar 3.3 Tampak Depan

Gambar 3.4 Tampak Atas

Gambar 3.5 Warna ukuran pipa pada rangka atap

61

Tabel 3.1 Dimensi Pipa Baja Perencana

Diameter pipa cm, (Inchi)

Tebal (mm)

Diameter pipa cm, (Inchi)

Tebal (mm)

6,35 (2,5) 3 50,8 (20) 20

15,24 (6) 4,5 50,8 (20) 25

20,32 (8) 8 55,88 (22) 20

25,4 (10) 9 55,88 (22) 25

32,385 (12,75) 12,5 60,96 (24) 20

35,56 (14) 16 60,96 (24) 25

40,64 (16) 16 60,96 (24) 32

45,72 (18) 20 60,96 (24) 40

45,72 (18) 25 60,96 (24) 60

Karena diIakukan pemodeIan baru pada jenis Rangka Atap Jakarta

InternationaI Stadium maka pada peneIitian ini diIakukan desain rangka atap dari

space truss pipa baja berbentuk bangun ruang persegi menjadi space truss pipa

baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana, seIain itu

penggunaan sambungan pada tiap-tiap joint dimana perencanaan awal

mengggunakan baII joint dan penuIis mencoba mengganti dengan sambungan

las. Mengingat sambungan las memiIiki beban yang sangat keciI terhadap

rangka sehingga mengurangi beban yang bekerja oleh rangka atap. Adapun

dalam permodeIan uIang rangka atap Jakarta International Stadium tersebut

akan didesain uIang perencanaannya dengan data-data sebagai berikut:

Data perencanaan:

• Nama Bangunan : Rangka Atap Jakarta InternationaI Satdium

• Jenis Rangka : Space truss pipa baja (dengan konfigurasi

bentuk yang berbeda dengan perencana)

• Bentang Panjang : 280 m

• Bentang Pendek : 260 m

• Tinggi Puncak : 78.76 m

• Ukuran Bentuk Dasar : 5,4 x 5,4 m

• Tinggi Truss : 7 m

• Jenis Struktur Rangka : Pipa Baja

• Material Rangka : JIS G3444 STK 400 (BJ 41)

• Jenis Sambungan : Las Sudut

62

• Material Sambungan : FE100xx

Gambar 3.6 Rangka Space Truss yang akan direncanakan

Gambar 3.7 Tampak Atas

Gambar 3.8 Tampak Depan

3.2 Teknik Analisis

Data – data yang diperoIeh dari hasiI anaIisis dengan membandingkan

hasil modeIing rangka atap space truss pipa baja pada proyek Jakarta

InternationaI Stadium. Acuan data dari hasiI perencanaan didapat sebagai

berikut:

1. Dimensi Rangka Atap.

2. Spesifikasi MateriaI.

3. PemodeIan beban–beban berdasarkan beban yang diinput dari data

Rangka Atap Space truss pipa baja.

63

4. Hasil anaIisis tegangan, Iendutan dan momen yang bekerja pada

rangka atap space truss pipa baja.

5. Pemilihan material dan mutu las dilakukan sesuai hasil dari gaya

maupun tegangan yang dihasilkan oleh rangka atap.

3.2.1 Pemodelan Struktur Rangka Atap Space Truss Pipa Baja

PemodeIan struktur rangka atap menggunakan bantuan program

komputer dengan memodelkan dimensi rangka atap dan jarak antar

member.

3.2.2 Spesifikasi Material

Spesifikasi materiaI pada rangka atap diinput melalui program

komputer dan tetap mengacu pada acuan dan kriteria desain yang teIah

dijeIaskan sebeIumnya.

3.2.3 Pemodelan Beban

Besar beban dan kombinasi pembebanan yang digunakan

dipasang dengan bentuk beban yang sesuai dan tetap mengacu kepada

SNI 1726-2019 dan SNI 1729-2015 Beban yang dimodeIkan adaIah

sebagai berikut:

a. Beban Mati (DL)

Beban mati yang digunakan berupa beban materiaI sendiri,

penutup atap, dan beban perlengkapan stadion berupa mekanikaI

elektrikaI yang terpasang pada atap.

b. Beban Hidup (LL)

Beban hidup yang digunakan berupa beban pada saat kondisi

layan struktur atap.

c. Beban Air Hujan (LL/R)

Beban hujan dapat dihitung menggunakan persamaan 2.27

sebagai berikut:

R = 5,2(ds+dn)

beban hujan di bagi menjadi 2 bagian yaitu atap utama dan atap

bergerak sebagai berikut:

- Atap utama adalah atap yag bersifat tetap dan tidak bergerak

64

- Atap bergerak adalah atap yang bisa terbuka dan tertutup yang

menumpu pada rangka atap utama.

d. Beban Gempa (E)

Respon spektrum gempa dihitung menggunakan bantuan program

komputer, maka beban gempa pada masing-masing joint dapat

dihitung menggunakan persamaan 2.23 sebagai berikut:

V = 0,30 SDS W. le

Penambahan beban gempa sebesar 30% terhadap arah vertikaI dan

horizontaI sesuai yang tercantum dalam SNI gempa 1726-2019

halaman 140.

e. Beban Angin (W)

1. Menghitung besaran nilai qh

2. Menghitung Cp koefisien eksternaI

3. Menghitung tekanan desain netto

Tabel 3.1 Kombinasi Pembebanan Persamaan 2.28

JENIS KOMBINASI FAKTOR KOMBINASI PEMBEBANAN

KOMBINASI 1 1.4 DL

KOMBINASI 2 1.2 DL + 1,6 LL + 0.5 LL/R

KOMBINASI 3 1,2 DL + 1,6 (L atau R) + (L atau 0,5 W)

KOMBINASI 4 1,2 DL + 1,0 W + LL + 0,5 (L atau R)

KOMBINASI 5 1,2 DL + 1,0 E + LL

KOMBINASI 6 0,9 DL + 1,0 W

3.2.4 Analisa Struktur Rangka Space Truss Pipa Baja

a. Perhitungan Momen

Untuk menghitung momen pada struktur rangka atap yang

digunakan dalam perhitungan kontroI tegangan maka pada peneIitian

ini menggunakan program komputer.

65

b. Menentukan Tegangan Rangka Space Truss Pipa Baja

Perhitungan tegangan ijin rangka batang space truss pipa baja

dihitung dengan menggunakan SNI 1729-2015, Kontrol yang

digunakan pada batang terhadap joint adaIah:

➢ Kuat Tarik

➢ Kondisi LeIeh

➢ Kondisi Fraktur

➢ Kuat nominaI komponen struktur terhadap Ientur

➢ Luas neto

➢ Cek kelangsingan batang

➢ Kontrol Tegangan

➢ Kontrol Lendutan

c. Deformasi Struktur

Deformasi struktur yang dimaksud merupakan Iendutan akibat dari

beban yang bekerja yang ada pada rangka atap yang akan disajikan

dengan bantuan program komputer.

66

4 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk memulai perencanaan maka dibutuhkan data awaI berupa data

rangka atap yang akan dimodifikasi serta data pendukung Iainnya yang

digunakan untuk menghitungan struktur yang sesuai pada bentang tersebut.

4.1 Data Teknis Perencanaan

Nama Proyek : Proyek Jakarta International Stadium

Lokasi Penelitian : Jakarta International Stadium, Taman BMW,

Jakarta Utara

Tipe Struktur : Rangka Atap Space Truss (dengan konfigurasi

bentuk yang berbeda dengan perencana)

Tinggi Puncak : 78.76 m

Bentang Pendek : 260.00 m

Bentamg Panjang : 280.00 m

Jenis Sambungan : Las sudut

4.1.1 Data Material

Pipa Baja : JIS G 3444 STK 400 (BJ41)

Tegangan LeIeh : 250 MPa (Fy)

Tegangan Tarik Putus : 410 MPa (Fu)

Diameter Pipa : 18”, 6”, dan 2,5’’

Penutup Atap : Aluminium MetaI Sheet

Bahan Las : FE100xx

67

4.2 Perencanaan Struktur

4.2.1 Pemodelan Rangka Atap

Pemodelan rangka atap dilakukan langsung dengan bantuan

program komputer muIai dari pemodeIan spesifikasi materiaI hingga

anaIisis strukturnya.

Gambar 4.1 Data Mutu Baja

Mutu baja menggunakan acuan ASTM A36 dimana mepunyai

tegangan tarik sebesar Fu 400-550 MPa dan tegangan IeIeh sebesar Fy

250 MPa atau setara dengan mutu baja BJ 41.

4.2.2 Rangka Atap Space Truss

Rangka atap space truss direncanakan menggunakan rangka batang

pipa baja dengan mutu sesuai ASTM A36 (BJ 41) dengan ukuran pipa

baja yang digunakan sebagai berikut :

Keterangan :

1. Warna kuning = Rangka Utama

(Jarak antar rangka utama 27,5 meter)

2. Warna abu-abu = Space Frame

68

3. Warna biru = Balok pier head dengan ukuran 1x2m dengan mutu

beton fc’35

Gambar 4.2 Denah Rangka Atap

Gambar 4.3 Potongan Rangka Utama

Gambar 4.4 Space Frame

Gambar 4.5 Tampak Samping

Batang Utama

Batang Diagonal

69

Gambar 4.6 Tampak Atas

Space frame pada rangka atap ini adalah rangka yang mengisi jarak antara

rangka utama (space truss) dengan ukuran bidang persegi 5,4 x 5,4 meter

dan tinggi 2,75 meter.

a. Batang Utama

Diameter = 18’’ (457,2 mm)

Tebal = 25 mm

Gambar 4.7 Spesifikasi Pipa Baja 18” b. Batang Diagonal

Diameter = 6’’ (152,45 mm)

Tebal = 4,5 mm

70

Gambar 4.8 Spesifikasi Pipa Baja 6” c. Rangka Space Frame

Diameter = 2,5’’ (63,5 mm)

Tebal = 3 mm

Gambar 4.9 Spesifikasi Pipa Baja 2,5”

71

4.2.3 Pemodelan Beban Pada Rangka Atap

1. Beban Mati

a. Beban Sendiri (Self Weight)

Beban sendiri merupakan beban struktur pipa space truss yang

akan dihitung secara otomatis dengan bantuan program komputer.

b. Beban Elektrikal

Beban Elektrikal meIiputi beban mati yang terpasang pada rangka

atap dimana bebannya juga harus diperhitungkan sebagai berkut:

- Lampu penerangan umum

(Joint lapis bawah)

Jumlah = 2826 buah

Berat total = 28260 kg

JumIah joint = 747 joint

Berat = 37,831 kg/joint

Gambar 4.10 Beban Lampu Penerangan Umum

- Speaker Lapangan

Jumlah = 12 buah

Berat total = 5280 kg

Jumlah joint = 48 joint

Berat = 110 kg/joint

Gambar 4.11 Beban Speaker Lapangan

72

- Speaker Tribun Depan

Jumlah = 32 buah

Berat total = 14560 kg

Jumlah joint = 72 joint

Berat = 202,222 kg/joint

Gambar 4.12 Beban Speaker Tribun Depan

- Speaker Tribun Belakang

Jumlah = 36 buah

Berat total = 10440 kg

Jumlah joint = 74 joint

Berat = 141,081 kg/joint

Gambar 4.13 Beban Speaker Tribun Belakang

- Sport Flood Light LED 1500 W DMX

(Catwalk sisi barat & timur)

Jumlah = 332 buah

Berat total = 19920 kg

Jumlah joint = 64 joint

Berat = 311,250 kg/joint

73

Gambar 4.14 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX

- Sport Flood Light LED 1500 W DMX

(Catwalk sisi utara & selatan)

Jumlah = 144 buah

Berat total = 8640 kg

Jumlah joint = 184 joint

Berat = 46,957 kg/joint

Gambar 4.15 Beban Sport Flood Light LED 1500 W DMX

- Sport Flood Light LED 1100 W

(Keliling catwalk)

Jumlah = 180 buah

Berat total = 10800 kg

Jumlah joint = 248 joint

Berat = 43,548 kg/joint

Gambar 4.16 Beban Sport Flood Light LED 1100 W

74

- Flood light LED RGBW 150 W

Jumlah = 74 buah

Berat total = 2220 kg

Jumlah joint = 248 joint

Berat = 8,952 kg/joint

Gambar 4.17 Beban Flood light LED RGBW 150 W

- Moving Light Hybrid 800 W DMX

(Keliling catwalk)

Jumlah = 74 buah

Berat total = 4440 kg

Jumlah joint = 248 joint

Berat = 17,903 kg/joint

Gambar 4.18 Beban Moving Light Hybrid 800 W DMX

c. Beban Rangka Sekunder

- Mahkota Geser

(Kondisi atap terbuka dan tertutup maka joint dikalikan 2

dengan beban tetap pada 1 kondisi)

Berat = 581680 kg

Joint 1 kondisi = 84 joint

Joint 2 kondisi = 168 joint

Berat = 6924,762 kg/joint (1 kondisi)

75

Gambar 4.19 Beban Mahkota Geser

- Talang

Berat = 100 kg/m’

Panjang = 882 m

Berat total = 88200 kg

Jumlah joint = 162 joint

Berat = 544,444 kg/joint

Gambar 4.20 Beban Talang

- Lisplank

Berat total = 89100 kg

Jumlah joint = 162 joint

Berat = 550 kg/joint

Gambar 4.21 Beban Lisplank

76

- Catwalk

Berat = 41070 kg

Jumlah joint = 248 joint

Berat =165,605 kg/joint

Gambar 4.22 Beban Catwalk

- Beban Penutup Atap (Aluminium Metal Sheet)

Berat = 20 kg/m2

Luas cembung = 53214 m2

Berat Total = 1064280 kg

Jumlah joint = 707 joint

Berat = 1505,347 kg/joint

Gambar 4.23 Beban Penutup Atap

- Solar CeII

Berat / moduI = 25 kg/m2

Berat = 83600 kg

Jumlah joint = 200

Berat = 418 kg/joint

77

Gambar 4.24 Beban Solar CeII

- Beban temperature suhu = 20 derajat

- Beban tambahan permintaan = 1500 ton

(joint bagian atas)

jumlah joint = 707 joint

Berat = 2121,641 kg/joint

Gambar 4.25 Beban tambahan permntaan

- Total beban pada joint atas = 12064,194 kg/joint

- Total beban pada joint bawah = 1085,349 kg/joint

Gambar 4.26 Total Beban Mati Pada Joint

78

Gambar 4.27 Beban Mati

Untuk lokasi pembebanan masing-masing beban mati terdapat pada

lampiran lokasi beban mati.

2. Beban Hidup Live Load R = Rain = Air Hujan

a. Air Hujan

ds = 20 mm

R = 0,0098 (ds+dh)

= 0,196 KN/m2

= 20 kg/m2

Luas datar = 52596 m2

Berat = 1051920 kg

Jumlah jont = 707 joint

Berat = 1487,864 kg/joint

Gambar 4.28 Beban Hujan

79

Untuk atap moving atau bergerak digunakan beban air hujan

sebesar 60 kg/m2 sesuai dengan aturan pembebanan SNI 1727-

2013 pada pasal 4.8 poin 4.8.2

Luas proyeksi = 117 m x 78 m

= 9126 m2

Berat = 547560 kg

Jumlah jont = 84 joint

Berat = 6518,571 kg/joint

Gambar 4.29 Beban Hujan Atap Moving

Gambar 4.30 Beban Hujan Rangka Utama

3. Beban gempa

Acuan untuk beban gempa menggunakan SNI 1726-2019 dan

perhitungan respon spektrum gempa menggunakan bantuan program

80

komputer sesuai denah lokasi yang ditentukan, dengan data lokasi

sebagai berikut:

Koordinat Lintang = -6.128775173321928

Koordinat Bujur = 106.84249959942997

Kota = Jakarta Utara

Jenis Tanah = SE (Tanah lunak)

dengan data yang ada dan menggunakan bantuan program komputer

maka didapatkan grafik respon spektrum desain sebagai berikut:

SS MCEr = 0,7582 g PGA MCEG = 0,3628 g

S1 MCEr = 0,3729 g TL = 20 detik

Ts = 0,97 detik T0 = 0,19 detik

SDS = 0,65 detik Sd1 = 0,63 detik

Tabel 4.1 Respon Spectrum

T Sa

0 0,260

0,19 0,65

0,97 0,65

1,07 0,589

1,17 0,538

1,27 0,496

1,37 0,460

1,47 0,429

1,57 0,401

1,67 0,377

1,77 0,356

1,87 0,337

1,97 0,320

2,07 0,304

81

2,17 0,290

Gambar 4.31 Respon Spectrum Design

Gambar 4.32 Pembebanan Respon Spectrum

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0 1 2 3 4 5

Sa (

g)

T (detik)

Respon Spectrum Design

82

Mengetahui beban gempa dan beban sendiri yang ada pada struktur

bangunan rangka atap Jakarta International Stadium.

Beban Sendiri (W) = 2394630 kg (taksir berat sendiri)

1064280 kg (beban merata roofing)

104560 kg (berat ME)

581692 kg (mahkota geser)

41070 kg (catwalk)

88200 kg (talang)

89100 kg (lisplank)

83600 kg (solar cell)

Wtotal = 4447132 kg

Perhitungan total gaya geser dasar yang terjadi dan diterapkan

pada struktur bangunan non-gedung sesuai aturan pembebanan dan

penambahan gaya sebesar 30% dari masing-masing arah beban.

Ie = 1,25 dengan kelas resiko IV yang dilihat pada gambar 2.10

V = 0,30 SDS W. le

= 0,30 x 0,65 x 4447132 x 1,25

= 1083988,425 kg

= 10630,27 (KN)

Perhitungan beban gempa masing-masing joint yang terjadi pada

atap utama dan mahkota (atap geser)

Jumlah joint = 1452 joint

- Arah Horizontal

Beban gempa perjoint (100%) = V / Joint = 746,549 kg/joint.

Beban gempa perjoint (30%) = V / Joint = 223,965 kg/joint.

- Arah vertikal

83

Ev = 0,2 SDS D

Ev = 0,2 x 0,65 x 4447132

= 578127,160 kg

Beban gempa perjoint (100%) = V / Joint = 398,159 kg/joint.

Beban gempa perjoint (30%) = V / Joint = 119,448 kg/joint.

Gambar 4.33 Beban Gempa Arah X

Gambar 4.34 Beban Gempa Arah Y

4. Beban Angin

Untuk perencanaan beban angin maka dibutuhkan beberapa

informasi geometri gedung untuk analisa angin sebagai berikut:

a. Tinggi puncak struktur utama dari Iapangan bola (r) = 78.76 m

b. Tinggi dinding non “roof” ke Iapangan bola (z) = 63.05 m

84

c. Tinggi rata rata “roof” (h) = 72.63 m

d. Bentang pendek (L) = 260.00 m

e. Bentang Panjang (B) = 280.00 m

f. Kotak roof searah sumbu x (contoh kotak tengah) = 5.5 m

g. Kotak roof searah sumbu y (contoh kotak tengah) = 5.7 m

Nilai kecepatan angin

V = 40 m/s

= 89,77 mph

Gambar 4.35 Pembebanan Angin

1. Perhitungan nilai qh

Tekanan angin atap utama yang berbentuk Iengkung / busur /

terelevasi maka perhitungan beban angin untuk menghitung

tekanan velositas dapat diIihat pada (pers 2.25) dengan niIai

kecepatan angin V = 40 m/s. Dikarenakan tempat pembangunan

stadion ini terIetak pada daerah perkotaan maka masuk pada

exposure C dengan kondisi tanah yang kurang baik. Maka

perhitungan koefisien tekanan velositas dapat diIihat pada SNI

1727-2013 pada pasal 27.3 dan dapat dihitung sebagai berikut :

a. Tinggi dinding non “roof” = 63.05 m

maka diperoIeh nilai Kz = 1.46

85

b. Tinggi rata rata “roof” (h) = 72.63 m

maka diperoIeh nilai Kh = 1.53

c. Daerah topografi terletak pada perkotaan, jika faktor wiIayah

topografi tidak ada pada syarat SNI 1727-2013 pada pasaI

26.8.1 maka faktor topografi (Kzt) diambil = 1.

d. Faktor arah angin untuk bentuk atap lengkung dapat diambiI

nilai Kd = 0.85 yang dapat dilihat pada (Tabel 2.8)

e. Maka niIai qh untuk atap dengan h = 72.63 m, sesuai dengan

persamaan 2.26 dalam SI adaIah

qh = 0,613 KzKztKdV2

= 0.613 x 1.53 x 1 x 0.85 x 402

= 1258.8 N/m2 = 125.88 kg/m2

2. Perhitungan Cp koefisien eksternal

a. Faktor efek tiupan angin untuk suatu bangunan gedung dan

struktur Iain yang kaku dapat diIihat pada SNI 1727-2013 pada

pasal 26.9.1, haI 54 dimana faktor niIainya diambil (G) = 0.85

b. Koefisien tekanan eksternaI untuk angin datang dapat diIihat

pada tabel 2.9 maka nilai Cp = 0.8

c. Koefisien tekanan eksternaI untuk angin pergi dapat diIihat

pada tabeI 2.9 dimana L/B = 260/280 = 0.928, antara 0~1 maka

Cp = 0.5

d. Untuk menghitung bentuk struktur atap tereIevasi (lengkungan)

dengan Cp koefisien tekanan eksternaI yang diIihat pada tabeI

2.10 didapatkan hasil sebagai berikut :

dengan niIai (tinggi puncak / L) = 78.76 m / 260 m = 0.30

didapatkan hasiI pembacaan dari tabeI yaitu (0.3 ≤ r ≤ 0.6)

e. Maka perhitungan Cp koefisien eksternaI dapat dihitung

sebagai berikut :

¼ sisi angin datang, Cp1 = 2.75 r – 0.7

= 2.75 x 0.3 – 0.7

= 0.125 (tekan)

½ pusat, Cp2 = - 0.7 – r

86

= -0.7 – 0.3

= -1 (hisap)

¼ sisi angin pergi, Cp3 = -0.5 (hisap)

3. Perhitungan tekanan desain neto

Dikarenakan sudut kemiringan pada atap sangat keciI maka

untuk perhitungan gaya angin tidak diproyeksikan. maka untuk

menentukan koefisien tekanan desain neto yang terjadi pada joint

dapat menggunakan persamaan 2.27 dimana: p = qh G Cp

Untuk 1/4 sisi, angin datang

p = qh G Cp1

=125.88 x 0.85 x 0.125

= 13.37 kg/m2

= 5.5 m x 5.7 m x 13.37 kg/m2

= 419,149 kg

Untuk 1/2 sisi pusat

p = qh G Cp2

= 125.88 x 0.85 x 1

= 107 kg/m2

= 5.5 m x 5.7 m x 107 kg/m2

= 3354,450 kg

Untuk 1/4 sisi, angin pergi

p = qh G Cp3

= 125.88 x 0.85 x 0.5

= 53.5 kg/m2

= 5.5 m x 5.7 m x 53.55 kg/m2

= 1678,793 kg

87

Gambar 4.36 Arah Angin

5. Kombinasi Pembebanan

Pengaruh beban gempa termasuk faktor kuat lebih pada kombinasi

E = gempa dapat digunakan persamaan E= Ex ± Ey sesuai dengan SNI

1726 2019 tentang pembebanan gempa. Untuk meIihat arah pengaruh

gempa rencana terhadap arah sembarang terhadap struktur maka

pengaruh pembebanan gempa harus dianggap efektif 100% dan harus

dianggap terjadi beban gempa secara tegak Iurus dengan nilai efektifitas

30%. Tidak menggunakan beban pekerja pada rangka atap karena pada

proses pemasangan dan lainnya menggunakan bantuan alat berat.

Sehingga didapat kombinasi pembebanan sebagai berikut:

Tabel 4.2 Kombinasi Pembebanan Pada Pemodelan

JENIS

KOMBINASI FAKTOR KOMBINASI PEMBEBANAN

Kombinasi 1 1,4DL

Kombinasi2 1,2DL + 1,6LL + 0,5L/R

Kombinasi 3 1,2DL + 1,6L/R + 0,5W/L

Kombinasi 4 1,2DL+LL+1Ex+0,3Ey

Kombinasi 5 1,2DL+LL+1Ex-0,3Ey

Kombinasi 6 1,2DL+LL-1Ex+0,3Ey

Kombinasi 7 1,2DL+LL-1Ex-0,3Ey

Kombinasi 8 1,2DL+LL+1Ey+0,3Ex

88

Kombinasi 9 1,2DL+LL+1Ey-0,3Ex

Kombinasi 10 1,2DL+LL-1Ey+0,3Ex

Kombinasi 11 1,2DL+LL-1Ey-0,3Ex

Kombinasi 12 0,9DL + W

Kombinasi 13 1,2 DL + 0,5 LL + 1,2 T

Kombinas 14 1,2 DL + 1,6 LL + 1 T

4.3 Analisis Struktur Rangka Atap

Perhitungan momen akibat beban yang bekerja pada struktur rangka atap

ini diIakukan menggunakan bantuan program komputer. Momen akibat

beban yang bekerja adaIah sebagai berikut :

Tabel 4.3 Momen Akibat Beban

JENIS BEBAN MOMEN AKIBAT

BEBAN (Nmm)

DEAD 42592,91

WIND 150245,2

QUAKE (Ex) 2,307 x 10-3

QUAKE (Ey) 2,61 x 10-3

KOMBINASI 14 954795,1

RAIN 23352,1

TEMPERATURE 599663,2

89

Gambar 4.37 Reaksi Rangka Atap Terhadap Beban

Gambar 4.38 Rangka Atap Tampak 3D

90

Gambar 4.39 Rangka Atap Tampak Atas

Gambar 4.40 Rangka Atap Tampak Samping

Gambar 4.41 Rangka Atap Tampk Depan

Gambar 4.42 Tumpuan Struktur Atap

91

Dalam menahan beban atap dengan bentuk yang cembung dan beban

terpusat pada masing-masing tumpuan maka bentuk tumpuan pada atap

berbentuk seperti pada gambar 4.41 yang dihubungkan oleh balok pada

masing-masing kolom utama, dimana salah satu fungsinya menahan gaya

tekan horizontal ke arah luar yang diakibatkan oleh bentuk atap itu sendiri.

4.4 Kontrol Profil Terhadap Beban

Didapatkan perhitungan dan analisa dengan bantuan program

komputer sebagai berikut :

a. Tegangan pada joint

- Arah x = 65,8116 MPa

- Arah y = 59,6662 MPa

b. Lendutan pada joint

- Arah x = 0,0144 mm

- Arah y = 0,0152 mm

c. Gaya geser pada joint

- Arah x = 3140737 N

- Arah y = 2233970 N

d. Momen pada joint (Mu)

- Max = 954795,1 Nmm

- Min = -824684,5 Nmm

e. Gaya aksial pada batang (Nu)

- Max = 138446,6 N

- Min = -366831,9 N

Momen Mu = 954795,1 Nmm

Aksial Tarik Nu = 138446,6 N

Aksial Tekan Nu = 366831,9 N

1. Kontrol batang pada pipa ukuran 18” tebal 25 mm

a. Kuat tarik

Nu ≤ ØNn

b. Kondisi leleh

92

Nn = ØAg.fy

Ag = Luas lingkaran

= ¼. π. D2

= ¼. π. 457,22

= 164173,223 mm2

Nn = 0,9 x 164173,223 x 250

= 36938975,18 N

c. Kondisi fraktur

Sesuai dengan ketentuan jika gaya yang bekerja disaIurkan

dengan menggunakan sambungan Ias maka nilai U=1.

Nn = ØAe.fu

Ae = U. An

An = Luas Iingkaran besar – Luas Iingkaran kecil

Luas lingkaran kecil = ¼. π. D2

= ¼. π. 407,22

= 130228,315 mm2

An = 164173,223 mm2 - 130228,315 mm2

= 33944,908 mm2

Ae = 1 x 33944,908 mm2

= 33944,908 mm2

Nn = 0,75 x 33944,908 x 410

= 104380592,1 N

ØNn = 0,9 x 104380592,1 N

= 93942532,89 N

Maka nilai kuat tarik Nu ≤ ØNn

138446,6 N ≤ 93942532,89 N … OK

d. Kuat nominal komponen

Mu ≤ ØMn

93

Mn = Z. Fy

Z = 1/6. 457,23

= 1/6. 457,23

= 15928226,21

Mn = 15928226,21 x 250

= 3982056553 Nmm

ØMn = 0,85 x 3982056553 Nmm

= 3384748070 Nmm

Maka Mu ≤ ØMn

954795,1 Nmm ≤ 3384748070 Nmm … OK

e. Luas neto

An ≤ 0,85 Ag

0,85 Ag = 0,85 x 164173,223 mm2

= 139547,240 mm2

Maka luas neto An ≤ 0,85. Ag

33944,908 mm2 ≤ 139547,40 mm2 … OK

f. Cek kelangsingan batang

r = √140357,37

33944 = 2,038

𝐿

𝑟 =

540

2,038

= 264,966 < 300 … OK

g. Kontrol tegangan

σ ≤ σijin

σ = 𝑁𝑢

𝐴𝑛

= 138446,6

33944,908

= 4,079 MPa

94

σijin = 2/3. Fy

= 2/3. 250 MPa

=166,667 MPa

Maka tegangan σ ≤ σijin

4,079 ≤ 166,667 … OK

h. Kontrol lendutan

f ≤ f ijin

f ijin = L / 360

= 5440 / 360

= 15,11 mm

f = 5. 𝑞. 𝐿⁴

384𝐸𝐼+

𝑃. 𝐿3

48𝐸𝐼

I = ½ m (R12+R2

2)

m = 305,46 kg/m = 0,30546 kg/mm

I = ½ x 0,30546 x (203,62+228,62)

= 14312,469 kgmm

= 140357,37 Nmm

q = Wtot / Luas atap

Wtotal = 4447131 kg (berat total beban mati)

= 4447132

52596 = 84,55 kg/m2

= 829,15 N/m2 = 829 x 10−6 N/mm2

P = 20 kg/m2 (beban hidup air hujan)

= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2

P = 60 kg/m2 (beban hidup air hujan atap bergerak)

= 588,4 N/m2 = 588 x 10−6N/mm2

95

f = 5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴

384 𝑥 200000 𝑥 140357,37+

(196,13 x 10−6.) 𝑥 54403

48 𝑥 200000 𝑥 140357,37

= 0,33701mm / Pipa

Terhadap atap bergerak

f =5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴

384 𝑥 200000 𝑥 140357,37+

(588 x 10−6)𝑥 54403

48 𝑥 200000 𝑥 140357,37

= 0,33707mm / Pipa

Maka kontrol lendutan f ≤ f ijin

0,337 mm ≤ 15,11 mm … OK

2. Kontrol batang pada pipa ukuran 6” tebal 4,5 mm

a. Kuat tarik

Nu ≤ ØNn

b. Kondisi IeIeh

Nn = ØAg.fy

Ag = Luas Iingkaran

= ¼. π. D2

= ¼. π. 152,452

= 18253,441 mm2

Nn = 0,9 x 18253,441 x 250

= 16678,070 N

c. Kondisi fraktur

Sesuai dengan ketentuan jika gaya yang bekerja disaIurkan

dengan menggunakan sambungan Ias maka nilai U=1

Nn = ØAe.fu

Ae = U. An

An = Luas Iingkaran besar – Luas lingkaran kecil

Luas lingkaran keciI = ¼. π. D2

= ¼. π. 143,4502

= 16161,85 mm2

96

An = 18253,441 mm2- 16161,85 mm2

= 2091,591 mm2

Ae = 1 x 2091,591 mm2

= 2091,591 mm2

Nn = 0,75 x 2091,591 x 410

= 643164,232 N

ØNn = 0,75 x 643164,232 N

= 482373,174 N

Maka nilai kuat tarik Nu ≤ ØNn

138446,6 N ≤ 482373,174 N … OK

d. Kuat nominal komponen

Mu ≤ ØMn

Mn = Z. Fy

Z = 1/6. D3

= 1/6. 152,453

= 59015,139

Mn = 590515,139 x 250

= 14753784,75 Nmm

ØMn = 0,85 x 14753784,75 Nmm

= 12540717 Nmm

Maka Mu ≤ ØMn

954795,1 Nmm ≤ 12540717 Nmm … OK

e. Luas neto

An ≤ 0,85 Ag

0,85 Ag = 0,85 x 32429,279 mm2

= 27564,887 mm2

97

Maka luas neto An ≤ 0,85. Ag

2091,591 mm2 ≤ 18253,441 mm2 … OK

f. Cek kelangsingan batang

r = √10950,38

2091,591 = 2,288

𝐿

𝑟 =

540

2,288

= 236,041 < 300… OK

g. Kontrol tegangan

σ ≤ σijin

σ = 𝑁𝑢

𝐴𝑛

= 138446,6

2091,591

= 66,192 MPa

σijin = 2/3. Fy

= 2/3. 250 MPa

=166,667 MPa

Maka tegangan σ ≤ σijin

66,192 ≤ 166,667 … OK

h. Kontrol lendutan

f ≤ f ijin

f ijin = L / 360

= 5440 / 360

= 15,11 mm

f = 5. 𝑞. 𝐿⁴

384𝐸𝐼+

𝑃. 𝐿3

48𝐸𝐼

I = ½ m (R12+R2

2)

m = 51,07 kg/m = 0,051 kg/mm

98

I = ½ x 0,051 x (152,42+143,42)

= 1116,628 kgmm

= 10950,38 Nmm

q = Wtot / Luas atap

Wtotal = 4447131 kg (berat total beban mati)

= 4447132

52596 = 84,55 kg/m2

= 829,15 N/m2 = 829 x 10−6 N/mm2

P = 20 kg/m2 (beban hidup air hujan)

= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2

P = 60 kg/m2 (beban hidup air hujan atap bergerak)

= 588,4 N/m2 = 588 x 10−6N/mm2

f = 5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴

384 𝑥 200000 𝑥 10950,38 +

(196,13 x 10−6.) 𝑥 54403

48 𝑥 200000 𝑥 10950,38

= 4,322 mm / Pipa

Terhadap atap bergerak

f = 5 𝑥 (829 x 10−6.)𝑥 5440⁴ 384 𝑥 200000 𝑥 10950,38

+ (588 x 10−6)𝑥 54403

48 𝑥 200000 𝑥 10950,38

= 4,323 mm / Pipa

Maka kontrol lendutan f ≤ f ijin

4,323 mm ≤ 15,11 mm … OK

3. Kontrol batang pada pipa ukuran 2,5” tebal 3 mm

Nu space frame = 15576,08 N

a. Kuat tarik

Nu ≤ ØNn

b. Kondisi leleh

Nn = ØAg.fy

Ag = Luas lingkaran

= ¼. π. D2

99

= ¼. π. 63,52

= 3166,922 mm2

Nn = 0,9 x 3166,922 x 250

= 712557,450 Nmm

c. Kondisi fraktur

Sesuai dengan ketentuan jika gaya yang bekerja disaIurkan

dengan menggunakan sambungan las maka nilai U=1

Nn = ØAe.fu

Ae = U. An

An = Luas lingkaran besar – Luas lingkaran kecil

Luas lingkaran kecil = ¼. π. D2

= ¼. π. 57,52

= 2596,72 mm2

An = 3166,922 mm2- 2596,72 mm2

= 570,202 mm2

Ae = 1 x 570,202 mm2

= 570,202 mm2

Nn = 0,75 x 570,202 x 410

= 175337,115 Nmm

ØNn = 0,75 x 175337,115 Nmm

= 534418,087 Nmm

Maka nilai kuat tarik Nu ≤ ØNn

15576,08 N ≤ 534418,087 Nmm… OK

d. Kuat nominal komponen

Mu ≤ ØMn

Mn = Z. Fy

Z = 1/6. D3

= 1/6. 63,53

100

= 42674,646

Mn = 42674,646 x 250

= 10668661 Nmm

ØMn = 0,85 x 10668661 Nmm

= 9068362,275 Nmm

Maka Mu ≤ ØMn

954795,1 Nmm ≤ 9068362,275 Nmm … OK

e. Luas neto

An ≤ 0,85 Ag

0,85 Ag = 0,85 x 3166,922 mm2

= 2691,884 mm2

Maka luas neto An ≤ 0,85. Ag

570,202 mm2 ≤ 2691,884 mm2 … OK

f. Cek kelangsingan batang

r = √4929,7

570,202 = 2,940

𝐿

𝑟 =

540

2,940

= 183,673 < 300… OK

g. Kontrol tegangan

σ ≤ σijin

Mu space frame = 22119,07 Nmm

Nu space frame = 15576,08 N

σ = 𝑁𝑢

𝐴𝑛

= 15576,08

570,202

101

= 27,317 N/mm2 (MPa)

σijin = 2/3. Fy

= 2/3. 250 MPa

=166,667 MPa

Maka tegangan σ ≤ σijin

27,317 ≤ 166,667 … OK

h. Kontrol lendutan

f ≤ f ijin

f ijin = L / 360

= 5440 / 360

= 15,11 mm

f = 5. 𝑞. 𝐿⁴

384𝐸𝐼+

𝑃. 𝐿3

48𝐸𝐼

I = ½ m (R12+R2

2)

m = 13,692 kg/m = 0,0137 kg/mm2

I = ½ x 0,0137 x (63,52+57,52)

= 50,269 kgmm

= 492,97 Nmm

q = 20 kg/m2 = 20x 10−6 kg/m2 (beban mati atap)

(karena space frame hanya terbebani penutup atap)

= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2

P = 20 kg/m2 (beban hidup air hujan)

= 196,13 N/m2 = 196,13 x 10−6N/mm2

P = 60 kg/m2 (beban hidup air hujan atap bergerak)

= 588,4 N/m2 = 588 x 10−6N/mm2

f = 5 𝑥 (196,13 x 10−6)𝑥 5440⁴

384 𝑥 200000 𝑥 492,97 +

(196,13 x 10−6) 𝑥 54403

48 𝑥 200000 𝑥 492,97

= 1,028 mm / Pipa

Terhadap atap bergerak

102

f = 5 𝑥 (196,13 x 10

−6)𝑥 5440⁴

384 𝑥 200000 𝑥 10950,38+ (588 x 10

−6)𝑥 5440

3

48 𝑥 200000 𝑥 10950,38

= 1,041 mm / Pipa

Maka kontrol lendutan f ≤ f ijin

1,041 mm ≤ 15,11 mm … OK

Tabel 4.4 Gaya dan kontrol batang rangka atap

Ukuran Pipa Gaya Aksial (N)

Tegangan (MPa)

Lendutan (cm)

18’’ 138446,6 4,079 0,337

6’’ 138446,6 66,192 4,323

2,5’’ 15576,08 27,317 1,041

Lendutan rangka atap didapatkan dari program

komputer

0,000188 mm

4.5 Perhitungan Las

Diambil contoh perhitungan pada sambungan pipa yang memiIiki

gaya aksiaI maksimaI sebagai berikut:

Ru = 138446,6 N

Sesuai dengan tabel 2.14 maka profiI untuk batas kekuatan Ias

sudut dapat dihitung sebagai berikut:

1. Pipa 18’’- 25

a. KeIangsingan dinding kord

D/t ≤ 50

= 457,2 / 25

= 18,288

Maka kelangsingan dinding kord memenuhi syarat

18,288 ≤ 50 … OK

b. Rasio lebar

0,2 < Db/D ≤ 1

= 457,2/457,2

= 1

Maka rasio lebar pipa memenuhi syarat

0,2 < 1 ≤ 1 … OK

103

2. Pipa 6’’- 4,5

a. KeIangsingan dinding kord

D/t ≤ 50

= 152,45 / 4,5

= 33,878

Maka kelangsingan dinding kord memenuhi syarat

33,878 ≤ 50 … OK

b. Rasio lebar

0,2 < Db/D ≤ 1

= 152,45/457,2

= 0,333

Maka rasio lebar pipa memenuhi syarat

0,2 < 0,333 ≤ 1 … OK

3. Pipa 2,5 – 3

a. KeIangsingan dinding kord

D/t ≤ 50

= 63,5 / 3

= 21,167

Maka kelangsingan dinding kord memenuhi syarat

21,167 ≤ 50 … OK

b. Rasio lebar

0,2 < Db/D ≤ 1

= 63,5 / 63,5

= 1

Maka rasio lebar pipa memenuhi syarat

0,2 < 1 ≤ 1 … OK

Syarat keamanan struktur untuk sambungan jenis Ias harus

memenuhi persamaan Ru ≤ ØRu. Untuk jenis bahan Ias yang digunakan

adalah FE100xx dengan mutu las sebagai berikut:

Fu = 689,476 MPa

104

1. Pipa 18’’- 25

Ketebalan maksimum las sesuai dengan tebal profil sebesar t – 2

= 25 – 2 = 23 mm

Ketebalan minimum las sesuai dengan tebal profil pada tabel 2.11

sebesar t ≥ ¾’’ (19)

= 8 mm

a. Panjang Ias pada penampang

K = π.D

= π x 457,2

= 1436,336 mm

b. Kuat nominal sambungan Ias

fn ≤ Øfn

Øfn = 0,75 x 0,6 x Fu las

= 0,75 x 0,6 x 689,476

= 310,264 N/mm2

fn = 𝑅𝑢

𝐾

= 138446,6

1436,336 = 96,389 N/mm

Maka kuat nominaI sambungan Ias fn ≤ Øfn

96,389 N/mm ≤ 310,264 N/mm2… OK

c. Tebal efektif las

te = 0,707. tw

tw = 25 mm

= 0,707. 25

= 17,675 mm

d. Luas penampang

Ag = ¼. π. D2

105

= ¼ x π x 457,22

= 164173,223 mm2

e. Cek ketahanan nominal per satuan panjang

ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag. te

= 0,75 x 0,6 x 689,476 x 164173,223 x 17,675

= 900312777,6 N

Maka syarat las sudut Ru ≤ ØRu

138446,6 N ≤ 900312777,6 N … OK

2. Pipa 6’’- 4,5

Ketebalan maksimum las sesuai dengan tebal profil t ≤ ¼‘’ (6mm)

sebesar 6 mm

Ketebalan minimum las sesuai dengan tebal profil pada tabel 2.11 t ≤ ¼‘’

(6mm) sebesar (3 mm)

a. Panjang Ias pada penampang

K = π.D

= π x 152,45

= 478,936 mm

b. Kuat nominal sambungan Ias

fn ≤ Øfn

Øfn = 0,75 x 0,6 x Fu las

= 0,75 x 0,6 x 689,476

= 310,264 N/mm2

fn = 𝑅𝑢

𝐾

= 138446,6

478,936 = 289,071 N/mm

106

Maka kuat nominaI sambungan Ias fn ≤ Øfn

289,071 ≤ 310,264 N/mm2… OK

c. Tebal efektif las

te = 0,707. tw

tw = 4,5 mm

= 0,707. 4,5

= 3,182 mm

d. Luas penampang

Ag = ¼. π. D2

= ¼ x π x 152,452

= 18253,441 mm2

e. Cek ketahanan nominal per satuan panjang

ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag. te

= 0,75 x 0,6 x 689,476 x 18253,441 x 3,182

= 18020904,65 N

Maka syarat las sudut Ru ≤ ØRu

138446,6 N ≤ 18020904,65 N … OK

3. Pipa 2,5’’- 3

Ru = 15576,08 N

Ketebalan maksimum las sesuai dengan tebal profil t ≤ ¼‘’ (6mm)

sebesar 6 mm

Ketebalan minimum las sesuai dengan tebal profil pada tabel 2.11 t ≤ ¼‘’

(6mm) sebesar (3 mm)

f. Panjang Ias pada penampang

K = π.D

= π x 63,5

= 199,491 mm

107

g. Kuat nominal sambungan Ias

fn ≤ Øfn

Øfn = 0,75 x 0,6 x Fu las

= 0,75 x 0,6 x 689,476

= 310,264 N/mm2

fn = 𝑅𝑢

𝐾

= 15576,08

199,491 = 78,079 N/mm

Maka kuat nominaI sambungan Ias fn ≤ Øfn

78,079 N/mm ≤ 310,264 N/mm2 … OK

h. Tebal efektif las

te = 0,707. tw

tw = 3 mm

= 0,707. 3

= 2.121 mm

i. Luas penampang

Ag = ¼. π. D2

= ¼ x π x 63,52

= 49,873 mm2

j. Cek ketahanan nominal per satuan panjang

ØRu = 0,75 x 0,6 x Fu las x Ag. te

= 0,75 x 0,6 x 689,476 x 49,873 x 2.121

= 328199,435 N

Maka syarat las sudut Ru ≤ ØRu

15576,08 N ≤ 328199,435 N … OK

108

Tabel 4.5 Ukuran las yang digunakan

Ukuran pipa (inch)

Tebal max (mm)

Tebal min (mm)

Kebutuhan tebal las (mm)

Panjang (mm)

Pipa 18’’ 23 8 17,675 1436,33

Pipa 6’’ 6 3 3,182 478,94

Pipa 2,5’’ 6 3 2,121 199,5

catatan : jika kebutuhan las dibawah tebal minimum maka yang digunakan

adalah tebal minimum

Tabel 4.6 Perbandingan hasil perencanaan

No Desain Ulang Perencana

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Sambungan las

Maksimum ukuran pipa sebesar 18’’

Konvigurasi bentuk space truss dengan

perencana.

a. Momen max tumpuan sebesar

954795,1 Nmm

b. Tegangan pada joint

- Arah x = 65,8116 MPa

- Arah y = 59,6662 MPa

c. Gaya geser pada joint

- Arah x = 3140737 N

- Arah y = 2233970 N

d. Gaya aksial pada batang (Nu)

- Max = 138446,6 N

- Min = -366831,9 N

Lendutan

- Lendutan pipa 18’’ sebesar 0,337mm

- Lendutan pipa 6’’ sebesar 4,323mm

- Lendutan pipa 2,5’’ sebesar 1,041mm

- Lendutan rangka atap 0,000188 mm

Stress ratio < 1

- Sambungan ball joint

- Maksimum ukuran pipa 24’’

- Space truss dengan bangun

ruang persegi.

- Lendutan terjadi < Lendutan

ijin

(L/360) = 77,77cm

- Stress ratio < 1

109

5 BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasiI anaIisa perhitungan Rangka Atap Space Truss pipa

baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana yang

menggunakan program komputer didapat kesimpulan sebagai berikut :

1. Pada perencanaan space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk

yang berbeda dengan perencana dengan dimensi pipa 18”, 6”, dan 2,5”

dangan panjang bentangan 280m, lebar bentangan 260m dengan tinggi

puncak 78,76m menggunakan bentuk space truss yang mampu

menahan beban-beban yang bekerja.

2. Tegangan dan lendutan yang terjadi pada space truss pipa baja

berbentuk segeitig akibat beban yang bekerja adalah :

a. Tegangan yang terjadi pada masing-masing pipa baja sebagai

berikut:

e. Pipa baja ukuran 18”

Tegangan yang dihasilkan oleh beban yang bekerja sebesar

4,079 MPa dengan batas tegangan ijin sebesar 166,667 MPa.

f. Pipa baja ukuran 6”

Tegangan yang dihasiIkan oleh beban yang bekerja sebesar

66,192 MPa dengan batas tegangan ijin sebesar 166,667 MPa.

g. Pipa baja ukuran 2,5”

Tegangan yang dihasiIkan oleh beban yang bekerja sebesar

27,317 MPa dengan batas tegangan ijin sebesar 166,667 MPa.

b. Lendutan yang terjadi pada struktur rangka atap space truss pipa

baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana

akibat beban yang bekerja dengan lendutan ijin sebesar 15,11 mm

sebagai berikut :

h. Pipa 18’’ lendutan yang terjadi sebesar 0,337 mm

i. Pipa 6’’ lendutan yang terjadi sebesar 4,323 mm

j. Pipa 2,5’’ lendutan yang terjadi sebesar 1,041 mm

110

3. Ukuran ketebalan Ias sudut minimum yang digunakan daIam

sambungan masing-masing joint space truss pipa baja dengan

konfigurasi bentuk yang berbeda dengan perencana sebagai berikut:

a. Pipa 18’’ tebal efektif 17,676 mm

b. Pipa 6’’ tebal efektif 3,182 mm

c. Pipa 2,5’’ tebal efektif 3 mm

4. Penggunaan space truss pipa baja lebih efektif dalam bentang yang

cukup lebar karena struktur pada masing-masing batang saIing

menguatkan, terutama pada joint yang menggunakan sambungan

tipe las akan mengurangi beban ditiap joint dibandingkan

menggunakan sambungan baII joint yang mempunyai berat 30 kg/

ball joint.

5. Tabel perbandingan hasil analisis

No Desain Ulang Perencana

1.

2.

3.

4.

Sambungan las

Maksimum ukuran pipa sebesar 18’’

Konvigurasi bentuk space truss dengan

perencana.

a. Momen max tumpuan sebesar

954795,1 Nmm

b. Tegangan pada joint

- Arah x = 65,8116 MPa

- Arah y = 59,6662 MPa

c. Gaya geser pada joint

- Arah x = 3140737 N

- Arah y = 2233970 N

d. Gaya aksial pada batang (Nu)

- Max = 138446,6 N

- Min = -366831,9 N

- Sambungan ball joint

- Maksimum ukuran pipa 24’’

- Space truss dengan bangun

ruang persegi.

- Lendutan terjadi < Lendutan

ijin

(L/360) = 77,77cm

111

5.

6.

Lendutan

- Lendutan pipa 18’’ sebesar 0,337mm

- Lendutan pipa 6’’ sebesar 4,323mm

- Lendutan pipa 2,5’’ sebesar 1,041mm

- Lendutan rangka atap 0,000188 mm

Stress ratio < 1

- Stress ratio < 1

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan pada saat merencanakan rangka atap

space truss pipa baja dengan konfigurasi bentuk yang berbeda dengan

perencana adalah :

1. PemiIihan bentuk space truss pipa baja yang digunakan harus lebih

memperhatikan batang pada masing-masing joint sehingga beban bisa

tersalurkan secara merata.

2. Untuk space truss yang digunakan dalam bentangan yang cukup Iuas

perlu diperhatikan secara teIiti tentang dimensi pada saat melakukan

desain karena akan berpengaruh besar pada tiap joint maupun rangka

batang.

3. Penggunaan sambungan pada maisg-masing joint harus diperhatikan

perbandingan dimensi dengan gaya yang dihasiIkan karena akan

berpengaruh dengan beban yang diterima oleh rangka atap itu sendiri.

4. PeneIitian ini dapat diIanjutkan dengan menghitung koIom yang

menopang Iangsung atap stadion untuk mengetahui besaran gaya yang

diterima oleh koIom utama ketika sambungan pada joint rangka atap

menggunakan Ias karena akan mengurangi beban dari atap itu sendiri.

112

DAFTAR PUSTAKA

Annisa Ariyanti. (2015). “‘Modifikasi Perencanaan Stadion Indoor Surabaya

Sport Center (SSC) Dengan Menggunakan Sistem Rangka Ruang (Space

Truss).’” Jurnal Penelitian, Teknik Sipil FTSP-ITS, Surabaya.

ASCE7-10. (2010). A S C E S T A N D A R D Loads for Buildings. In B.

Alexander (Ed.), Buku ASCE 7-10 U.S.A (p. 658). Amerika: Alexander Bell

Drive Reston Virginia.

Badan Standarisasi Nasional. (2013). SNI 1727-2013 “Beban Minimum Untuk

Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain.” Jakarta: Badan

Standarisasi Nasional.

Badan Standarisasi Nasional. (2015). SNI 1729-2015 - “Spesifikasi Untuk

Bangunan Gedung Baja Struktural.” Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.

Ellizar, E. (2019). “‘Sistem Struktur Atap & Teknologi Bahan Bangunan Terminal

Pulo Gebang.’” Jurnal Arsitektur, Program Studi Asitektur Fakultas

UNKRIS, Jati Waringin.

Fajaria Dewi Kurnia. (2015). “‘Redesign Struktur Atap Dengan Model Space

Truss (Rangka Ruang) Pada Stadion Jember Sport Garden.’” In Skripsi,

Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Institut Teknologi Nasional Malang.

Hardi. (2003). SISTEM_STRUKTUR_RANGKA_RUANG_SPACE_FRAME.

Hariyanto, A. (2014). “‘Penerapan Struktur Space Frame Pada Hanggar

Pemeliharaan Pesawat Di Bandara Samarinda Baru.’” Jurnal Penelitian,

Jurusan Arsitektur, Fskultas Teknik, Universitas Brawijaya.

Irfandianto, M. (2000). “Perencanaan Struktur Stadion MIMIKA Dengan Rangka

Atap Space Frame.” Tugas Akhir, Fakultas Teknik Sipil ITS.

Jakarta International Stadium. (2020). Laporan Struktur Atap Jakarta

International Stadium. Jakarta.

Kurniawan, A. (2007). “Struktur Rangka Batang Tower Crane.” Tugas Akhir,

113

Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Muhammad, S. (2017). “Redesain Struktur Atas (Upper Structure ) Gedung

Kantor DPPKAD Kab. Purworejo Menggunakan Konstruksi Baja.” Tugas

Akhir, Program Studi Teknik Sipil; Fakultas Teknik; Universitas

Muhammadiyah Purworejo.

Oktarina A DKK, 2015. (2015). “Analisa Perbandingan Rangka Atap Baja

Ringan Dan Rangka Atap Kayu.” Jurnal Konstruksi, Teknik Sipil Universitas

Bangka Belitung.

Setiawan, A. (2008). Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD. In L.

Simarmata (Ed.), Buku Metode LRFD, Semarang (2nd ed.). Semarang:

Erlangga.

Subagio, A. S. (2017). “Modifikasi Struktur Atap Stadion Mimika-Papua

Menggunakan Rangka Baja Ruang Tipe Busur.” Tugas Akhir, Fakultas

Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh November.

114

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal

NIM : 2016-21-114

Nama : Achmad Jovi Krismanda

Tempat / Tgl. Lahir : Jember, 14 Juni 1998

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Agama : Islam

Status : Mahasiswa

Program Studi : Teknik Sipil

Alamat Rumah : Dsn Semboro Kidul, Desa.Semboro, Kecamatan

Semboro, Jember Jawa Timur 68157

No. HP : 08111718100

Email : achmadjovikrismanda@gmail.com

Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

SD SD Negeri Semboro 03 - 2010

SMP SMP Negeri 1 Semboro - 2013

SMA SMK Negeri 8 Jember TKR 2016

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.

Jakarta,3 Agustus 2020

(Achmad Jovi Krismanda)

115

LAMPIRAN-LAMPIRAN

116

LAMPIRAN 1 Dokumen Perencana

LAMPIRAN DATA PERENCANA

117

Dimensi Atap

- Tinggi puncak struktur utama dari Iapangan bola (r) = 78.76 m

- Tinggi dinding non “roof” ke Iapangan bola (z) = 63.05 m

- Tinggi rata rata “roof” (h) = 72.63 m

- Bentang pendek (L) = 260.00 m

- Bentang Panjang (B) = 280.00 m

- Luas datar = 52596 m2

Pembebanan

- Lampu penerangan umum

Jumlah = 2826 buah

Berat total = 28260 kg

- Speaker Lapangan

Jumlah = 12 buah

Berat total = 5280 kg

- Speaker Tribun Depan

Jumlah = 32 buah

Berat total = 14560 kg

- Speaker Tribun Belakang

Jumlah = 36 buah

Berat total = 10440 kg

- Sport Flood Light LED 1500 W DMX (Catwalk sisi barat & timur)

Jumlah = 332 buah

Berat total = 19920 kg

- Sport Flood Light LED 1500 W DMX (Catwalk sisi utara & selatan)

Jumlah = 144 buah

Berat total = 8640 kg

- Sport Flood Light LED 1100 W (Keliling catwalk)

Jumlah = 180 buah

Berat total = 10800 kg

- Flood light LED RGBW 150 W

Jumlah = 74 buah

Berat total = 2220 kg

118

- Moving Light Hybrid 800 W DMX (Keliling catwalk)

Jumlah = 74 buah

Berat total = 4440 kg

- Mahkota Geser

Berat = 581680 kg

- Talang

Berat = 100 kg/m’

Panjang = 882 m

- Lisplank

Berat total = 89100 kg

- Catwalk

Berat = 41070 kg

- Beban Penutup Atap (Aluminium Metal Sheet)

Berat = 20 kg/m2

Luas cembung = 53214 m2

- Solar CeII

Berat / moduI = 25 kg/m2

Berat = 83600 kg

- Beban temperature suhu = 20 derajat

- Beban tambahan permintaan = 1500 ton

- Kecepatan angin 40 m/s

Diameter pipa cm, (Inchi)

Tebal (mm)

Diameter pipa cm, (Inchi)

Tebal (mm)

6,35 (2,5) 3 50,8 (20) 20

15,24 (6) 4,5 50,8 (20) 25

20,32 (8) 8 55,88 (22) 20

25,4 (10) 9 55,88 (22) 25

32,385 (12,75)

12,5 60,96 (24) 20

35,56 (14) 16 60,96 (24) 25

40,64 (16) 16 60,96 (24) 32

45,72 (18) 20 60,96 (24) 40

45,72 (18) 25 60,96 (24) 60

119

LAMPIRAN 2 Dokumen Perencana

LETAK DAN POSISI BEBAN MATI

120

1. Joint catwalk

2. Joint catwalk sisi barat dan timur

3. Joint catwalk sisi utara dan selatan

121

4. Joint mahkota (posisi buka dan tutup)

5. joint speaker lapangan

6. joint solar cell

122

7. Joint tribun depan

8. joint tribun belakang

123

LAMPIRAN 3 Asistensi Dosen Pembimbing

LANGKAH PEKERJAAN ANALISIS

124

1. Import gambar rangka atap yang didesain pada AutoCad ke dalam

program SAP 2000, File – Import – DXF – Pilih file desain yang sudah

dalam bentuk DXF.

2. Mendefinisikan tumpuan berupa jepit, Assign – joint – Pilih jenis tumpuan

yang digunakan (jepit).

3. Membuat mutu material pipa baja yang akan digunakan (BJ 41/ASTM

A36), Define – Material properti – add new model – steel - masukkan data

material yang dibutuhkan.

125

4. Mendefinisikan ukuran pipa baja beserta mutunya sesuai ukuran dimensi

pipa yang digunkan (Diameter 18”, 6”, 2,5”), Define – Material section –

add new model – pilih penampang lingkaran dan masukkan data.

5. Membuat dimensi pipa baja sesui yang dibutuhkan, Define – Material

section – add new model – pilih penampang lingkaran dan masukkan data.

6. Mendefinisikan jenis pipa baja yang digunakan kedalam gambar rangka

yang sudah ada, Pilih rangka batang yang akan didefinisikan – Assign –

Frame – Frame section – Pilih dimensi pipa yang sudah disiapkan.

126

7. Mendefinisikan balok penghubung antara pier head dengan mutu balok fc’

35 dengan dimensi balok 1x2 m, Define – Material property – Add new

model – pilih concrete – Masukkan mutu beton yang digunakan.

8. Mendefinisakn mutu tulangan yag digunakan dengan mutu BJ 41, Define

– Material property – add new model – pilih rebar – masukan mutu tulangan

yang digunakan.

127

9. Menentukan jenis tanah pada pembangunan untuk desain respon

spektrum dengan ratio 0,1, jenis tanah lunak, Define – Function – Respon

spectrum – add new model – masukkan jenis tanah dan ratio.

10. Membuat respon spectrum pada desain sesuai dengan perhitungan yang

dibuat sesuai tabel 4.1, Setelah memasukan data tanah – convert to user

defined – masukan tabel hasil perhitungan untuk membuat grafik.

128

11. Mendefinisikan beban yang akan bekerja pada rangka atap, Define – Load

pattern – masukkan beban yang digunakan.

12. Mendefinisiakan kecepatan angin sesuai lokasi pembangunan dengan

besaran kecpatan 40m/s atau setara dengan 89,77 mph, Define – Load

pattern – pilih beban angin (W) – Modify – Masukan kecepatan angin dalam

satuan Mph.

13. Mendefinisikan beban gempa (Ex) berdasarkan respon spektrum yang

telah dibuat dengan scale factor 1,25 sesuai kelas resiko bangunan IV,

Define – Load case – Beban gempa (Ex) – Modify – scale factor.

129

14. Mendefinisikan beban gempa (Ey) berdasarkan respon spektrum yang

telah dibuat dengan scale factor 1,25 sesuai kelas resiko bangunan IV,

Define – Load case – Beban gempa (Ey) – Modify – masukan scale factor.

15. Membuat beban kombinasi sesuai tabel 4.2, Define – Load combination –

Masukan beban kombinasi sesuai perhitungan.

16. Mendefinisikan beban kombinasi berdasarkan koefisien pada tabel 4.2,

Define – Load combination – Add new model – masukan koefisien.

130

17. Membuat grup pada masing-masing batang dengan beban yang sama

agar mempermudah saat mendefinisakan beban, Define – Add new group

– add new group.

18. Mendefinisikan beban mati berdasarkan hasil perhitungan berdasarkan

perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign – joint

load – pilih DL – masukan beban sesuai arah beban.

19. Mendefinisikan beban hujan berdasarkan hasil perhitungan berdasarkan

perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign – joint

load – pilih R – masukan beban sesuai arah beban.

131

20. Mendefinisikan beban angin datang berdasarkan perhitungan yang

tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign – joint load – pilih W –

masukan beban sesuai arah beban.

21. Mendefinisikan beban angin tengah sisi kanan berdasarkan perhitungan

berdasarkan perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint –

Assign – joint load – pilih W – masukan beban sesuai arah beban.

22. Mendefinisikan beban angin tengah sisi kiri berdasarkan perhitungan

berdasarkan perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint –

Assign – joint load – pilih W – masukan beban sesuai arah beban.

132

23. Mendefinisikan beban angin pergi bedasarkan perhitungan berdasarkan

perhitungan yang tercantum pada sub bab 4.2.3, Pilih joint – Assign –

joint load – pilih W – masukan beban sesuai arah beban.

24. Mendefinisikan beban temperature sebesar 20°C, Pilih Frame – Assign –

frame load – pilih temperature – masukan nilai temperature.

25. Menyatukan tumpuan agar beban dapat merata pada masing-masing

tumpuan, Pilih joint tumpuan – Assign – Joint -Constraints.

133

26. Menuntukan kode desain yang sesauai dengan acuan SNI 1729-2015

teentang baja berupa AISC 360-10, Design – Steel frame – Steel frame

design preferences – pilih sesuai acuan SNI yang digunakan.

27. Release frame pada rangka atap untuk menghilangkan momen yang

akan terjadi, Pilih semua batang – Assign – Frame – Release frame.

134

28. Mendefinisikan run analysis berdasarkan jenis rangka (space truss),

Analysis – Analysis options – Piliih space truss.

29. Run Analysis rangka yang sudah diberikan beban sesuai perhitung,

Analysis – Run analysis – untuk modal Don’t run – Run now.

30. Move beban kombinasi pada saat proses run Analysis, Design -Steel

frame – load combination – move beban kombinasi.

135

31. Reaksi struktur rangka atap space truss pipa baja dengan bangun ruang

segitiga setalah dilakukan run analysis dimana warna rangka atap

berwarna kuning dan biruyang artinya masih dalam batas aman. Design –

Analysis steel.

32. Cek lendutan yang terjadi pada rangka atap dengan beban kombinasi

maksimal (kombinasi 14). Design - Show force – pilih M – Show max.

136

33. Cara melihat tabel pembebanan, reaksi tumpuan dan gaya aksial pada

frame hasil dari run analysis. Display – show table – pilih data yang akan

dimunculkan – select load cases – pilih beban yang akan dilihat.

34. Pilih beban kombinasi 1-14 untuk bisa melihat beban kombinasi maksimal.

select load cases – pilih beban yang ingin dilihat.

137

35. Export tabel yang sudah muncul ke dalam excel agar lebih mudah dalam

mencari nilai kombinasi maksimal. File – export all table – to excel.

138

LAMPIRAN 4 Asistensi Dosen Pembimbing

LAMPIRAN ASISTENSI DOSEN PEMBIMBING

139

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI

Nama Mahasiswa : Achmad Jovi Krismanda

NIM : 2016 – 21 – 114

Program Studi : Teknik Sipil

Jenjang : Sarjana

Pembimbing Utama : Ir. Tri Yuhanah, M.T.

Judul Tugas Akhir : Studi Alternatif Model Rangka Atap Jakarta

International Stadium dengan Konstruksi

Baja Tipe Space Truss

No. Tanggal Materi Bimbingan Paraf Pembimbing

1.

2.

3.

29-03-2020

10-04-2020

13-04-2020

- Perbaiki judul

- Perbaiki ruang lingkup

- Perbaiki latar belakang

- Perbaiki tulisan

- Gunakan SNI terbaru

- Perbaiki flowchart

- Perbaiki penulisan judul

- Perbaiki tabel

- Buat daftar pustaka

- Sesuaikan kode baja dengan ASTM

- Perbaiki nama space truss

140

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

16-04-2020

17-04-2020

21-04-2020

22-04-2020

25-04-2020

30-04-2020

1-05-2020

- Sesuaikan isi dengan SNI baru

- Perbaiki penulisan daftar pustaka

- Perbaiki penulisan literatur

- Perbaiki Gambar peta zonasi gempa

- Perbaiki teori yang digunakan

- Perbaiki lembar persetujuan

- Penambahan teori las sudut

- Gunakan SNI gempa 2019

- Sesuaikan spesifikasi perencanaan

dengan SNI baja 2015

- Perbaiki SNI baja untuk desain

seismic

- Perbaiki penulisan sambungan

pada joint

- Perbaiki daftar pustaka

- Perbaiki latar belakang alinea terakhir

- Perbaiki Referensi

- Perbaiki penulisan Tabel dan gambar

- Perbaiki daftar pustaka

- Perbaiki format penomoran

- Perbaiki standar pembebanan

- Perbaiki BAB 1 terkait sambungan tipe

las

- Cek pembebanan pada ASE 7-10

- Perbaiki flowcart

- Perbaiki susunan penomoran sub bab

141

11.

12.

13.

14.

15.

16.

2-05-2020

3-05-2020

23-06-2020

9-07-2020

15-07-2020

27-07-2020

- Tambahkan lampiran

- Lengkapi model space truss dari

perencana dan yang dianalisis

- Perbaiki alur penggunaan rumus

- Acc Proposal

- Buat tebel pembebanan sesuai

perhitungan

- Cari beban combinasi maksimal

- Buat langkap pekerjaan pembebanan

dan analisis

- Tambahkan keterangan perbedaan

dengan perencana

- Perbaiki format skripsi

- Tambahkan keterangan desain

dengan teori

- Tambahkan keterangan jarak dan

bentuk tumpuan

- Perbaiki lampiran

- Perbaiki abstrak

- Perbaiki analisa yang akan dilakukan

dengan ruang lingkup konfigurasi

bentuk

- Tambahkan total beban pada joint

atas dan bawah

- Tambah cara pemilihan las untuk

erection dengan bentang 280m

142

17.

18.

19.

29-07-2020

30-07-2020

03-07-2020

- Perbaiki tulisan dan keterangan

gambar

- Definisikan beban tambahan yang

diminta

- Tambahkan keterangan hasil gaya

aksial

- Tambahkan tahap run analysis

tentang beban kombinasi

- Tambahkan tabel ukuran pipa dari

perencana

- buat tabel hasil perhitungan

- Tambahkan proses run analysis

- ACC