Struktur Baja 2 - Agus Budiyanto

TUGAS BESAR PERENCANAAN KUDA-KUDA BAJA

Dibuat untuk memenuhi salah satu syarat dalam kegiatan perkuliahan

Mata Kuliah Struktur Baja 2

Disusun Oleh :

AGUS BUDIYANTO NIM : KB112006

BIDANG KEAHLIAN : TEKNIK SIPIL

PROGRAM KEAHLIAN : TEKNIK KONSTRUKSI BANGUNAN GEDUNG

POLITEKNIK TEDC BANDUNG Jl. Pesantren km.2 Telp./Fax : (022) 6645951, Kota Cimahi Kode Pos 40513

Email:[email protected],Websitehttp://www.poltektedc.ac.id2014

ii

KATA PENGANTAR

Assalammualaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT., karena atas berkat dan rahmat

serta Hidayah-Nya sehingga tugas ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas ini merupakan

tugas besar dan sekaligus evaluasi tugas-tugas sebagai tindak lanjut dari sebelum

pelaksanaan Semester V.

Tugas ini disusun berdasarkan dari berbagai literatur, selama melaksanakan penyusunan

tugas ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada orang yang telah mendukung serta

membantu terselesainya tugas ini.

Dengan keterbasan pengetahuan dan ilmu, penulis menyadari dalam penyusunan tugas

ini masih terdapat kekurangan, analisa pembahasan, ataupun editorialnya. Oleh karena itu

saran dan masukkan yang membangun, akan penulis terima dengan tangan terbuka.

Akhir kata semoga tugas ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pihak-pihak lain pada

umumnya.

Wassallammualaikum Wr. Wb.

Bandung, Januari 2014

Penulis

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI

iii

BAB I PENDAHULUAN 1 I.1 Pengertina Baja 1 I.2 Keuntungan Baja dalam Struktur Bangunan 1 I.3 Kelemahan Baja dalam Struktur Bangunan 2 I.4 Bentuk Profil Baja 2 I.5 Sifat Metalurgi Baja 2 I.6 Bentuk-bentuk Baja dalam Perdagangan 4 I.7 Macam-macam Bentuk Kuda-kuda Baja 4 I.8 Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Baja 5 I.9 Jenis-jenis Alat Penyambung Baja 5

BAB II RANCANGAN KONSTRUKSI BAJA 10

II.1 Macam-macam Pembebanan 10 II.2 Perhitungan Dimensi Gording 10 II.3 Perhitungan Dimensi Trackstang (Batang Tarik) 13 II.4 Perhitungan Gaya-gaya Batang 15 II.5 Perhitungan Sambungan 17

BAB III PERHITUNGAN RANCANGAN KUDA-KUDA 19

III.1 Perhitungan Dimensi Gording 20 III.2 Perhitungan Dimensi Trackstang (Batang Tarik) 28 III.3 Perhitungan Dimensi Ikatan Angin 30 III.4 Perhitungan Konstruksi Tangka Batang 32 III.5 Perhitungan Gaya-gaya Batang 34 III.6 Mendimensi Batng Kuda-kuda 55 III.7 Perhitungan Sambungan Baut 62 III.8 Perhitungan Pelat Kopel 69 III.9 Perhitungan Lendutan Kuda-kuda 74

BAB IV PENUTUP 75

iv

IV.1 Kesimpulan 75 IV.2 Saran 77

Daftar Pustaka 78 Lampiran Lampiran 79

BAB I PENDAHULUAN

POLITEKNIK TEDC BANDUNG TEKNIK KONSTRUKSI BANGUNAN

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Pengertian Baja

Baja struktur adalah suatu jenis baja berupa batangan dan pelat,

yang berdasarkan pertimbangan ekonomi, kekuatan, dan sifatnya, cocok

untuk pemikul beban. Baja struktur banyak digunakan dalam pembuatan

bangunan seperti gedung, pabrik, jembatan, dll.

Pembuatan baja dilakukan dengan pembersihan dalam temperatur

tinggi. Besi mentah tidak dapat ditempa. Dimana pembuatan baja dengan

menggunakan proses dapur tinggi dengan bahan mentahnya biji besi (Fe)

dengan oksigen (O) dan bahan-bahan lainnya.

I.2. Keuntungan Baja dalam Struktur Bangunan

Beberapa keuntungan yang diperoleh dari baja sebagai bahan

struktur adalah sebagai berikut :

1. Baja mempunyai kekuatan cukup tinggi dan merata.

2. Baja adalah hasil produksi pabrik dengan peralatan mesin-mesin yang

cukup canggih dengan jumlah tenaga manusia relatif sedikit, sehingga

pengawasan mudah dilaksanakan dengan seksama dan mutu dapat

dipertanggungjawabkan.

3. Pada umumnya struktur baja mudah dibongkar pasang, sehingga

elemen struktur baja dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai

bentuk struktur.

4. Jika pemeliharaan struktur baja dilakukan dengan baik, struktur dari

baja dapat bertahan cukup lama.

AGUS BUDIYANTO I WANNA BE STRUCTURE ENGINEER BUILDING 1


I.3. Kelemahan Baja dalam Struktur Bangunan

Selain memiliki keuntungan, baja juga memiliki kelemahan sebagai

bahan bangunan Diantaranya adalah:

1. Memerlukan pemeliharaan secara berkala, yang mebutuhkan

pembiayaan yang tidak sedikit.

2. Kekuatan baja dipengaruhi oleh temperature yag tinggi kekuatan

berkurang

3. Bahaya tekuk mudah terjadi, karena kekuatannya cukup tinggi maka

banyak dijumpai batang struktur yang langsing.

I.4. Bentuk Profil Baja

Baja struktur diproduksi dalam berbagai bentuk profil. Bentuk profil

baja yang sering dijumpai dipasaran seperti : siku-siku, kanal, I atau H,

jeruji, sheet piles, pipa, rel, plat, dan kabel. Disamping itu ada profil yang

bentuknya serupa dengan profil I tetapi sayapnya lebar, sehingga disebut

profil sayap lebar (wide flange). Beberapa kelebihan dari wide flange, yaitu:

1. Kekuatan lenturnya cukup besar

2. Mudah dilakukan penyambungan

Adanya kelebihan diatas menjadikan wide flange sering digunakan

sebagai kolom dan balok pada bangunan gedung, gelagar dan rangka

jembatan, dan bangunan struktur lainnya. Khusus untuk wide flange

dengan perbandingan lebar sayap dan tinggi profil (b/h) sama dengan satu

atau disebut juga profil H. Profil H ini sangat cocok digunakan untuk struktur

pondasi tiang pancang.

I.5. Sifat Metalurgi Baja

Sifat metalurgi baja ini sangat berkaitan erat dengan fungsi dari

unsur-unsur atau komponen kimia dalam baja. Baja struktur yang biasa

dipakai untuk struktur rangka bangunan adalah baja karbon (carbon steel)



dengan kuat tarik sebesar 400 MPa, sedang baja struktur dengan kuat tarik

lebih dari 500 Mpa sampai 1000 Mpa disebut baja kekuatan tinggi (high

strength steel).

Sifat sifat Baja

Sifat yang dimiliki baja yaitu kekakuanya dalam berbagai macam

keadaan pembebanan atu muatan. Terutama tergantung dari :

Cara peleburannya

Jenis dan banyaknya logam campuran

Proses yang digunakan dalam pembuatan.

Berikut ini ada beberapa dalil yang menyangkut sifat-sifat baja :

Dalil I Besi murni tidak mempunyai sifat-sifat yang dibutuhkan untuk

dipergunakan sebagai bahan penanggung konstruksi.

Dalil II Peningkatan nilai dari sifat-sifat tertentu, lazim dengan tidak dapat

dihindarkan senantiasa mengakibatkan pengurangan dari nilai sifat-sifat

lain, misalnya baja dengan keteguhan tinggi, istimewa lazimnya kurang

kenyal.

Dalam praktek terdapat satu hal yang sangat penting bahwa sifai-

sifat konstruksi dapat berarti runtuhnya seluruh konstruksi, oleh karena itu :

1. Penentuan syarat minimum harus dimuat didalam deluruh kontrak

pemesanan, pembelian, atau penyerahan bahan.

2. Garansi tentang meratanya sifat-sifat itu harus didapatkan dengan

dilakukanya pengujian pada waktu penyerahan bahan.

3. Tuntutan yang tinggi tetapi tidak perlu benar, sebab beban tidak

bernilai tinggi itu lebih mahal atau ekonomis.

4. Sifat sifat ynag kita kehendaki harus ada, bukan saja pada waktu

sudah dikerjakan, yaitu setelah dipotong, digergaji, di bor, ditempa,

dibengkokan , dan lain-lain.



5. Sifat-sifat yang kita kehendaki harus ada bukan saja merugikan

dengan cara-cara yang tidak dapat dipertanggung jawabkan .

6. Bentuk-bentuk dari bagian-bagian bangunan dan sambungannya

harus di terapkan.

I.6. Bentuk-bentuk baja dalam perdagangan

1. Profil baja tunggal

Baja siku-siku sama kaki

Baja siku tidak sama kaki (baja T)

Baja siku tidak sama kaki (baja L)

Baja I

Baja Canal

Baja

2. Profil Gabungan

Dua baja L sama kaki

Dua baja L tidak sama kaki

Dua baja I

3. Profil susun

Dua baja I atau lebih

I.7. Macam-macam bentuk kuda-kuda Baja

a. Pratt Truss

b. Hows Truss

c. Pink Truss

d. Modified Pink Truss

e. Mansarde Truss

f. Modified Pratt Truss

g. Crescent Truss



I.8. Keuntungan dan kerugian Pengunaan Baja Keuntungan:

1. Bila dibandingkan dengan beton maka baja lebih ringan.

2. Apabila suatu saat konstruksi harus diubah,maka bahan baja akan

lebih mudah untuk dipindahkan.

3. Bila konstruksi harus dibongkar, baja akan dapt dipergunakan lagi

sedangkan konstruksi dengan beton tidak dapt digunakan lagi.

4. Pekerjaan konstruksi baja dapat dilakukan di bengkel sehingga

pelaksanaannya tidak membutuhkan waktu lama.

5. Bahan baja sudah mempunyai ukuran dan mutu tertentu dari

pabrik.

Kerugian:

1. Bila konstruksi terbakar, maka kekuatannya akan berkurang, pada

batas yang besar juga dapat merubah konstruksi.

2. Bahan baja dapat terkena karat, sehingga memerlukan perawatan.

3. Karena memiliki berat yang cukup besar, dalam melakukan

pengangkutan memerlukan biaya yang besar.

4. Dalam pelaksanaan konstruksi diperlikan tenaga ahli dan

berpengalaman dalam hal konstruksi baja.

I.9. Jenis-jenis alat Penyambung baja a. Baut

Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir,

salah satu ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk kepala

segi enam ) dan ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam

pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat

konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun

sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali. Bentuk

uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir segi tiga



(ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan

bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut

penggerak atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat

permesinan yang lain.

Baut untuk konstruksi baja bangunan dibedakan 2 jenis :

Baut Hitam

Yaitu baut dari baja lunak ( St-34 ) banyak dipakai untuk

konstruksi ringan/ sedang misalnya bangunan gedung, diameter

lubang dan diameter batang baut memiliki kelonggaran 1 mm.

Baut Pass

Yaitu baut dari baja mutu tinggi ( St-42 ) dipakai untuk

konstruksi berat atau beban bertukar seperti jembatan jalan raya,

diameter lubang dan diameter batang baut relatif pass yaitu

kelonggaran 0,1 mm.

Macam-macam ukuran diameter baut untuk konstruksi baja

antara lain :

7/16 ( d = 11,11 mm )

1/2 ( d = 12,70 mm )

5/8 ( d = 15,87 mm )

3/4 ( d = 19,05 mm )

7/8 ( d = 22,22 mm )

1 ( d = 25,40 mm )

11/8 ( d = 28,57 mm )

11/4 ( d = 31,75 mm )

Keuntungan sambungan menggunakan baut antara lain :

1. Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di

lapangan.

2. Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang.



3. Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d

( tidak seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ).

4. Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan

untuk konstruksi berat /jembatan.

b. Paku keling Paku keling adalah suatu alat sambung konstruksi baja yang

terbuat dari batang baja berpenampang bulat.

Menurut bentuk kepalanya, paku keling dibedakan 3 (tiga)

macam:

Paku keling kepala mungkum / utuh

d = diameter paku keling ( mm )

D = 1,6 d @ 1,8 d

H = 0,6 d @ 0,8 d

Paku keling kepala setengah terbenam


D = 1,6 d @ 1,8 d

H = 0,6 d @ 0,7 d

h = 0,4 d @ 0,6 d

Paku keling kepala terbenam


D = 1,6 d

H = 0,4 d @ 0,6 d

Paku keling untuk konstruksi baja terdapat beberapa macam

ukuran diameter yaitu :

11 mm,



14 mm,

17 mm,

20 mm,

23 mm,

26 mm,

29 mm, dan

32 mm.

c. Las Menyambung baja dengan las adalah menyambung dengan cara

memanaskan baja hingga mencapai suhu lumer (meleleh) dengan

ataupun tanpa bahan pengisi, yang kemudian setelah dingin akan

menyatu dengan baik. Untuk menyambung baja bangunan kita

mengenal 2 jenis las yaitu :

Las Karbid ( Las OTOGEN ) Yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar dari

gas oksigen (zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam

konstruksi baja las ini hanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan

atau konstruksi sekunder, seperti ; pagar besi, teralis dan

sebagainya.

Las Listrik ( Las LUMER ) Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk

pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua

buah kabel, satu kabel dihubungkan dengan penjepit benda kerja

dan satu kabel yang lain dihubungkan dengan tang penjepit batang

las / elektrode las.

Keuntungan Sambungan Las Listrik dibanding dengan Paku

keling / Baut :

1. Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama

elektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih

sempurna).

2. Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi.



3. Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih

ringan. Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1

1,5% dari berat konstruksi, sedang dengan paku keling / baut

berkisar 2,5 4% dari berat konstruksi.

4. Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat

lubang-lubang pk/baut, tak perlu memasang potongan baja

siku / pelat penyambung, dan sebagainya ).

5. Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak

dilubangi, sehingga kekuatannya utuh.


BAB II RANCANGAN KONSTRUKSI BAJA


BAB II

RANCANGAN KONSTRUKSI BAJA

II.1 Macam-Macam Pembebanan

Pembebanan yang digunakan pada konstruksi rangka baja

(pembebanan pada kuda-kuda), terdiri dari :

a. Beban Mati

Beban penutup atap dan gording ( tanpa tekanan angin ), dan

Berat sendiri kuda-kuda.

b. Beban Hidup

Beban berguna P = 100 Kg.

c. Beban Angin

Beban angin kanan, dan

Beban angin kiri.

d. Beban Plafond dan ME

II.2 Perhitungan Dimensi Gording

Gording diletakan diatas beberapa kuda-kuda yang fungsinya menahan

beban atap dan perkayuannya, dan kemudian beban tersebut disalurkan

pada kuda-kuda. Pembebanan pada gording berat sendiri gording dan

penutup atap

G = 12

+ 12

x L (meter) x berat per m penutup atap per m gording = a x berat penutup atap per m

Dimana : a = jarak gording

L = jarak kuda-kuda

Catatan: Berat penutup atap tergantung dari jenis penutup atap

Berat jenis gording diperoleh dengan menaksirkan dimensi gording,

biasanya gording menggunakan profil I, C (tabel profil) dan di dapat berat per



m gording.

Berat sendiri gording = g2 kg/m

Berat mati = b.s penutup atap + b.s gording

= (g1 + g2) kg/m

Gording di letakkan tegak lurus bidang penutup atap, beban mati (g)

bekerja vertikal.

gx = g sin

gy = g cos

Gording diletakkan diatas beberapa kuda-kuda, jadi merupakan balik

penerus diatas beberapa balok tumpuan (continuous bean). Untuk

memudahkan perhitungan dapat dianggap sebagai balok diatas dua

tumpuan statis tertentu dengan mereduksi momen lentur.

akibat gx Mgl = 0,80 (1/8 gx l2)

= 0,80 (1/8 sin l2)

akibat gy Myl = 0,80 (1/8 gy l2) = 0,80 (1/8 g cos l2)

a. Beban Berguna

Beban berguna P = 100 kg bekerja di tengah-tengah gording

Mmax = 80 % ( PL)



Akibat Px Mx2 = 0,80 ( PxL ) = 0,80 ( P sin L )

Akibat Py My2 = 0,80 ( Py L ) = 0,80 ( P cos L )

b. Beban Angin (W)

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal/aksial tarik

saja. Cara kerjanya, apabila yang satu bekerja sebagai batang tarik maka

yang lainnya tidak menahan apa-apa dan sebaliknya. Beban angin

dianggap bekerja tegak lurus bidang atap

Beban angin yang di tahan gording

W = a . x tekanan angin per meter (kg/m2)

Mmax = 80 % ( 1/8 WL2 ) = 0,80 ( 1/8 WL2 )

Akibat Wx Mx3 = 0

Akibat Wy My3 = 0,80 ( 1/8 WyL2 ) = 0,80 ( 1/8 W L2 )

c. Kombinasi Pembebanan

I. Mx total = Mx1 + Mx2

My total = My1 + My2

II. Beban mati + Beban berguna + Beban angin

Mx total = Mx1 + Mx2

My total = My1 + My2 + My3

d. Kontrol tegangan

Kombinasi I



21600 /Mxtotal Mytotal kg cmWy Wx

= + =

catatan : Jika ,

maka dimensi gording

diperbesar

Kombinasi II

1,25Mxtotal MytotalWy Wx

= + + =

catatan: jika 1, 25 ,

maka dimensi gording

diperbesar

Kombinasi III

e. Kontol lendutan

Akibat beban mati:

cmEILq

Fy

xxl 384

5 4= cm

EILq

Fx

y

3845 4

=

Akibat beban berguna

cmEILP

Fx

xx 48

3

2 = cmEILW

Fy

yy 48

5 32 =

Akibat beban angin

3xF =0 cm cmEILW

Fx

yy 384

5 43 =

Fx total = (Fx1+Fx2) F Fy total = (Fy1+Fy2+Fy3) F

fffF yx +=22

1 Catatan : jika Fx atau y > F maka dimensi gording di perbesar.

II.3 Perhitungan Dimensi Trackstang (Batang Tarik)

Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah

sumbu x (kemiringan atap dan sekaligus untuk mengurangi tegangan lentur

pada arah sumbu x).

Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka : AGUS BUDIYANTO

I WANNA BE STRUCTURE ENGINEER BUILDING 13


Gx = berat sendiri gording + penutup atap arah sumbu x

Px = beban berguna arah sumbu x

Pbs = Gx + Px

Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :

2PxGxPts

+=

ambilFnF

=

22

PxGxFn

Fn

PxGx +==

+

Fbr =125 % Fn Fbr = d2

Dimana : Fn = luas netto

Fbr = luas brutto

A = diameter batang tarik (diperoleh dari tabel baja)

a. Batang Tarik

Fn = p

Fbr = Fn + F Fbr = 125%

Dimana: Fn = Luas penampang netto

P = Gaya batang = Tegangan yang diijinkan

b. Batang Tekan

Lk = panjang tekuk (cm) Imin = 1,69 P.Lk Dimana: Imin = momen inersia minimum (cm4)

P = gaya batang tekan (Kg)

Setelah diperoleh Imin lihat tabel propil maka diperoleh

dimensi/ukuran propil.

Kontrol: - terhadap sumbu bahan

- terhadap sumbu bebas bahan



II.4 Perhitungan Gaya-gaya Batang

Besarnya gaya batang tidak dapat langsung dicari dengan cara

cremona, karena ada momen lentur pada kolom. Perhitungan dapat

diselesaikan dengan membuat batang-batang tambahan (fiktif). Selanjutnya,

dapat diselesaikan dengan cara cremona.

Ada dua cara untuk mencari besarnya gaya batang yaitu dengan cara :

1. Grafis, yaitu dengan cara cremona dan car cullman

2. Analistis, yaitu dengan cara ritter, cara Henenberg, cara keseimbangan

titik kumpul.

Untuk mencari gaya batang pada konstuksi kuda-kuda, biasanya

dipakai dengan cara cremona kemudian di kontrol dengan cara ritter. Selisih

kesalahan cara cremona ddan cara ritter maksimum 3 % jika lebih maka

perhitungan harus diulang.

Asumsi yang di ambil dalam penyelesaian konsrtuksi rangka batang,

terutama untuk mencari besarnya gaya batang, yaitu :

1. Titik simpul dianggap sebagai sendi (M = 0).

2. Tiap batang hanya memikul gaya normal atau aksial tarik atau tekan.

3. Beban dianggap bekerja pada titik simpul.

a. Beban mati, dianggap bekerja vertikal pada tiap-tiap titik simpul

batang tepi atas.

b. Beban angin, dianggap bekerja tegak lurus bidang atap pada tiap-

tiap simpul batang tepi atas.

c. Bahan plafon, dianggap bekerja vertikal pada tiap-tiap titik simpul

batang tepi bawah.

4. Gaya batang tekan arahnya mendekati titik simpul dan gaya batang

tarik arahnya menjauhi titik simpul.

a. Cara Cremona (Cara Grafis) AGUS BUDIYANTO



Dalam menyelesaiannya perlu diperhatikan:

1. Ditetapkan segala gaya ,yaitu dari satuan Kg/ton menjadi satuan

cm.

2. Penggambaran gaya batang dimulai dari titik simpul yang hanya

memiliki maksimum dua gaya batang yang belum diketahui.

3. Urutan penggambaran dapat searah jarum jam atau berlawanan

arah jarum jam. Keduanya jangan dikombinasikan.

4. Akhir dari penggambaran gaya batang harus kembali pada titik

dimulai penggambaran gaya batang.

Prosedur penyelesaian cara cremona:

1. Gambar bentuk kuda-kuda rencana dengan skala yang benar,

lengkap dengan ukuran gaya-gaya yang bekerja.

2. Tetapkan skala gaya dari Kg atau ton menjadi cm.

3. Cari besar resultan dari gaya yang bekerja.

4. Cari besar arah dan titik tangkap dari reaksi perletakan.

5. Tetapkan perjanjian arah urutan penggambarandari masing-

masing gaya batang pada titik simpul (searah atau berlawanan

jarum jam).

6. Gambar masing-masing gaya batang sesuai ketentuan pada

patokan yang berlaku.

7. Ukuran panjang gaya batang, tarik (+), atau tekan (-).

8. Besarnya gaya yang dicari adalah panjang gaya batang dikalikan

skala gaya.

b. Cara Ritter ( Analisis )

Mencari gaya-gaya dengan cara ritter bersifat analitis dan perlu AGUS BUDIYANTO



diperhatikan ketentuan berikut:

a. Membuat garis potong yang memotong beberapa batang yang

akan dicari.

b. Batang yang terpotong diasumsikan sebagai batang tarik. Arah

gaya menjauhi titik simpul.

Catatan : Sebaikanya ditinjau bagian konstruksi yang terdapat gaya lebih

sedikit, hal ini untuk mempercepat perhitungan.

Urutan cara penggambaran:

1. Gambar bentuk konstruksi rangka batang yang akan dicari, gaya

batang lengkap dengan ukuran dan gaya-gaya yang bekerja.

2. Cari besar reaksi perletakan

3. Buat garis potong yang memotong batang yang akan dicari gaya

batangnya.

4. Tinjau bagian konstruksi yang terpotong tersebut dimana terdapat

gaya-gaya yang lebih sedikit.

5. Tandai arah gaya dari batang yang terpotong tersebut dimana

terdapat gaya yang lebih sedikit.

6. Cari jarak gaya terhadap titik yang ditinjau.

7. Selanjutnya didapat gaya batang yang dicari.

II.5 Perhitungan Sambungan

Dalam kontruksi baja ada beberapa sambungan yang biasanya

digunakan. Pada perhitungan disini yang dipergunakan adalah sambungan

baut. Karena pada baut terdapat ulir yang menahan geser dan tumpul, maka

hanya diperhitungkan bagian galinya (kran). Akibat pembebanan

(tarik/tekan), pada baut bekerja gaya dalam berupa gaya geser dan gaya

normal. Gaya normal menimbulkan tegangan tumpu pada baut, sedangkan

gaya geser menimbulkan tegangan geser pada baut. Untuk perhitungan



sambungan dengan baut perlu diketahui besarnya daya pikul 1 baut terhadap

geser dan tumpu.

Fgs = . . d2

Ftp = d. Smin

Dimana : Fgs = Luas bidang geser

Ftp = Luas bidang tumpu

Smin = Tebal plat minimum

d = diameter baut

Catatan:

Untuk sambungan tunggal (single skear)

Ngs = . . d2

Untuk sambungan ganda (double skear)

Ngs = . . d2. C

Ntp = d. Smin . tp

Jika tumpu menunjukkan tegangan tumpu yang diijinkan, maka harus

diperhitungkan harga terkecil antara Pmaks tumpu dan Pmaks geser. Jadi banyaknya

baut adalah :

Jarak antar baut diambil 1,5d untuk jarak tepi ke as baut tepi dan 3d untuk

anatara baut-baut tengah.

p

maks

tNPn

.min=


BAB III PERHITUNGAN RANCANGAN

KUDA-KUDA


BAB III

PERHITUNGAN RANCANGAN KUDA KUDA

Gambar III.1. Perencanaan Kuda-kuda

Atap Type : A

Bahan penutup atap : Genteng

Jarak gading-gading kap : 3,50 m

Sudut (Kemiringan Atap) : 45,03432O

Bentang kap (L) : 5,006 m

Beban Angin Kiri : 40 kg/m2

Beban Plafond : GRC, 18 kg/m2

Beban Berguna (orang) : 100 kg

Sambungan : Baut



Tabel III.1. Tabel Panjang Batang

Nama Batang Panjang Bantang

S1 1,77095 m

S2 1,77095 m

S3 1,77095 m

S4 1,77095 m

H1 1,25150 m

H2 1,25150 m

H3 1,25150 m

H4 1,25150 m

D1 1,25300 m

D2 1,77095 m

D3 2,50600 m

D4 1,77095 m

D5 1,25300 m

III.1 Perhitungan Dimensi Gording

Gording di pengaruhi oleh :

1. Beban mati

Berat sendiri gording (kg/m2)

Berat penutup atap (kg/m2)

2. Beban hidup

Beban berguna / hidup , dengan :

P1 = 100 kg

3. Beban angin

Beban angin kiri sebesar : 25 kg/m2

Diketahui :

Jarak antar gording : 1,7709 m



Sudut kemiringan : 45,03432

Berat genteng dan rangka : 50 kg/m2

Jarak gading-gading kap : 3,50 m

III.1.1 Perhitungan berat penutup atap

Berat yang didukung gording : 1,7709 x 50 = 88,545 kg/m2

Berat sendiri gording C 125.50.20.3.2 : 6,13 = 6,13 kg/m

q = 94,675 kg/m

Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan

beban mati Px bekerja vertical, q diuraikan pada sumbu X dan

sumbu Y, sehingga diperoleh:

Gambar III.2. Skema Beban P

Dengan jarak gading-gading 3,50 m dan kemiringan sudut 45,03432

AGUS BUDIYANTO



III.1.2 Menghitung Beban Mati

Dengan jarak gading-gading 3,50 m dan kemiringan 45,03432

Menghitung momen akibat beban mati

Karena dianggap sebagai balok menerus di atas beberapa

tumpuan (continous beam) maka untuk memperoleh perhitungan

dapat diasumsikan sebagai berat bertumpuan di ujung.

Mx1 = 1/8.qx.(l/3).80% = 1/8.( 66,985).(l/3).80% =1/8.( 66,985).(3,50/3).0,8 = 9,117 kg.m My1 = 1/8.qy.(l).80% = 1/8. (66,905).(3,50).0,8 = 81,959 kg.m

III.1.3 Menghitung Beban berguna / hidup

Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang

bekerja di tengah-tengah bentang gording. Beban ini diperhitungkan

jika ada orang yang bekerja di atas gording.

Diketahui :

Beban berguna (P) = 100 kg

Kemiringan atap )( = 45,03432

Maka :

qx = q sin 45,03432 = 94,675 sin 45,03432

= 66,985 kg/2

PX = P1 sin 45,03432

= 100 sin 45,03432

= 70,753 kg/2

qy = q cos 45,03432 = 94,675 cos 45,03432

= 66,905 kg/2

Py = P1 cos 45,03432

= 100 cos 45,03432

= 70,668 kg/2



Momen yang timbul akibat beban hidup dianggap continous

beam (PBI 1971)

Momen akibat beban berguna / hidup

Mx2 = .Px.(l/3).80%

= . 70,753.(3,50/3).0,8

= 19,261 kg.m

My2 = .Py.(l).80%

= . 70,668.(3,50).0,8

= 173,137 kg.m

III.1.4 Menghitung Beban angin

Ketentuan :

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

Koefisien angin hisap ( c ) = - 0,4

Beban angin kiri (q1) = 25 Kg/m2

Kemiringan atap () = 45,03432

Koefisien Angin

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

= (0,02 . 45,03432 - 0,4)

= 0,501



Angin hisap ( c1) = -0,4

Gambar III.3. Skema Beban W (angin)

Menghitung Beban Akibat Angin Kiri

Jadi perhitungan yang diambil harga W (tekan terbesar )

Wmax = 22,181 kg/m

Wx = 0

Wy = 22,181 kg/m

Menghitung Momen Akibat Beban Angin

Mx3 = 1/8.Wx.(l/3).80%

Angin Tekan

Wt = C. q 1 .i (jarak gording)

= 0,501.(25).1,7709

= 22,181 kg/m

Angin Hisap

Wh = -C. q 1 .i(jarak gording)

= -0,4.(25).1,7709

= -17,709 kg/m



= 1/8.(0).(3,50/3).80%

= 0

My3 = 1/8.Wy.(l).80%

= 1/8. (22,181).(3,50).0,8

= 27,172 kg.m

Tabel III.2. Daftar Pembebanan dan Momen

P dan M Atap + Gording Beban orang

Angin Beban Mati Beban Hidup

P - 100 kg -

q, Wmax 94,675 kg/m - 22,181 kg/m

Px, qx 66,985 kg/m 70,753 kg -

Py, qy 66,905 kg/m 70,668 kg -

Mx 9,117 kg.m 19,261 kg.m -

My 81,959 kg.m 173,137 kg.m 27,172 kg.m

III.1.5 Kontrol gording

Dari table profil baja diketahui :

C 125.50.20.3.2 : Wx = 29 cm3 ; Wy = 8,02 cm3

Kombinasi pembebanan I

Mxtotal = beban mati + beban hidup

= 9,117 + 19,261

= 28,378 kg.m = 2837,8 kg.cm

Mytotal = beban mati + beban hidup

= 81,959 + 173,137



= 255,096 kg.m = 25509,6 kg.cm

= MxtotalWy + MytotalWx = 2837,88,02 + 25509,6 29 = 353,840 + 879,641

= 1233,481 kg/cm

Jadi, = 1233,481 kg/cm = 1600 kg/cmOK!!!!!

Kombinasi pembebanan II

Mxtotal = beban mati + beban hidup + beban angin

= 9,117 + 19,261 + 0

= 28,378 kg.m = 2837,8 kg.cm

Mytotal = beban mati + beban hidup + beban angin

= 81,959 + 173,137 + 27,172

= 282,268 kg.m = 28226,8 kg.cm

= MxtotalWy + MytotalWx = 2837,88,02 + 28226,829 = 353,840 + 973,338

= 1327,178 kg/cm

Jadi, = 1327,178 kg/cm = 1600 kg/cmOK!!!!!

III.1.6 Kontrol Terhadap Lendutan

Ketentuan :

E = 2.1 . 10 6 kg/cm2

l = 3,50m = 350 cm AGUS BUDIYANTO



Ix = 181 cm4

Iy = 26,6 cm4

Syarat lendutan yang diizinkan untuk balok pada konstruksi

kuda-kuda terlindung adalah :

== 3502801

2801

max flf 1,25 cm

Akibat beban sendiri / mati

=

=

=6,26.10.1,2384)3/350.( )670,0(5

384)3/(5

6

44

1y

xx IE

lqf 0,029 cm

=

=

=

181.10.1,2384)350( .)669,0(5

3845

6

44

1x

yy IE

lqf

0.334 cm

Akibat beban berguna

=

=

=6,26.10.1,248)3/350() 70,753(

48)3/(

6

33

2y

oxx IE

lPf 0.042 cm

=

=

=181.10.1,248

)350() 70,668(48 6

33

2y

oxy IE

lPf 0.166 cm

Akibat beban angin

=

=

=6,26.10.1,2384

)3/350.(05384

)3/(56

44

3y

x IElWxf

0 cm

==

=

4

6

4

3 181.10.1,2.384)350).( 27172,0.(5

3845

x

yy IE

lWf

0.14 cm

Jadi pelenturan adalah sebagai berikut :

totalf x = )( 321 xxx fff ++ = (0,029 + 0.042 + 0)

= 0.071 cm 1,25 cm

totalf y = )( 321 yyy fff ++

= (0.334 + 0.166 + 0.14)

= 0,640 1,25 cm

22( yxtotal fff += 22 640,0071,0 +=totalf



415,0=totalf 644,0=totalf 1,25 cm .OK !!!!!

Gambar III.4. Pembebanan Gording

III.2 Mendimensi Batang Tarik (TRACKSTANG)

Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah

sumbu x (kemiringan atap dan sekaligus untuk mengurangi tegangan lentur

pada arah sumbu x

AGUS BUDIYANTO



Gambar III.5. Skema Trackstang

Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka :

Akibat penutup atap = 66,985 x 3 = 200,955 kg

Akibat beban orang = 70,753 kg +

Pts = 271,708 kg

Karena batang tarik di pasang dua buah trackstang, per batang tarik :

==n

PtsPts == 1 271,708

tsP 271,708 kg

2/1600 cmkgFnP

=

Fn ==P

=1600

271,708 0,170 cm2

Fbr =125 % Fn

= 1.25 .0,170

= 0,212 cm2

Fbr = d2

d2 = =4/1

Fbr270,0

14,3.4/1 0,212

=

d = 0,270 =0,520 cm= 5,20 mm Jadi diameter minimal tracksatang adalah 5,20 mm, maka diambil

diameter trackstang sebesar 10 mm

Dimana : Fn = luas netto

Fbr = luas brutto

A = diameter batang tarik (diperoleh dari tabel baja)



III.3 Perhitungan Dimensi Ikatan Angin

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal atau gaya axial

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

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

berubah, maka secara berganti-ganti batang tersebut bekerja sebagai

batang tarik.

Perubahan pada ikatan angin ini datang dari arah depan atau

belakang kuda-kuda. Beban angin yang diperhitungkan adalah beban angin

terbesar yang disini adalah angin sebelah kanan yaitu: 25 Kg/ m2

Rumus umum :

nFP

= dimana P angin = 25 kg/m2

tan = 1 5 = 3,5423,50 = ,

= ,

Luas kuda-kuda = (1/2 x alas x tinggi )

= (1/2 x 5,006 x 2,506 )



= 6,273 m

Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :

=

=

1.

nkudakudaluasP

P angints ==

15273,625xPts 39,203 kg

= cos = 39,203cos 45,340 = , 2/1600 cmkg

FnP

=

Fn = ==P

=1600

55,774 0,035 cm2

Fbr =125 % Fn

= 1.25 x 0,035

= 0,044

Fbr = d2

d2 = =4/1

Fbr 055,014.3.4/1

0,044=

= 0,055 = 0,236 = ,

Maka di ambil baja diameter 10 mm



III.4 Perhitungan Konstruksi Rangka Batang

Gambar III.6. Perancangan Kuda-kuda

A. AKIBAT BERAT SENDIRI

Gaya-gaya berat sendiri bekerja pada titik simpul batang tepi

atas berat sendiri itu diakibatkan oleh:

1. Berat Sendiri Penutup Atap

Diketahui :

Penutup atap genteng = 50 Kg /m

Jarak gording (a) = 1,7709 m

Jarak gading-gading kap = 3,50 m

Pa = a . berat atap . gading-gading kap

= 1,7709 . 50 . 3,5

= 309,908 Kg

2. Berat akibat beban berguna (beban hidup)

Berat sendiri orang (Po) =100 Kg



3. Berat sendiri gording

Dari tabel profil baja berat C.125.50.20.3.2 adalah = 6,13 Kg / m

Pq = gading-gading kap x berat gording

= 3,50 x 6,13 = 21,455 Kg

4. Berat sendiri kuda-kuda

Rumus dasar:

Gk = (L 2) . l s/d (L + 4)

Pkl = (L 2) l

= ( 5,006 2). 3,5

= 10,521 Kg / m

Pk2 = ( L+ 4) l

= ( 5,006 + 4) 3,5

= 31,521 Kg /m

mkgpkpkPk /021,212

521,31521,102

21=

+=

+

Dikarenakan bentangnya 5,006 m, jumlah titik simpul pada

batang tepi atas 5 (buah), maka berat total kuda-kuda adalah

5,006 x 21,021 = 105,231 Kg / m. sedangkan pada titik simpul

adalah

Gk = 1

n

kudakudatotalberat

mKg /308,2615

231,105=

Untuk ikatan angin (brancing) diperhitungkan sebagai berikut:

Brancing = 20% x Berat sendiri kuda-kuda

= 20% x 26,308 Kg

= 5,262 Kg AGUS BUDIYANTO



Jadi berat total pada titik simpul adalah :

G = Pa + Pq + Pk + Brancing

= 309,908 + 21,455 + 21,021 + 5,262

= 357,646 Kg/m ~ 358 Kg/m

5. Akibat berat plafond dan ME

Diketahui :

Berat sendiri Plafon + ME (qf) = 18 Kg / m2

Jarak gading-gading kap (l) = 3,50 m

Panjang batang bawah (b) = 1,2515 m

Gaya pada titik simpul adalah :

Pf1 = b . l . qf

= 1,2515 . 3,5 . 18

= 78,845 Kg

6. Berat sendiri angin

Diketahui :

C = 0,501 q1 = 25 kg /m2

C = - 0,4 q2 = 25 kg /m2

Angin kiri

W = C . a.l.q1 W = C . a .l.q1

= (0,501) . 1,7709. 3,5 . 25 =(-0,4) . 1,7709 . 3,5 . 25

= 77,632 Kg = - 61,982 Kg

III.5 Perhitungan Gaya Batang

Perhitugan gaya-gaya batang dihitung menggunakan SAP 2000 V.

16.0.2 dengan pengontrolan menggunakan Metode Ritter.

1. Gaya Batang Akibat Beban Mati dan Berat Sendiri AGUS BUDIYANTO



Gambar III.7. Skema Beban Mati dan Berat Sendiri

M8 = 0

1V = 8V = (179 2) + ( 358 3)2 = a. Titik Simpul 1

V = 0 S1 sin 45,034 + R1v P1 = 0

0,708 S1 + 716 179 = 0

S1 = - 537 0,708

S1 = - 758,978 Kg (Tekan)

H = 0 S1 cos 45,034 + H1 = 0

- 758,978. 0,707 + H1 = 0

H1 = 536,357 Kg (Tarik)



b. Titik Simpul 2

c. Titik Simpul 3

V = 0 D1 = 0

H = 0 H1 + H2 = 0

H2 = H1

H2 = 536,357 Kg (Tarik)

H= 0 - S1 cos 45,034 + S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0

- (-758,978) cos 45,034 + S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0

(S2 + D2) cos 45,034 = -536,357 (2 + 2) = 536,357cos 45,034 Persamaan 1 ( + ) = ,

v = 0 -D1 - S1 sin 45,034 - P2 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

(- 758,978) sin 45,034 - 358 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

(S2 - D2) sin 45,034 = - 179 (2 2) = 179sin 45,034 Persamaan 2 ( ) = ,



d. Titik Simpul 5

e. Kontrol Titik Simpul 4

Subsitusi persamaan 1 dan persamaan 2 (2 + 2) = 758,978 (2 2) = 252,992 - 22 = 505,986 = , () (2 + 2) = 758,978 (2 252,993 ) = 758,978 (2) = 758,978 + 252,993 () = , ()

H = 0 S2 + S3 = 0

S3 = S2

S3 = - 505,985 Kg (Tekan)

V = 0 S2 sin 45,034 - S3 sin 45,034 + P3 = D3

(-505,985 (-505,985)) sin 45,034 + 358 = D3

D3 = 358 Kg (Tarik)

V = 0 D3 + D2 sin 45,034 + D4 sin 45,034 = 0

358 + (-252,993) sin 45,034 + (-252,993) sin 45,034 = 0 0 = 0

Terbukti



Tabel III.2. Daftar Gaya Batang Beban Mati dan Sendiri

BEBAN

BATANG SAP 2000 RITTER SELISIH

TARIK (+) T EKAN (-) TARIK (+) TEKAN (-) %

S1 - 758,978 - 758,978 0 S2 - 505,986 - 505,985 0,001 S3 - 505,986 - 505,985 0,001 S4 - 758,978 758,978 0 H1 536,357 - 536,357 - 0 H2 536,357 - 536,357 - 0 H3 536,357 - 536,357 - 0 H4 536,357 - 536,357 - 0 D1 - - - - 0 D2 - 252,993 - 252,993 0 D3 358 - 358 - 0 D4 - 252,993 - 252,993 0 D5 - - - - 0



2. Gaya Batang Akibat Beban Angin Kiri

Gambar III.8. Skema Beban Angin Kiri

M8 = 0

R1v . 5,006 - P tekan cos 45,034 (5,006 + 3,755 + 2,503) + P tekan sin 45,034 (2,506 + 1,253) + P hisap cos 45,034 (2,503 + 1,2515) + P

hisap sin 45,034 (2,506 + 1,253) = 0

R1v . 5,006 - 77,632 cos 45,034 (5,006 + 3,755 + 2,503) + 77,632 sin 45,034 (2,506 + 1,253) + 62,982 cos 45,034 (2,503 + 1,2515)

+ 61,982 sin 45,034 (2,506 + 1,253) = 0

R1v . 5,006 - 617,957 + 206,471 + 167,106 + 164,848 = 0

R1v . 5,006 79,532 = 0

1 = 79,5325,006 = , (atas)

M1 = 0

-R8v . 5,006 - P hisap cos 45,034 (5,006 + 3,755 + 2,503) - P hisap sin 45,034 (2,506 + 1,253) + P tekan cos 45,034 (2,503 + 1,2515) + P

tekan sin 45,034 (2,506 + 1,253) = 0



-R8v . 5,006 61,982 cos 45,034 (5,006 + 3,755 + 2,503) - 61,982 sin 45,034 (2,506 + 1,253) + 77,632 cos 45,034 (2,503 + 1,2515)

+ 77,632 sin 45,034 (2,506 + 1,253) = 0

-R8v . 5,006 493,382 164,650 + 205,976 + 206,471 = 0

-R8v . 5,006 245,585 = 0

8 = 245,5855,006 = , (bawah)

H = 0

H1 - P hisap sin 45,034 + P tekan sin 45,034 = 0

H1 - 3 . (-61,982) .sin 45,034 + 3 . 77,632 .sin 45,034 = 0

H1 = 296,343 Kg

Kontrol

V = 0

R1v + R8v + P hisap cos 45,034 + P tekan cos 45,034 = 0

15,887 + (-49,058) + 3 . (-61,982) cos 45,034 + 3 . 77,632 cos 45,034 =0

-33,171 - 131,405 + 164,58 = 0

0 = 0



a. Titik Simpul 1

b. Titik Simpul 2

H = 0 -S1 cos 45,034 - (H1 + P. sin 45,034) + H1 = 0

38,902 241,416 + H1 = 0

H1 = 202,514 Kg (Tarik)

V = 0 -S1 sin 45,034 + R1v P cos 45,034 = 0

0,708 S1 + 15,887 54,861 = 0

-S1 = 38,974 0,708

S1 = -55,048 Kg (Tekan)

V = 0 D1 = 0

H = 0 H1 + H2 = 0

H2 = H1

H2 = 202,514 Kg (Tarik)



c. Titik Simpul 3

H= 0 - S1 cos 45,034 - P sin 45,034 +S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0

- 55,048 cos 45,034 - 54,927 + S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0

(S2 + D2) cos 45,034 = 93,828 (2 + 2) = 93,828cos 45,034 Persamaan 1 ( + ) = ,

v = 0 -D1 - S1 sin 45,034 + P cos 45,034 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

55,048 sin 45,034+ 54,861 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

(S2 - D2) sin 45,034 = -15,913 (2 2) = 15,913sin 45,034 Persamaan2 ( ) = ,

Subsitusi persamaan 1 dan persamaan 2 (2 + 2) = 132,773 (2 2) = 22,491 + 22 = 110,282 () = , () (2 + 2) = 132,773 (55,141 2 ) = 132,773 (2) = 132,773 55,141 = , ()



d. Titik Simpul 5

e. Titik Simpul 4

H = 0 S3 cos 45,034 + Pa sin 45,034 + Pb sin 45,034- S2 cos 45,034 = 0

S3 cos 45,034 + 54,927 + 43,854 38,967 = 0

S3 = - 59,814 cos 45,034

S3 = - 84,64 Kg (Tekan)

V = 0 - D3 (Pa Pb) cos 45,034 = 0

- D3 -11,059= 0

D3 = 11,059 Kg (Tarik)

V = 0 D3 + D2 sin 45,034 + D4 sin 45,034 =0

11,509 + (-54,927) + D4 sin 45,034 =0

D4 = 43,418 sin 45,034

D4 = 61,366 Kg (Tarik)

H = 0 H3 - H2 + D4 cos 45,034 - D2 cos 45,034 =0

H3 - 202,514 + 43,366 (-54,861) =0

H3 = 104,287 Kg (Tarik)



f. Titik Simpul 7

g. Titik Simpul 8

Kontrol

V = 0 D5 = 0

H = 0 H4 H3 = 0

H4 = H3

H4 = 104,287 Kg (Tarik)

V = 0 -S4 sin 45,034 - P cos 45,034 - (R8V / 3 ) =0

-S4 sin 45,034 - 43,802 - 16,353 =0

-S4 = 60,155 sin 45,034

S4 = - 85,021 Kg (Tekan)

H = 0 -S4 cos 45,034 + (H1 + P. sin 45,034) + H4 = 0

60,083 164,781 + 104,287 = 0

0 = 0 Terbukti



Tabel III.3. Daftar Gaya Batang Beban Angin Kiri

BEBAN


TARIK (+) TEKAN (-) TARIK (+) TEKAN (-) %

S1 54,344 - 55,048 - 1,279 S2 54,251 - 55,141 - 1,614 S3 - 85,531 - 86,640 1,28 S4 - 85,605 - 85,021 0,682 H1 203,012 202,514 - 0,245 H2 203,012 202,514 - 0,245 H3 104,349 104,287 - 0,059 H4 104,349 104,287 - 0,059 D1 - - - - 0 D2 - 77,632 - 77,632 0 D3 11,073 - 11,509 - 3,788 D4 61,982 - 61,366 - 0,994 D5 - - - - 0

Catatan : Karena ada selisih yang melebihi 3 % maka, perhitungan menggunakan yang SAP 2000. Ini terjadi karena biasanya selisih koma dalam

perhitungan awal yang dapat menyebabkan seperti ini.



3. Gaya Batang Akibat Beban Berguna atau Hidup

Gambar III.7. Skema Beban Berguna atau Hidup

M8 = 0

1V = 8V = (50 2) + ( 100 3)2 = a. Titik Simpul 1

V = 0 S1 sin 45,034 + R1v P1 = 0

0,708 S1 + 200 50 = 0

S1 = - 150,0

0,708

S1 = - 212,005 Kg (Tekan) H = 0

S1 cos 45,034 + H1 = 0

- 212,005 . 0,707 + H1 = 0

H1 = 149,820 Kg (Tarik)



b. Titik Simpul 2

c. Titik Simpul 3

V = 0 D1 = 0

H = 0 H1 + H2 = 0

H2 = H1

H2 = 149,820 Kg (Tarik)

H= 0 -S1 cos 45,034 + S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0

- (-212,005) cos 45,034 + S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0


v = 0 -D1 - S1 sin 45,034 - P2 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

(- 212,005) sin 45,034 - 100 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

(S2 - D2) sin 45,034 = - 50 (2 2) = 50sin 45,034 Persamaan 2 ( ) = ,



d. Titik Simpul 5


H = 0 S2 + S3 = 0

S3 = S2

S3 = - 141,337 Kg (Tekan)

V = 0 S2 sin 45,034 - S3 sin 45,034 + P3 = D3

(-141,337 (-141,337)) sin 45,034 + 100 = D3

D3 = 100 Kg (Tarik)



e. Kontrol Titik Simpul 4

Tabel III.4. Daftar Gaya Batang Beban Berguna atau Hidup

BEBAN



S1 - 212,005 212,005 0 S2 - 141,337 - 141,337 0 S3 - 141,337 - 141,337 0 S4 - 212,005 212,005 0 H1 149,820 - 149,820 - 0 H2 149,820 - 149,820 - 0 H3 149,820 - 149,820 - 0 H4 149,820 - 149,820 - 0 D1 - - - - 0 D2 - 70,668 - 70,669 0,001 D3 100 - 100 - 0 D4 - 70,668 - 70,669 0 D5 - - - - 0

V = 0 D3 + D2 sin 45,034 + D4 sin 45,034 = 0

100 + (-70,669) sin 45,034 + (-70,669) sin 45,034 = 0 0 = 0

Terbukti



4. Gaya Batang Akibat Beban Planfond dan ME

Gambar III.7. Skema Beban Berguna atau Hidup

M8 = 0

1V = 8V = (39,423 2) + ( 78,845 3)2 = , a. Titik Simpul 1

V = 0 S1 sin 45,034 + R1v P1 = 0

0,708 S1 +157,69 39,423 = 0

S1 = - 118,267 0,708

S1 = - 167,155 Kg (Tekan)

H = 0 S1 cos 45,034 + H1 = 0

- 167,155 . 0,707 + H1 = 0

H1 = 118,125 Kg (Tarik)



b. Titik Simpul 2

c. Titik Simpul 3

V = 0 D1 - P1 = 0

D1 = P1 D1 = 78,845 (Tarik)

H = 0 H1 + H2 = 0

H2 = H1

H2 = 118,125 Kg (Tarik)

H= 0 -S1 cos 45,034 + S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0

- (-167,155) cos 45,034 + S2 cos 45,034 + D2 cos 45,034 = 0


v = 0 -D1 - S1 sin 45,034 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

78,845 - (-167,155) sin 45,034 + S2 sin 45,034 - D2 sin 45,034 = 0

(S2 - D2) sin 45,034 = - 39,422 (2 2) = 39,422sin 45,034 Persamaan 2 ( ) = ,



d. Titik Simpul 4


V = 0 D3 + D2 sin 45,034 + D4 sin 45,034- P3 =0

D3 + (-39,423) + (-39,423) - 78,845 =0

D3 = 157,691 Kg (Tarik)

H = 0 H2 + H3 = 0

H3 = H2

H3 = 118,125 Kg (Tarik)



Tabel III.5. Daftar Gaya Batang Beban Plafond dan ME

BEBAN



S1 - 167,155 - 167,155 0 S2 - 111,437 - 111,437 0 S3 - 111,437 - 111,437 0 S4 - 167,155 - 167,155 0 H1 118,126 - 118,125 - 0,001 H2 118,126 - 118,125 - 0,001 H3 118,126 - 118,125 - 0,001 H4 118,126 - 118,125 - 0,001 D1 78,845 - 78,845 - 0 D2 - 55,718 - 55,719 0,001 D3 157,690 - 157,691 - 0,001 D4 - 55,718 - 55,719 0,001 D5 78,845 - 78,845 - 0

AGUS BUDIYANTO



Tabel III.6. Daftar Kombinasi Pembebanan



III.6 Mendimensi Batang Kuda-kuda

Daftar Gaya Batang Maksimum Untuk Tiap Batang

a. Batang batang Atas (S) : -1223,743 kg (Tekan)

b. Batang batang Bawah (H) : 1007,315 kg (Tarik)

c. Batang - batang Vertikal (D) : 626,763 kg (Tarik)

d. Batang batang Diagonal (D) : -176,061 kg (Tekan)

A. Dimensi batang atas

a. Batang terdiri dari batang S1 sampai dengan batang S4

b. Diketahui

Gaya batang maks. = -1223,743 kg = -1,223743 ton (Tekan)

Panjang batang (Lk) = 1.7709 m = 177,09 cm

Tegangan ijin () = 1600 kg/cm2

Tebal Plat (s) = 5 mm = 0,5 cm

Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki L 50.50.5

c. Perhitungan

= + 2,5 2 = 1223.7431600 + 2,5 1,77092 = 0,765 + 7,84 = 8,605 2



1. Batang S merupakan batang tekan

Dari table profil diambil 50.50.5

F = 4,802 x 2 = 9,604 cm2

Ix = Iy = 11,100 cm4

ix = iy = 1,52 cm4

e = 1,41 cm

Kontrol :

a. Terhadap sumbu bahan (x)

x = ixLk = 120~507,116

52,109,177

=

= 0,294 = . = 0,294 x 1600

= 470,4 kg/cm2

= . F = 470,4 x 9,604

= 4517,722 kg > Pmax = 1223,743 Kg Ok !!!

b. Kontrol terhadap as sumbu bebas bahan (y-y)

1. Seluruh profil

Iy fiktif = 2 x (Iy + F (e + 0,5.s)2)

= 2 x (11,1 + 4,802 (1,41 + 0,5.0,5)2)



= 48,665 cm4

fiktif = 48,6659,604 = 2,251

y fiktif = fiktifiy Lky = 79~672,78

251,209,177

=

= 0,596 = . = 0,596 x 1600

= 953,60 kg/cm2

= . F = 953,6x 9,604

= 9158,374kg > Pmax = 1223,743 Kg Ok !!!

Catatan : Profil rangkap baja siku sama kaki L 50.50.5 dapat digunakan pada batang tekan.

2. Satu profil / profil tunggal

= .1 1= = 0,2940,596 = 0,493 y1 = 92 ( Tabel Tekuk)

Lky1 = y1 . iy



= 92 . 1,52

= 139,84

= 1

= 177,09139,84 = 1,266 ~ 1 Jumlah Pelat Kopel = n + 1 = 1 + 1 = 2 buah

B. Dimensi batang bawah

a. Batang terdiri dari batang H1 sampai dengan batang H4

b. Diketahui

Gaya batang maks. = 1007,315 kg = 1,007315 ton (Tarik)

Panjang batang (Lk) = 1.2515 m = 125,15 cm



c. Perhitungan

= = 1007,3151600 = 0,630 2

= 0,85 = 0,6300,85 = 0,741 2




F = 4,802 x 2 = 9,604 cm2

Kontrol

=

= 1007,3159,604 = 104,885 /2 1600 /2 Catatan : Profil rangkap baja siku sama kaki L 50.50.5 dapat

digunakan pada batang tarik.

C. Dimensi batang vertikal

a. Batang terdiri dari batang D1, D3 dan D5

b. Diketahui

Gaya batang maks. = 626,763 kg = 0,626763 ton (Tarik)

Panjang batang (Lk) = 2,506 m = 250,6 cm



c. Perhitungan

= = 626,76351600 = 0,392 2

= 0,85 = 0,3920,85 = 0,461 2


F = 4,802 x 2 = 9,604 cm2



Kontrol

=

= 626,76359,604 = 65,261 /2 1600 /2 Catatan : Profil rangkap baja siku sama kaki L 50.50.5 dapat

digunakan pada batang tarik.

D. Dimensi batang diagonal

a. Batang terdiri dari batang D2 dan D4

b. Diketahui

Gaya batang maks. = -176,061 kg = -0,176061 ton (Tekan)

Panjang batang (Lk) = 1,7709 m = 177,09 cm



c. Perhitungan

= + 2,5 2 = 176,0611600 + 2,5 1,77092 = 0,110 + 7,84 = 7,950 2


F = 4,802 x 2 = 9,604 cm2

Ix = Iy = 11,100 cm4

ix = iy = 1,52 cm4

e = 1,41 cm

Kontrol :

c. Terhadap sumbu bahan (x)



x = ixLk = 120~507,116

52,109,177

=

= 0,294 = . = 0,294 x 1600

= 470,4 kg/cm2

= . F = 470,4 x 9,604

= 4517,722 kg > Pmax = 176,061 Kg Ok !!!

d. Kontrol terhadap as sumbu bebas bahan (y-y)

3. Seluruh profil

Iy fiktif = 2 x (Iy + F (e + 0,5.s)2)

= 2 x (11,1 + 4,802 (1,41 + 0,5.0,5)2)

= 48,665 cm4

fiktif = 48,6659,604 = 2,251

y fiktif = fiktifiy Lky = 79~672,78

251,209,177

=

= 0,596 = . = 0,596 x 1600

= 953,60 kg/cm2

= . F AGUS BUDIYANTO



= 953,6x 9,604

= 9158,374kg > Pmax = 176,061 Kg Ok !!!

Catatan : Profil rangkap baja siku sama kaki L 50.50.5 dapat digunakan pada batang tekan.

4. Satu profil / profil tunggal

= .1 1= = 0,2940,596 = 0,493 y1 = 92 ( Tabel Tekuk)

Lky1 = y1 . iy

= 92 . 1,52

= 139,84

= 1

= 177,09139,84 = 1,266 ~ 1 Jumlah Pelat Kopel = n + 1 = 1 + 1 = 2 buah

III.7 Perhitungan Sambungan Baut

A. Sambungan batang atas



Tipe Baut BJ 37 (fu) = 240 Mpa

Diameter baut (db) = 8 mm

Luasan brutto baut (Ab) = 1/4 d2 = 50,265 mm2

Tebal plat buhul (tp) = 5 mm


Mutu baja BJ 37 (fy) = 240 Mpa

(fu) = 370 Mpa

Gaya batang maks. (Ru) = -1223,743 kg

= -1,223743 ton

(Tekan)

Perencanaan penempatan baut (baris) (m) = 1 baris

Tinjau Tahanan nominal Baut

- Tahanan Geser baut

. R n = . 0,5. f y . m. A b

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,4524 ton/baut

- Tahanan tumpu baut

. R n = . 2,4. db . tp . f u

= 0,75 . 2,4 . 8 . 5 . 370

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 2,664 ton/baut

Syarat Ru . R n Tinjau Ulang

Menghitung jumlah baut

Tahan geser menentukan jumlah baut



= 1,22370,4524 = 2,705 3 Maka baut yang digunakan pada batang atas sebanyak

n = 3 baut

Menentukan jarak baut

Tata letak baut diataur dalam SNI 0317292002 pasal 13.4, jarak antar pusat lubang baut (S) harus di ambil tidak kurangdari 3 kali diameter

nominal baut, dan jarak antara baut tepi dengan ujung plat (S1) harus

sekurangkurangnya 1,5 diameter nominal baut. Dan jarak maksimum antar pusat lubang baut (S) tak boleh melebihi 15 tp ( dengan tp adalah

tebal pelat lapis tertipis dalam sambungan ) atau 200 mm, sedangkan

jarak tepi maksimum (S1) harus tidak melebihi 4 tp + 100 mm atau 200

mm.

S = 1,5 db = 1,5 . 8 = 12 mm

S1 = 3 db = 3. 8 = 24 mm

B. Sambungan batang bawah







(fu) = 370 Mpa

Gaya batang maks. (Ru) = 1007,315 kg

= 1,007315 ton (Tarik)






. R n = . 0,5. f y . m. A b

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,4524 ton/baut


. R n = . 2,4. db . tp . f u

= 0,75 . 2,4 . 8 . 5 . 370

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 2,664 ton/baut

Syarat Ru . R n memenuhi syarat



= 1,0073150,4524 = 2,227 3 Maka baut yang digunakan pada batang bawah sebanyak

n = 3 baut









mm.

S = 1,5 db = 1,5 . 8 = 12 mm

S1 = 3 db = 3. 8 = 24 mm

C. Sambungan batang vertikal







(fu) = 370 Mpa


= 0,626763 ton (Tarik)




. R n = . 0,5. f y . m. A b

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,4524 ton/baut


. R n = . 2,4. db . tp . f u

= 0,75 . 2,4 . 8 . 5 . 370



= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 2,664 ton/baut




= 0,626763 0,4524 = 1,385 2 Maka baut yang digunakan pada batang vertikal sebanyak

n = 2 baut







mm.

S = 1,5 db = 1,5 . 8 = 12 mm

S1 = 3 db = 3. 8 = 24 mm

D. Sambungan batang diagonal









(fu) = 370 Mpa


= - 0, 176061 ton

(Tekan)




. R n = . 0,5. f y . m. A b

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 0,4524 ton/baut


. R n = . 2,4. db . tp . f u

= 0,75 . 2,4 . 8 . 5 . 370

= 0,75 . 0,5 . 240 . 1 . 50,265

= 2,664 ton/baut




= 0, 176061 0,4524 = 0,389 1 Maka baut yang digunakan pada batang diagonal sebanyak

n = 1 baut


Tata letak baut diataur dalam SNI 0317292002 pasal 13.4, jarak AGUS BUDIYANTO



antar pusat lubang baut (S) harus di ambil tidak kurangdari 3 kali diameter





mm.

S = 1,5 db = 1,5 . 8 = 12 mm

S1 = 3 db = 3. 8 = 24 mm

III.8 Perhitungan Pelat Kopel

A. Pelat kopel untuk batang atas (S1 s/d S4)


Diameter lubang baut (d) = 10 mm



= - 1,223743 ton

(Tekan)



(fu) = 370 Mpa

Kekuatan tumpu sekitar lubang baut

R n = 1,5. Lc . tp . f u 3,0 . d . tp .f u

Deformasi yang timbul pada lubang baut tidak menjadi permasalahan.

Tinjau bagian pelat tepi

= 12 103 = 8,667 AGUS BUDIYANTO



R n = 1,5. 8,667 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 24050,925 N 55000 N

R n1 = 24050,925 N

Tinjau bagian pelat tengah

= 24 10 = 14 R n = 1,5. 14 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 38850 N 55000 N

R n2 = 38850 N

Jadi Kekuatan ijin pelat terhadap bahaya tumpu :

R n = min (R n1 ; R n2) = 24050,925 N

. P n = . R n

. P n = 0,75 . 24050,925

= 18038,194 N >> R u = 12237,43 N (Aman)

B. Pelat kopel untuk batang bawah (H1 s/d H4)





= 1,007315 ton

(Tarik)



(fu) = 370 Mpa

Kekuatan tumpu sekitar lubang baut AGUS BUDIYANTO



R n = 1,5. Lc . tp . f u 3,0 . d . tp .f u



= 12 103 = 8,667 R n = 1,5. 8,667 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 24050,925 N 55000 N

R n1 = 24050,925 N


= 24 10 = 14 R n = 1,5. 14 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 38850 N 55000 N

R n2 = 38850 N


R n = min (R n1 ; R n2) = 24050,925 N

. P n = . R n

. P n = 0,75 . 24050,925

= 18038,194 N >> R u = 10073,15 N (Aman)

C. Pelat kopel untuk batang vertikal (D1, D3 dan D5)





= 0,626763 ton



(Tarik)



(fu) = 370 Mpa


R n = 1,5. Lc . tp . f u 3,0 . d . tp .f u



= 12 102 = 7 R n = 1,5. 7 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 19425 N 55000 N

R n1 = 19425 N


= 24 10 = 14 R n = 1,5. 14 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 38850 N 55000 N

R n2 = 38850 N


R n = min (R n1 ; R n2) = 19425 N

. P n = . R n

. P n = 0,75 . 19425

= 4568,75 N >> R u = 6267,63 N (Aman)

D. Pelat kopel untuk batang diagonal (D2 dan D4)







= 0,179061 ton

(Tekan)



(fu) = 370 Mpa


R n = 1,5. Lc . tp . f u 3,0 . d . tp .f u



= 12 101 = 2 R n = 1,5. 2 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 5550 N 55000 N

R n1 = 5550 N


= 24 10 = 14 R n = 1,5. 14 . 5. 370 3,0 . 10 . 5 . 370

R n = 38850 N 55000 N

R n2 = 38850 N



POLITEKNIKTEDCBANDUNGTEKNIKKONSTRUKSIBANGUNAN

AGUSBUDIYANTOIWANNABESTRUCTUREENGINEERBUILDING74

= 4162,5 N >> R u = 1790,61 N (Aman)

III.9 Perhitungan Lendutan Kuda-kuda

Tabel III.7. Perhitungan Untuk Lendutan

Batang F F= 2.F

L/F Gaya

Batang Sin

L/F.B sin

No Batang

L

(cm) (cm) (cm) (Kg) (Kg/cm)

S1 177,095 4,802 9,604 18,440 1083,794 0,708 14139,884 S2 177,095 4,802 9,604 18,440 704,509 0,708 9191,484 S3 177,095 4,802 9,604 18,440 844,291 0,708 11015,171 S4 177,095 4,802 9,604 18,440 1223,743 0,708 15965,750 H1 125,150 4,802 9,604 13,031 1007,315 0,708 9287,289 H2 125,150 4,802 9,604 13,031 1007,315 0,708 9287,289 H3 125,150 4,802 9,604 13,031 908,652 0,708 8377,631 H4 125,150 4,802 9,604 13,031 908,652 0,708 8377,631 DI 125,300 4,802 9,604 13,047 78,845 - - D3 250,600 4,802 9,604 26,093 626,763 - - D5 125,300 4,802 9,604 13,047 78,845 - - D2 177,095 4,802 9,604 18,440 315,675 0,708 4118,502 D4 177,095 4,802 9,604 18,440 176,061 0,708 2297,007

Lendutan yang terjadi :

Total L/F.B sin = 92057,639 Kg/cm

E = 2,1 x 106

L = 5,006 m = 500,6 cm

/. . 1500

92057,6392,1. 10 1500 500,6

0,0438 1,001 (Aman) Jadi lendutan yang ditinjau Aman dan konstruksi

dapat digunakan

BAB IV PENUTUP



BAB IV PENUTUP

IV.1 Kesimpulan

Daftar beban dan momen

P dan M Atap + Gording Beban orang

Angin Beban Mati Beban Hidup

P - 100 kg -

q, Wmax 94,675 kg/m - 22,181 kg/m

Px, qx 66,985 kg/m 70,753 kg -

Py, qy 66,905 kg/m 70,668 kg -

Mx 9,117 kg.m 19,261 kg.m -

My 81,959 kg.m 173,137 kg.m 27,172 kg.m



Daftar gaya-gaya batang semua beban dan kombinasi



Dari hasil perhitungan yang telah di buat, ada beberapa kesimpulan yang

dapat penulis ungkapkan mengenai perencanaan dan perhitungan konstruksi

kuda-kuda rangka baja. Kesimpulan itu antara lain :

Pada perhitungan pembebanan yang diakibatkan oleh angin, besar kecilnya

kemiringan suatu atap akan menentukan besar kecilnya gaya angin yang

diterima. Dengan kata lain semakin besar sudut kemiringan atap semakin

besar pula gaya yang diterima oleh atap yang disebabkan oleh angin.

Pada perhitungan gaya batang pada tiap batang kuda-kuda. Perhitungan

gaya batang bisa dilaksanakan dengan cara manual (grafis dan analitis)

ataupun dengan bantuan program. Kedua cara tersebut terdapat kelemahan

sehingga perlu dikontrol antara satu cara dengan cara yang lainnya.

Penentuan jarak dan letak alat sambung pada perhitungan sambungan tidak

boleh sembarangan, karena perletakkan yang salah akan mempengaruhi

kekuatan sambungan.

Penentuan spesifikasi dan klasifikasi konstruksi sangat menentukan

kemudahan perhitungan dan pengerjaan konstruksi.

IV.2 Saran

Untuk perbaikan tugas perencanaan ini dimasa yang akan datang,

pada bagian ini penulis menyampaikan beberapa saran dan masukan, saran

dan masukan itu antara lain :

Pada perhitungan dimensi gording, disarankan menghitung beberapa

percobaan dimensi, dengan tujuan agar dimensi yang dihasilkan betul-betul

sesuai dengan kebutuhan.

Penentuan gaya batang akan lebih mudah dan cepat dilaksanakan dengan

bantuan program, selain itu faktor kesalahan pada perhitungan relatif kecil.

Perhitungan gaya batang akan lebih mudah dan cepat bila menggunakan

cara grafis.



DAFTAR PUSTAKA

Gunawan, Rudy. (1987). Tabel Profil Konstruksi Baja. Yogyakarta : Kanisius

KH, Sunggono (1995). Buku Teknik Sipil. Bandung : Nova

Salmon, Charles G. (1990). Struktur Baja. Jakarta : Erlangga

-----, (2003). Diktat Ilmu Bahan Bangunan. Bandung

Departemen Pekerjaan Umum, 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk

Bangunan Gedung. SNI 03-1729-2002, Bandung.

GAMBAR - GAMBAR

LAMPIRAN

BAB IBAB IIBAB IIIPERHITUNGAN RANCANGAN KUDA KUDADAFTAR PUSTAKA

Struktur Baja 2 - Agus Budiyanto

Documents

Transcript of Struktur Baja 2 - Agus Budiyanto