Tugas Baja Review II
-
Upload
m-robby-indrawan -
Category
Documents
-
view
118 -
download
5
Transcript of Tugas Baja Review II
TUGAS BESAR MATA KULIAH STRUKTUR BAJA IIUNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR i
KATA PENGANTAR
Assalamuaikum Wr. Wb.
Dengan berkembangnya rekayasa dalam bidang teknologi dengan menggunakan komputer
sebagai alat bantu, maka perhitungan struktur untuk bangunan akan lebih mudah lagi,
asalkan kita tahu cara menggunakan software dalam komputer. Beberapa jenis perangkat
lunak komputer yang digunakan untuk menghitung struktur antara lain : SAP 2000, ETABS,
STAAD PRO, CSI Bridge dan masih banyak lainnya.
Dalam kasus Tugas Besar ini, kami menggunakan software SAP 2000 v.15 untuk
mempermudah perhitungan struktur kami. Dalam perhitungan kami menggunakan metode
3 Dimensi dan metode 2 Dimensi hasil gaya dalam dari hitungan software kami gunakan
untuk menentukan ukuran profil baja, tulangan pelat dan sambungan antara balok dengan
balok maupun sambungan antara balok dengan kolom.
Dalam penyajian laporan, mungkin masih banyak kesalahan dalam penulisan. Namun kami
berharap dalam perhitungan tidak ada kesalahan karena sudah dikoreksi pada saat asistensi
agar perhitungan kami dapat dijadikan referensi baik oleh kami maupun orang lain. Sekian
dari kami, mohon maaf apabila masih ada kekurangan dalam penyajian dan perhitungan.
Wassalamualaikum Wr. Wb
Cianjur, 09 Desember 2013
Penyusun
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 I - 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Nama dan Lokasi Proyek
Gedung yang akan dirancang merupakan kamar kost untuk tempat tinggal mahasiswa dan
pekerja di daerah Kota Cianjur, dengan tinggi gedung 12 meter dan jumlah lantai
sebanyak 3 lantai. Struktur gedung direncanakan menggunakan struktur dari profil baja
dan dengan pondasi dari tiang pancang. Adapun data lengkap proyek rumah tinggal ini
sebagai berikut :
Nama Proyek : Proyek Perencanaan Rumah Tinggal Milik Bpk. Acep
Ginanjar
Lokasi Proyek : Jln. Pasir Gede Raya No. 52. Blk RSUD Cianjur
Tinggi Gedung : 12 meter
Jumlah Lantai : 3 Lantai
Tinggi Tiap Lantai : 4 meter
Perencana : C.V. Rindu Order
Kontraktor : C.V. Lautan Beton
1.2 Peraturan yang digunakan
Peraturan-peraturan yang kami gunakan dalam merencanakan gedung ini adalah sebagai
berikut:
Peraturan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung SNI 1727-1989
Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI 03-1726-
2002
Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002
Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 I - 2
1.3 Spesifikasi Bahan
Spesifikasi bahan yang digunakan dalam merencanakan gedung ini adalah sebagai
berikut:
Mutu Beton : 25 MPa
Modulus Elastisitas Beton : 23500 MPa
Kuat Leleh Baja (fy) : 240 MPa
Kuat Putus Baja (fu) : 370 Mpa
Modulus Elastisitas Baja : 200000 MPa
1.4 Konsep dan Asumsi Perencanaan
Balok menumpu pelat yang memikul beban hidup dan beban mati dari pelat sendiri
dengan sistem distribusi pelat satu arah, sehingga beban dari pelat ditahan oleh balok
anak lalu diteruskan ke balok induk menuju kolom hingga akhirnya menuju pondasi
(tanah)
Pembebanan pada portal dihitung menggunakan metode beban ekuivalen dimana terlebih
dahulu kita hitung beban per satuan luasnya lalu kita bagikan sesuai dengan fungsi balok
tersebut.
Beban yang diperhitungkan dalam portal antara lain :
1.4.1 Beban Mati
Beban sendiri bahan bangunan dan komponen gedung , menurut Peraturan
Pembebanan untuk Rumah dan Gedung SNI 1727-1989 Tabel I.
1.4.2 Beban Hidup
Berbanat hidup yang dipikul oleh portal, akibat beban manusia, genangan air dan
sejenisnya sesuai dengan Peraturan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung SNI
1727-1989 Tabel II.
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 I - 3
1.4.3 Beban Gempa
Beban dinamis yang terjadi akibat getaran gempa, sehingga mengakibatkan
pergerakan lapisan tanah dan juga bangunan. Lokasi Proyek ini berada di zona gempa
IV.
1.4.4 Beban Angin
Beban dinamis yang diakibatkan akibat hembusan angin, namun beban ini tidak
dimasukkan dalam perhitungan karena beban gempa dianggap suah mewakili.
1.5 Rencana Geometri Struktur Portal
Portal akan direncanakan dengan jumlah 6 ruang per lantai dengan ukuran 7 m x 3 m,
didalamnya termasuk kamar mandi dan balkon. Koridor mempunyai lebar 2.5 m dan
tangga berbentuk tangga U dengan lebar tangga 1.5 m dan panjang tangga tanpa bordes
3.5 m dengan tinggi 2 m.
Gambar 1.1 Denah rencana
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 I - 4
1.6 Tahapan Perhitungan
Perhitungan dilakukan melalui beberapa tahap menggunakan hitungan manual dan juga
dengan bantuan software SAP 2000 v.15 3 dimensi dan 2 dimensi.
Tahapan pertama adalah perhitungan beban ultimate (gabungan beban mati dan hidup
termasuk beban dinding) yang berada di pelat menggunakan metode beban ekivalen
dengan asumsi pelat satu arah.
Tahapan kedua ialah perhitungan pemilihan profil balok anak yang menerima beban
dari pelat, apakah balok anak tersebut sudah memnuhi syarat terhadap lentur, lendutan
dan gaya geser.
Tahapan ketiga adalah perhitungan pelat lantai dan pelat atap. Tahapan keempat
adalah pemilihan profil kolom, sesuai dengan gaya yang bekerja pada kolom tersebut
dan dipilih gaya kolom yang maksimal.
Tahapan keempat adalah perhitungan sambungan, yaitu sambungan antara balok
dengan balok, balok dengan kolom, dan kolom dengan pondasi tumpuan (bearing).
Tahapan-tahapan diatas kami hitung secara manual dan juga menggunakan bantuan
worksheet dari Ms. Excel
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 1
BAB II
RENCANA PEMBEBANAN DAN PEMILIHAN PROFIL BALOK
Tinjauan Pembebanan Pada Portal Baja
1. Pelat Lantai
a. Beban Mati (Menurut SNI 03-1727-1989, Tabel I)
- Berat Sendiri Pelat Lantai (Asumsi = 0,12 m) = 0,12 m x 2400 kg/m³ = 288 kg/m²
- Adukan (Asumsi t = 2 cm) = 2 x 21 kg/m² = 42 kg/m²
- Plafond dan Rangka Plafond = (11 + 7) kg/m² = 18 kg/m²
- Pasangan keramik (Asumsi 0,005m) = 0,005m x 2200 kg/m³ = 11 kg/m²
- Mechanical & Electrical = 25 kg/m² = 25 kg/m²+
Beban Mati Total = 384 kg/m²
Dibulatkan menjadi = 390 kg/m²
b. Beban Dinding pada Balok (Menurut SNI 03-1727-1989, Tabel I)
- Pasangan bata mera ½ bata = 4 m x 250 kg/m² = 100 kg/m
c. Beban Hidup (Menurut SNI 03-1727-1989, Tabel II)
- Beban Hidup pada Lantai dan Tangga Rumah Tinggal = 200 kg/m²
2. Pelat Atap
a. Beban Mati (Menurut SNI 03-1727-1989, Tabel I)
- Berat Sendiri Pelat Lantai (Asumsi t = 0,12 m) = 0,12 m x 2400 kg/m³ = 288 kg/m²
- Genangan Air Hujan (5 mm) = 0,005 m x 1000 kg/m³ = 5 kg/m²
- Plafond dan Rangka Plafond = (11+7) kg/m² = 18 kg/m²
- Mechanical & Electrical = 25 kg/m2 = 25 kg/m² +
Beban Mati Total = 336 kg/m²
b. Beban Hidup ((Menurut SNI 03-1727-1989, Tabel II)
- Beban Hidup untuk Atap = 100 kg/m²
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 2
Pembebanan pada portal baja dihitung dengan menggunakan metode beban ekivalen, dimana
beban pelat disalurkan secara 1 arah (one way slab) sehingga pembebanan pada balok anak
yang kita kaji seperti pada gambar berikut :
Gambar 2.1 Asumsi pembagian beban pelat pada balok anak
Pembebanan pada balok anak, masing masing akan dihitung seperti berikut ini :
- Beban ekivalen pada balok A-B (memikul pelat lantai)
- Beban ekivalen pada balok A-B (memikul pelat atap)
- Beban ekivalen pada balok E-F (memikul pelat lantai)
- Beban ekivalen pada balok E-F (memikul pelat atap)
- Beban ekivalen pada balok C-D (memikul pelat lantai)
- Beban ekivalen pada balok C-D (memikul pelat atap)
- Beban ekivalen pada balok G-H (memikul pelat lantai)
- Beban ekivalen pada balok G-H (memikul pelat atap)
Perhitungan dijelaskan sebagaimana berikut ini :
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 3
1. Beban ekivalen pada balok A-B (tidak menahan beban dinding):
Gambar 2.2 Pembebanan pada balok anak A-B
1.1 Perhitungan beban ekivalen balok A-B pelat lantai :
q mati = 2 m x 390 kg/m²
q mati = 780 kg/m
q hidup = 2 m x 200 kg/m²
q hidup = 400 kg/m
q ultimate = 1.2 q mati + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x 780 kg/m + 1.6 x 400 kg/m
q ultimate = 1576 kg/m
1.2 Perhitungan beban ekivalen balok A-B pelat atap :
q mati = 2 m x 336 kg/m²
q mati = 672 kg/m
q hidup = 2m x 100 kg/m²
q hidup = 200 kg/m
q ultimate = 1.2 q mati + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x 672 kg/m + 1.6 x 200 kg/m
q ultimate = 1126.4 kg/m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 4
2. Beban ekivalen pada balok E-F (balok menahan beban dinding pada pelat lantai)
Gambar 2.3 Pembebanan pada balok anak E-F
2.1 Perhitungan beban ekivalen balok E-F pelat lantai :
q mati = 1.5 m x 390 kg/m²
q mati = 585 kg/m
q dinding = 4 m x 250 kg/m²
q dinding = 1000 kg/m
q hidup = 1.5 m x 200 kg/m²
q hidup = 300 kg/m
q ultimate = 1.2 (q mati + q dinding) + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x (585 + 1000) kg/m + 1.6 x 300 kg/m
q ultimate = 2382 kg/m
2.2 Perhitungan beban ekivalen balok E-F pelat atap :
q mati = 1.5 m x 336 kg/m²
q mati = 504 kg/m
q hidup = 1.5m x 100 kg/m²
q hidup = 150 kg/m
q ultimate = 1.2 q mati + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x 504 kg/m + 1.6 x 150 kg/m
q ultimate = 844.8 kg/m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 5
3. Beban ekivalen pada balok C-D (balok menahan beban dinding pada pelat lantai)
Gambar 2.3 Pembebanan pada balok anak C-D
3.1 Perhitungan beban ekivalen balok C-D pelat lantai :
q mati = 1 m x 390 kg/m² + 0.75 m x 390 kg/m² x 0.5
q mati = 390 kg/m + 146.25 kg/m
q mati = 536.25 kg/m
q dinding = 4 m x 250 kg/m²
q dinding = 1000 kg/m
q hidup = 1 m x 200 kg/m² + 0.75 m x 200 kg/m² x0.5
q hidup = 200 kg/m + 75 kg/m
q hidup = 275 kg/m
q ultimate = 1.2 (q mati + q dinding) + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x (536.25 + 1000) kg/m + 1.6 x 275 kg/m
q ultimate = 2283.5 kg/m
Besar Pu balok lantai (beban terpusat dari balok anak E-F)
Pu = 0.5 x qu balok atap E-F x panjang balok E-F
Pu = 0.5 x 2382 kg/m x 1.5 m
Pu = 1786.5 kg
3.2 Perhitungan beban ekivalen balok C-D pelat atap :
q mati = 1 m x 336 kg/m² + 0.5 x 0.75 m x 336 kg/m²
q mati = 336 kg/m + 126 kg/m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 6
q mati = 462 kg/m
q hidup = 1 m x 100 kg/m² + 0.5 x 0.75 m x 100 kg/m²
q hidup = 100 kg/m + 37.5 kg/m
q hidup = 137.5 kg/m
q ultimate = 1.2 q mati + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x 462 kg/m + 1.6 x 137.5 kg/m
q ultimate = 774.4 kg/m
Besar Pu balok atap (beban terpusat dari balok anak E-F)
Pu = 0.5 x qu balok atap E-F x panjang balok E-F
Pu = 0.5 x 844.8 kg/m x 1.5 m
Pu = 633.6 kg
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 7
4. Beban ekivalen pada balok G-H (balok menahan beban dinding pada pelat lantai)
Gambar 2.4 Pembebanan pada balok anak G-H
4.1 Perhitungan beban ekivalen balok G-H pelat lantai :
q mati = 1.25 m x 390 kg/m² + 0.75 m x 390 kg/m² x 0.5
q mati = 487.5 kg/m + 146.25 kg/m
q mati = 633.75 kg/m
q dinding = 4 m x 250 kg/m²
q dinding = 1000 kg/m
q hidup = 1.25 m x 200 kg/m² + 0.75 m x 200 kg/m² x0.5
q hidup = 250 kg/m + 75 kg/m
q hidup = 325 kg/m
q ultimate = 1.2 (q mati + q dinding) + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x (633.75 + 1000) kg/m + 1.6 x 325 kg/m
q ultimate = 2480.5 kg/m
Besar Pu balok lantai (beban terpusat dari balok anak E-F)
Pu = 0.5 x qu balok atap E-F x panjang balok E-F
Pu = 0.5 x 2382 kg/m x 1.5 m
Pu = 1786.5 kg
4.2 Perhitungan beban ekivalen balok G-H pelat atap :
q mati = 1.25 m x 336 kg/m² + 0.5 x 0.75 m x 336 kg/m²
q mati = 420 kg/m + 126 kg/m
q mati = 546 kg/m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 8
q hidup = 1.25 m x 100 kg/m² + 0.5 x 0.75 m x 100 kg/m²
q hidup = 125 kg/m + 37.5 kg/m
q hidup = 162.5 kg/m
q ultimate = 1.2 q mati + 1.6 q hidup
q ultimate = 1.2 x 546 kg/m + 1.6 x 162.5 kg/m
q ultimate = 915.2 kg/m
Besar Pu balok atap (beban terpusat dari balok anak E-F)
Pu = 0.5 x qu balok atap E-F x panjang balok E-F
Pu = 0.5 x 844.8 kg/m x 1.5 m
Pu = 633.6 kg
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 9
Perhitungan Momen maksimal (Mu maks tanpa berat sendiri profil)
- Balok A – B (lantai)
Mu maks = 1/8 x (1576 kg/m) x (3 m)²
Mu maks =1733 kg.m
- Balok A – B (atap)
Mu maks = 1/8 x (1126.4 kg/m) x (3 m)²
Mu maks = 1267.2 kg.m
- Balok E – F (lantai)
Mu maks = 1/8 x 2382 kg/m x (1.5 m)²
Mu maks = 670 kg.m
- Balok E – F (atap)
Mu maks = 1/8 x 844.8 kg/m x (1.5 m)
Mu maks = 237.6 kg.m
- Balok C – D (lantai)
Mu maks = 1/8 x 2283.5 kg/m x (3 m)² + ¼ x 1786.5 kg x 3 m
Mu maks = 2569 kg.m + 1340 kg.m
Mu maks = 3909 kg.m
- Balok C – D (atap)
Mu maks = 1/8 x 774.4 kg/m x (3 m)² + ¼ x 633.6 kg x 3 m
Mu maks = 871.2 kg.m + 475.2 kg.m
Mu maks = 1346.4 kg.m
- Balok G – H (lantai)
Mu maks = 1/8 x 2480.5 kg/m x (3 m)² + ¼ x 1786.5 kg x 3 m
Mu maks = 2791 kg.m + 1340 kg.m
Mu maks = 4131 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 10
- Balok G – H (atap)
Mu maks = 1/8 x 915.2 kg/m x (3 m)² + ¼ x 633.6 kg x 3 m
Mu maks = 1029.6 kg.m + 475.2 kg.m
Mu maks = 1504.8 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 11
Perhitungan pemilihan balok anak
- Balok anak A – B ( (lantai)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 1773 kg.m = 17730000 N.mm L = 3000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 3000/360 = 8.33 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.150.100.6.9
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 100 x 9 x (150-9) + ¼ x 6 x (150-18)²
Zx = 126900 + 26136
Zx = 153036 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 153036 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 36728640 N.mm
Mn = 3672.86 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 12
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 1801.5 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 3672.8 > 1801.5
3305 > 1801.5 ….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
18.33 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 110 mm x 6 mm
Vn = 95040 N = 9504 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu = ½ x (1576 + 25.32) x (3)
Vu = 1801.5 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 9504 kg > 1801.5
8554 > 1802 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 13
- Balok anak A – B ( (atap)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 1267.2 kg.m = 12672000 N.mm L = 3000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 3000/360 = 8.33 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.125.125.6,5.9
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 125x 9 x (125-9) + ¼ x 6,5 x (125-18)²
Zx = 130500 + 18604
Zx = 149104 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 149104 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 35785960 N.mm
Mn = 3578 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 14
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 1299.33 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 3578> 1299.33
3220 > 1299.33….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
13.38 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 87 mm x 6.5 mm
Vn = 81432 N = 8143 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu = ½ x (1126.4+ 1.2x23.8) x (3)
Vu = 1732.44 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 8143 kg > 1732.44
7328 > 1732 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 15
- Balok anak E – F ( (lantai)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 670 kg.m = 6700000 N.mm L = 1500 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 1500/360 = 4.167 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.100.100.6.8
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 100x 8 x (100-8) + ¼ x 6 x (100 -16)²
Zx = 73600 + 10584
Zx = 84184 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 84184 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 20204160 N.mm
Mn = 2020.4 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 16
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 675.8 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 2020.4 > 675.8
1818 > 675.8 ….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
10.67 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 64 mm x 6 mm
Vn = 55296 N = 5530 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu = ½ x (2382 + 1.2 x 17.2) x (1.5)
Vu = 1801.98 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 5530 kg > 1801.98
4977 > 1732 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 17
- Balok anak E – F ( (atap)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 237.6 kg.m = 2376000 N.mm L = 1500 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 1500/360 = 4.167 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.100.50.5.7
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 50 x 7 x (100-7) + ¼ x 5 x (100 -14)²
Zx = 32550 + 9245
Zx = 41795 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 41795 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 10030800 N.mm
Mn = 1003 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 18
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 241 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 1003 > 241
902 > 241 ….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
14 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 70 mm x 5 mm
Vn = 50400 N = 5040 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu = ½ x (844.8+ 1.2 x 9.3) x (1.5)
Vu = 641.97 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 5040 kg > 641.97 kg
4536 > 642 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 19
- Balok anak C – D ( (lantai)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 3909 kg.m = 39090000 N.mm L = 3000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 3000/360 = 8.33 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.200.150.6.9
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 150 x 9 x (200-9) + ¼ x 6 x (200 -18)²
Zx = 257850 + 49686
Zx = 307536 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 307536 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 738088640 N.mm
Mn = 7381 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 20
Mu (termasuk berat profil sendiri)
(
) (
)
Mu = 4773.25 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 7381 > 4773
6643 > 4773 ….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
26< 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 156 mm x 6 mm
Vn = 134784 N = 13478.4 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu =( ½ x (2283.5 + 1.2 x 30.6) x (3)) + (1/2 x 1801.98)
Vu = 4381 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 13478 kg > 4381 kg
12130 > 4381 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 21
- Balok anak C – D (atap)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 1346.4 kg.m = 13464000 N.mm L = 3000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 3000/360 = 8.33 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.125.125.6,5.9
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 125 x 9 x (125 - 9) + ¼ x 6.5 x (125 -18)²
Zx = 130500 + 18604
Zx = 149104 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 149104 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 35784960 N.mm
Mn = 3578.5 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 22
Mu (termasuk berat profil sendiri)
(
) (
)
Mu = 1384.8 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 3578.5 > 1385
3220 > 1385….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
13.38 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 87 mm x 6.5 mm
Vn = 81432 N = 8143.2 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu =( ½ x (1346.4 + 1.2 x 23.8) x (3)) + (1/2 x 641.97)
Vu = 2384 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 8143.2 kg > 2384 kg
7329 > 2384 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 23
- Balok anak G – H (lantai)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 4131 kg.m = 41310000 N.mm L = 3000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 3000/360 = 8.33 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.175.175.7,5.11
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 175 x 11 x (175 - 11) + ¼ x 7.5 x (175 -22)²
Zx = 315700 + 43892
Zx = 359592 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 359592 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 86302080 N.mm
Mn = 8630 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 24
Mu (termasuk berat profil sendiri)
(
) (
)
Mu = 4196.88 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 8630 > 4197
7767 > 4197….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
23.3 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 175 mm x 7.5 mm
Vn = 189000 N = 18900 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu =( ½ x (2480.5 + 1.2 x 40.2) x (3)) + (1/2 x 1801.98)
Vu = 4694 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 18900 kg > 4694kg
17010 > 4694 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 25
- Balok anak G – H (atap)
Mu max (tanpa berat sendiri) = 1504.8 kg.m = 15048000 N.mm L = 3000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 3000/360 = 8.33 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.125.125.6,5.9
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 125 x 9 x (125 - 9) + ¼ x 6.5 x (125 -18)²
Zx = 130500 + 18604
Zx = 149104 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 149104 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 35784960 N.mm
Mn = 3578.5 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 26
Mu (termasuk berat profil sendiri)
(
) (
)
Mu = 1543.2 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 3578.5 > 1543.2
3220 > 1543.2….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
13.38 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 87mm x 6.5 mm
Vn = 81432 N = 8143.2 kg
Vu maks (termasuk berat profil sendiri)
Vu =( ½ x (915.2 + 1.2 x 23.8) x (3)) + (1/2 x 641.97)
Vu = 1736.6 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 8143.2 kg > 1736.6 kg
7329 > 1737 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 27
Perhitungan pemilihan balok induk (lantai)
Gambar 2.5 Pembebanan, momen dan geser pada balok induk lantai
- Balok induk (lantai)
Mu max (tanpa berat sendiri) hasil analisa SAP 2000 v.15 = 26800 kg.m =
268000000 N.mm L = 7000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 7000/360 = 19.44 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.400.300.10.16
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 300 x 16 x (400 - 16) + ¼ x 10 x (400-2x16)²
Zx = 1843200 + 338560
Zx = 2181760 mm³
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 28
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 2181760 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 523622400 N.mm
Mn = 52362.24 kg.m
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 27586.45 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 52362 > 27586.45
47126 > 27586.45 ….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
32.4 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 324 mm x 10 mm
Vn = 466560 N = 46656 kg
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 29
Vu maks (berat profil sendiri) + Hasil analisa SAP 2000 v.15
Vu = ½ x (1.2 x 107) x (7) + 14764 kg
Vu = 449.4 +14764
Vu = 15213.4 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 46656 kg > 1801.5
41990 > 15213 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 30
Perhitungan pemilihan balok induk (Atap)
Gambar 2.6 Pembebanan, momen dan geser pada balok induk atap
- Balok induk (Atap)
Mu max (tanpa berat sendiri) hasil analisa SAP 2000 v.15 = 20564 kg.m =
205640000 N.mm L = 7000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 7000/360 = 19.44 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.400.300.9.14
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 300 x 14 x (400 - 14) + ¼ x 9 x (400-2x14)²
Zx = 1621200 + 311364
Zx = 1932564 mm³
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 31
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp, penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 1932564 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 463815360 N.mm
Mn = 46381.5 kg.m
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 21257 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 46381.5 > 21257
41743 > 21257 ….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
36.4 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 328 mm x 9 mm
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 32
Vn = 425088 N = 42509 kg
Vu maks (berat profil sendiri) + Hasil analisa SAP 2000 v.15
Vu = ½ x (1.2 x 94.3) x (7) + 10700 kg
Vu = 396.06 + 10700
Vu = 11096 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 42509 kg > 11096 kg
38258 > 11096 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 33
Perhitungan balok untuk tangga dan tumpuan tangga
- Balok tangga :
Gambar 2.7 rencana balok tangga, geser dan momen pada balok tangga
Beban ekivalen pada balok tangga :
- beban mati = 0.75 m x 390 kg/m² = 292.5 kg/m
- beban hidup = 0.75 m x 200 kg/m² = 150 kg/m
Beban tangga ultimate = 1.2 x 292.5 kg/m + 1.6 x 150 kg/m
Beban tangga ultimate = 591 kg/m
Dengan menganalisa struktur menggunakan SAP 2000 v.15, didapat momen
ultimate maksimal = 1042.3 kg.m dan geser maksimal = 1034.25 kg
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 34
Mu max (tanpa berat sendiri) hasil analisa SAP 2000 v.15 = 1042.3 kg.m =
10423000 N.mm L = 4040 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 4040/360 = 11.22 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
Dicoba menggunakan profil WF.150.100.5.7
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 100 x 7 x (150 - 7) + ¼ x 5 x (150-2x7)²
Zx = 100100 + 23120
Zx = 123220 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp , penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 123220 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 29572800 N.mm
Mn = 2957.28 kg.m
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 35
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 1094 kg.m
øMn > Mu
0.9 x 2957.28 > 1094
2661 > 1094 ….. OK!!!!
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
22.8 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 114 mm x 5 mm
Vn = 82080 N = 8208 kg
Vu maks (berat profil sendiri) + Hasil analisa SAP 2000 v.15
Vu = ½ x (1.2 x 21.1) x (4.04) + 1034.25 kg
Vu = 51.2 + 1034.25
Vu = 1085.5 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 8208 kg > 1085.5 kg
7387 > 1085.5 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 36
- Balok bordes :
Gambar 2.8 Rencana balok bordes, geser dan momen pada balok bordes
Beban ekivalen pada balok bordes :
- beban mati = 0.75 m x 390 kg/m² = 292.5 kg/m
- beban hidup = 0.75 m x 200 kg/m² = 150 kg/m
Beban bordes ultimate = 1.2 x 292.5 kg/m + 1.6 x 150 kg/m
Beban bordes ultimate = 591 kg/m
Ditambah dengan gaya geser (Vu) dari balok tangga 1034.25 kg.
Dengan menganalisa struktur menggunakan SAP 2000 v.15, didapat momen
ultimate maksimal = 2216.25 kg.m dan geser maksimal = 1920.75 kg
Mu max (tanpa berat sendiri) hasil analisa SAP 2000 v.15 = 2216.25 kg.m =
22162500 N.mm L = 3000 mm
Lendutan izin (δ) = L/360 = 3000/360 = 8.33 mm
Mencari profil menggunakan rumus :
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 37
Dicoba menggunakan profil WF.175.90.5.8
Zx = b.tf.(d-tf) + ¼ .tw.(d-2tf)²
Zx = 90 x 8 x (175 - 8) + ¼ x 5 x (175-2x8)²
Zx = 120240 + 31601
Zx = 151841 mm³
Cek syarat profil kompak
√
√
√
√
λ < λp , penampang kompak!!!
Mn = Zx.fy
Mn = 151841 mm³ x 240 N/mm²
Mn = 36441840 N.mm
Mn = 3644.2 kg.m
Mu (termasuk berat profil sendiri)
Mu = 2240.685kg.m
øMn > Mu
0.9 x 3644.2 > 2240.685
3280 > 2240 ….. OK!!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 38
Cek terhadap geser
Syarat :
√
√
28.2 < 71 …. OK!!!
Vn = 0.6 x fy x Aw
Vn = 0.6 x 240 N/mm² x 141 mm x 5 mm
Vn = 101520 N = 10152kg
Vu maks (berat profil sendiri) + Hasil analisa SAP 2000 v.15
Vu = ½ x (1.2 x 18.1) x (3) + 1920.75 kg
Vu = 32.58 + 1920.75
Vu = 1953.37 kg
ø Vn > Vu
0.9 x 10152 kg > 1953 kg
9137 > 1953 kg … OK!!!
TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA II UNIVERSITAS SURYAKANCANA CIANJUR 2013 II - 39
Hasil Perhitungan dan Pemilihan Profil Balok :
Dikarenakan profil balok anak dan balok induk terkekang lateral menerus
(bagian tekan balok tertanam di pelat lantai) maka tekuk torsi lateral
diabaikan.
Nama Balok Profil yang digunakan
Balok A – B (lantai) WF 150.100.6.9
Balok A – B (atap) WF 125.125.6,5.9
Balok E – F (lantai) WF 100.100.6.8
Balok E – F (atap) WF 100.50.5.7
Balok C – D (lantai) WF 200.150.6.9
Balok C – D (atap) WF 125.125.6,5.9
Balok G – H (lantai) WF 175.175.7,5.11
Balok G – H (atap) WF 125.125.6,5.9
Balok Induk (lantai) WF.400.300.10.16
Balok Induk (atap) WF.400.300.9.14
Balok tangga WF.150.100.5.7
Balok Bordes WF.175.90.5.8