PERHITUNGAN KONSTRUKSI BAJA II (GABLE)

Transkripsi

1 PERHITUNGAN KONSTRUKSI BAJA II (GABLE) A. Data Perhitungan D C 5 E F A B Ketentuan - Ketentuan : 1. Type Konstruksi : Portal Gable. Bahan Penutup Atap : Seng Gelombang 3. Jarak Antar Portal : 6 meter 4. Bentang kuda kuda (L) : 1 meter 5. Jarak Gording : 1.93 meter 6. Tinggi Kolom (H) : 6 meter 7. Kemiringan atap () : Beban Angin : 30 kg/m 9. Bebab Berguna (P) : 100 kg 10. Alat sambung : Baut dan Las 11. Baja Profil : ST Modulus elastisitas baja :.10 5 Mpa = kg/cm 13. Tegangan ijin baja : 1600 kg/cm 14. Berat penutup atap : 10 kg/m 15. Kapasitas Cranegirder : 5000 kg Konstruksi Baja II 1

2 B. Perhitungan Gording sb y D r y C x = ½ L F sb x 1. Menghitung Panjang Balok Diketahui (L) = 1 m Jarak C - D Cos 5 0 = x / r r = 10.5 / cos 5 0 = m Jarak D F tan 5 0 = y / x y = tan = m Jarak gording yang direncanakan = m Banyaknya gording yang dibutuhkan / + 1 = buah Jarak gording yang sebenarnya /6 = 1,93 m. Perhitungan Dimensi Gording Untuk dimensi gording dicoba dengan menggunakan profil baja Light Lip Channel C ,3 dengan data-data sebagai berikut : - A = 7.01 Cm - q = 5.5 kg/m - lx = 48 Cm 4 - Wx = 33 Cm 3 - ly = 41.1 Cm 4 - Wy = 9.37 Cm 3 Konstruksi Baja II

3 Pembebanan pada gording : a. Beban mati / Dead Load - Berat gording = 5.5 kg/m - Berat penutup atap (1,93 m x 10 kg/m ) = 19.3 kg/m q = 4.8 kg/m Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan beban mati Px bekerja vertical, P diuraikan pada sumbu X dan sumbu Y, sehingga diperoleh: Y qy X X qx 5 q Gambar gaya kerja pada gording qx = q. sin α = 4.8. sin 5 0 = kg/m qy = q. cos α = 4.8. cos 5 0 =.48 kg/m Gording diletakkan di atas beberapa tumpuan (kuda-kuda), sehingga merupakan balok menerus di atas beberapa tumpuan dengan reduksi momen lentur maksimum adalah 80 %. Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna Konstruksi Baja II 3

4 Momen maksimum akibat beban mati : Mx 1 = 1/8. qx. (l). 80% = 1/ (6). 0,8 = kgm My1 = 1/8. qy. (l). 80% = 1/ (6). 0,8 = kgm b. Beban hidup / Live Load Py X X Px 5 P Gambar gaya kerja pada beban hidup atau beban berguna Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja di tengah-tengah bentang gording, beban ini diperhitungkan kalau ada orang yang bekerja di atas gording. Besarnya beban hidup diambil dari PPURG 1987, P = 100 kg Px = P. sin = 100. sin 5 0 = 4,6 kg Py = P. cos = 100. cos 5 0 = 90,63 kg Konstruksi Baja II 4

5 Momen yang timbul akibat beban terpusat dianggap Continous Beam. Gambar momen akibat beban berguna Momen maksimum akibat beban hidup Mx = (¼. Px. l). 80 % = (¼. 4,6. 6). 0,8 = 50.7 kgm My = (¼. Py. l). 80 % = (¼. 90,63. 6). 0,8 = kgm c. Beban Angin : Beban angin diperhitungkan dengan menganggap adanya tekanan positif (tiup) dan tekanan negatif (hisap), yang bekerja tegak lurus pada bidang atap. Menurut PPPURG 1987, tekanan tiup harus diambil minimal 5 kg/m. Dalam perencanaan ini, besarnya tekanan angin (w) diambil sebesar 30 kg/m. W X X 5 Y Gambar gaya kerja pada beban angin Konstruksi Baja II 5

6 Ketentuan : Koefisien angin tekan ( c ) = (0,0 x - 0,4) Koefisien angin hisap ( c ) = - 0,4 Beban angin kiri (W 1 ) = 30 kg/m Beban angin kanan (W ) = 30 kg/m Kemiringan atap () = 5 0 Jarak Gording = 1,93 m Koefisien Angin Angin tekan ( c ) = (0,0. - 0,4) = (0, ,4) = 0,1 Angin hisap ( c 1 ) = -0,4 Angin Tekan (wt) = c x W 1. (jarak gording) = 0, (1,93) = 5.79 kg/m Angin Hisap (wh) = c 1. W 1. (jarak gording) = -0, (1,93) = kg/m Momen maksimum akibat beban angin Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar) W max = 5.79 Kg/m W x = 0, karena arah beban angin tegak lurus sumbu batang balok. Jadi momen akibat beban angin adalah : Akibat Wx = 0 Mx 3 = 1/8. Wx. (I). 80 % = 1/ ,8 = 0 kgm Konstruksi Baja II 6

7 Akibat Wy = 5,5 My 3 = 1/8. W. (l). 80% = 1/ (6). 0,8% = 0.8 kgm Tabel perhitungan momen P dan M Atap + Gording (Beban Mati) Beban Orang (Beban Hidup) Angin P Px Py Mx My d. Kombinasi pembebanan Akibat Beban Tetap M = M Beban Mati + M Beban Hidup Mx = M x1 + M x = = 88.5 kgm = 8850 kgcm My = M y1 + M y = = kgm = kgcm Akibat Beban Sementara M = M Beban Mati + M Beban Hidup + M Beban Angin Mx = M x1 + M x + M x3 = = 88.5 kgm = 8850 kgcm My = M y1 + M y + M y3 = = kgm = 1043 kgcm Konstruksi Baja II 7

8 e. Kontrol tegangan Akibat Beban Mati + Beban Hidup Mx My = 1600 kg/cm Wy Wx = 1519 kg/cm = 1600 kg/cm = 1519 kg/cm =1600 kg/cm... OK Akibat Beban Mati + Beban Hidup + Beban Angin Mx My = 1600 kg/cm Wy Wx = 158 kg/cm = 1600 kg/cm = 158 kg/cm =1600 kg/cm... OK f. Kontrol Lendutan : Lendutan yang diijinkan untuk gording ( pada arah x terdiri wilayah yang ditahan oleh trakstang). f x ijin = l = cm 1 1 f y ijin = l 600 = cm f x = q x ( l / ) E Iy Px ( l / ) E Iy 3 fx = 5 (0.1048) ( 600 ) (0.46) ( 600 ) = 0.13 cm < fx izin = cm.. OK! 3 f y = = q y 4 3 ( l / ) 1 Py ( l / ) E Ix 48 E Ix 5 (0.48) ( 600 ) (0.906) ( 600 ) Konstruksi Baja II 8

9 fy = 0.74 cm < fy izin = cm... OK jadi, gording Light Lip Channel C 150 x 65 x 0 x,3 aman untuk digunakan. 3. Perhitungan Batang Tarik (Trackstang) Batang tarik (Trackstang) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah sumbu x (miring atap) sekaligus untuk mengurangi tegangan lendutan yang timbul pada arah x. Beban-beban yang dipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap (sumbu x), maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik Gx dan Px. Gx = Berat sendiri gording + penutup atap sepanjang gording arah sumbu x Px = Beban berguna arah sumbu x P total = Gx + Px = (qx. L) + Px Karena batang tarik dipasang dua buah, jadi per batang tarik adalah : P = P tot / = (qx. L) + Px)/ P = Fn = (10,48. 6) + 4,6/ = kg _ σ = 1600 kg/cm, dimana diambil = _ σ F n = P = = 0,066 cm F br = 15%. F n = 1,5. 0,066 = 0,08 cm F br = ¼.. d, dimana : d 4. f br , cm Maka batang tarik yang dipakai adalah Ø 6 mm. 4. Perhitungan Ikatan Angin Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal ( axial ) tarik saja. Adapun cara kerjanya adalah apabila salah satu ikatan angin bekerja sebagai batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan gaya apa apa. Konstruksi Baja II 9

10 Sebaliknya apabila arah angin berubah, maka secara bergantian batang tersebut bekerja sebagai batang tarik. gording P P Nx Kuda-kuda m N P N Ny Ikatan angin 6 m N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya / tekanan angin. Tg = = 1.93 = arc tg 1.93 = 6.61 o P = (30 x ) = kg. H = 0, Nx = P N cos = P N = P = cos cos 6.61 N Fn N Fn 0.47 cm 1600 Fbr = 15%. Fn = = 0.6 cm. Fbr = ¼ d d = 4.Fbr = = 0,87 cm. 1 cm 10 mm Maka ikatan angin yang dipakai adalah Ø 10 mm Konstruksi Baja II 10

11 3 m 6 m 3 m 6.00 C. Perhitungan Dimensi Balok Kuda-Kuda (Gable) 1. Pembebanan Pada Balok Gable P7 P6 P6 P5 P5 P3 P4 D P4 P3 P P P1 P1 C 5 E A B Gambar distribusi pembebanan Pembebanan pada balok gable akibat beban-beban yang dipikul oleh gording terpanjang 6m Ikatan Angin Gording Balok Gable 1.93 m m Gambar pembebanan yang dipikul gording Konstruksi Baja II 11

12 Balok yang direncanakan menggunakan IWF ,5.9 dengan data sbb: H = 300 mm b = 150 mm q = 36.7 kg/m Ts = 9 mm tb = 6.5 mm A = 46.8 cm Wx = 481 cm 3 Wy = 67.7 cm 3 Ix = 710 cm 4 Iy = 508 cm Gambar penampang profil IWF ,5.9 Pembebanan pada Balok Gable akibat beban-beban yang dipikul oleh 1 gording dengan bentang 6m : a. Beban Gordinng Gording 1 (karena terletak di ujung balok maka menerima beban setengah jarak gording = m) - Berat sendiri penutup atap : 6 m x 10 kg/m x m = 57.9 kg/m - Berat sendiri gording : (5,5 x 6 ) = 33 kg/m - Berat sendiri Balok : m x 36.7 kg/m = 35.4 kg/m - Berat alat penyambung : 10% x GBS = 3.54 kgm - Berat hidup (P) = 100 kg/m Gording = G3 = G4 = G5 = G6 (menerima beban setengah x setengah jarak gording = 1.93 m) - Berat sendiri penutup atap : 6 m x 10 kg/m x 1.93 m = kg/m - Berat sendiri gording : (5,5 x 6 ) = 33 kg/m - Berat sendiri Balok : 1.93 m x 36.7 kg/m = kg/m - Berat alat penyambung : 10% x GBS = kgm - Berat hidup (P) = 100 kg/m Konstruksi Baja II 1

13 Dengan cara yang sama untuk mempermudah perhitungan beban-beban pada balok gable akibat masing-masing gording dilakukan secara tabelaris sbb: Tabel pembebanan pada gording No Pembebanan G 1 (Kg) G = G 3 = G 4 = G 5 = G 6 (Kg) 1 Berat Penutup Atap Berat Gording Beban Hidup Berat Sendiri Balok Berat Alat Penyambung P Beban Merata : P q L 1 q = (( 8.38) ( )) = kg/m b. Tekanan angin pada bidang atap Koefesien angin tekan C th = 0.1 W t = = 18 kg/m Koefesien angin hisap C hs = -0,4 W h = -0, = -7 kg/m c. Tekanan angin pada bidang dinding Koefesien angin tekan C tk = 0,9, maka W t = 0, = 16 kg/m Koefesien angin hisap C hs = -0,4, maka W h = -0, = -7 kg/m Kombinasi Pembebanan Pada bidang atap : Pembebanan tetap = beban mati + beban hidup Pembebanan sementara = beban mati + beban hidup + beban angin Konstruksi Baja II 13

14 q = 16 kg/m q = 7 kg/m 6 m Untuk kombinasi pembebanan ini beban angin dirubah menjadi vertikal ; q = W t. cos 5 0 = 18. cos 5 0 = 16.3 kg/m q = W h. cos 5 0 = -7. cos 5 0 = -65,5 kg/m Kombinasi pembebanan sementara : q = beban mati + beban hidup + beban angin - Akibat angin kiri : q t = = 14 kg/m g h = (-65,5) = 13.4 kg/m -akibat angin kanan = angin kiri. Untuk perhitungan momen maka dari beban diatas diambil pembebanan yang terbesar : (q t = 14 kg/m ). q = 14 kg/m D C 5 E A B 1 m Gambar beban merata pada konstruksi baja Konstruksi Baja II 14

15 d. Perhitungan Momen Perhitungan momen dihitung dengan menggunakan SAP 000 V.7 Hasil Output SAP SAP000 v7.40 File: PORTAL 3 Kgf-m Units PAGE 1 71/07 1:1:59 S T A T I C L O A D C A S E S STATIC CASE SELF WT CASE TYPE FACTOR LOAD1 OTHER SAP000 v7.40 File: PORTAL 3 Kgf-m Units PAGE 7//07 1:1:59 J O I N T D A T A JOINT GLOBAL-X GLOBAL-Y GLOBAL-Z RESTRAINTS ANGLE-A ANGLE-B ANGLE-C SAP000 v7.40 File: PORTAL 3 Kgf-m Units PAGE 3 7//07 1:1:59 F R A M E FRAME E L E JNT-1 M E N T JNT- n R T A SECTION ANGLE RELEASES SEGMENTS ` Rl R FACTOR LENGTH 1 1 FSEC FSEC1 0, ,000 1, FSEC FSEC SAP000 v7.40 File: PORTAL 3 Kgf-m Units PAGE 4 7//07 1:1:59 F R A M E FRAME S P A N TYPE D I S T R I DIRECTION B U T E D DISTANCE-A L O A D S VALUE-A Load Case DISTANCE-B LOAD1 VALUE-B FORCE GLOBAL-Z FORCE GLOBAL-Z FORCE GLOBAL-X FORCE GLOBAL-X SAP000 v7.40 File: PORTAL 3 Kgf-m Units PAGE 1 7//07 1:3:9 Konstruksi Baja II 15

16 J O I N T JOINT D I S LOAD P L A C E M E N T S U1 U U3 R1 R R3 1 LOAD LOADl -.191E E E LOADl 1.79E E E LCAD1 5.77E E E LOADl SAP000 v7.40 File: PORTAL 3 Kgf-m Units PAGE 7//07 1:3:9 J C I N T R E A C JOINT LOAD T I O N S Fl F F3 Ml M M3 1 LOADl LOADl SAP000 v7.40 File: PORTAL 3 Kgf-m Units PAGE 3 7//07 1:3:9 F R A M E FRAME E L LOAD E M E N LOC T F O R C P E S V V3 T M M3 1 LOADl LOAD! LOAD1 4 LOAD! Konstruksi Baja II 16

17 Konstruksi Baja II 17

18 Konstruksi Baja II 18

19 Konstruksi Baja II 19

20 Konstruksi Baja II 0

21 e. Kontrol Balok yang Direncanakan. Terhadap Momen Tahanan ( Wx ). M max = kgm Wx = = kgcm = cm 3. Profil baja IWF ,5.9 dengan harga Wx hitung = cm 3 < Wx rencana = 481 cm 3, maka profil baja ini dapat digunakan. OK Terhadap Balok yang Dibebani Lentur ( KIP ). Profil balok yang digunakan adalah IWF ,5.9 dengan data data sebagai berikut : H = 300 mm b = 150 mm q = 36.7 kg/m Ts = 9 mm tb = 6.5 mm A = 46.8 cm Wx = 481 cm 3 Wy = 67.7 cm 3 ix = 1.4 cm Ix = 710 cm 4 Iy = 508 cm Gambar 4.8 Penampang IWF Cek profil berubah bentuk atau tidak : h 75 ts OK. Konstruksi Baja II 1

22 l h b ts ,833 Tidak OK Jadi, pada penampang terjadi perubahan bentuk ( PPBBI 1984 pasal 5.1(1) ) Terhadap bahaya lipatan KIP. 1 1 hb ( ) 47 mm 6 6 Iy Bidang yang diarsir = ( (0.9) (15) ) ( (4.7) = = 53.3 cm 4 Luas yang diarsir = (0.9 x 15) + (0.65 x 4.7) = 16.6 cm iy = = Lk iy cm dengan L panjang batang = cm Dimana Lk jarak antara titik-titik sokong lateral = 193 cm = = ( ) = tabel 3 hal 15 PPBBG (0.65) 3 Syarat Berubah Bentuk KIP E E KIP y ( L ) iy ( kg/cm ) 3.9 KIP x = kg/cm < 1600 kg/cm Jadi balok IWF ,5.9 aman dan tidak mengalami tegangan KIP. Konstruksi Baja II

23 Cek Tegangan Syarat (PPBBI) ambil = 1 (PPBBI) N nx Mx 1) max 0.58 A nx 1 Wx N Mx ) A Wx Dimana x = y = Lkx dimana Lkx = L = (11.585) = 3.17 m ix 317 = x Lky iy 190 = y Karena x > y maka menekuk terhadap sb X, dan karena sb tekuk = sb lentur maka kita perlukan faktor amplikasi nx. A nx = EX dimana x = 187 EX = 593 lg/cm N 593 (46.8) = (519.93) Syarat PPBBI : 1) ) (1) kg/cm 1600 kg/cm... OK kg/ cm kg/cm 1600 kg/cm... OK kg/ cm Jadi balok WF ,5.9 dapat dipakai Konstruksi Baja II 3

24 f. Kontrol Terhadap Tegangan Lentur yang Terjadi M max 1600 kg/cm Wx kg/ cm 1060 kg/ cm 1600kg/ cm OK Jadi balok aman terhadap tegangan lentur. g. Kontrol Terhadap Tegangan Geser yang Terjadi D. Sx t. b Ix D = kg Tegangan geser yang diijinkan : 0,6. 0, kg/ cm Sx = F 1.y 1 + F. Y = (15. 0,9) 13,6 + ( ,6) 6.8 = cm = 83.3 kg/cm 960 kg/cm.. OK Jadi balok aman terhadap tegangan geser h. Kontrol Terhadap Lendutan q = 14 kg/m =.14 kg/cm fx = = q l E Ix = 3.3 cm f maks = L = 4.6 cm fx = 3.3 cm f maks = 4.6 cm... OK Balok aman terhadap lendutan Konstruksi Baja II 4

25 D. Perencanaan Dimensi Kolom a. Perhitungan Momen Kolom Setelah Menggunakan Cranegirder Perhitungan momen dihitung dengan menggunakan SAP 000 V.7 Hasil Output SAP SAP000 v7.40 File: KLM OK! KN-m Units PAGE 1 7//07 1:5:33 S T A T I C L O A D C A S E S STATIC CASE SELF WT CASE TYPE FACTOR LOAD1 DEAD SAP000 v7.40 File: KLM OK! KN-m Units PAGE 7//07 1:5:33 J O I N T D A T A JOIN T GLOBAL-X GLOBAL-Y GLOBAL-Z RESTRAINTS ANGLE-A ANGLE-B ANGLE-C SAP000 v7.40 File: KLM OK! KN-m Units PAGE 3 7//07 1:5:33 F R A M E FRAME E L E JNT-1 M E N T JNT- n A T A SECTION ANGLE RELEASES SEGMENTS Rl R FACTOR LENGTH 1 1 FSEC FSECl FSEC SAP000 v7.40 File: KLM OK! KN-m Units PAGE 4 7//07 1:5:33 I N T F O R C E S Load Case LOADl JOINT GLOBAL-X GLOBAL-Y GLOBAL-Z GLOBAL-XX GLOBAL-YY GLOBAL-ZZ Konstruksi Baja II 5

26 SAP000 v7.40 File: KLM OK! KN-m Units PAGE 1 7//07 1:5:39 J O I N T JOI NT D I $ LOAD P L A C E M E N T S Ul U U3 Rl R R3 1 LOAD LOAD E E E LOAD E LOAD! E E E SAP000 v7.40 File: KIM OK! KN-m Units PAGE 7//07 1:5:39 J O I N T JOINT 1 R E A C LOAD T I O N S F1 F F3 M1 M M3 LOAD LOAD SAP000 v7.40 File: KLM OK! KN-m Units PAGE 3 7//07 1:5:39 F R. A M E FRAME E L E M E N LOAD LOC T F O R. C P E S V V3 T M M3 1 LOAD LOAD! E LOAD E E E i ` Konstruksi Baja II 6

27 Konstruksi Baja II 7

28 Konstruksi Baja II 8

29 Konstruksi Baja II 9

30 Konstruksi Baja II 30

31 Dari hasil analisa SAP didapatkan Pu kolom sebelum menggunakan crane sebesar kg, karena menggunakan crane, maka Pu ditambah dengan Pu setelah menggunakan crane, dimana Pu yang didapat dari hasil analisa SAP setelah menggunakan crane adalah kg Jadi Pu yang digunakan dalam perencanaan adalah: ( ) + ( ) = kg 3705 kg RBV RCH C 5000 kg E 4.5 A RAH RAV Gambar pembebanan crane pada kolom Batasan parameter kelangsingan batang tekan harus memenuhi persamaan berikut : L/4 KL = L KL = L/ L 0,7L L/4 L K = 1,0 (a) K = 0,5 (b) K = 0,7 (c) Gambar perhitungan koefisin pada perencanaan kolom Konstruksi Baja II 31

32 Dimana nilai kc pada kolom dengan asumsi ujung jepit sendi = 0,7 Tinggi kolom = 6 m = 600 cm Lk = 0,7 x 600 cm = 40 cm r min > L ,68 cm 50 Mencari luas bruto minimum : Min Pu. Ag ; dimana = 0,85. fy Nilai ω berdasarkan nilai λ : 1 Lk fy c x x =,69 6 r min E 1,68,1.10 Karena λc > 1, maka nilai ω = 1,5 λc = 1,5 (,69) = 9.05 Maka nilai Ag = 3705 (9.05) = cm 0, Coba pilih profil IWF ,5.9 Data Profil : Ag = 46.8 cm Ix = 710 cm 4 b = 150 mm bf = 100 mm Iy = 508 cm 4 h = 300 mm ts = 9 mm Wx = 481 cm 3 tb = 6,5 mm Wy = 67.7 cm 3 Kontrol penampang : 1. Chek kelangsingan penampang a) Pelat sayap p tf b p 1680 fy ,44 λ = 16.7 < λp = Ok Konstruksi Baja II 3

33 b) Pelat badan p tw h p 300 6, fy ,44 40 λ = < λp = Ok. Kuat tekan rencana kolom, Pn Pn = 0,85. Ag. Fy = 0,85. 46, = 9547 kg Pu Pn 0, ,04 0,, maka digunakan persamaan : Pu Mux 1,0 Pn bmnx 3. Kuat lentur rencana kolom, Mnx Mnx = Fy x Wx = 400 x 481 = kgcm = kgm Diperoleh nilai Mmax = kgm (Momen akibat beban crane) = kgm 4. Rasio tegangan total Pu Mux 1,0 Pn bmnx , ,65 < 1,0 OK Jadi kolom IWF ,5.9 kuat menerima beban dan memenuhi syarat. Konstruksi Baja II 33

34 1.9 m E. Perencanaan Balok Keran ( Cranegirder ) a. Data-data keran : Kapasitas keran = 5 ton Berat sendiri keran = 1 ton Berat takel = ton Jarak bersih dihitung dari sisi atas rel ke puncak kolom (atau sisi luar balok) = 1900 mm, ambil 1.9 m Berat sendiri rel (ditaksir) = 30 kg/m Jarak roda-roda keran = 3600mm = 3,6 m Jarak bersih dari permukaan lur kolom ke rel = 5mm =.5cm Jarak minimum lokasi takel terhadap rel = 680 mm ambil 1m 0.5 m = 0.55 m 1 m Gambar perencanaan crane pada kolom Konstruksi Baja II 34

35 P = 5 + = 7 ton 1 m q = Beban total = 1 ton RA 0.55 m Gambar pembebanan pada crane RB RA = ½ (1) + 7 (19.55/0.55) = 1.66 ton RA = 1.66 ton dipikul roda keran, masing-masing 6.33 ton b. Sekarang tinjau balok keran bentang 6meter Agar diperoleh momen maximum, maka pertengah antara resultante gaya roda merupakan lokosi as balok tsb (lihat gambar) 1.66 t 6.33 t 6.33 t A a b B RA 6 m 3.6 m x0.9m RB 3.9 m RA 8.9 ton 6 RB = = ton Konstruksi Baja II 35

36 Momen maximum terjadi di titik b = 8.9(3-0,9-1,8) =.4687 tm atau di a = 4.431(3-0,9) = tm Momen maximum = tm Koef kejut = 1,15 (PPI 1983) Momen maximum pada balok keran akibat beban hidup = 1,15(9.3051) = 10.7 tm. c. Akibat beban mati Berat sendiri rel + berat sendiri balok keran taksir berat sendiri rel = 30kg/m dan berat sendiri balok keran = 150 kg/m. Jadi M = 1/8 (180)(6) = 135 kgm Jadi momen total = ,135 = tm d. Reaksi maximum balok keran Terjadi jika salah satu roda keran tepat pada perletakan balok tersebut. Bs rel + bs balok keran = 180kg/m 6.33 t 6.33 t A a b B RA 6 m RB 3.6 m e. Akibat beban hidup keran RA = ((6-3,6)/6) = 9.19 ton Koef kejut = 1,15 Jadi RA = 1,15(9.19) = 10.6 ton Akibat berat sendiri rel + balok keran RA = 0,5(0,18)(6) = 0,54 t/m Jadi RA = ,54 = ton. Konstruksi Baja II 36

37 f. Gaya rem melintang : ( lateral force ) Biasanya 1/15 (beban kapasitas keran + berat takel) untuk : lintasan dimana ada roda. Beban lateral per roda = 0,5. 1/15(5+) = 0,33 ton. Kita sudah tahu bahwa akibat beban roda 6.33 ton, momen maximum yang bekerja pada balok keran = tm Jadi akibat 0,33 ton, momen = (0,33/6.33) = tm g. Menentukan profil balok keran Mutu baja Fe360. Momen maximum yang dipikul = tm 7, Wx cm 3 Coba WF 300x00x8x1 (tinggi = 390 mm), dimana Wx = 771 cm 3. Dikombinasikan dengan memakai profil kanal C 0x80x9x1.5, yang diikatkan pada flens WF. Data-data : Ix = cm 4 Ix = 597 cm 4 Iy = 710 cm 4 Iy = cm 4 Wx = 1980 cm 3 Wx = 697 cm 3 A = 136 cm A = 75,8 cm C 0x80x9x1.5 WF 300x00x8x1 (tingginya 94mm) Konstruksi Baja II 37

38 Data data profil C ,5 dan IWF : C ,5 : h = 0 mm ht = 167 mm ix = 8.48 cm b = 80 mm A = 37.4 cm iy =.3 cm d = 9 mm q = 9.4 kg/m Wx = 45 cm 3 r 1 = 6.5 mm Ix = 690 cm 4 Wy = 33.6 cm 3 s = 1.4 mm Iy = 197 cm 4 IWF : q = 56.8 kg/m A = 7.4 cm Wx = 771 cm 3 h = 94 mm Ix = cm 4 Wy = 160 cm 3 b = 00 mm Iy = 1600 cm 4 tb = 8 mm ts = 1 mm ix = 1.5 cm iy = 4.71 cm f. Tentukan garis berat penampang gabungan : Berjarak y dari serat atas : y = 11 cm Ix = (7.4)( ) (37.4)(11-.14) = cm 4 Cek kembali terhadap momen maximum : atas = 75.7 kg/cm (tekan) ( ) tekan = kg/cm g. Pengecekan tegangan akibat beban lateral. Iy = Ixkanal + Iyflens tertekan dari WF dimana Iyflens tekan WF diambil ½ Iy dari WF = ½(1600) = 800 cm 4. Iy = = 3490 cm 4. Mmax lateral = tm. Konstruksi Baja II 38

39 ( / ) tekan = kg/cm 3490 Tekan total = = kg/cm h. Mencari tegangan izin kip, dari balok keran. Karena akibat beban lateral tsb, balok keran mengalami kip. σ cr 1, Iy.h Wx.L JL 1 0,156 Iyh k 7 1, Iyh Wx.L Dimana = Iy = inersia penampang total terhadap sumbu Y = = 490 cm 4 h = jarak titik berat flens tekan (terdiri atas kanal + flens WF) terhadap titik berat flens tarik. Kita tentukan dulu letak titik berat flens tekan: y (0 1.) (0 1,) = 1.91 cm Jarak titik berat flens tekan ke flens tarik = ( (1./) 7) =.7 cm i. Tentukan konstanta torsi ( = j ) 1 J = b t 3 3 Dimana b = ukuran terbesar dari penampang persegi t = ukuran terkecil dari penampang persegi 1 J = cm 4 3 untuk badan WF : 3 flens WF :. 01 () 1 J = 3.04 cm = 4.74 cm 4 3 badan kanal : J 1,5 1, flens kanal : J 8 1,5 1 3 = cm 4 3 j = cm 4 Konstruksi Baja II 39

40 tentukan harga k I n y flens tekan penampang gabungan I y total ,8 Dari tabel k (Tabel 5-4 Design of steel structures by Arya Armani), didapat k = 0,6. Jadi : cr = 1, , / / = = kg/cm , Mutu baja yang kita gunakan = Fe360 σ y = 400kg/cm Karena σ cr > 1/ σ y maka kita pakai angka kekakuan ekivalen KL untuk menentukan tegangan izin kip. i e kl i π E e σ cr π σ cr = σy KL σ y 1 4π E ie 400 = ,1.10 = kg/cm kip kip = 1418 kg/cm 1,67 1,67 Sedangkan tegangan tekan yang bekerja = kg/cm < kip Balok keran aman terhadap kip. Konstruksi Baja II 40

41 j. Gaya rem memanjang. Besarnya 1/7 reaksi maksimum yang terjadi pada masing-masing roda = 1/7 (6.33) = ton. Gaya ini bekerja pada rel. Jika tinggi rel = 7,5cm maka momen memanjang ( longitudinal moment ) = (7,5 + 11) = 16.7 ton. Tegangan yang tejadi : σ = = kg/cm /11 Kecil sekali.. OK k. Menentukan hubungan profil WF dan kanal. Gaya lintang maksimum yang bekerja = ton DS bi τ = τ.b DS I x Dimana S = statis momen bagian kanal terhadap sumbu x = (37.4) (11-.14) = cm 3 Gaya geser horizontal yang bekerja pada bidang kontak Felns WF dan kanal = 19.5 kg/cm Untuk sepanjang 600 cm, gaya geser horizontal = 19.5 x (400) = kg Dipikul oleh baut (pakai baut hitam mutu 4.6) MI6 (tak diulir penuh) 1 N geser 1 irisan = 1,.0, kg N tumpuan 4 = (1,7) (0.9) (1600) 1,5 = 367 kg Jumlah baut = pakai x Cek jarak baut : maximum = 7d = 7(1,6) = 11. cm, pakai 10 cm 600 Jadi jumlah baut 1 baris = 60 buah 10 Konstruksi Baja II 41

42 Jadi pakai baris baut M16 jarak satu sama lain = 10 cm M l. Merencanakan konsol. Reaksi balok keran pada lokasi konsol akan maximum jika salah satu roda tepat berada di perletakan tersebut. 3.6 m A 6.33 t 6.33 t B RA 6 m RB RB = ,4/6(6.33) = ton Koef kejut = 1,15 Jadi akibat beban keran RB = 1,15(8.651) = 9.95 ton Akibat berat rel (taksir 30kg/cm) = 30(6) = 180kg Akibat berat balok keran (terdiri atas profil kanal C+WF300x00) = ( )(6) = 517. kg, R total = = ton. Konstruksi Baja II 4

43 ton C WF Las Sudut t = 4 mm Pelat t = 10 mm Konsol WF ,5.7 Las t = 4 mm Baut HTB D Kolom WF ,5.9 M = (0.5) =.4 tm Pada lokasi gaya, bekerja tegangan geser , 58 A badan A badan (1600) 11.5cm Coba WF 00x100x4.5x7 A badan = 0,45( ) = cm, berarti sisanya harus dipikul oleh potongan WF (dr WF 00x100x4.5x7) setinggi ( )/0,45 = 7 cm, ambil 10cm. Panjang konsol ambil.5+0 = 4.5 cm, tinggi WF potongan pada sisi luar kolom = 4.5 (10) 0 HTB 16 mm, jarak baut ambil 7d = 11mm 100mm. 1.5cm K t baut no 1 = = 400 kg (dipikul baut) , pakai baut sebelumnya lebih baik kita periksa dulu WF konsol tepat sebelah kanan sedikit dari luar kolom: Konstruksi Baja II 43

44 y 0.7 M =.4tm D = t Kita cek penampang sedikit sebelah kanan permukaan luar kolom x data-data : Ix = 1580 cm 4 A = 3.18 cm (3.18) (10) 0.45( ) y = ( ) = = 1.8 cm 1 Ix = 1580 (3.18)(1.8 10) (0.45)( ) (1.5) ( ) 1 1 (10)(0.7) = cm (0.7) ( ,55) atas = ( ) = 300 kg/cm Untuk geser, anggap hanya dipikul badan ( ) = < 0.58 x 1600 = 98. OK i ( 300) 3(594.3) = kg/cm < OK Konstruksi Baja II 44

45 m. Kita teruskan ke baut Baut HTB 16mm tipe A35_N tr = kg/cm 44ksi( 3080) OK 1. (1.6) 4 Gaya tarik awal T untuk 16mm tipe A35 = 85KN = 85000/9,8 = kg tegangan geser izin(akibat gabungan tarik + geser) ft.abaut τ Fv(1 ) dimana Fv 15ksi 1050kg/cm T 400/ = 1050(1 ) 953 kg/cm Jumlah baut = 10 buah, gaya geser = ton (1.6) kg/cm 953 kg/cm OK 0,58(1600) F. Perencanaan Base Plate : Gaya normal dan gaya lintang yang terjadi pada kolom setelah dibebani crane adalah: DA = kg kg (beban setelah crane) = kg NA = kg kg (beban setelah crane) = kg Mmax = kgm = kgcm Ukuran base plate ditaksir 35 cm x 5 cm dan tebal = 10 mm = 1 cm Pondasi 40 x 35 Base Plate 35 x 5 Kolom WF ,5.9 Baut 4Ø Konstruksi Baja II 45

46 Kontrol tegangan yang timbul : b NA F M Wu Wu 1/ 6. a 5kg/ cm b F a. b cm b Angker baut. b 1/ cm = kg/cm < 5 kg/cm Aman! Angker baut yang digunakan sebanyak 4 buah Akibat beban Gaya geser, tiap baut memikul beban 3 DA kg 4 4 DA Diameter angker baut d.8 cm mm Ambil baut 16 mm sebanyak 4 buah F gs cm d , Kontrol tegangan yang terjadi : 0,6 0, kg/ cm DA 4 Fgs kg/ cm 960 kg/ cm Aman! G. Sambungan: a. Pertemuan balok dan kolom : Momen Maksimal yang bekerja kgm Dipakai baut (mutu tinggi) 16 Jarak baut dalam 1 baris ambil = 5d = 8 cm (antara.5d s/d 7d) Konstruksi Baja II 46

47 Balok WF , Pelat Pengaku Baut HTB x 6Ø16 Kolom WF ,5.9 Kita tinjau akibat momen kgm Berarti baut no.6 tertarik dan sebagai titik putar ambil baut no.1 K t ( ) = kg Dipikul baut masing-masing = kg tr = kg/cm < 44ksi = 3080kg/cm OK 1 (1,6 ) 4 Gaya geser yang bekerja kg, karena geser bekerja bersamaan dengan tarik maka tegangan geser izin F' v = F v (1- T 1 (ft.a baut )) f t.a baut = Dimana T = gaya pra tarik awal = 15KN untuk baut A35Ø16mm = 15000/9,8 = 1755 kg kg 1 F' v = 1050 (1- (101.8)) = kg/cm 1755 Yang bekerja = = kg/cm < kg/cm OK (1,6 ) 4 Konstruksi Baja II 47

48 b. Perhitungan Sambungan di titik Bahul MC = kgm = kgcm DC = kg Balok WF ,5.9 Las t = 4 mm Baut 6Ø1 Las t = 4 mm Plat t = 9 mm 30 h 66. cm cos 5 Diameter baut ditaksir ½ = 1.7 mm Jarak antar baut : S1 = 1,5 d - 3 d 1,5(1.7) - 3(1.7) mm mm 1.905cm cm diambil S = 3 cm S =,5 d - 7 d,5(1.7) - 7(1.7) mm mm cm cm diambil S = 8 cm Konstruksi Baja II 48

49 Direncanakan menggunakan baut ½ sebanyak x 6 buah. 1 1 = 3 cm (1 1 ) = 9 cm 1 = 9 cm (1 ) = 81 cm 1 3 = 15 cm (1 3 ) = 5 cm 1 4 = 1 cm (1 4 ) = 441 cm 1 5 = 7 cm (1 5 ) = 79 cm 1 6 = 33 cm (1 6 ) = 1089 cm + 1 = 574 cm Gaya baut terbesar pada baut paling atas ( T ) : M. l T 564. l 574 kg Karena baut berpasangan, maka setiap baut menerima gaya sebesar : P = ½.T = ½ = 8.11 kg Kontrol tegangan aksial akibat momen terhadap ulir : ta 1 4 P.. d u , dimana du = 9.99 mm = cm 356 kg/ cm t. ijin 0,7. 0, kg cm ta 356 kg/ cm t. ijin 110 kg/ cm. Aman Gaya geser baut akibat gaya lintang : D D = kg Setiap baut memikul gaya geser sebesar Q = V/6 = / 6 = kg Gaya geser pada baut : Q About kg/ cm 960 kg/ cm. Aman Konstruksi Baja II 49

50 Kombinasi gaya geser dan gaya aksial baut : t ta 1,56 t 356 ( ) kg/ cm 1600 kg/ cm Gaya geser pada ulir : Q About , kg/ cm 960 kg/ cm. Aman c. Perhitungan Las Pelat Sambung Arah Sejajar Kolom Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm Panjang las (lbr) = 36 cm P = N balok = kg 1480 kg Beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, masing-masing sebesar P kiri dan P kanan, dimana : Pki = Pka = ½. P = ½ = 740 kg Ln = lbr 3a = 36 (3 x 0,4) = 34.8 cm D = Pki. sin 45 = 740. sin 45 = 53.3 kg P Fgs N F tr Kontrol : P kg/ cm lbr a N kg/ cm l. a ,4 n 960kg/ cm 1600 kg/ cm i kg/ cm 1600 kg/ cm Kesimpulan : Tebal las 0,4 cm dapat digunakan pada pelat penyambung arah sejajar kolom. Perhitungan Las pelat Sambung Arah Sejajar Balok Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm Panjang las (lbr) = 100 cm Mc = kgcm Konstruksi Baja II 50

51 Ln = lbr 3a = 100 (3 x0,4) = 98.8 cm e = 1/3. H + ¼.0,4. = 1/3 x ¼ x 0.4. =.1 cm D M e.1 5 kg D = N = D sin 45 = sin 45 = kg D F gs D kg/ cm l. a br 960 kg/ cm N F tr N l. a n kg/ cm 1600 kg/ cm Kontrol : i kg/ cm 1600 kg/ cm Kesimpulan : Tebal las 0,4 cm dapat digunakan pada pelat penyambung arah sejajar balok. Konstruksi Baja II 51

52 KESIMPULAN Tabel Hasil Perhitungan didapat : DIMENSI Dimensi Gording Dimensi Batang Tarik Dimensi Ikatan Angin Dimensi Profil Dimensi Baut dititik C Dimensi Baut dititik D Dimensi Baut dititik F Dimensi Base Plate Ukuran Baut angker dititik A & B UKURAN C ,3 6 mm 10 mm WF , mm mm 5 16 mm mm 4 10 mm Konstruksi Baja II 5

53 DAFTAR PUSTAKA T, Gunawan & S, Margaret Diktat Teori Soal Dan Penyelesaian Kontruksi Baja Ii Jilid I, Jakarta: Delta Teknik Group. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PBBI), DPMB, Catatan Kuliah Kontruksi Baja II (Semester Pendek) Ir. Sunggono kh Buku Teknik Sipil.. Bandung: Nova. Konstruksi Baja II 53

54 LAMPIRAN GAMBAR DETAIL KONSTRUSI BAJA PORTAL (GABLE) Konstruksi Baja II 54