BAB IV ANALISA DAN HASIL. Bab IV ini menjelaskan mengenai Perancangan dan Perhitungan

Transkripsi

1 BAB IV ANALISA DAN HASIL 4.1. Pendahuluan Bab IV ini menjelaskan mengenai Perancangan dan Perhitungan Bangunan Warehouse dengan menggunakan profil baja. Untuk mempermudah proses perancangan struktur tersebut, maka tahapan yang digunakan : a. Perancangan Gording b. Perancangan Kuda kuda c. Perancangan Plat Kopel d. Perancangan Kolom e. Perancangan Sambungan f. Perhitungan Jumlah Material 4.2. Perencanaan Gording Data Perencanaan Jenis Penutup Atap : Zincalum (Product Bluescoop Lysaght) Type Lysaght Trimdek, BMT 0.48 Berat Atap Berat sagrod + bracing Service + M/E Glasswool + Alumunium foil Beban Hujan Beban Pekerja : 4.86 kg/m2 : 3.99 kg/m2 : 5 kg/m2 : 2 kg/m2 : 20 kg/m2 : 100 kg IV-1

2 Beban Angin : 40 kg/m2 (dekat dari laut) Bab 4 Analisa dan Hasil Tegangan Leleh (fy) : 2400 kg/cm2 : 240 N/mm2 Tegangan Putus (fu) : 3700 kg/cm2 : 370 N/mm2 Jarak Kuda-kuda (D port = Lx) : 6 m Jarak tumpuan Lateral (Dport/2 = Ly) : 3 m Bentang Kuda-kuda : 40 m Jarak Antar Gording : 1.20 m (maksimum 3.05 untuk atap type BMT 0.48) Kemiringan ( ) : 43 Sin : 0.68 Cos : 0.73 Tangen : Perencanaan Profil CNP : 150 x 50 x 20 x 3.2 B = H = 150 mm Ix = 280 cm 4 (Momen Inertia) Iy = 28 cm 4 ix = 5.71 cm (Radius of gyration = rx) iy = 1.81 cm Zx = 37.4 cm 3 Zy = 8.2 cm 3 A = 8.61 cm 2 W = 6.76 kg/m IV-2

3 Ebaja = 2.1 x 10 6 kg/cm 2 Buku PPI hal. 11 (Mutu Baja BJ 37) G = E/2.6 Mpa (Modulus Geser) = kg/cm 2 = Mpa Cw = cm 6 J = cm 4 Sx = 3.77 cm Prelimeri Pembebanan Gording 1. Beban Mati (DL) (Atap Zincalum + Glasswool + Alumunium Foil + Sagrod) x Jarak Gording ( ) x 1.20 = 7.61 x 1.20 = 9.13 kg/m Berat sendiri gording = 6.76 kg/m qdl = kg/m + 2. Beban Hidup (La) Buku PPI 1983 hal. 13 Beban pekerja dianggap pada pusat bentang (La) = 100 kg 3. Beban Angin (WL) : Koefisien tekan angin Gambar 4.1 Bidang Angin Syarat sudut < 65 sudut = 43 Koefisien muka angin tekan IV-3

4 = = 0.02 x = 0.02 Koefisien muka angin hisap = 0.46 tekan = koefisien x w angin x jarak gording = 0.46 x 40 x 1.20 = kg/m hisap = koefisien x w angin x j arak gording 4. Beban Hujan (H) H = x 40 x 1.20 = kg/m hujan = w x Luas = 20 x 1.20 x 6 = 144 kg Momen yang Bekerja pada Gording a. Momen Akibat Beban Mati (q) Gambar 4.2 Gaya Akibat Beban Mati qx = qdl x cosα = x 0.73 = kg/m qy = qdl x sinα = x 0.68 = kg/m IV-4

5 Mx = 1 x qx x Lx 2 = 1 x x 6 2 = 52.2 kg.m 8 8 My = 1 x qy x Ly 2 = 1 x x 3 2 = kg.m 8 8 b. Momen Akiban Beban Hidup (P = La) Gambar 4.3 Gaya Akibat Beban Hidup P Lx = P LL. cos α = 1000 x 0.73 = N P Ly = P LL. sin α = 1000 x 0.68 = N Mx = 1 x P x cos x Lx = 1 x 100 x 0.73 x 6 = kg.m 4 4 My = 1 x P x sin x Ly = 1 x 100 x 0.68 x 3 = 51 kg.m 4 4 c. Momen Akibat Beban Angin (q = WL) Karena beban angin bekerja tegak lurus arah sumbu X, maka yang ditinjau hanya pada Mx. Tanda minus (-) berarti arah angin tekan sangat dominan. IV-5

6 Angin tekan, Mx= 1 x tekan x Lx 2 = 1 x x 6 2 = kg.m Angin hisap, 8 8 My = 1 x hisap x Ly 2 = 1 x (- 19.2) x 3 2 = (-21.6) kg.m 8 8 d. Momen Akibat Kombinasi Pembebanan (Maksimum) - Ditinjau pada arah sumbu y (Mux) x DL = 1.4 x = kg.m x DL x La = 1.2 x x 100 = = kg.m x DL x La = 1.2 x x 100 = = kg.m x DL x La+ 0.8 x WL = 1.2 x x x = = kg.m x DL x WL x La = 1.2 x x x 100 = = kg.m x DL x WL = 0.9 x x = = kg.m x DL x WL = 0.9 x x = = ( ) kg.m IV-6

7 - Ditinjau pada arah sumbu x (Muy) x DL = 1.4 x = kg.m x DL x La = 1.2 x x 100 = = kg.m x DL x La = 1.2 x x 100 = = kgm x DL x La+ 0.8 x WL = 1.2 x x x 0 = = kgm x DL x WL x La = 1.2 x x x 100 = = kg.m x DL x WL = 0.9 x x 0 = = kg.m x DL x WL = 0.9 x x 0 = = kg.m Dari kombinasi pembebanan diatas, maka didapat hasil momen kombinasi maksimum sebagai berikut : - Mux = kg.m = x 10 4 Nmm = 1.97 KNm - Muy = kgm = x 10 4 Nmm = 1.79 KNm Perhitungan Perencanaan LRFD pada Profil Gording a. Batas kelangsingan penampang/ Unbraced Length - Cek tekuk lokal pada plat flange = b/ tf = 50/3.2 = IV-7

8 p = 170/ fy = 170 / 240 = r = 370/ fy - fr = 370 / = p< < r < < Penampang tidak kompak! - Cek tekuk lokal pada plat web = h/tw = 150/ 3.2 = p = 1680/ Vfy = 1680/ 240 = < p < Penampang kompak! Keterangan : - fy = tegangan leleh = 240 Mpa = 2400 kg/cm 2 - Fr = tegangan sisa = 70 Mpa untuk penampang gilas panas = 115 Mpa untuk penampang yg dilas b. Menghitung Momen Residual (Mr) - Mr = (fy - fr) x Sx = ( ) x 3.77 = 1700 x 3.77 = kg.m c. Perencanaan Lentur - Mn tanpa tekuk global pada penampang kompak (Web) Mn = Mp = Zx x fy = 37.4 x 2400 = 898 kg.m - Mn tanpa tekuk global pada penampang tidak kompak (Flange) IV-8

9 Mn = Mp - (Mp - Mr) x(( - p) / ( r - p)) = ( ) x (( ) / ( )) = (834) x (4.65 / 17.40) = kg.m ϕ Mn = 0.9 x Mn = 0.9 x = kg.m Mu = Kgm Mu Mn = kg.m < kg.m...ok! d. Menghitung Perencanaan Lateral (Lp dan Lr) X1 = / Sx x (E.GJ.A) / 2 = 3.14 / 3.8 x (2.1 x 10 4 x x x 8.61) / 2 = x ( / 2) = x = 8,638, kg.cm = 8, kg.m X1 = ((4 Cw) / Iy) x (Sx / G.J) 2 = (( 4 x 1398) / 28) x (3.77 / 810,000 x 2.938) 2 = (5592 / 28) x (1.58 x 10-9 ) 2 = x 2.51 x = 5.01 x kg.cm = 5.01 x kg.m IV-9

10 Lp = (790 / fy ) x ry = (790 / 2400) x 1.81 = cm = m Lr = ((ry x (X1 / ( fy - fr)) x X2 x (fy - fr) 2 = (( 1.81 x ( 8,638, / (1700)) x x x 2,890,000 = 9, x 1.41 = 13, cm = m Dari hitungan diatas diketahui : Lp < L < Lr = 0.29 < 6 < maka Mn : Mn = Cb x (( Mr + (Mp - Mr)) x (( Lr - L) / (Lr - Lp))) < Mp Besaran Cb ditentukan sebesar 1.01, sehingga : Mn = 1.01 x (( ( )) x ( / ))) = 1.01 x ( x 0.956) = 1.01 x = kg.m Mp = OK! e. Kesimpulan untuk nilai tekuk lokal penampang - Tekuk lokal pada web = Mnx = kg.m - Tekuk lokal pada flange = Mny = kg.m - Tekuk Lateral = kg.m Momen nominal diambil nilai yang terkecil, berdasarkan SNI baja dan LRFD : Mu Mn Mu = 1.86 KNm Mn = 0.9 x 8.67 KNm IV-10

11 Mu = 1.86 KNm Mn = 7.80 KNm...OK! Kuat Geser Web pada Profil Gording a. Gaya geser yang dicek hanya pada sumbu X (sumbu kuat) - qu = 1.2 DL LL = 1.2 x x 100 = = Kg/m - Vu = 0.5 x qu x Dpor x Cos = 0.5 x x 6 x 0.73 = Kg = 3.92 KN b. Besaran luas penampang untuk perhitungan geser - Aw = H x tw = 150 x 3.2 = 480 mm 2 c. Kelingsingan Web dan batas-batas kelan gsingan - h/ tw = 150/ 3.2 = < 260 tidak disyaratkan pengaku x E / fy = 2.45 x 875 = x E / fy = 3.07 x 875 = d. Gaya geser nominal - Vn = 0.6 x fy x Aw = 0.6 x 2400 x 4.8 = 6,912 Kg = KN e. Geser di design dengan faktor tahanan ( v = 0.9) IV-11

12 - Vu = 3.92 KN v x Vn = 0.9 x = KN...OK! Cek Masalah Puntir Untuk mengatasi masalah puntir (Torsion), maka persamaan menjadi (Mux / ( Mnx)) + ( Muy / ( Mny/2)) 1 ( / (0.9 x 898)) + ( / ( 0.9 x /2)) 1 ( / 808.2) + ( / ) 1 Cek rasio ( 0.24 ) + ( 0.59) = OK! Batasan Lendutan pada Gording a. Batasan lendutan ( max) Menurut SNI , tabel (hal. 15) agar mem persyaratan lendutan maksimum, maka disyaratkan untuk balok ( L/2400) max = 600 / 240 = 2.5 cm b. Defleksi pada arah Y (fy) - Akibat beban mati DL dan akibat beban hidup LL terjadi = 5/384 (qdl x cos x Ly 4 ) / E x Ix = (5x 0.13 x 0.73 x ) / (2,1x10 6 x 280x384) = (5x768,690,000) / 225,792,000,000 = cm terjadi = 1/48 (P x cos ax Ly 3 ) / E x Ix = (1x100 x 0.73 x ) / (2,1x10 6 x 280x48) IV-12

13 = (1,971,000,000)/(28,224,000,000) = 0.06 cm c. Defleksi pada arah X (fx) - Akibat beban mati 5 DL dan akibat beban hidup 5 LL terjadi = 5/384 (qdl x sin x Lx 4 ) / E x Ix = (5x0.13 x 0.68 x ) / (2,1x10 6 x 280 x 384) = (5x11,456,640,000) / 225,792,000,000 = 0.25 cm terjadi = 1/48 (P x sina x Lx 3 ) / E x Ix = (1x100 x 0.68 x ) / (2,1x10 6 x 280 x 48) = (14,688,000,000) / (28,224,000,000) = 0.52 cm d. Defleksi total komb = fy 2 + fx 2 ) = ( ) 2 + ( ) 2 = 0.77 cm e. Kontrol defleksi terhadap beban layan (service) Kekuatan Atap komb = 0.77 cm Amax = 2.5 cm...ok! Beban yang dipikul atap - Beban Angin = 40 kg/m 2 - Beban Hujan = 20 kg/m kg/m 2 Dari brosur Lysaght Trimdek beban yang dapat dipikul atap IV-13

14 = 9.60 kpa = 960 kg/m 2 Maka Beban total 60 kg/m2 < Beban yang diijinkan = 960 kg/m 2...OK! Kontrol Tahanan Sagrod Beban ultimate : Puy = 1.2 q Dy. L P Ly = 1.2 x x x = N Luas penampang bruto sagrod, dimana diameter sagrod yang direncanakan menggunakan 10mm, Ag = π/4. D 2 = π/ = 78.5mm 2 Ae = Ae.fu = 0.75 x 78.5 x 370 = mm 2 Tahanan tarik sagrod berasarkan luas penampang bruto : Tn = 0.9 Ag. fy = 0.9 x 78.5 x 240 = N Tahanan tarik sagrod berasarkan luas penampang netto : Tn = Ae. fu = 0.75 x x 370 = N Tahanan tarik sagrod yang digunakan (diambil terkecil) : Tn : N ϕ f Tn = 0.9 x = P uy = N, OK!! Kesimpulan Dari perhitungan perancangan gording diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa profil CNP dan sagrod profil 10mm, AMAN dan memenuhi persyaratan perancangan struktur gording. IV-14

15 4.3. Perencanaan Kuda-Kuda Penampang Profil Tabel 4.1 Spesifikasi Profil yang Digunakan No Nama Profil AX D Bf Tf Tw Iz Ix Ct Iy Zx Zy cm 2 mm mm mm mm cm 4 cm 4 cm cm 4 cm 3 cm 3 1 H100X50X H200X100X H250X125X H350X175X Spesifikasi Bahan Sifat mekanis jenis baja BJ 37 antara lain : 1. Tegangan putus minimum (fy) : 240 Mpa 2. Tegangan leleh minimum (fu) : 370 Mpa 3. Peregangan minimum : 22% 4. Modulus elastisitas (E) : Mpa 5. Modulus geser (G) : Mpa 6. Poisson ratio (μ) : Koefisien pemuaian (α) : 12 x 10 6 / o c Pemodelan dan Analisa pada STAADPro 2007 Membuka File Staadpro 2007 Untuk memulai analisa struktur, langkahnya sebagai berikut : 1. Klik File > New, kotak dialog New akan muncul. 2. Tentukan tipe struktur yang akan dianalisa dengan mengklik radio button Space dan unit yang akan dipakai yaitu dengan mengklik Kilogram pada frame Force Units dan Meter pada frame Length Units. IV-15

16 Gambar 4.4 Kotak Dialog New 3. Beri nama file dengan nama Tugas Akhir Billah. Lalu tentukan lokasi file dimana akan disimpan dengan mengklik ikon (Path Browser), maka kotak dialog Select Dictionary akan muncul, lalu klik OK untuk kembali. 4. Klik Next untuk melanjutkan. 5. Kotak dialog selanjutnya akan muncul, dimana STAAD akan menanyakan apa yang akan dilakukan selanjutnya. Apakah akan membuat model struktur atau mengedit informasi dari pekerjaan yang sudah ada. Klik Add Beam lalu klik Finish untuk mengakhiri. IV-16

17 Gambar 4.5 Kotak Dialog Sistem Pemodelan 6. Maka tampilan STAAD akan berubah seperti gambar dibawah ini, dimana tab yang aktif adalah tab Setup. Tahap ini adalah sekuensi pertama dari pemodelan. Gambar 4.6 Page Menu Setup IV-17

18 7. Lalu dilakukan pemodelan 2D dengan menu Add Beam, Bab 4 Analisa dan Hasil Gambar 4.7 Pemodelan 2D Struktur dengan Sistem Rangka Batang 8. Lalu dilakukan Copy, Paste dan Add Beam dari portal 2D hingga menjadi 3D sesuai dengan bentangan bangunan existing. Gambar 4.8 Pemodelan 3D Struktur dengan Sistem Rangka Batang IV-18

19 Menentukan Material Constant: 1. Dari page menu klik tab General, lalu klik tab Property. 2. Lalu pada data area kotak dialog Properties klik Section Database. 3. Maka kotak dialog Select Country akan muncul, pilih Japanese lalu pilih profil yang akan digunakan yaitu profil H100X50X5, H200X100X5.5, H250X125X6 dan H350X175X7 lalu klik OK. Gambar 4.9 Kotak Dialog Japanese Steel Table tab H Shape 4. Lalu pilih batang, klik Assign to Selected Beam, maka tampilan akan sebagai berikut. IV-19

20 Gambar 4.10 Batang dengan Property Menentukan Jenis Tumpuan 1. Dari Page Menu General klik tab Support. Maka tampilan layar akan berubah seperti gambar dibawah. Gambar 4.11 Page Menu Support Alasan diambil tumpuan Sendi (Pinned), untuk menghindari terjadinya momen pada tumpuan bangunan, yang bisa berakibat pada besarnya momen yang terjadi IV-20

21 pada tumpuan bangunan, juga untuk mengurangi resiko kegagalan konstruksi seperti terjadi guling pada pondasi. 2. Langkah-langkahnya, pada data area di kotak dialog Supports klik Create, lalu Create Support, klik tab Pinned lalu Add. Gambar 4.12 Kotak Dialog Create Support tab Pinned 3. Langkah selanjutnya definisikan tumpuan sendi pada node. Caranya klik support sendi, lalu klik node pada rangka. Jika berhasil maka node akan berwarna merah, lalu klik Assign. IV-21

22 Gambar 4.13 Hasil Assignment Support Menentukan Pembebanan 1. Dari page menu General klik Load. Secara otomatis kotak dialog Set Active Primary Load Case akan muncul. Klik Create New Primary Load Case. Pastikan nomor pembebanan yang terisi adalah 1. Pada Loading Type List pilih Dead. Terakhir isi Title yang sifatnya opsional dengan Beban Mati, lalu klik OK. Gambar 4.14 Kotak Dialog Set Active Primary Load Case IV-22

23 2. Lalu pada beban mati, klik Add, klik Selfweight Load (berat sendiri), lalu klik arah Y, dengan Factor -1, karena beban mati searah dengan gravitasi bumi. Gambar 4.15 Kotak Dialog Selfweight Load 3. Untuk perhitungan beban mati diinput dengan pembebanan merata pada STAAD diinput dengan pembebanan merata (member load), dengan klik menu Member Load > Uniform Force, lalu isi beban merata di tab Force, tentukan arah dengan klik pada Direction > GY (arah tegak lurus sumbu Y / gravitasi), lalu klik Add. IV-23

24 Gambar 4.16 Kotak Dialog Member Load Perhitungan beban mati rafter ujung (jarak 4.5m1) : Jarak rafter (asumsi overstek gording 1.5m) Berat gording C150x50x20x2.3 = 4.50 m1 = 6.76 Kg/m1 Berat atap + sagrod & bracing + service & M/E + glasswool & alumunium = = Kg/m2 Jarak antar gording = 1.2 m1 Total beban rafter ujung = ((jarak rafter x berat atap x jarak antar gording) + (berat gording x jarak rafter)) / jarak antar gording = ((4.5 x x 1.2) + (6.76 x 4.5)) / 1.2 = Kg/m1 IV-24

25 Gambar 4.17 Input Beban Mati Rafter Ujung Perhitungan beban mati rafter tengah (jarak 6.0m1) : Jarak rafter Berat gording C150x50x20x2.3 = 6.0 m1 = 6.76 Kg/m1 Berat atap + sagrod & bracing + service & M/E + glasswool & alumunium = = Kg/m2 Jarak antar gording = 1.2 m1 Total beban rafter ujung = ((jarak rafter x berat atap x jarak antar gording) + (berat gording x jarak rafter)) / jarak antar gording = ((6.0 x x 1.2) + (6.76 x 6.0)) / 1.2 = Kg/m1 IV-25

26 Gambar 4.18 Input Beban Mati Rafter Tengah Perhitungan beban hidup rafter : Untuk perhitungan beban hidup diinput dengan pembebanan merata pada STAAD. Beban Hujan (H) H hujan = w x Luas = 20kg/m2 x 1.20m x 6m = 144 kg = 144kg/m1 (diambil beban hujan karena nilainya lebih besar dari beban pekerja 100kg) IV-26

27 Gambar 4.19 Input Beban Hidup Rafter Untuk memasukkan beban angin, prosesnya sama dengan diatas, hanya berbeda nilainya. Untuk beban Angin digunakan arah Y(local) karena sesuai dengan PPIUG arah beban angin tegak lurus dengan kemiringan kuda-kuda. Perhitungan beban angin : Pembebanan angin arah X (section ujung) Angin tekan 0.9 (koefisien PPIUG) x 4.5m (jarak rafter) x 40kg/m2 (beban angin) = 162 kg/m1 ((0.02 x 43 o ) 0.6) x 4.5m x 40kg/m2 = 83 kg/m1 Angin hisap -0.4 x 4.5m x 40kg/m2 = -72 kg/m1 IV-27

28 Gambar 4.20 Beban Angin Rafter Ujung Arah X Pembebanan angin arah X (section tengah) Angin tekan 0.9 (koefisien PPIUG) x 6m (jarak rafter) x 40kg/m2 (beban angin) = 216 kg/m1 ((0.02 x 43 o ) 0.6) x 6m x 40kg/m2 = 62 kg/m1 Angin hisap -0.4 x 6m x 40kg/m2 = -96 kg/m1 Gambar 4.21 Beban Angin Rafter Tengah Arah X IV-28

29 Pembebanan angin arah Z (section ujung) Angin tekan 0.9 x 2.5m x 20kg/m2 = 45kg/m1 0.9 x 5.5m x 20kg/m2 = 99kg/m1 0.9 x 6m x 20kg/m2 = 108kg/m1 Gambar 4.22 Pembebanan Angin Tekan Arah Z Angin hisap -0.4 x 2.5m x 20kg/m1 = -20kg/m1-0.4 x 5.5m x 20kg/m1 = -44kg/m1-0.4 x 6m x 20kg/m1 = -48kg/m1 IV-29

30 Gambar 4.23 Pembebanan Angin Hisap Arah Z Menentukan Pembebanan Kombinasi 1. Dari tab Commands > Loading > Load Combination Gambar 4.24 Tab Input Kombinasi Beban IV-30

31 2. Lalu masukkan kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, 1.4D : Kombinasi 5 1.2D + 0.5H : Kombinasi 6 1.2D + 1.6H + 0.8Wx : Kombinasi 7 1.2D + 1.6H + 0.8Wz : Kombinasi 8 1.2D + 1.3Wx + 0.5H : Kombinasi 9 1.2D + 1.3Wz + 0.5H : Kombinasi D + 1.3Wx : Kombinasi D - 1.3Wx : Kombinasi D + 1.3Wz : Kombinasi D + 1.3Wz : Kombinasi 14 1D + 0.9L : Kombinasi Reduksi Gempa 1.2D + 1Gx + 0.3Gz : Kombinasi D + 1Gx - 0.3Gz : Kombinasi D - 1Gx + 0.3Gz : Kombinasi D - 1Gx - 0.3Gz : Kombinasi D + 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi D + 0.3Gx - 1Gz : Kombinasi D - 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi D - 0.3Gx - 1Gz : Kombinasi D + 1Gx + 0.3Gz : Kombinasi D + 1Gx - 0.3Gz : Kombinasi D - 1Gx + 0.3Gz : Kombinasi 28 IV-31

32 0.9D - 1Gx - 0.3Gz : Kombinasi D + 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi D + 0.3Gx - 1Gz : Kombinasi D - 0.3Gx + 1Gz : Kombinasi D - 0.3Gx - 1Gz : Kombinasi 33 Gambar 4.25 Kotak Dialog Define Combinations Lalu klik Add. Menyiapkan Perintah Analisa Struktur 1. Dari page menu klik tab Analysis/Print. Maka akan keluar kotak dialog Analysis/Print Commands. Pilih tab Perform Analysis. Pada frame Print Options, akan diberi piihan apa yang ingin dicetak pada saat analisa dilakukan. Klik No Print karena tidak untuk langsung dicetak laporan, dan klik Add lalu klik Close untuk menutup kotak dialog. IV-32

33 Gambar 4.26 Kotak Dialog Analysis/Print Commands Menyiapkan Parameter Desain 1. Dari page menu klik tab Design > Steel > pilih AISC LRFD. Tampilan STAAD akan seperti : Gambar 4.27 Page Menu Analysis/Print IV-33

34 2. Untuk saat ini telah ada database parameter baja. Lalu tentukan nilai parameternya. Untuk material baja, Fyld (F yield) atau tegangan leleh yang dipakai adalah 2400 kg/cm 2. Lalu masukkan Ratio sebesar 1. Gambar 4.28 Page Menu Design tab Steel 3. Selanjutnya untuk memerintahkan agar STAAD mendesain batang-batang tersebut dengan berdasarkan parameter yang diberikan, dilakukan dengan cara dari kotak dialog Steel Design klik Commands. Muncul kotak dialog Design Commands. Klik tab Check Code dan klik Add untuk mengakhiri. Perintah ini akan memeriksa kapasitas dari batang dengan berdasarkan kode desain yang digunakan. IV-34

35 Gambar 4.29 Kotak Dialog Design Command 4. Selanjutnya klik tab Member Take Off dan klik Add. Perintah ini akan memberikan laporan mengenai total berat dan panjang yang digunakan pada struktur. Informasi ini biasanya digunakan untuk perkiraan dari anggaran biaya pekerjaan struktur tersebut. 5. Sama seperti parameter sebelumnya, definisikan kedua parameter diatas ke struktur dengan Assign Method-nya yang dipilih adalah Assign to View. Maka hasilnya akan seperti dibawah ini : IV-35

36 Perintah Analisa Struktur Gambar 4.30 Hasil Assign Parameter 1. Dari menu pulldown klik Analyze > Run Analysis. Gambar 4.31 Kotak Dialog STAAD Analysis and Design IV-36

37 2. Lalu klik Done untuk menutup kotak dialog. Perhitungan Pembebanan Gempa SNI 1726: Untuk pembebanan gempa, karena digunakan gempa statik maka dimasukkan dengan beban terpusat (Joint Load/Nodal Load), dengan pembebanan dihitung secara manual. Klik Nodal Load > Node > Input beban gempa statik sesuai arah gempa (arah X dan arah Z). Tabel Kategori Resiko Gempa (terlampir) Penentuan kategori resiko Kategori resiko = I Faktor keutamaan = 1.0 Penentuan Ss dan S1 Ss S1 = 0.50 g (berdasarkan Peta Gempa terlampir) = 0.30 g (berdasarkan Peta Gempa terlampir) Penentuan tipe tanah Kondisi tanah di lapangan = tanah sedang (asumsi karena kurangnya data tanah pada penelitian sebelumnya, dan dilihat dari segi keruntuhan, tidak ada perubahan translasi maupun rotasi pada kolom pedestal existing) Kelas situs = SD Tabel Kelas Situs Tanah (terlampir) Penentuan nilai Fa dan Fv Nilai Fa = 1.4 (berdasarkan tabel dibawah) IV-37

38 Tabel 4.2 Parameter Respons Spektra Percepatan Perioda Pendek Parameter Respon Spektra Percepatan Perioda Pendek, Kelas Situs Fa S s 0.25 Ss = 0.5 Ss = 0.75 Ss = 1 Ss 1.25 SA SB SC SD SE SF Situs yg membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifik situs Nilai Fv = 1.8 (berdasarkan tabel dibawah) Tabel 4.3 Parameter Respons Spektra Percepatan Perioda Detik Parameter Respon Spektra Percepatan Perioda detik, Kelas Situs Fv S S 1 = 0.2 S 1 = 0.3 S 1 = 0.4 S SA SB SC SD SE SF Situs yg membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifik situs Penentuan nilai S DS dan S1 S DS = (2/3) x Fa x Ss = (2/3) x 1.4 x 0.50 = S D1 = (2/3) x Fv x S1 = (2/3) x 1.8 x 0.30 = T 0 = 0.2 x (S D1 / S DS ) = 0.2 x (0.360 / 0.467) = Ts = S D1 / S DS = / = IV-38

39 Penentuan kategori desain gempa Tabel 4.4 Kategori Desain Gempa berdasarkan S DS Nilai S DS Kategori Resiko I stsu II atau III S DS <0.167 A A 0.167<S DS <0.33 B B 0.33<S DS <0.50 C C 0.50 S DS D D IV Tabel 4.5 Kategori Desain Gempa berdasarkan S D1 Nilai S D1 Kategori Resiko I stsu II atau III S D1 <0.067 A A 0.067<S D1 <0.133 B B 0.133<S D1 <0.20 C C 0.20 S D1 D D IV Tabel 4.6 Kode Tingat Resiko Kegempaan Kode RSNI Tingkat Resiko Kegempaan Rendah Menengah Tinggi KDS KDS A,B KDS C D,E,F Parameter gempa bangunan : Tabel 4.7 Tabel Parameter Kegempaan Bangunan Jenis Pemanfaatan Bangunan Gedung Fasilitas Penting Kategori Resiko Bangunan I Faktor Keutamaan Gempa 1.0 Ss 0.50 S Kelas Situs SD Fa 1.4 Fv 1.8 IV-39

40 S DS S D KDS D T (s) / T A (g) / C 0.47 Perhitungan gempa untuk program STAAD Perioda fundamental struktur (T) = detik Faktor keutamaan gempa (I) = 1.0 Reduksi koefisien gempa (Rx) Reduksi koefisien gempa (Rz) = 0.8 (berdasarkan tabel dibawah) = 0.75 (berdasarkan tabel dibawah) Tabel 4.8 Tipe Struktur Jenis Bangunan Penentuan beban struktur (Wt) 1. Tentukan kombinasi beban reduksi gempa, lalu masukkan ke STAAD seperti tahap sebelumnya dengan kombinasi, Reduksi Gempa = 1DL + 0.8LL (berdasarkan PPIUG koefisien reduksi untuk penyimpanan, gudang, perpustakaan, ruang arsip) Lalu running seperti tahap selanjutnya, lalu pada tab Report pilih Support Reaction. IV-40

41 Pengolahan data pembebanan gempa Tabel Hasil Output dari Running Kombinasi Reduksi Gempa (terlampir) R arah X = 8 R arah Z = 7.5 C = 0.47 I = 1.5 Cd arah X = C x I / R arah X = 0.47 x 1.5 x 8 = Cd arah Z = C x I / R arah Z = 0.47 x 1.5 x 7.5 = V arah X = Cd arah X x Total gaya = x = V arah Z = Cd arah Z x Total gaya = x = Tabel Hasil Pembebanan Gempa Arah X dan Z (terlampir) Masukkan nilai Sx dan Sz diatas ke STAAD seperti tahap sebelumnya, Gambar 4.32 Beban Gempa arah X IV-41

42 Gambar 4.33 Beban Gempa arah Z lalu Running. Perioda Fundamental Pendekatan Perioda fundamental pendekatan (T a ), dalam detik, harus ditentukan dari persamaan berikut : ( 4.4) Keterangan : h n adalah ketinggian struktur, dalam (m), di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur,dan koefisien C t dan x ditentukan dari Tabel 15. IV-42

43 Karena pada perancangan Tugas akhir ini sistem struktur nya sama yaitu Sisem ganda dengan rangka pemikul momen khusus untuk arah X dan arah Y. Nilai parameter periode pendekatan menurut sistem strukturnya pada Tabel 15 adalah : Semua sistem struktur lainya Arah X dan Arah Y: C t = Semua sistem struktur lainya Arah X dan Arah Y: x = 0.8 Nilai perioda fundamental pendekatan (T a ) adalah : Diketahui Tinggi Gedung ( h ) adalah m, maka : Ta = x = detik Ta max yg diijinkan = Cu x Ta = 1.4 x = 1.30 detik IV-43

44 Perencanaan Kuda-Kuda dengan LRFD Batang Atas Profil WF 200x100x5.5 Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut : Gambar 4.34 Batang Tarik Maksimum dari Batang Atas Gambar 4.35 Letak Batang Tarik Maksimum dari Batang Atas Gaya tarik maksimum pada kuda-kuda Nu tarik (batang ) = kg = ton Panjang batang tarik terpanjang = 1200 mm IV-44

45 Gambar 4.36 Batang Tekan Maksimum dari Batang Atas Gambar 4.37 Letak Batang Tekan Maksimum dari Batang Atas Gaya tekan maksimum Nu tekan (batang 3) = kg = ton Panjang batang tekan terpanjang = 1200 mm Cek Kuat Tarik - Cek Kondisi Leleh Nu Nn IV-45

46 Nu x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu 0.9 x x 2400 Nu kg Nu 64 T T 64 T...OK! - Cek Kondisi Fraktur Asumsi Baut yang akan digunakan = dia 11/8 = mm Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = mm ~ mm dipakai 45 mm Diambil jarak dari tepi = 45 mm Jarak antar baut (s) = 3d ~ 7d 14t = 3 (28.57) ~ 7 (28.57) 14 (10) = ~ Maka digunakan jarak antar baut Tebal plat = 100 mm = 10 mm lubang = baut + 2mm = mm + 2 mm = mm Pola segaris An = Ag - (d x t) = (2.857 x 1) = = cm 2 Periksa terhadap syarat An = 0.85 Ag IV-46

47 An = 0.85 x An = cm 2 Maka yang digunakan An yang terkecil = cm 2 U = 1 - (x / L) = 1 - (19.29 / 50) = = (untuk penampang selain I,termasuk penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = x 32.3 = cm 2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x x 3700 = 55, Kg > Nu tarik = 55, Kg > 15, Kg...OK! Keterangan : Ae = Luas penampang effektif An = Luas netto penampang, mm 2 U = Koefisien reduksi = 1 - (x / L) 0.9 X = eksentrisitas sambungan = ½ penampang siku dan pelat = (0.5 x 10) + (0.5 x 28.57) = = mm IV-47

48 Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm 2 Dengan adalah faktor tahanan, yang besarnya adalah = 0.9 untuk kondisi leleh = 75 untuk kondisi fraktur Cek Kuat Tekan - Periksa kelangsingan = i = = = 2.24 cm = = OK! Nn K Q = Ag x fcr = 1 (perletakan sendi - sendi) = 1 (penampang tempa) Untuk 0.25 < c < 1.2 maka 0.57 x < 1.5 maka Fcr = ( )x Q x fy IV-48

49 Fcr = ( ) x 1 x 2400 Fcr = x 1 x 2400 Fcr = x 1 x 2400 Fcr = Kg/cm 2 Bab 4 Analisa dan Hasil Nn = Ag x Fcr Nn = 38 x Nn = Kg > Nu = kg... OK! Batang Bawah Profil WF 250x125x6 Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut : Gambar 4.38 Batang Tarik Maksimum dari Batang Bawah IV-49

50 Gambar 4.39 Letak Batang Tarik Maksimum dari Batang Bawah Gaya tarik maksimum pada kuda-kuda Nu tarik (batang ) = kg = ton Panjang batang tarik terpanjang = 1200 mm Gambar 4.40 Batang Tekan Maksimum dari Batang Bawah IV-50

51 Gambar 4.41 Batang Tekan Maksimum dari Batang Bawah Gaya tekan maksimum Nu tekan (batang 3) = kg = ton Panjang batang tekan terpanjang = 1200 mm Cek Kuat Tarik - Cek Kondisi Leleh Nu Nn Nu x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu 0.9 x x 2400 Nu kg Nu T T T...OK! - Cek Kondisi Fraktur Asumsi Baut yang akan digunakan = dia 11/8 = mm IV-51

52 Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = mm ~ mm dipakai 45 mm Diambil jarak dari tepi = 45 mm Jarak antar baut (s) = 3d ~ 7d 14t = 3 (28.57) ~ 7 (28.57) 14 (10) = ~ Maka digunakan jarak antar baut Tebal plat = 100 mm = 10 mm lubang = baut + 2mm = mm + 2 mm = mm Pola segaris An = Ag - (d x t) = (2.857 x 1) = = cm 2 Periksa terhadap syarat An = 0.85 Ag An = 0.85 x An = cm 2 Maka yang digunakan An yang terkecil = cm 2 U = 1 - (x / L) = 1 - (19.29 / 50) = = (untuk penampang selain I,termasuk IV-52

53 penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = x = cm 2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x x 3700 = Kg > Nu tarik = Kg > 15, Kg...OK! Keterangan : Ae = Luas penampang effektif An = Luas netto penampang, mm 2 U = Koefisien reduksi = 1 - (x / L) 0.9 X = eksentrisitas sambungan = ½ penampang siku dan pelat = (0.5 x 10) + (0.5 x 28.57) = = mm Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm 2 Dengan adalah faktor tahanan, yang besarnya adalah = 0.9 untuk kondisi leleh = 75 untuk kondisi fraktur Cek Kuat Tekan - Periksa kelangsingan = IV-53

54 i = = = 2.82 cm = = OK! Nn K Q = Ag x fcr = 1 (perletakan sendi - sendi) = 1 (penampang tempa) Untuk 0.25 < c < 1.2 maka x < 1.5 maka Fcr = ( )x Q x fy Fcr = ( ) x 1 x 2400 Fcr = x 1 x 2400 Fcr = x 1 x 2400 Fcr = Kg/cm 2 Nn = Ag x Fcr Nn = x Nn = Kg > Nu = kg... OK! Batang Tengah Diagonal Profil WF 100x50x5 IV-54

55 Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut : Gambar 4.42 Batang Tarik Maksimum dari Batang Tengah Diagonal Gambar 4.43 Letak Batang Tarik Maksimum dari Batang Tengah Diagonal Gaya tarik maksimum pada kuda-kuda Nu tarik (batang ) = kg = 6.63 ton IV-55

56 Panjang batang tarik terpanjang = 1630 mm Gambar 4.44 Batang Tekan Maksimum dari Batang Tengah Diagonal Gambar 4.45 Letak Batang Tekan Maksimum dari Batang Tengah Diagonal Gaya tekan maksimum Nu tekan (batang 3) = kg = ton Panjang batang tekan terpanjang = 1630 mm Cek Kuat Tarik - Cek Kondisi Leleh Nu Nn IV-56

57 Nu x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu 0.9 x x 2400 Nu kg Nu T 6.63 T T...OK! - Cek Kondisi Fraktur Asumsi Baut yang akan digunakan = dia 11/8 = mm Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = mm ~ mm dipakai 45 mm Diambil jarak dari tepi = 45 mm Jarak antar baut (s) = 3d ~ 7d 14t = 3 (28.57) ~ 7 (28.57) 14 (10) = ~ Maka digunakan jarak antar baut Tebal plat = 100 mm = 10 mm lubang = baut + 2mm = mm + 2 mm = mm Pola segaris An = Ag - (d x t) = (2.857 x 1) = = cm 2 IV-57

58 Periksa terhadap syarat An = 0.85 Ag An = 0.85 x An = cm 2 Maka yang digunakan An yang terkecil = cm 2 U = 1 - (x / L) = 1 - (19.29 / 50) = = (untuk penampang selain I,termasuk penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = x = cm 2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x x 3700 = Kg > Nu tarik = Kg > Kg...OK! Keterangan : Ae = Luas penampang effektif An = Luas netto penampang, mm 2 U = Koefisien reduksi = 1 - (x / L) 0.9 X = eksentrisitas sambungan = ½ penampang siku dan pelat IV-58

59 = (0.5 x 10) + (0.5 x 28.57) = = mm Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm 2 Bab 4 Analisa dan Hasil Dengan adalah faktor tahanan, yang besarnya adalah = 0.9 untuk kondisi leleh = 75 untuk kondisi fraktur Cek Kuat Tekan - Periksa kelangsingan = i = = = 1.12 cm = = OK! Nn K Q = Ag x fcr = 1 (perletakan sendi - sendi) = 1 (penampang tempa) Untuk 0.25 < c < 1.2 maka 1.57 x < 1.5 maka Fcr = ( )x Q x fy Fcr = ( ) x 1 x 2400 IV-59

60 Fcr = x 1 x 2400 Fcr = 0.36 x 1 x 2400 Fcr = 864 Kg/cm 2 Bab 4 Analisa dan Hasil Nn = Ag x Fcr Nn = x 864 Nn = Kg > Nu = kg... OK! Batang Tengah Vertikal Profil WF 100x50x5 Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut : Gambar 4.46 Batang Tarik Maksimum dari Batang Tengah Vertikal IV-60

61 Gambar 4.47 Letak Batang Tarik Maksimum dari Batang Tengah Vertikal Gaya tarik maksimum pada kuda-kuda Nu tarik (batang ) = kg = ton Panjang batang tarik terpanjang = 1100 mm Gambar 4.48 Batang Tekan Maksimum dari Batang Tengah Vertikal IV-61

62 Gambar 4.49 Letak Batang Tekan Maksimum dari Batang Tengah Vertikal Gaya tekan maksimum Nu tekan (batang 3) = kg = -2.66ton Panjang batang tekan terpanjang = 1100 mm Cek Kuat Tarik - Cek Kondisi Leleh Nu Nn Nu x Ag x fy...untuk kondisi leleh = 0.9 Nu 0.9 x x 2400 Nu kg Nu T IV-62

63 2.65 T T...OK! - Cek Kondisi Fraktur Asumsi Baut yang akan digunakan = dia 11/8 = mm Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = mm ~ mm dipakai 45 mm Diambil jarak dari tepi = 45 mm Jarak antar baut (s) = 3d ~ 7d 14t = 3 (28.57) ~ 7 (28.57) 14 (10) = ~ Maka digunakan jarak antar baut Tebal plat = 100 mm = 10 mm lubang = baut + 2mm = mm + 2 mm = mm Pola segaris An = Ag - (d x t) = (2.857 x 1) = = cm 2 Periksa terhadap syarat An = 0.85 Ag An = 0.85 x An = cm 2 Maka yang digunakan An yang terkecil = cm 2 IV-63

64 U = 1 - (x / L) = 1 - (19.29 / 50) = = (untuk penampang selain I,termasuk penampang bersusun, dengan alat pengencang minimal 3 buah perbaris) Ae = U x An = x = cm 2 Nn = x Ae x fu = 0.75 x x 3700 = Kg > Nu tarik = Kg > Kg...OK! Keterangan : Ae = Luas penampang effektif An = Luas netto penampang, mm 2 U = Koefisien reduksi = 1 - (x / L) 0.9 X = eksentrisitas sambungan = ½ penampang siku dan pelat = (0.5 x 10) + (0.5 x 28.57) = = mm Fu = Tegangan tarik putus, Mpa = 3700 Kg/cm 2 Dengan adalah faktor tahanan, yang besarnya adalah = 0.9 untuk kondisi leleh = 75 untuk kondisi fraktur Cek Kuat Tekan IV-64

65 - Periksa kelangsingan = i = = = 1.12 cm = = OK! Nn K Q = Ag x fcr = 1 (perletakan sendi - sendi) = 1 (penampang tempa) Untuk 0.25 < c < 1.2 maka 1.06 x < 1.5 maka Fcr = ( )x Q x fy Fcr = ( ) x 1 x 2400 Fcr = x 1 x 2400 Fcr = x 1 x 2400 Fcr = Kg/cm 2 Nn = Ag x Fcr Nn = x Nn = Kg > Nu = kg... OK! IV-65

66 Kesimpulan Dari perhitungan perancangan kuda-kuda diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa profil WF 100x50x5, 200x100x5.5 dan 250x125x6 AMAN dan OK memenuhi persyaratan perancangan struktur kuda-kuda Perencanaan Kolom Data-Data Kolom Dari kombinasi hasil pembebanan dan output perhitungan STAAD, maka didapat hasil kombinasi sebagai berikut : Gambar 4.50 Gaya Tarik Maksimum pada Batang Kolom Gambar 4.51 Letak Gaya Tarik Maksimum pada Batang Kolom IV-66

67 Gaya tarik maksimum pada kolom Nu tarik (batang 206) = kg = ton Panjang batang tarik terpanjang = 2000 mm Gambar 4.52 Gaya Tekan Maksimum pada Batang Kolom Gambar 4.53 Letak Gaya Tekan Maksimum pada Batang Kolom IV-67

68 Gaya tekan maksimum Nu tekan (batang 221) = kg = ton Panjang batang tekan terpanjang (Ly) = 2000 mm Profil yang digunakan : WF 350x175x7 B = 175 mm Ag = cm 2 tw = 7 mm tf = 11 mm Ix = cm 4 Iy = 984 cm 4 ix = 6.39 cm iy = 3.75 cm Periksa Kekuatan Kolom - Cek kelangsingan penampang Flange : ( ) / tf 170 / ( ) / / Penampang kompak! (h/w) 1680 / (350/7) 1680 / Penampang Kompak! IV-68

69 Kondisi kedua tumpuan adalah jepit - sendi sehingga diambil k = 0.8 Tinjauan pada arah sumbu bahan ( sumbu X) rx = = = = cm = = = = 18.4 Tinjauan pada arah sumbu bebas bahan (sumbu Y) ry = = = = 8.84 cm = = = = batang menekuk kearah sumbu lemah = x = x = x IV-69

70 = x = Untuk 0.25 < < 1.2 maka = Nn = Ag x fcr = Ag x ( ) = x ( )= x 2243 = Kg = Ton x Nn = 0.85 x Nn = 0.85 x = Ton = Nu < < OK! Perhitungan Tumpuan (Bearing) Base Plate dan Angkur Gambar 4.54 Rencana Base Plate dan Angkur Data Tumpuan IV-70

71 Gambar 4.55 Output STAAD Gaya Aksial Akibat Beban Terfaktor Gambar 4.56 Output STAAD Gaya Geser Akibat Beban Terfaktor BEBAN KOLOM Gaya aksial akibat beban terfaktor Pu = kg = N Momen akibat beban terfaktor Mu = 0 (tumpuan sendi) Gaya geser akibat beban terfaktor Vu = kg = N PLAT TUMPUAN (BASE PLATE) Tegangan leleh baja Tegangan tarik putus plat Lebar plat tumpuan Panjang plat tumpuan Tebal plat tumpuan fy = 240Mpa fu p = 370Mpa B = 275mm L = 450mm t = 20mm KOLOM PEDESTAL Kuat tekan beton Lebar penampang kolom fc = 20Mpa I = 600mm IV-71

72 Panjang penampang kolom J = 900mm DIMENSI KOLOM BAJA Profil baja Tinggi total Lebar sayap Tebal badan Tebal sayap WF 350x175x7 h t = 350mm b f = 175mm t w = 7mm t f = 11mm ANGKUR BAUT Jenis angkur Tipe : A-325 Tegangan tarik putus angkur baut fu b = 825Mpa Tegangan leleh angkur baut fy = 400 Diameter angkur baut Jumlah angkur baut pada sisi tarik d = 19mm n t = 3bh Jumlah angkur baut pada sisi tekan n c = 3bh Jarak baut terhadap pusat penampang kolom Panjang angkur baut yang tertanam di beton f = 220mm La = 500mm Eksentrisitas Beban IV-72

73 Gambar 4.57 Eksentrisitas Beban Bab 4 Analisa dan Hasil Eksentrisitas beban e = Mu / Pu = 0.00mm L/6 = 75mm e < L/6 h = ht tf et = f + h/2 ec = f h/2 = 339mm = 390mm = 50.5mm Jumlah total angkur baut, n = nt + nc = 6bh Tahanan Tumpu Beton Gaya tarik pada angkur baut P t = P u * e c / e t = 18288N Gaya tekan total pada plat tumpuan P uc = P u + P t = N Panjang bidang tegangan tekan beton Y = 3 * ( L - h ) / 2 = mm Luas plat tumpuan baja A 1 = B * L = mm 2 Luas penampang kolom pedestral A 2 = I * J = mm 2 Tegangan tumpu nominal f cn = 0.85 * f c ' * ( A 2 / A 1 ) = Mpa f cn = 1.70 * f c ' = 34Mpa Tegangan tumpu nominal beton yg digunakan f cn = 34Mpa Faktor reduksi kekuatan tekan beton f = 0.65 Tegangan tumpu beton yg diijinkan f * f cn = 22.1Mpa Tegangan tumpu maksimum yang terjadi pada beton f cu = 2 * P uc / ( Y * B ) = 6.96Mpa Syarat yang harus dipenuhi : f cu f * f cn IV-73

74 OK!!! Gambar 4.58 Dimensi Plat Tumpuan Kontrol Dimensi Plat Tumpuan Lebar minimum plat tumpuan yang diperlukan B p min = P uc / ( 0.5 * f * f cn * Y ) = 87mm Lebar plat yang digunakan B = 275mm Syarat yang harus dipenuhi : Bp min B OK!!! Panjang bagian plat tumpuan jepit bebas a = ( L * h t ) / 2 f cu1 = ( 1 - a / Y ) * f cu = 58.75mm = 4.504Mpa Modulus penampang plastis plat Z = 1/4 * B * t 2 = 27500mm3 Momen yang terjadi pada plat akibat beban terfaktor M up = 1/2 * B * f cu1 * a 2 + 1/3 * B * ( f cu - f cu1 ) * a 2 = Nmm Faktor reduksi kekuatan lentur ϕ b = 0.9 IV-74

75 Tahanan momen nominal plat M n = f y * Z = Nmm Tahanan momen plat, ϕ b * M n = Nmm Syarat yang harus dipenuhi : M up ϕ b. M n < OK!!! Gaya Tarik Angkur pada Baut Gaya tarik pada angkur baut T u1 = P t / n t = 6096N Tegangan tarik putus angkur baut f u b = 825Mpa Luas penampang angkur baut A b = p / 4 * d 2 = 284mm 2 Faktor reduksi kekuatan tarik ϕ t = 0.90 Tahanan tarik nominal angkur baut T n = 0.75 * A b * f b u = N Tahanan tarik angkur baut ϕ t * T n = N Syarat yang harus dipenuhi : T u1 ϕ t * T n 6096 < OK!!! Gaya Geser pada Angkur Baut Gaya geser pada angkur baut V u1 = V u / n = 13645N Tegangan tarik putus baut f u b = 825Mpa Jumlah penampang geser m = 1 Faktor pengaruh ulir pada bidang geser r 1 = 0.4 Luas penampang baut A b = p / 4 * d 2 = 284mm 2 IV-75

76 Faktor reduksi kekuatan geser ϕ f = 0.75 Tahanan geser nominal V n = r 1 * m * A b * f u b = 93564N Tahanan geser angkur baut ϕ f * V n = 70173N Syarat yang harus dipenuhi : V u1 ϕ f * V n < OK!!! GAYA TUMPU PADA ANGKUR BAUT Gaya tumpu pada angkur baut, R u1 = V u1 = 13645N Diameter baut, d = 19mm Tebal plat tumpu, t = 20mm Tegangan tarik putus plat, f u p = 370Mpa Tahanan tumpu nominal, R n = 2.4 * d * t * f u p = N Tahanan tumpu, ϕ f * R n = N Syarat yang harus dipenuhi : R u1 ϕ f * R n < OK!!! Kombinasi Geser dan Tarik Konstanta tegangan untuk baut mutu tinggi, f 1 = 807Mpa IV-76

77 Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, r 2 = 1.9 f 2 = 621Mpa Bab 4 Analisa dan Hasil Tegangan geser akibat beban terfaktor, f uv = V u / ( n * A b ) = 48.13Mpa Kuat geser angkur baut, f f * r 1 * m * f u b = Mpa Syarat yang harus dipenuhi : f uv = V u / ( n * A b ) f f * r 1 * m * f u b < OK!!! Gaya tarik akibat beban terfaktor, T u1 = 6096N Tahanan tarik angkur baut, f f * T n = f f * f 1 * A b = N Syarat yang harus dipenuhi : T u1 ϕ f * f 1 * A b 6096 < OK!!! Kuat tarik angkur baut, f t = 0.75 * f u b = Mpa Batas tegangan kombinasi, f 1 - r 2 * f uv = Mpa f 2 = 621Mpa Syarat yang harus dipenuhi : f t f 1 - r 2 * f uv IV-77

78 < OK!!! Syarat yang harus dipenuhi : f t f < OK!!! Kontrol Panjang Angkur Baut Panjang angkur tanam yang digunakan, L a = 500mm Kuat tekan beton, f c ' = 20 Tegangan leleh baja, f y = 400 Diameter angkur baut, d = 19 Panjang angkur tanam minimum yang diperlukan, L min = f y / ( 4 * f c ' ) * d = 425mm Syarat yang harus dipenuhi : L min L a 425 < 500.OK!!! Kesimpulan Dalam analisa kapasitas kemampuan base plate pada kasus ini, seluruh komponen yang disesuaikan dalam perencanaan masih masuk dalam batasan AMAN sesuai dengan yang disyaratkan. 4.5 Perhitungan Ikatan Angin (Tie Rod Bracing) IV-78

79 Gambar 4.59 Rencana Track-stank Gaya tarik pada track stank akibat beban terfaktor = kg = N Gambar 4.60 Batang Tarik Maksimum pada Bracing Data Bahan PLAT SAMBUNG Tegangan leleh baja, f y = 240Mpa Tegangan tarik putus, f u p = 370Mpa Tebal plat sambung, t p = 8mm Lebar plat sambung, L p = 50mm TREKSTANG IV-79

80 Tegangan leleh baja, f y = 250Mpa Tegangan tarik putus, f u = 410Mpa Diameter track stank, d t = 19mm BAUT Jenis baut, Tipe A-325 Tegangan leleh baja, f y = 740Mpa Tegangan tarik putus, f u b = 825Mpa Diameter baut, d b = 16mm Jumlah baut, n = 2unit LAS SUDUT Tipe, Mutu : E7013 Tegangan tarik putus logam las, f uw = 390Mpa Tebal las, t w = 4mm Panjang las, L w = 100mm Tahanan Tarik Plat Luas penampang bruto, A g = t p * L p = 400mm 2 Luas penampang efektif, IV-80

81 A e = t p * [ L p - ( d b + 2 ) ] = 256 mm 2 Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang brutto, ϕ * T n = 0.90 * A g * f y = 86400N Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang efektif, ϕ * T n = 0.75 * A e * f u p = 71040N Tahanan tarik plat (terkecil) yang digunakan, ϕ * T n = 71040N Tahanan Tarik Trekstang Luas penampang bruto, A g = p / 4 * d t 2 = mm 2 Luas penampang efektif, A e = 0.90 * A g = mm 2 Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang brutto, ϕ * T n = 0.90 * A g * f y = 63794N Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang efektif, ϕ * T n = 0.75 * A e * f p u = 78467N Tahanan tarik plat (terkecil) yang digunakan, ϕ * T n = 63794N Tahanan Geser dan Tumpu Plat Faktor reduksi kekuatan geser baut, ϕ f = 0.75 Kondisi sambungan baut geser tunggal, m = 1 IV-81

82 Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, r 1 = 0.4 Bab 4 Analisa dan Hasil Luas penampang 1 baut, A b = p / 4 * d b 2 = mm 2 Tahanan geser baut, ϕ f * V n = ϕ f * r 1 * m * A b * f u b * n = 99526N Tahanan tumpu plat, ϕ f * R n = 2.4 * ϕ f * d b * t p * f u p * n = 85248N Tahanan sambungan baut (terkecil), ϕ f * V n = 85248N Tahanan Las Tegangan tarik putus plat, f u p = 370Mpa Tegangan tarik putus logam las, f uw = 390Mpa f u p < f uw Kuat tarik sambungan, f u = 370Mpa Tahanan las sudut, ϕ f * R nw = 0.75 * t w * ( 0.60 * f u ) * L w = 66600N Rekap Tahanan Sambungan Tabel 4.9 Rekap Tahanan Sambungan Bracing No Tahanan sambungan f * T n berdasarkan kekuatan ( N ) IV-82

83 1 Plat Track stank Baut Las Tahanan sambungan terkcil Bab 4 Analisa dan Hasil Gaya tarik pada track stank akibat beban terfaktor, T u = N Syarat yg harus dipenuhi : T u ϕ * T n 8977 < OK!!! 4.6. Perencanaan Baut Data-Data Baut Gambar 4.61 Gaya Tekan Maksimum pada Buhul IV-83

84 Gambar 4.62 Letak Gaya Tekan Maksimum pada Buhul tekan (batang 3) = kg = ton batang tekan terpanjang = 1200 mm Mutu baut baja BJ 41 fub = 4,100 Kg/cm 2 baut = 11/8 = mm Abaut = ¼ d 2 = ¼ x x (28.57) 2 = mm 2 = 6.41 cm 2 Tebal pelat penyambung = 10 mm Jarak tepi baut (le) = 1.5 d ~ 2 d = 1.5 ( 28.57) ~ 2 (28.57) = mm ~ mm IV-84

85 Diambil jarak dari tepi = 45 mm Jarak antar baut (s) = 3d ~ 7d 14t = 3 (28.57) ~ 7 (28.57) 14 (10) = ~ Diambil jarak antar baut = 100 mm Periksa Kekuatan Baut - Kekuatan terhadap geser : Vd = x Vn = x r1 x fub x Ab = 0.75 x 0.4 x 4100 x 6.41 = 7, kg Jumlah baut n = Vu/Vd = /7, = 2.88 Vd = x Tn = x 0.75 x fub x Ab = 0.75 x 0.75 x 4100 x 6.41 = 14, Kg Td Td kg 14, Kg...OK! - Kekuatan terhadap tarik dan tekan Fu = r1 x f x fub x m IV-85

86 = 0.4 x 0.75 x 4100 x 1 = ,230 Ft f1 - (r2 x fuv) f2 Ft (2.857 x ) 3100 Ft OK! Td = f x Tn Td = f x ft x Ab Td = 0.75 x 3100 x 6.41 Td = 14, Kg /2 14, Kg Kg...OK! - Kekuatan terhadap kuat tumpu 1.5 d = 1.5 x (rl+ r2) Ie 1.5 d = 1.5 x ( ) Ie 1.5 d = 6.43 cm 4,5 cm...ok! 3 d = 3 x (r1 + r2) S 3 d = 3 x ( ) S 3 d = cm 10 cm...ok! Rd = f x Rn Rd = f x2.4 x db x dp x fu Rd = 0.75 x 2.4 x x x 4100 Rd = 30, Kg Nu/n Rd /2 Kg 30, Kg IV-86

87 Kesimpulan Kg 30, Kg...OK! Bab 4 Analisa dan Hasil jadi dipakai baut 11/8 ( mm) dengan tebal pelat 100 mm Jumlah Baut Perhitungan jumlah baut : Tabel Terlampir IV-87