ANALISIS SAMBUNGAN SEKRUP PADA KONSTRUKSI RANGKA ATAP BAJA RINGAN MENURUT SNI 7971:2013

Transkripsi

1 Jurnal Teknik Sipil Siklus, Vol., o. 2, Okober 2017 AALISIS SAMBUGA SEKRUP PADA KOSTRUKSI RAGKA ATAP BAJA RIGA MEURUT SI 7971:201 Widya Apriani Program Sudi Teknik Sipil Universias Lancang Kuning Jalan Yos Sudarso Km. 8 Rumbai Pekanbaru Widyaapriani@unilak.ac.id Fadrizal Lubis Program Sudi Teknik Sipil Universias Lancang Kuning Jalan Yos Sudarso Km. 8 Rumbai Pekanbaru adrizal@unilak.ac.id Muhia Anggraini Program Sudi Teknik Sipil Universias Lancang Kuning Jalan Yos Sudarso Km. 8 Rumbai Pekanbaru muhia@unilak.ac.id Absrak Kegagalan srukur rangka aap bangunan dengan maerial baja ringan aau baja canai dingin dapa erjadi oleh beberapa sebab, misalnya akor perencanaan dan pelaksanaan. Pada ahun 2016 erjadi kegagalan srukur rangka aap pada suau gedung di Pekanbaru yang mengakibakan hampir keseluruhan rangka aap bangunan rubuh. Kegagalan yang erjadi pada sambungan dan ekuk di beberapa baang yang erjadi pada beberapa join aau sambungan anara ringbalk beon dan rangka baang. Peneliian dilakukan dengan melakukan pemodelan rangka aap baja canai dingin menggunakan SAP 2000 unuk mengeahui gaya dalam srukur. selanjunya dilakukan desain sambungan menuru SI 7971:201 enang baja canai. Sambungan yang akan dianalisis merupakan sambungan rangka baja ringan dengan menggunakan sel-drilling screw yang didesain menuru keenuan SI 7971:201. Hasil peneliian menunjukkan erjadi kegagalan sambungan yang dipengaruhi oleh mode bearing, karena kapasias geser desain yang diperoleh lebih besar dari kapasias ariknya, sehingga jumlah sekrup yang digunakan lebih sediki. Kapasias sambungan pada kasus ini dienukan oleh kapasias geser sekrup. Desain kapasias geser sediki di aas gaya dalam maksimum yang bekerja. Sedangkan, kapasias arik proil jauh kapasias geser yang bekerja. Sambungan cukup kua menahan gaya-gaya dalam rangka baja ringan yang menahan kombinasi beban graviasi dan beban angin, beban hujan, sehingga sambungan bukanlah menjadi penyebab erjadinya kerunuhan srukur rangka aap. Kaa Kunci : Sambungan Sekrup, Kerunuhan Rangka Aap, SI 7971:201 49

2 Apriani, W., Lubis, F., Anggraini, M. / Analisis Sambungan Sekrup/ pp Absrac Failure o building roo rame srucure wih cold ormed seel can occur by several reasons, such as planning and implemenaion acors. In 2016 here was a ailure o roo rame srucure a one o building in Pekanbaru which resuled in almos he enire roo rame collapsed. Failure ha occurs in connecion and buckling in muliple sems ha occur in some joins beween concree and concree ringbalk. The sudy was conduced by modeling cold rolled seel roo rames using SAP 2000 o ind ou he orces in he srucure. urhermore, he design o he connecion according o SI 7971:201 concerning he cold ormed seel. The joins o be analyzed are joins using sel-drilling screw designed according o SI 7971:201. The resuls show ha he connecion ailure is aeced by he bearing mode, hereore he shear capaciy o he design obained is greaer han is ensile capaciy. hereore he number o screws used is less. The connecion capaciy in his case is deermined by he screw shear capaciy. Design he shear capaciy slighly above he maximum working orce. Whereas, he capaciy o ensile proile o he working shear capaciy. Theconnecion was enough o resis orces in he cold ormed seel ha wihsand he combinaion o graviy load and wind load, rain load, so he connecion is no he cause o he collapse o he roo russ srucure. Keywords : Screw Connecion, Roo Frame Collapse, SI 7971:201 A. PEDAHULUA Rangka aap baja ringan di Indonesia kerap kali mengalami kerunuhan. Kerunuhan ersebu dapa disebabkan oleh kegagalan elemen kesalahan pengerjaan aau kegagalan sambungan sehingga diperlukan analisis. Analisis sambungan memiliki peranan pening dalam sabilias dan keamanan srukur karena kegagalan srukur banyak dienukan oleh desain sambungan (urjaman S, 2010). Pada peneliian ini sudi kasus adalah kerunuhan rangka aap gedung SKPD Pekanbaru. Keseluruhan srukur mengalami kegagalan. Peneliian dilakukan dengan melakukan pemodelan rangka aap baja canai dingin menggunakan SAP 2000 unuk mengeahui gaya dalam srukur. Selanjunya dilakukan desain sambungan menuru SI 7971:201 enang baja canai dingin. Tujuan dari peneliian ini adalah menganalisis sambungan sekrup dengan SI 7971:201 dalam rangka aap baja ringan unuk mengeahui menganalisis sambungan apakah menjadi penyebab erjadinya insabilias elemen rangka baang. B. TIJAUA PUSTAKA 1. Desain Sambungan Unuk mencegah kegagalan sambungan dalam kondisi geas, kapasias desain arik sekrup harus 1,25 kali kasapias desain unuk pull-ou dan pull-cover. Kapasias arik maksimum unuk sekrup sel-drilling seperi dierangkan dalam AS-556 diberikan dalam abel 1. ilai yang diberikan di abel 1 adalah unuk sekrup saja bukan unuk sambungan. Keebalan pela penyambung baja akan menenukan kekuaan sambungan. 50

3 Jurnal Teknik Sipil Siklus, Vol., o. 2, Okober 2017 Tabel 1. Kua Tarik Aksial Menenukan Unuk Sekrup Sel-drilling Ukuran Kua Tarik aksial maksimum (k) Type ASD Type BSD Type CSD o.6 4,5 4,5 5, o.8 6,5 6,5 8,46 o.10 7,5 8,6 10,01 o.12 11,4 11,6 14,44 o 14 14,95 16,15 18,9 Menuru Perauran Baja Ringan Indonesia SI 7971:201, kekuaan sambungan (Vb) unuk kondisi roasi sekrup ( iling) dihiung sebagai nilai erkecil dari rumus-rumus beriku ini: V b = ( 2.d. u1 4,2 (1) V b = C. 1.d. u1 (2) V b = C. 2.d. u2 () Dengan : V b = Kapasias umpu nominal bagian ersambung 1 = Tebal lembaran yang konak dengan kepala sekrup 2 = Tebal lembaran yang idak konak dengan kepala sekrup d = Diameer sekrup nominal u1 = Tegangan ulimae lembaran yang konak dengan kepala sekrup u2 = Tegangan ulimae lembaran yang idak konak dengan kepala sekrup C = Fakor umpu sebagai ungsi perbandingan diameer sekrup nominal dan ebal lembaran Diameer nominal sekrup adalah d = 5 mm. ilai C dienukan dengan rumus : d C =,- 0,1. Unuk d 6 (4) C. DATA DA AALISA DATA Peneliian dilakukan dengan melakukan pemodelan rangka aap baja canai dingin menggunakan SAP 2000 unuk mengeahui gaya dalam srukur. Selanjunya dilakukan desain sambungan menuru SI 7971:201 enang baja canai. Sambungan yang akan dianalisis merupakan sambungan rangka baja ringan dengan menggunakan sel-drilling screw yang didesain menuru keenuan SI 7971:201. Gambar 1. Sekrup yang Digunakan Unuk Sambungan di Proyek 51

4 Apriani, W., Lubis, F., Anggraini, M. / Analisis Sambungan Sekrup/ pp Berdasarkan gambar 1, beberapa asumsi yang diambil dalam menganalisis kapasias sambungan dari srukur rangka baja ringan anara lain: a. Sambungan memenuhi persyaraan geomeri dalam hal konigurasi sekrup iap sambungan b. Sambungan diasumsikan cukup kua menahan gaya-gaya dalam rangka baja ringan yang menahan kombinasi beban graviasi, beban angin dan beban hujan. Ada empa ipe sambungan yang akan dianalisis yaiu: a. Bagian heel (elemen 1 dan 18) b. Bagian ridge (elemen dan web 51 - web 52) c. Join anara - baang ekan (2-69), op chord (4-44), dan baang horizonal (D1) d. Join anara - baang dalam (67) dan boom chord (16, 17, 66) Perencanaan sambungan yang akan dilakukan melipui perencanaan geomeri dan kekuaannya erhadap ahanan arik dan geser. Pada 4 join srukur kuda-kuda rangka aap baja ringan yang diperkirakan membuuhkan karakerisik ahanan erbesar dalam benuk sambungan yang sama. Gambar 2. Conoh Sambungan Pada Bagian Ujung Pada srukur kuda-kuda rangka aap baja ringan, direncanakan sambungan pada 4 (empa) join, yaiu join 1, join 2, join dan join 4. Adapun lokasi join-join ersebu dapa diliha pada gambar. Gambar menjelaskan lokasi join-join yang akan dianalisis. Joinjoin ersebu dipilih unuk mewakili lokasi-lokasi lain yang sejenis. Gambar. Lokasi Join Sambungan Baja Ringan yang akan Dianalisis 52

5 Jurnal Teknik Sipil Siklus, Vol., o. 2, Okober 2017 D. HASIL DA PEMBAHASA 1. Sambungan Pada Join 1 Pada join 1 erdapa hubungan sambungan anara baang ekan 18 dengan baang arik 1. Desain kapasias sambungan sekrup unuk ipe Screw x 20 TASO dengan proil baang C dengan ebal 75 mm yang memiliki lubang lurus. 2. Sambungan pada Join 2 Pada join 2, erdapa hubungan sambungan anara baang ekan 25, baang ekan 26, baang web 51, dan baang web 52. Benuk hubungan sambungan ersebu diilusrasikan dalam gambar 4. Unuk mengkondisikan agar iik kumpul gaya aksial beremu pada sau iik, gusse plae dipakai pada join 2. Sambungan di aas berbenuk simeris sehingga analisis akan dilakukan pada salah sau sisi sambungan. Sambungan yang akan dianalisis adalah sambungan anara baang ekan 25 dengan web 51 aau sambungan baang ekan 26 dengan web 52. Gaya dalam maksimum yang erjadi anara kedua sisi sambungan idak jauh berbeda. Pada baang ekan 25 dan 26 diperoleh gaya ekan sebesar k dan k. Sedangkan pada web 51 dan 52 diperoleh gaya dalam maksimum sebesar k dan k. ilai gaya dalam yang dipakai dalam analisis kapasias sambungan adalah gaya dalam yang lebih besar. Sisi sambungan yang akan didesain adalah join pada baang ekan 25 dengan web 51. Gambar 4. Pengamaan Kerunuhan pada Join 2. Sambungan Pada Join Pada join, erdapa hubungan sambungan anara baang ekan 2, baang ekan 69, baang web 4 dan baang web Sambungan pada Join 4 Pada join 4, erdapa hubungan sambungan anara baang arik 16, baang arik 17, baang web 66, dan baang web Perhiungan Analisis Kapasias Screw Proil baang adalah C dengan ebal 75 mm yang memiliki lubang lurus dengan ipe sekrup berupa Screw x 20 TASO. Spesiikasi yaiu : Diameer sekrup, d = 5, mm Diameer kepala ring dari sekrup adalah D k = 14,2 mm = 1 mm, 1 = 1 mm 2 5

6 Apriani, W., Lubis, F., Anggraini, M. / Analisis Sambungan Sekrup/ pp Kapasias egangan leleh ( y ) = 550 MPa Kapasias egangan arik ( u ) = 1,17. y = 64,5 MPa a. Kapasias Geser Baang Tarik 1 Pelubangan dengan sekrup 2 / 1 = 1,0 1,0 Kapasias umpu dari nominal bagian yang ersambung diambil erkecil dari : V b = 4,2 ( 2.d. u1 2 = 4,2 (2. 5,. 64,5 4 = 1,74610 C. 2.d. 2, ,. 64,5 V b = u2 = 4 = 1,84210 Yang menenukan adalah kondisi iling, maka V b = V b = 4 0,5 1,74610 = 8,79910 Kapasias geser desain sekrup disyarakan sebesar 1,25.V b V n = 1,25 8,77910 = 1,110 Jumlah sekrup yang dibuuhkan : P u = 408 n s = P V u bn =,868 n s = 4 Cek kapasias geser sekrup : n s. V n Pu 4 1, OK b. Kapasias Geser Baang Tekan 18 P u = 6567 Vbu b u. V b Perbandingan pela badan dengan ebal badan 2 = 1 mm, 1 = 1 mm 2 = = 1 1, 0 Kapasias umpu dari nominal bagian yang ersambung diambil dari yang erkecil dari : V b1 = 4,2 ( 2.d. u 2 = 6,22210 C = 2,7 = 64,5 MPa u1 V b2 = C.1.d. u1 = 9,20810 Yang menenukan adalah kondisi iling, maka V b = 6,22210 V b = 0,5 6,22210 =,11110 Kapasias geser desain sekrup disyarakan sebesar 1,25.V b V n = 1,25,11110 =,

7 Jurnal Teknik Sipil Siklus, Vol., o. 2, Okober 2017 Jumlah sekrup yang dibuuhkan : P u = 6557 n s = P V u bn = 2,108 n s = Cek kapasias geser sekrup : n s V n Pu, OK s = 25 mm A n = mm L = 1278 mm u r = n s 94416, = 0, 171 = 1 r 2,5.r s.d. u. A g Jadi jumlah sekrup yang diperlukan pada join 1 sebanyak 4 buah sekrup nomor 12 ipe screw x 20 aso. c. Kapasias Tarik Sekrup Baang Tekan 18 = baang arik no 1 Pull Ou = 0,85 25,550 ou = 2478 Pull Over = 1,5 212,7550 ou = Pull Ou lebih menenukan sehingga = 2478 ϕ = 0,5 ϕ = 0,5 * 2478 = 129 Kua arik desain sekrup disyarakan sebesar 1,25 x 129 = 1549 d. Kapasias Tarik Elemen Pada Bagian Sambungan Baang Tarik 1 u = = 6,16910 u. A g 4 6, OK Kapasias sambungan pada join 1 dienukan oleh kapasias geser sekrup. Desain kapasias geser pada join ini sebesar 1140 sedangkan gaya dalam maksimum bekerja sebesar Hal ini berari kapasias geser sediki di aas gaya dalam maksimum yang bekerja. Sedangkan, kapasias arik proil sebesar 1549 jauh kapasias geser yang bekerja. Perhiungan screw selanjunya dilakukan dalam abel 2. Kapasias sambungan pada kasus ini dienukan oleh kapasias geser sekrup. Desain kapasias geser sediki di aas gaya dalam maksimum yang bekerja. Sedangkan, kapasias arik proil jauh kapasias geser yang bekerja. 55

8 Apriani, W., Lubis, F., Anggraini, M. / Analisis Sambungan Sekrup/ pp Tabel 2. Analisis Sambungan Join Jenis Baang 1 2 2/1 u () Vb iling Vb 1 Vb 2 V desain 1,25 V () u/vb n Join 1 1 arik ekan Join 2 25 ekan ekan arik arik Join 2 ekan arik arik ekan Join 4 16 arik arik arik ekan E. KESIMPULA Sambungan cukup kua menahan gaya-gaya dalam rangka baja ringan yang menahan kombinasi beban graviasi dan beban angin,beban hujan, sehingga sambungan bukanlah menjadi penyebab erjadinya kerunuhan srukur rangka aap. Kegagalan sambungan dipengaruhi oleh mode bearing. Oleh karena kapasias geser desain yang diperoleh lebih besar dari kapasias ariknya, jumlah sekrup yang digunakan lebih sediki. Kapasias sambungan pada kasus ini dienukan oleh kapasias geser sekrup. Desain kapasias geser sediki di aas gaya dalam maksimum yang bekerja. Sedangkan, kapasias arik proil jauh kapasias geser yang bekerja. DAFTAR PUSTAKA Amalia R., 2012, Sudi Eksperimenal dan Analisis Rangka Aap Tipe Howe menggunakan Proil Baja Ringan, Tugas Akhir, Program S1 Teknik Sipil Universias Sriwijaya, Sumaera Selaan. Ariyavinana E., 2015, Pengembangan Spreadshee Unuk Perhiungan Kapasias Baja Canai Dingin dengan Pengaku Berdasarkan SI 7971:201, Tugas Akhir, Program S1 Program Sudi Teknik Sipil Universias Krisen Pera, Surabaya. 56

9 Jurnal Teknik Sipil Siklus, Vol., o. 2, Okober 2017 Anggara P.D., 2014, Pengaruh Jarak Screw Terhadap Kekuaan Sambungan Pada Baja Ringan, Jurnal Rekayasa Teknik Sipil, Volume omor 1 : Badan Sandarisasi asional, 201, Taa Cara Perencanaan Srukur Baja Canai Dingin SI , Bandung. Firmansyah L.V., 2014, Pengaruh Berbagai Jenis Screw Terhadap Kua Tarik dan Kua Geser Sambungan Baja Ringan, Jurnal Rekayasa Teknik Sipil, Volume omor 1 : Rhodes J., 201, Formed Seel Srucure, Cambridge Universiy Press, Cambridge. Kurniawan 2008, Analisis Baja Ringan dengan Baja Konvensional, Tugas Akhir, Program S1 Teknik Sipil Universias Diponegoro, Bandung. ur K., 2012, Analisis Sabilias Elemen Baja Ringan Sebagai Bahan Alernai Penggani Baja Konvensional Pada Rangka Baang (Sudi Kasus Rangka Aap Gedung Fakulas Teknik UG), Laporan Peneliian BBP Teknik Sipil, Universias egeri Goronalo. urjaman S., dkk., 2008, Analisis Sambungan Rangka Aap Baja Ringan Yang Didesain Menuru As 4600 Terhadap Beban Gempa Di Indonesia, Tugas Akhir, Program S1 Teknik Sipil Insiu Teknologi Bandung, Bandung. Rahma S.B., 2010, Sabilias Kuda- Kuda Baja Ringan Sar Truss Type C (Sudi Kasus : Pengujian Kuda-kuda Baja Ringan Benang 6 m), Tugas Akhir, Program S1 Teknik Sipil Fakulas Teknik Universias Gadjah Mada, Yogyakara. Sulaeman, dkk., 201, Arikel: Analisa Beban Ulimi Srukur Rangka Aap Senris Dan on Senris Menggunakan Proil Baja Ringan, Jurusan Teknik Sipil Universias Sriwijaya, Palembang. Sandards Ausralia Limied/Sandards ew Zealand, 2005, Cold Form Seel Srucures AS/ZS 4600:2005. Yu W.W., 2000, Cold Formed Seel Design, Third Ediion, John Wiley &Sons, IC., ew York. 57