Penyelesaian : Penentuan beban kerja (Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983) : Penutup atap (genteng) = 50 kg/m2

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Penyelesaian : Penentuan beban kerja (Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983) : Penutup atap (genteng) = 50 kg/m2"

Teguh Wibowo
6 tahun lalu
Tontonan:

1 II. KONSEP DESAIN Soal 2 : Penelesaian : Penentuan beban kerja (Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983) : Penutup atap (genteng) = 50 kg/m2 = 0,50 kn/m2 Air hujan = 40 - (0,8*a) dengan a = kemiringan atap = 40 - (0,8*29) = 29 O = 17 kg/m2 = 0,17 kn/m > Bidang datar Angin = 25 kg/m2 * ka dengan ka = koefisien angin = 25*0,18 kg/m2 = (0,02*a ) - 0,4 = 4,50 kg/m2 = (0,02*29) - 0,4 = 0,05 kn/m2 = 0,18 (Arah tegak lurus bidang atap) (Nilai positif berarti menekan bidang atap) Penentuan berat sendiri gording (tabel profil baja) Profil lipped channel C ,2 = 6,76 kg/m' = 0,07 kn/m' Kedudukan dan posisi gording pada kuda-kuda : Jarak antar gording 1,80 meter Posisi gording miring (a = 29 O ) mengikuti kemiringan atap 1,80 m ,57 m w sin 29 0 w cos Perhitungan beban mati (D), beban hidup (L), beban air hujan (H) dan beban angin (W). Arah beban dibagi ke dalam dua sumbu (terhadap sumbu dan sumbu ) Genteng D1 = 0,50 * 1,80 = 0,90 kn/m Berat lipped channel D2 = 0,07 kn/m Total D = 0,97 kn/m w

2 Beban mati terhadap sumbu, D = D cos 29 O = 0,97 * 0,87 = 0,84 kn/m Beban mati terhadap sumbu, D = D sin 29 O = 0,97 * 0,48 = 0,47 kn/m Air hujan H = 0,17 * 1,57 = 0,27 kn/m Beban air hujan terhadap sumbu, H = H cos 29 O = 0,27 * 0,87 = 0,23 kn/m Beban air hujan terhadap sumbu, H = H sin 29 O = 0,27 * 0,48 = 0,13 kn/m Angin W = 0,05 * 1,80 = 0,09 kn/m Beban angin bekerja tegak lurus bidang atap maka, Beban angin terhadap sumbu, W = W = 0,09 kn/m Beban angin terhadap sumbu, W = 0,00 Perhitungan beban terfaktor : Terhadap sumbu, U1 = 1,4 D = 1,4 * 0,84 = 1,18 kn/m U2 = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H = (1,2 * 0,84) + (1,6 * 0) + (0,5 * 0,23) = 1,12 kn/m U3 = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W = (1,2 * 0,84) + (1,6 * 0,23) + (0,8 * 0,09) = 1,45 kn/m U4 = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 H = (1,2 * 0,84) + ( 1,3 * 0,09) + (0,5 * 0,23) = 1,24 kn/m Terhadap sumbu, U1 = 1,4 D = 1,4 * 0,47 = 0,66 kn/m U2 = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H = (1,2 * 0,47) + (1,6 * 0) + (0,5 * 0,13) = 0,63 kn/m U3 = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W = (1,2 * 0,47) + (1,6 * 0,13) + (0,8 * 0) = 0,77 kn/m U4 = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 H = (1,2 * 0,47) + ( 1,3 * 0) + (0,5 * 0,13) = 0,63 kn/m Beban terfaktor ang menentukan aitu : Terhadap sumbu, U3 = 1,45 kn/m Terhadap sumbu, U3 = 0,77 kn/m

3 III. BATANG TARIK Soal 4 : Sistem sambungan pada profil baja siku , diameter nominal alat penambung dn = 25 mm. Hitunglah luas penampang netto. Penelesaian : Diameter baut dn = 25 mm Diameter lubang, d = (dn + 3) mm > dn > 24 mm = = 28 mm Tebal pelat siku, t = 10 mm ga = 60 mm gb = 55 mm u1 = 60 mm u2 = ga + gb - t = ( ) - 10 = 105 mm s = 75 mm Luas profil, Ag = 2420 mm > lihat tabel profil siku a. Potongan a - b Terdapat 2 lubang (n = 2) A net = Ag - (2 d t) = ( ) = 1860 mm2 b. Potongan a - c - b Terdapat 3 lubang (n = 3) A net = Ag - (3 d t) + (s 2. t)/4u1 + (s 2. t)/4u2 = ( ) + ( )/(4 60) + ( )/(4 105) = 1948,3 mm2 b. Potongan a - c - d Terdapat 3 lubang (n = 3) A net = Ag - (3 d t) + (s 2. t)/4u1 + (s 2. t)/4u2 = ( ) + ( )/(4 60) + ( )/(4 105) = 1948,3 mm2 Diambil Anet terkecil maka, A net = 1860 mm2 Gambar 4.6. Profil siku, dengan sambungan berselang-seling Sarat A net menurut SNI Pasal aitu, A net 85% Ag mm2 = 85% 2420 mm2 = 2057 mm > Tidak memenuhi Solusi : a. Diameter paku dikecilkan. b. Susunan paku pada satu potongan vertikal dirobah dari 3 (tiga) buah menjadi 2 (dua) buah.

4 Soal 5 : Hitunglah luas netto dari profil CNP 20 seperti tampak pada gambar di bawah. Baut ang digunakan berdiameter 16 mm. Soal 6 : Hitung luas netto efektif (Ae) dari penampang IWF Gambar 4.11 di bawah ini. Apabila baut ang digunakan berdiameter 1/2" (12,7 mm). Penelesaian : Penentuan letak garis netral penampang setengah profil IWF, 300 II 15 I Elemen bi (mm) hi (mm) Fi (mm2) i (mm) i (mm) Fi. i (mm3) Fi. i (mm3) I , II , S S

5 Titik berat profil, = (S Fi. i)/(s Fi) = /5850 = 150,0 mm = (S Fi. i)/(s Fi) = /5850 = 125,2 mm 125,2 10 Maka, = ,2 = 24,8 mm L = = mm U = 1 - (/L) 0,90 = 0,75 0, > Memenuhi Luas penampang profil IWF, Ag = mm2 Diameter baut, dn = 12,7 mm Diameter lubang, d = dn + 2 = 12,7 + 2 = 14,7 mm Tebal profil (bagian flens), t = 15 mm Posisi baut sejajar (tidak berselang-seling) Jumlah baut dalam 1 potongan, n = 4 buah Sehingga, A net = Ag (n. d. t) = (4 14,7 15) = mm2 Sarat A net menurut SNI Pasal aitu, A net 85% Ag mm2 > 85% mm > mm > Memenuhi Sehingga luas penampang netto efektif, Ae = U A net = 0, = 8323,5 mm2 Soal 7 : Diketahui sistem sambungan baja siku L dengan pelat buhul seperti tampak pada Gambar Evaluasi sistem sambungan tersebut bila mutu baja ST 34 diameter baut 12,7 mm dan panjang batang tarik 2,50 m!

6 Penelesaian : Diketahui : Mutu baja St 34, f = 210 MPa fu = 340 MPa Diameter baut, dn = 12,7 mm Profil siku L 60606, Ag = 691 mm2 t = 6 mm r = i = i = 18,2 mm ----> Jari-jari girasi c = 16,9 mm Panjang batang, Lk = 2,5 m = 2500 mm Maka, d = dn + 2 = 12,7 + 2 = 14,7 mm = c = 16,9 mm ----> c = center of gravit L = = 100 mm Faktor tahanan komponen struktur ang memikul gaa tarik aksial, Terhadap kuat tarik leleh f = 0,9 Terhadap kuat tarik fraktur f = 0,75 1) Kekuatan tarik nominal terfaktor (Nu). a) Kondisi leleh (didaerah ang jauh dari sambungan) Nu = f Nn = f Ag f = 0, = N = 130,599 kn b) Kondisi fraktur/putus (terletak pada sambungan) A net = Ag - (n. d. t ) = (1 14,7 6) = 602,8 mm2 U = 1 - (/L) 0,90 = 1 - (16,9/100) 0,90 = 0,83 0, > Memenuhi Ae = A net U = 602,8 0,83 = 500,927 mm2 Nu = f Nn = f Ae fu = 0,75 500, = N = 127,737 kn c) Kondisi geser blok Agt = 30 6 = 180 mm2 Agv = = 780 mm2 Ant = Agt - (0,5 d t) = (0,5 14,7 6) = 135,9 mm2 Anv = Agv - (2,5 d t) = (2,5 14,7 6) = 559,5 mm2

7 fu. Ant = ,9 = N = 46,206 kn 0,6 fu. Anv = 0, ,5 = N = 114,138 kn > fu. Ant < 0,6. fu. Anv Maka, Nn = 0,6. fu. Anv + f. Agt = (0, ,5) + ( ) = N = 151,938 kn Kekuatan tarik nominal terfaktor, Nu = f Nn = 0,75 151,94 = 113,955 kn Kekuatan tarik nominal terfaktor (Nu) ang menentukan adalah ang terkecil dari ketiga kondisi tersebut, aitu Nu = 113,955 kn 2) Kelangsingan. Kelangsingan batang tarik dihitung sebagai berikut, l = Lk/r = 2500/18,2 = 137,363 < > Memenuhi untuk batang tarik utama 3) Luas penampang netto minimum A net 85% Ag 602,8 85% ,8 587,35 mm > Memenuhi Soal 8 : Suatu elemen batang tarik pada suatu sistem struktur baja memikul beban mati D = 100 kn, beban hidup L = 50 kn dan beban angin 20 kn. Elemen batang tarik tersebut berupa profil siku ganda dengan panjang Lk = 2,00 meter dan mutu St 37. Sambungan dengan pelat buhul digunakan diameter baut 12 mm dan jumlah baut 3 buah (dalam 1 baris), jarak antar baut seperti tampak pada gambar (jarak atas dan bawah ½ tinggi flens). Rencanakan dimensi batang tersebut (tebal pelat buhul 8 mm)! Penelesaian : 1) Diketahui, Mutu baja St 37, f = 240 MPa fu = 370 MPa Diameter baut, dn = 12 mm Panjang batang, Lk = 2,00 m = 2000 mm Beban mati, D = 100 kn Beban hidup, L = 50 kn Beban angin, W = 20 kn 30

8 2) Kombinasi pembebanan, U1 = 1,4D = 1,4 100 = 140 kn U2 = 1,2D + 1,6L + 0,5(La atau H) = (1,2 100) + (1,6 50) = 200 kn U3 = 1,2D + 1,6(La atau H) + ( L L atau 0,8W) = (1,2 100) + (0,8 20) = 136 kn U4 = 1,2D + 1,3W + L L + 0,5(La atau H) = (1,2 100) + (1,3 20) = 146 kn U5 = 0,9D + 1,3W atau 1,0E) = (0,9 100) + (1,3 20) = 116 kn Kombinasi pembebanan ang menentukan aitu U2 sehingga, Nu = 200 kn. = N 3) Tentukan profil Kondisi leleh (di daerah ang jauh dari sambungan) : Nu = f Nn = f Ag f = 0,90 Ag = 216 Ag Ag = 925,926 mm2 Dicoba digunakan profil siku 2L 60606, Ag = 1382 mm2 4) Cek kondisi fraktur/putus (terletak pada sambungan) : Diameter lubang, d = dn + 2 = = 14 mm Center of gravit, c = 16,9 mm = c = 16,9 mm L = = 100 mm Jumlah lubang, n = 1 Tebal profil 2L, t = 12 mm A net = Ag - (n. d. t ) = ( ) = 1214 mm2 A net 85% Ag % ,7 mm > Memenuhi U = 1 - (/L) 0,90 = 1 - (16,9/100) 0,90 = 0,83 0, > Memenuhi Ae = A net U = ,83 = 1007,62 mm2 Kekuatan rencana penampang, f Nn = f Ae fu 0, , N Sarat : Nu < f Nn N < N > OK!

9 5) Cek geser blok Peninjauan terhadap geser blok dilakukan pada tebal pelat terkecil, antara pelat ang disambung (t = = 12 mm) dengan pelat buhul (t = 8 mm). Geser blok pada pelat penambung dapat terjadi dalam dua kemungkinan seperti gambar b dan c. Tinjauan geser blok gambar c 60 mm Bidang tarik 30 mm 130 mm Bidang geser Agt = 60 t = 60 8 = 480 mm2 Agv = 130 t = = 1040 mm2 Ant = Agt - (0,5 d t) = (0,5 14 8) = 424 mm2 Anv = Agv - (2,5 d t) = (2,5 14 8) = 760 mm2 fu. Ant = = N 0,6 fu. Anv = 0, = N > fu. Ant < 0,6. fu. Anv Maka, Nn = 0,6. fu. Anv + f. Agt = (0, ) + ( ) = N Kekuatan rencana penampang, f Nn = 0, = N Sarat : Nu < f Nn N < N > OK! Tinjauan geser blok gambar b Bidang geser = 130 mm Bidang geser = 130 mm

10 Agt = 0 mm > Tidak ada bidang tarik Agv = 130 t 2 = = 2080 mm2 Ant = 0 mm2 Anv = Agv = 2080 mm2 fu. Ant = = 0 0,6 fu. Anv = 0, = N > fu. Ant < 0,6. fu. Anv Maka, Nn = 0,6. fu. Anv + f. Agt = (0, ) + (240 0) = N Kekuatan rencana penampang, f Nn = 0, = N Sarat : Nu < f Nn N < N > OK! 6) Cek kelangsingan Sectional properties profil L : B = 60 mm H = 60 mm t = 6 mm F = 691 mm2 I = mm4 I = mm4 c = 16,9 mm c = 16,9 mm t buhul = 8 mm Perhitungan sectional properties profil 2L : a) Center of gravit c c 1 I II c 1=2 2 Elemen Fi (mm2) i (mm) i (mm) Fi.i (mm3) ,1 16, , ,9 16, ,9 Jumlah Fi.i (mm3) 11677, , ,8 Titik berat, = 88448/1382 = 64,0 mm = 23355,8/1382 = 16,9 mm

11 b) Momen inersia ai = i - di = i - d1=d2=0 a1 c a2 c a = jarak titik berat profil tunggal terhadap titik berat profil ganda dalam sumbu d = jarak titik berat profil tunggal terhadap titik berat profil ganda dalam sumbu ai = i - di = i - Elemen Fi (mm2) Ii (mm4) Ii (mm4) di (mm) ai (mm) di 2 Fi (mm4) ai 2 Fi (mm4) ,0-20, ,0 20, Momen inersia profil ganda, I = I + d 2 F = I = I + a 2 F = c) Jari-jari inersia r I F I = 18,2 mm r = 27,7 mm F Jari-jari girasi minimum, r min = r = 18,2 mm Kelangsingan batang tarik dihitung sebagai berikut, l = Lk/r min = 2000/18,2 = 109,89 < > Memenuhi untuk batang tarik utama

dokumen-dokumen yang mirip

III. BATANG TARIK. A. Elemen Batang Tarik Batang tarik adalah elemen batang pada struktur yang menerima gaya aksial tarik murni.

III. BATANG TARIK. A. Elemen Batang Tarik Batang tarik adalah elemen batang pada struktur yang menerima gaya aksial tarik murni. III. BATANG TARIK A. Elemen Batang Tarik Batang tarik adalah elemen batang pada struktur yang menerima gaya aksial tarik murni. Gaya aksial tarik murni terjadi apabila gaya tarik yang bekerja tersebut