BAB III METODE ANALISIS

Transkripsi

1 BAB III METODE ANALISIS 3.1 Penyajian Laporan Dala penyajian bab ini dibuat kerangka agar eudahkan dala pengerjaan laporan. Berikut ini adalah diagra alir tersebut : Studi Pustaka Model-odel Eleen Struktur Gaya Dala SAP000 Desain SAP000 Mathcad Gabar III.1 Diagra Alir Perencanaan Penyajian Laporan III-1

2 III- 3. Model-odel Eleen Struktur 3..1 Balok Sederhana Suatu balok yang disangga secara bebas pada kedua ujungnya disebut balok sederhana. Istilah disangga secara bebas enyatakan secara tidak langsung bahwa ujung penyangga hanya apu enahan gaya-gaya pada batang dan tidak apu enghasilkan oen. Dengan deikian tidak ada tahanan terhadap rotasi pada ujung batang jika batang engalai tekukan karena pebebanan Jepit Tupuan jepit dapat eberikan reaksi vertikal, horisontal dan oen. Sifat-sifat tupuan jepit : o o Tidak dapat bergeser (vertikal aupun horisontal) dan berputar Dapat enahan gaya horisontal, gaya vertikal dan oen. M H V Gabar III. Tupuan Jepit dan Reaksi yang Dapat Ditinjau Sendi Rol Tupuan sendi dapat eberikan reaksi vertikal dan horisontal. Sedangkan tupuan rol hanya dapat eberikan reaksi vertikal.

3 III-3 Gabar III.3 Ilustrasi Balok Sederhana (Sendi Rol) Perlu diperhatikan bahwa sedikitnya satu dari penyangga harus apu enahan pergerakan horisontal sedeikian sehingga tidak ada gaya yang uncul pada arah subu balok. Balok pada gabar 3.(a) dikatakan dikenai gaya terkonsentrasi atau gaya tunggal, sedang batang pada gabar 3. (b) dibebani pasangan beban terdistribusi seraga. 3.. Rangka Batang Rangka batang adalah susunan eleen-eleen linier yang ebentuk segitiga atau kobinasi segitiga diana ujung-ujungnya dihubungkan pada satu titik dengan hubungan sendi, dan direncanakan untuk eneria beban yang cukup besar (dibandingkan berat sendirinya) yang bekerja pada titiktitik hubungnya.

4 III-4 Gabar III.4 Bentuk Rangka Batang Pada Uunya Suber : Batang Tekan Akibat gaya aksial tekan, batang akan engalai keungkinan tiga perilaku tekuk, yaitu tekuk arah subu x, tekuk arah subu y, dan tekuk torsi. Prinsip desain terhadap batang tekan adalah encari kapasitas aksial penapang untuk enahan gaya aksial akibat beban luar yang dapat diteria batang sehingga perilaku tekuk yang terjadi asih dala batas keaanan. Jika batang tidak kuat terhadap salah salah satu tekuk, aka dapat dilakukan perkuatan pada batang tersebut, naun efektifitas dan efisiensi penggunaan perkuatan harus tetap diperhatikan. Sehingga struktur tidak enjadi boros dan udah dari segi pelaksanaannya.

5 III Batang Tarik Prinsip desain batang tarik dipengaruhi oleh dua hal yang harus dipenuhi agar struktur enjadi aan dan nyaan, yaitu safety dan serviceability. Secara prinsip safety, kekuatan sangat dipengaruhi oleh paraeter luas penapang, luas penapang dala hal ini adalah luas netto, yaitu luasan penapang dikurangi dengan luasan perleahan akibat adanya baut. Secara prinsip serviceability, kelangsingan batang dapat enyebabkan lendutan eskipun secara struktural batang tersebut aan Kolo Portal Kolo portal harus dibuat terus enerus dan lantai bawah sapai lantai atas, artinya letak kolo-kolo portal tidak boleh digeser pada tiap lantai, karena hal ini akan enghilangkan sifat kekakuan dari struktur rangka portalnya. Jadi harus dihindarkan denah kolo portal yang tidak saa untuk tiap-tiap lapis lantai. Ukuran kolo akin ke atas boleh akin kecil, sesuai dengan beban bangunan yang didukungnya akin ke atas juga akin kecil. Perubahan diensi kolo harus dilakukan pada lapis lantai, agar pada suatu lajur kolo epunyai kekakuan yang saa. Gabar III.5 Contoh Bentuk Kolo Portal

6 III Gaya Dala (Internal) Gaya eksternal yang bekerja pada struktur akan enyebabkan tibulnya gaya internal di dala eleen-eleen struktur. Gaya internal adalah gaya yang berasal dari dala bangunan seperti beban bangunan itu sendiri. Beban yang ada pada bangunan terbagi dua yaitu beban ati dan beban hidup. o o Beban hidup : berat anusia, leari, dan benda benda yang dapat dipindahkan. Beban ati : berat pondasi, kolo, dinding, dan sebagainya. Gaya internal di dala eleen yang paling uu terjadi adalah berupa tarik, tekan, lentur, geser, torsi, dan tupu. Yang berkaitan dengan gaya-gaya internal adalah tibulnya tegangan dan regangan internal. Tegangan (stress) adalah ukuran intensitas gaya per satuan luas, diana satuannya adalah lb/in² atau N/² (MPa), dan regangan (strain) adalah ukuran deforasi, diana satuannya adalah in./in. atau /. Berikut ini adalah hasil perhitungan gaya dala enggunakan SAP000. Langkah untuk eunculkan diagra bending oen adalah dengan enu perintah Display Show Forces/Stresses Frae/Cables keudian akan ditapilkan enu Meber Force Diagra for Fraes dan pilih Moent 3-3.

7 III-7 Gabar III.6 Menu untuk Menentukan Diagra Bending Moen Gabar III.7 Bending Moen Diagra (.) Perhitungan bending oen secara anual enggunakan Mathcad P 1 0 q 5 L P 0 L 4 P 3 10 L V A P 1 P P 3 ql 3 V A 87.5

8 III-8 M A P 1 L 1 P L P 3 L 3 q L 3 0.5L 3 M A H A 0 Segen I N 1 H A x N 1 0 Q 1 V A q x 1.1 Q M 1 M A V A x 1.1 qx x 1.1 M N 1 H A x 1. 1 N 1 0 Q 1 V A q x 1.1 Q M 1 M A V A x 1. qx x 1. M N 1 H A x N 1 0 Q 1 V A q x 1.3 Q 1 80 M 1 M A V A x 1.3 qx x 1.3 M 1 00

9 III-9 Segen II N H A x N 0 Q V A P 1 qx.1 Q 60 M M A V A x.1 P 1 x.1 L 1 q x x.1 M 00 N H A x. N 0 Q V A P 1 qx. Q 57.5 M M A V A x. P 1 x. L 1 q x. 0.5 x. M N H A x.3 3 N 0 Q V A P 1 qx.3 Q 5.5 M M A V A x.3 P 1 x.3 L 1 q x x.3 M N H A x.4 4 N 0 Q V A P 1 qx.4 Q 47.5 M M A V A x.4 P 1 x.4 L 1 q x x.4 M 65.65

10 III-10 Segen III N 3 0 x N 3 0 Q 3 P 3 q x 3.1 Q 3 10 M 3 qx x 3.1 P 3 x 3.1 M 3 0 N 3 0 x 3. 1 N 3 0 Q 3 P 3 q x 3. Q x 3. M 3 qx 3. P 3 x 3. M N 3 0 x 3.3 N 3 0 Q 3 P 3 q x 3.3 Q 3 0 M 3 qx x 3.3 P 3 x 3.3 M 3 30 N 3 0 x N 3 0 Q 3 P 3 q x 3.5 Q M 3 qx x 3.5 P 3 x 3.5 M

11 III Desain Ketika dihadapkan dala desain sebuah struktur, kita perlu epertibangkan efisiensi struktur. Efisiensi yang diaksud adalah desain struktur cukup kuat untuk enahan beban yang diberikan naun tetap heat dala hal biaya. Biaya biasanya berhubungan dengan banyak faktor, ulai dari jenis aterial, bentuk desain struktur, etode kerja, suber daya, hingga biaya-biaya lainnya. Bentuk desain struktur erupakan bagian yang bisa dioptiasi untuk encapai struktur yang efisien. Berikut ini adalah contoh eleen struktur yang perhitungannya akan dibahas secara anual dan juga software : Segen 1 Segen Segen 3 P u = 0 P u = 0 P u = 10 q u = 5 / WF Gabar III.8 Balok Kantilever yang Dibahas Perhitungan secara anual sebuah struktur balok kantilever seperti gabar di atas akan dihitung dengan enggunakan Mathcad v o Properti penapang E = MPa I x = G = Mpa I y = BJ 37 : f y = 40 MPa S x = WF Z x = A = 9680 Z y = J = C w =

12 III-1 o r y Properti penapang terhadap pertabatan lateral I y r A y E L p 1.76r y L f p 33 y f L f y f r f L 40 MPa EG JA X 1 X S x MPa C w S x X 4 X I y G J 0 1 Pa X 1 L r r y f 1 1 X f L L r 3303 L o Kuat noinal penapang M r S x f y f r M r N M px Z x f y M px N Pertabahan lateral dipasang pada bagian yang ada beban terpusatnya Segen L p 33 C b M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx M nx 350.4

13 III-13 Ratio "OK" if M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx 0.93 Ratio "OK" Segen L p 33 C b M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx Ratio "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK" Segen L p 33 L r M cr M cr C b EI y G J E I y C w M px M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r

14 III-14 M cr M p jadi M nx M px M nx M nx Ratio "OK" if M nx 1 M nx "NOT OK" otherwise Ratio "OK" Balok kantilever tersebut juga dihitung enggunakan software SAP000, sehingga enghasilkan perhitungan sebagai berikut : Gabar III.9 Detail Perhitungan Check Tegangan pada Segen 1

15 III Contoh Perhitungan Model-odel Eleen Struktur Jepit q DL 3 q LL.5 L 6 q q DL 1. q LL 1.6 Segen I Segen II Segen III q DL = 3 / q LL =.5 / q 7.6 E = MPa I x = G = Mpa I y = BJ 37 : f y = 40 MPa S x = WF Z x = A = 9680 Z y = J = C w = Hasil bending oen (enggunakan SAP000) : Perhitungan bending oen secara anual (enggunakan Mathcad) : V A ql V A 45.6 M A V A ( 0.5 L) M A Segen I M 1 M A V A x 1.1 q x x 1.1 x M

16 III-16 M 1 M A V A x 1. q x x 1. M 1 95 M 1 M A V A x 1.3 q x x 1.3 x 1. 1 x 1.3 M Segen II M M A V A x.1 q x x.1 M 60.8 M M A V A x. q x. 0.5 x. M 34. M M A V A x.3 q x x.3 x.1 x. 3 x.3 4 M 15. Segen III M 3 q x x 3.1 M 3 0 M 3 q x x 3. M M 3 q x x 3.3 x x 3. 1 x 3.3 M Mengitung ratio per segen (enggunakan Mathcad) : Properti penapang terhadap pertabatan lateral. r y I y r A y E L p 1.76r y L f p 33 y f L f y f r f L 40 MPa

17 III-17 EG JA X 1 X S x MPa C w S x X 4 X I y G J 0 1 Pa X 1 L r r y f 1 1 X f L L r 3303 L Kuat noinal penapang M r S x f y f r M r N M px Z x f y M px N Segen L p 33 C b M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx Ratio 4.7 "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK" Segen L p 33 C b M cr C b EI y G J E I y C w

18 III-18 M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx Ratio "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK" Segen L p 33 L r C b 1 M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx Ratio "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK"

19 III-19 Hasil ratio (enggunakan SAP000) : Segen 1

20 Segen III-0

21 Segen 3 III-1

22 III- Sendi Rol Jenis dan utu baja yang dipakai dala contoh perletakan sendi rol saa dengan yang dipakai di contoh perletakan jepit. q DL 3 q LL.5 L 6 q LL 1.6 q q DL 1. q 7.6 Segen I Segen II Segen III q DL = 3 / q LL =.5 / Hasil bending oen (enggunakan SAP000) : Perhitungan bending oen secara anual (enggunakan Mathcad) : 1 M ax 8 q L M ax 34. V [ ql ( 0.5L )] [ ql( 0.5L )] A V L B L V A.8 V B.8 Segen I M 1 V A x 1.1 qx x 1.1 x M 1 0 M 1 V A x 1. qx x 1. x 1. 1

23 III-3 M 1 V A x 1.3 qx x 1.3 x 1.3 M Segen II M V A x.1 qx x.1 x.1 M 30.4 M V A x. qx. 0.5 x. x. 3 M 34. M V A x.4 qx x.4 x.4 4 M 30.4 Segen III M 3 V B x 3.1 qx x 3.1 x M 3 0 M 3 V B x 3. qx x 3. x 3. 1 M 3 19 M 3 V B x 3.3 qx x 3.3 x 3.3 M Mengitung ratio (enggunakan Mathcad) : Karena jenis dan utu baja yang digunakan perletakan sendi rol saa dengan yang digunakan pada perletakan jepit aka property penapang dan kuat noinal yang dihasilkan juga saa L p C b 1.14

24 III-4 M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx Ratio "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK" Hasil ratio (enggunakan SAP000) :

25 III-5 Kolo portal Jenis dan utu baja yang dipakai dala contoh perletakan portal saa dengan yang dipakai di contoh perletakan jepit. Berikut ini akan dihitung oen dan ratio untuk baloknya saja. q DL 3 q LL.5 q LL 1.6 L 7 q q DL 1. q 7.6 Hasil bending oen (enggunakan SAP000) : Perhitungan bending oen secara anual (enggunakan Mathcad) : V A [ ql( 0.5L )] L V A 6.6 V B V A 1 M A q L 1 M 1 B 1 ql M A M B Segen I M 1 M A V A x 1.1 qx x 1.1 M M 1 M A V A x 1. qx x 1. x x 1. 1 M

26 III-6 M 1 M A V A x 1.3 qx x 1.3 x 1.3 M Segen II M M A V A x.1 qx x.1 M M M A V A x. qx. 0.5 x. M M M A V A x.3 qx x.3 M M M A V A x.4 qx x.4 M M M A V A x.5 qx x.5 x.1 x. 3 x x.4 4 x.5 5 M Segen III M 3 M B V B x 3.1 qx x 3.1 M M 3 M B V B x 3. qx x 3. M M 3 M B V B x 3.3 qx x 3.3 x x 3. 1 x 3.3 M

27 III-7 Mengitung ratio per segen (enggunakan Mathcad) : Karena jenis dan utu baja yang digunakan kolo portal saa dengan yang digunakan pada perletakan jepit aka property penapang dan kuat noinal yang dihasilkan juga saa. Segen L p 33 C b M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx Ratio "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK" Segen L p 33 C b M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r

28 III-8 M nx Ratio "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK" Segen L p 33 L r C b 1 M cr C b EI y G J E I y C w M nx M px if L p M px M px M r M cr if L r L p L r L p if L p L r M nx Ratio "OK" if M nx M nx 1 "NOT OK" otherwise M nx Ratio "OK"

29 III-9 Hasil ratio (enggunakan SAP000) : Segen 1

30 Segen III-30

31 III-31 Segen 3 Menghitung oen pendekatan pada kolo portal dengan cara Slope Deflection. Berikut ini adalah hasil yang ditapilkan oleh SAP000.

32 III-3 Dan ini adalah hasil perhitungan anual (enggunakan Mathcad) : 1 M FAB 1 q L 1 M FBA 1 ql M FAB M FBA C 0 M FAC 0 D 0 M FBD 0 1 k AC 1.5 M FCA 0 1 k BD k AB 1.75 M FDB 0 M AB M FAB k AB A B M BA M FBA k AB B A M AC M FAC k AC A C M CA M FCA k AC C A M BD M FBD k BD B D M DB M FDB k BD D B Syarat batas : ΣM A = 0 M AB + M AC = 0 Hasilnya :.476 θ A θ B = ΣM B = 0 M BA + M BD = 0 Hasilnya : θ A θ B = Dengan cara eliinasi atau distribusi didapatkan : θ A = 16.9 dan θ B = -16.9

33 III-33 Hasil oen yang didapat : M AB 1.73 M BA 1.73 M AC 1.73 M CA M BD 1.73 M DB Rangka batang P P P E S 1 F S S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 C S 8 D S 9 A P B q DL 1.5 q LL 1 L 9 q LL 1.6 q q DL 1. q 3.4 L 1 3 h 3 P 3.4

34 III-34 Hasil keseibangan titik (enggunakan SAP000) : Perhitungan keseibangan titik secara anual (enggunakan Mathcad) : V A V A V B Ph PL 1 P L 1.67 L Ph PL 1 P L 1 L H A P H A 3.4 V B Joint A Fy 0 Fx 0 V A S 0.5 S 7 P S 0.5 S 3.06 S Joint E Fy 0 Fx 0 S 3 S 0.5 S 1 P S 0.5 S 3.67 S

35 III-35 Joint C Fy 0 Fx 0 P S 3 S 4 S 8 S 7 S S S Joint D Fy 0 Fx 0 S 5 0 S 9 S 8 S Joint F Fy 0 Fy 0 P S 5 S S S 1 S S S S Joint B Fy 0 V B S S Fx 0 S 9.1 S S

36 Kuat tarik batang profil siku saa kaki dan perhitungan blok geser : III-36

37 Desain tekan profil siku saa kaki : III-37

38 III-38

39 III-39 Menghitung ratio dari P (tarik dan tekan) yang dihasilkan dari perhitungan rangka batang : S 7 = (tarik) Ratio = P S7 / x P u1 = S 6 = (tekan) Ratio = P S7 / x (ϕ C x Fcr x A) = Hasil ratio (enggunakan SAP000) : S 7 = (tarik)

40 S 6 = (tekan) III-40