BAB IV ANALISA PERHITUNGAN

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN 4.1 PERHITUNGAN METODE ASD 4.1.1 Perhitungan Gording Data perencanaan: Jenis baja : Bj 41 Jenis atap : genteng Beban atap : 60 kg/m 2 Beban hujan : 20 kg/m 2 Beban hujan : 100 kg/m 2 Beban angin : 25 kg/m 2 Tegangan : 2500 kg/cm 2 Safety factor : 1.5 Jarak antar kuda-kuda : 6 m Sambungan Sudut kemiringan Jarak antar gording : baut : 24 o : 1,5 m IV- 1

Cek kapasitas penampang Zx = 54 cm lihat profil yang memiliki nilai Zx < 54cm 150x75x6.5x10 profil 150x75x6.5x10 B = 75 mm H = 150 mm ` Ix = 864 cm 4 Iy = 122 cm 4 ix = 6.04 cm iy = 2.27 cm Zx = 115 cm 3 Zy = 23.6 cm 3 A = 23.71 cm 2 w = 18.6 kg/m 4.1.1.2 Desain Perhitungan Gording Revisi beban mati (berat sendiri) genteng + aksesories = 60 kg/m 2 x 1,5m = 90kg/m berat gording = 18.6kg/m + x = 108.6 kg/m y = 198.77 kgm = 446.45 kgm Kombinasi pembebanan terbesar : IV- 4

M = Mdl + Mll Mx = 198.77 + 109.82 = 308.59 kgm My = 446.65 + 246.66 = 693.11 kgm Cek momen kapasitas : M = Mx + My M =1001.7 kgm = 0.89 < 1 OK Cek tegangan lentur : kg/cm 2 kg/cm2 = 14391.81 kg/cm 2 < σijin 1666.67 kg/cm 2 OK Cek Tegangan geser p = 180kg q =108.6 kg/m Va Vb Va=Vb= 1/2P + 1/2ql = 1/2x180 + 1/2108.6x6 = 415.80 kg Lx = Vax sin a = 415.80 x sin 24 = 169.12 kg Ly = Vax cos a =415.8 x cos 24 = 379.85 kg IV- 5

= 10.25 kg/cm 2 < σijin 1666.67 kg/cm 2 OK Cek Tegangan idiil = 1440 kg/cm 2 < σijin 1666.67 kg/cm 2 OK Cek Lendutan: ijin = L/240 = 600/240 = 2.5 cm = 0.96 + 0.37 = 1.33 cm IV- 6

= 3.1 + 1.2 = 4.3 cm = 4.4 cm > ijin = 2.5 cm pakai trestang 4.1.1.3 Perhitungan Trestang Pembebanan pada trestang : beban atap : 60 x 1.5 x 6/cos 24 = 591.1 kg beban gording: 18.6 x 6 = 111.6 kg beban hujan : 20 x 1.5 x6/cos 24 =197.03 kg beban angin : = 13.5 kg + 913.24 kg x P trestang = P sin a α y = 913.24 x sin 24 = 371 kg σ= P/A P/A < 0.7 σijin 371/A < 0.7 x 1666.7 A < 0.32 cm 2 Diapakai besi Φ10 mm dimana A= 0.78cm 2 IV- 7

4.1.2 Pembebanan Kuda kuda 4.1.2.1 Analisa Pembebanan A. Beban mati 1. Berat sendiri kerja kuda-kuda: Dalam perhitungan gaya dalam pada rangka kuda kuda ini, penulis menggunakan aplikasi software SAP V14 2000, dimana gaya yang bekerja akibat berat sendiri kuda kuda langsung /secara otomatis ada pada SAP. Asumsi awal menggunakan: profil = 400 x 200 x 8 x 13 dengan q=68.00 kg/m qbs = panjang total rangka panjang bentang qbs = (208.95 x 68) = 258.34 kg/m 55 Pbs 1 = Pbs 11 = 3.48 x 258.34 = 897.73 kg Pbs 2 = Pbs 10 = 6.88 x 258.34 = 1776.1 kg Pbs 3 = Pbs 9 Pbs 4 = Pbs 8 Pbs 5 = Pbs 7 Pbs 6 = 6.23 x 258.34 = 1608.2 kg = 4.81 x 258.34 = 1242.6 kg = 4.13 x 258.34 = 1065.6 kg = 4.13 x 258.34 = 1065.6 kg 2. Beban atap Berat atap x jarak antar kuda kuda = 60 kg/m 2 x 6 m = 360 kg/m q atap = 360 kg/m Pa1 = Pa11 = 3.48 x 360 = 1251 kg Pa2 = Pa10 = 6.88 x 360 = 2475 kg IV- 8

Pa3 = Pa9 Pa4 = Pa8 Pa5 = Pa7 Pa6 = 6.23 x 360 = 2241 kg = 4.81 x 360 = 1732 kg = 4.13 x 360 = 1485 kg = 4.13 x 360 = 1485 kg 3. Beban gording Berat gording x jarak antar kuda kuda = 18.6 kg/m 2 x 6 m = 111.6 kg/m q gording = 111.6 kg/m Pg1 = Pg11 = 3 x 111.6 Pg2 = Pg10 = 5 x111.6 = 1251 kg = 2475 kg Pg3 = Pg9 Pg4 = Pg8 = 4.5 x 111.6 = 2241 kg = 3.5 x111.6 = 1732 kg Pg5 = Pg7 = 3 x 111.6 = 1485 kg Pg6 = 4 x 111.6 = 1485 kg B. Beban hidup Beban hujan x L = 20kg/m 2 = 20 x6 = 120kg/m Beban pekerja = 100 kg/m (diambil beban terbesar yaitu karena hujan) Ph1 = Ph11 = 3.48 x 120 = 417 kg Ph2 = Ph10 = 6.88 x 120 = 825 kg Ph3 = Ph9 Ph4 = Ph8 Ph5 = Ph7 Ph6 = 6.23 x 120 = 747 kg = 4.81 x 120 = 577 kg = 4.13 x 120 = 495 kg = 4.13 x 120 = 495 kg IV- 9

C. Beban sementara ( akibat angin) 1. Beban angin kiri Koefisien tekan angin untuk α< 65 o = 0.02α 0.4 Koef tekan = (0.02x 24) 0.4 = 0.08 Koefesien hisap angin = 0.4 beban angin = beban angin x jarak kuda x koef angin x jarak miring tekan : Px(sin) Py(cos) Pat 1= 25 x 6 x 0.08 x 3.75= 45 kg 18.27 41.14 Pat 2= 25 x 6 x 0.08 x 7.5 = 90 kg 36.54 82.27 Pat 3= 25 x 6 x 0.08 x 6.75 = 81 kg 32.89 74.04 Pat 4= 25 x 6 x 0.08 x 5.25 = 63 kg 25.58 57.79 Pat 5= 25 x 6 x 0.08 x 4.50 = 54 kg 21.93 49.37 Pat 6= 25 x 6 x 0.08 x 2.25 = 27 kg 10.96 24.68 hisap : Px(sin) Py(cos) Pah 7= 25 x 6 x -0.4 x 2.25 = -135kg -54.82-123.42 Pah 8= 25 x 6 x -0.4 x 4.5 = -270kg -109.64-246.83 Pah 9= 25 x 6 x -0.4 x 5.25 = -315kg -127.91-287.96 Pah 10= 25 x 6 x -0.4 x 6.75= -405kg -164.45-370.22 Pah 11= 25 x 6 x -0.4 x 7.5 = -450kg -182.72-411.35 Pah 12= 25 x 6 x -0.4 x 3.75 =-225kg -91.36-205.68 IV- 10

2. Beban angin kanan tekan : Px(sin) Py(cos) Pat 12= 25 x 6 x 0.08 x 3.75= 45 kg 18.27 41.14 Pat 11= 25 x 6 x 0.08 x 7.5 = 90 kg 36.54 82.27 Pat 10= 25 x 6 x 0.08 x 6.75 = 81 kg 32.89 74.04 Pat 9 = 25 x 6 x 0.08 x 5.25 = 63 kg 25.58 57.79 Pat 8= 25 x 6 x 0.08 x 4.50 = 54 kg 21.93 49.37 Pat 7= 25 x 6 x 0.08 x 2.25 = 27 kg 10.96 24.68 hisap : Px(sin) Py(cos) Pah 7= 25 x 6 x -0.4 x 2.25 = -135kg -54.82-123.42 Pah 8= 25 x 6 x -0.4 x 4.5 = -270kg -109.64-246.83 Pah 9= 25 x 6 x -0.4 x 5.25 = -315kg -127.91-287.96 Pah 10= 25 x 6 x -0.4 x 6.75= -405kg -164.45-370.22 Pah 11= 25 x 6 x -0.4 x 7.5 = -450kg -182.72-411.35 Pah 12= 25 x 6 x -0.4 x 3.75 =-225kg -91.36-205.68 4.1.2.2 Analisa Respon Struktur (gaya batang) Perhitungan gaya batang menggunanakan program palikasi SAP 2000, adapun input beban yang dilakukan adalah : 1. Beban mati a.berat sendiri kuda kuda dalam program SAP2000 berat sendiri secara otomatis masuk dengan sendirinya dengan memasukan dimensi profil pada program tersebut, IV- 11

asumsi awal menggunakan profil WF 400 x 200 x 8 x13 dengan q(68 kg/m). b. berat atap + berat gording 2.. beban angin (angin kiri dan angin kanan) 3..beban hidup (beban hujan) 4. kombinasi beban yang terdiri dari a. kombinas1 1 beban tetap : beban mati + beban hidup (beban atap+ beban gording+berat sendiri) + beban hujan b. kombinasi beban sementara 2: beban mati+beban hidup+angin kiri c. kombinasi 3 : beban mati+beban hidup+angin kanan Dari hasil running SAP 2000 didapat output gaya dalam yang bekerja sebagai berikut : 4.1.3 Desain Batang Tarik dan Tekan Profil yang digunakan WF 400 x 200 x8 x 13 Gaya batang tarik terbesar (Ptr) = 79754 kg Gaya batang tekan terbesar (Pkn) = 77894 kg Panjang bantang tarik terbesar = 750 cm Panjang batang tekan terbesar = 711 cm B =400 mm ix =16.8 cm H d H = 200 mm iy = 4.54 cm q = 68 kg/m Ix =23700 cm 4 A = 84.12 cm 2 Iy= 1740 cm 4 B t Anetto = 71.5 cm 2 Zy = 174 cm 3 E = 2.10^6 kg/ cm 2 Zx =1190 cm 3 IV- 12

1 Desain batang tarik ; Cek Tegangan (σ) OK Cek kestabilan :(λ) < 240 OK 2. Desain batang tekan ; Cek kestabilan: OK Cek Tegangan (σ) : Untuk λs < 0.183 maka ώ= 1 IV- 13

4.1.4 Sambungan Gaya batang terbesar Asumsi фbaut : 79754 kg : 1 = 2.54 cm Periksa terhadap geser : σijin = fy/1.5 = 1666,7 kg/cm 2 σtarik (σtr) = 0.75 σ = 1250 kg/cm 2 σgeser(t) =0.6 σ = 1000 kg/cm 2 N baut = A x t = 5.06 x 1000 = 5060 kg Kombinasi tegangan tarik dan tegangan geser S = 530.1 < 1666.7 kg/cm 2 Periksa akibat lubang baut pada profil : Tegangan tumpu (σtu) = 1.2σ = 2000 kg/cm 2 N lubang = фbaut + 2mm = 2,74 cm Tebal plat = 100 mm = 1 cm N = d x t x σtu = 2.74 x 1 x 2000 = 5480 kg Jumlah baut = n Jarak antar baut : a. jarak dari tumpuan = 1.5d < S < 2d 1.5d = 40 mm b. jarak antar baut = 2.5d < S < 7d 3d = 75mm IV- 14

c.antar baut vertical = 2.5d < S < 7d 3d = 75 mm d. antar baut horizontal = > 7d -0.5u = 150 mm 75 75 75 75 40 4.2 PERHITUNGAN METODE LRFD 4.2.1 Perhitungan Gording 4.2.1.1 Prelimery pembebanan gording 1. beban mati (berat sendiri) Genteng + aksesories = 60 kg/m 2 x 1,5m = 90kg/m x y = 164.73 kgm = 369.99 kgm 2. beban pekerja P= 100 kg 6 m M = ¼ P x l = 61.01 kg IV- 15

= 137.03 kg 3. beban angin 0.4 koef tekan angin = 0.02α 0.4 = 0.02(24) 0.4 = 0.08 q angin= koef x w angin x jarak gording = 0.08 x 25 kg/m 2 x 1.5 m = 3 kg/m = 13.5 kg/m My = 0 4. beban hujan 6m wh =20 kg/m 2 P hujan = w x luas = 20 kg/m 2 x 1.5m x 6 m = 180 kg = 109.82 kgm = 246.66 kgm Kombinasi Pembebanan Jenis pembebanan Mx(kgm) My(kgm) Factor beban M beban mati 164.7 369.99 1.2DL 641.63 beban hidup 109.8 246.66 1.6 LL 570.34 beban angin -13.5 0 0.8W -10.8 1. Mu = 1.2 DL+ 1.6LL+ 0.8W = 641.63+ 550.34 + -10.8 = 1201.64 kgm 2. Mu = 1.2DL + 1.6LL IV- 16

= 641.63 + 570.3 = 1211.964 kgm dipakai beban terbesar Cek momen kapasitas Mn = Φ* Zx * fy lihat profil yang memiliki nilai Zx < 54cm 125x65x8x6 profil 125x65x8x6 B = 65 mm H = 125 mm ` Ix = 425 cm 4 Iy = 65.5 cm 4 ix = 4.99 cm iy = 1.96cm Zx = 68 cm 3 Zy = 14.46 cm 3 A = 17.11 cm 2 w = 13.4 kg/m 4.2.1.2 Desain Perhitungan Gording Revisi beban mati (berat sendiri) genteng + aksesories = 60 kg/m 2 x 1,5m = 90kg/m berat gording = 13.46kg/m + = 103.4 kg/m IV- 17

x y =189.25 kgm =425.07 kgm Jenis pembebanan Mx(kgm) My(kgm) Factor beban M beban mati 189.25 425.07 1.2DL 737.19 beban hidup 109.8 246.66 1.6 LL 570.34 beban angin -13.5 0 0.8W -10.8 Kombinasi pembebanan 1. Mu = 1.2 DL+ 1.6LL+ 0.8W = 737.19 + 570.34 + -10.8 = 1296.73 kgm 2. Mu = 1.2DL + 1.6LL = 737.19 + 570.34 = 1307.53kgm dipakai beban terbesar Cek momen kapasitas Mn = Φ* Zx * fy = 0.9 x 68 x 2500 = 153,000 kg cm Periksa kestabilan pelat penampang λ < λp λf < λp OK penampang kompak IV- 18

λw < λp OK penampang kompak 1. Desain terhadap lentur : Pengaruh tekuk lateral: Lb = 6m = 6000 mm fl = fy fr = 250 (0.3 fy) = 175 Mpa μ= rasio poisson 3)= 51091 mm xl = 37866 mm 4 IV- 19

= 0,237mm Jadi : Lp < Lb < Lr 975.6 < 60000 < 39369 sehingga rumun Mn Cb = 1.4 < 2.3 OK Mn = 18834.9 kgmm =188349gcm Mn > Mp 188349> 153000 maka Mn=Mp=153000kgcm Mu < ΦMn 1307.53 < 0.9 x 1530 1307.53 < 1377 kgm Dimensi aman OK 2.. Cek tegangan geser Menentukan Vu dari beban mati dan hidup IV- 20

q= 103.4 kg/m Vdx = 1/2 qxl x sin a Vdy = 1/2 qxl x cos a = ½ x 103.4 x 6 x sin 24 = ½ x103.4x6xsin 24 = 126.17 kg =283.38 kg P = 180 kg Vlx = ½ xp sin a Vlx = ½ xp sin a = ½ x 180 x sin 24 = ½ x 180 x sin 24 = 36.61 kg = 2.22 kg Jenis beban Vx(kg) Vy(kg) Factor beban V(kg) beban mati 126.17 283.38 1.2DL 491.46 beban hidup 36.61 82.22 1.6 LL 190.12 Vu = 1.2DL+ 1.6LL = 491.46+190.12= 681.58 kg Cek kelangsingan penampang: OK sehingga rumus Vn = 0.6x fy xaw IV- 21

Vn = 0.6 x 2500 x(12.5 x 0.65) = 11250kg Vu < ΦVn 681.58 < 0.9 x 11250 681.58 < 10125 kg OK, kuat menahan gesesr Kombinasi Geser dan lentur, Dimensi kuat menahan geser dan lentur 4.2.2 Pembebanan Kuda kuda 4.2.2.1 Analisa pembebanan A. Beban mati 1. Berat sendiri kerja kuda-kuda: profil = 300 x 200 x 8 x 12 dengan q= 56.8 kg/m qbs = panjang total rangka panjang bentang qbs = (208.95 x 56.4) = 2.46 kg/m 55 Pbs 1 = Pbs 11 = 3.48 x 248.46 Pbs 2 = Pbs 10 = 6.88 x 248.46 = 749.40kg = 1483.5 kg Pbs 3 = Pbs 9 = 6.23 x 248.46 = 1343.3kg Pbs 4 = Pbs 8 = 4.81 x 248.46 = 1037.9 kg Pbs 5 = Pbs 7 = 4.13 x 248.46 = 890.10kg Pbs 6 = 4.13 x 248.46 = 890.10 kg IV- 22

2. Beban gording Berat gording x jarak antar kuda kuda = 13.4 kg/m 2 x 6 m = 80.40 kg/m q gording = 80.40 kg/m Pg1 = Pg11 = 3 x 80.40 Pg2 = Pg10 = 5 x 80.40 = 1251 kg = 2475 kg Pg3 = Pg9 = 4.5 x 80.40 = 2241 kg Pg4 = Pg8 = 3.5 x 80.40 = 1732 kg Pg5 = Pg7 = 3 x 80.40 = 1485 kg Pg6 = 4 x 80.40 = 1485 kg Untuk beban atap, hujan angin kiri dan kanan sama dengan pada metode ASD. 4.2.2.2 Analisa Respon Struktur (gaya batang) Perhitungan gaya batang menggunanakan program palikasi SAP 2000, adapun input beban yang dilakukan adalah : 1. Beban mati a.berat sendiri kuda kuda dalam program SAP2000 berat sendiri secara otomatis masuk dengan sendirinya dengan memasukan dimensi profil pada program tersebut, asumsi awal menggunakan profil WF 300 x 200 x 7 x11 dengan q(65.4 kg/m). b. berat atap + berat gording 2.. beban angin (angin kiri dan angin kanan) 3..beban hidup (beban hujan) 4. kombinasi beban yang terdiri dari IV- 23

a. kombinas1 : 1.2DL + 1.6LL b. kombinasi : 1.2DL + 1.6LL +0.8W ki c. kombinasi 3 : 1.2DL + 1.6 LL +0.8W ka Dari hasil running SAP 2000 didapat output gaya dalam yang bekerja sebagai berikut : 4.2.3 Desain Batang Tarik dan Tekan Profil yang digunakan WF 300 x 200 x8 x 12 Gaya batang tarik terbesar (Ptr) = 91375 kg Gaya batang tekan terbesar (Pkn) = 93566 kg Panjang bantang tarik terbesar = 728 cm Panjang batang tekan terbesar = 750 cm B =300 mm ix =12.5 cm H d H = 200 mm iy = 4.71 cm q = 56.8 kg/m Ix =11300 cm 4 A = 72.38 cm 2 Iy= 1600 cm 4 B t Anetto = 72.38 cm 2 Zy = 160 cm 3 E = 2.10^6 kg/ cm 2 Zx =771 cm 3 1 Desain batang tarik ; Cek Tegangan (σ) Cek Tegangan (σ) Φt Pn > Pu Pn = Φx Ag x fy = 0.9 x 72.38 x 2500 = 162855 kg IV- 24

Pu = 91375 kg Pu < Pn 91375 < 162855 kg dimensi OK Cek tegangan pada penampang efektif 40 60 60 P 40 75 75 Dipakai baut ф1 = 25.4 mm Jarak dari tumpuan 1.5 D = 1.5 x 25.4 = 38,1 40 mm Jarak antar baut = 378 (2 x 40) = 75 mm 2 Tebal plat = 10mm Ф lubang = фbaut + 2mm = 25.4 + 2 = 27.4 mm Pola segaris : An = A n x d x t = 72.38 2 x 2.74 x 1 = 66.90 cm 2 Pola beresling : An = A (n x d x t) + si 2 x t 4 x gi = 72.38 (3x2.74x1) + (7.5 2 x1) + (7.5 2 x1) 4 x 6.2 4 x 6.2 = 68.68cm 2 Dipakai An terkecil = 66.90 cm 2 Pn = 0.75 x Ae x fu Fu =4100 kg/cm 2 Pn = 0.75 x 77.88 x 4100 Pn = 125437 kg > Pu (93566) dimensi OK Periksa kestabilan : IV- 25

OK 2. Desain batang tekan ; Cek kestabilan : OK Pn = Ag x Fcr K = 1 (perletakan jepit sendi) Q = 1 penampang tempa λc Q < 1.5 1.4 1 < 1.5 Fcr =( 0.658 Q λc2 ) X Q FY Fcr = ( 0.658 Q λc2 ) X Q FY = ( 0.658 1x1.42^2 ) X 1 X 250 = 137.98 Mpa = 1379.8 kg/cm 2 Pn = Ag x fcr = 72.38 x 1379.8 = 99870 kg Pu < Pn 93566 kg < 99870 Kg Dimensi kuat terhadap gaya tekan OK IV- 26

4.2.3 Sambungan Pu : 93566 kg Mutu baut BJ 41 fub : 4100 kg/cm 2 Φbaut : 1 = 2.54 cm A baut : 1/4пd 2 = 5.06 cm 2 Tebal plat penyambung = 1cm Jarak tepi baut (le) le < 1.5 d le < 1.5 x 2.54 le < 3.8 cm Jarak antar baut (S) S > 3 d S > 3 x 2.54 S > 7.6 cm Kekutan terhadap geser : Vd = Φx Vn = Φx r1 x fu x Ab Jumlah baut(n) = 0.75 x 0.4 x 4100 x 5.06 = 7134.6 kg N = Vu/ vd = 93566/7134.6 =14 16 baut IV- 27

Kekutan baut terhadap tarik Td = Φx Tn = Φx tn x fu x Ab Tu < Td n = 0.75 x 0.75 x 4100 x 5.06 = 11670 kg 93566/16 < 11670 kg OK 5847 < 11670 kg OK Kekuatan terhadap kobinasi tarik dan tekan kg OK 1167 kg OK Kekuatan terhadap kuat tumpu: OK IV- 28

OK kg 5848 kg < 23806 kg OK Jadi dipakai baut ф1 dengan tebal plat 100 mm IV- 29