Click here to load reader

BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · PDF file 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · PDF file 2019. 1. 9. · Pada...

  • 68

    BAB IV

    PERHITUNGAN STRUKTUR

    Pada perencanaan atap menggunakan kuda-kuda baja dengan menggunakan bentuk pelana

    untuk bagian penutup atap. Adapun pemodelan struktur atap sebagai berikut:

    Gambar 4.1.1 Denah Atap

    Sumber : dokumen pribadi CAD2007

    Gambar 4.1.2 Prespektif kuda-kuda

    Sumber : dokumen pribadi SAP2000

    4.1 Perhitungan Atap

    Perencanaan atap adalah hal pertama dalam merencanakan sebuah struktur bangunan.

  • 69

    Gambar 4.3 Pemodelan Kuda – Kuda K1

    Sumber : dokumen pribadi CAD2007

    1. Pedoman Perencanaan Pmbebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)

    2. SNI 03 – 1729- 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan

    Gedung.

    pembebanan gording, kombinasi dan kontrol kekuatan profil pada gording.

    Jarak kuda-kuda = 2,5 m

    Jarak gording = 1,5 m

    Sudut kemiringan atap = 11°

    Sambungan = Baut

    Profil gording = Lip Channels

    = C.125. 50 . 20 . 3,2 )

    Berat gording = 6,13 kg/m

    Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa

    Modulus geser ( G ) = 76923,1 Mpa

    Poisson ratio ( m ) = 30 %

    Koefisien muai ( at ) = 1,2 * 10 -6

    (pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

    Mutu baja = BJ 37

    4.1.1 Pedoman Perhitungan Atap

    Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:

    4.1.2 Perencanaan Gording

    Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis,

    4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

    Bentang kuda-kuda = 12 m

  • 70

    Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

    Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

    Peregangan minimum = 20 %

    (tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal11)

    Penutup atap Galvalum = 10 kg/m 2

    Plafond eternit + penggantung = 11+7 = 18 kg/m 2

    (PPURG 1987, hal 6 )

    Beban hidup gording = 100 kg

    Beban air hujan = (40 – 0,8 x 11°) = 31,2 kg/m 2

    (PPURG 1987, hal 7 )

    Tekanan tiup angin = 40 kg/m 2

    Beban mati adalah beban merata yang terjadi akibat beban itu sendiri dan beban-

    beban tetap permanen, adapun pembebanan sebagai berikut:

    Gambar 4.1.4 Pemodelan Beban Mati

    Sumber : dokumen pribadi CAD 2007

    Beban Penutup Atap = 10 kg/m 2 x 1,5 m = 15,00 kg/m

    Berat Gording = 6,13 kg/m

    Beban Mati(q) = 21,13 kg/m

    q = 21,13 kg/m

    Jarak Antar Kuda Kuda = 2,5 m

    qx = q sin α = 21,13 . sin 11º = 3,636 kg/m

    qy = q cos α = 21,13 . cos 11º = 20,813 kg/m

    +

    (PPURG 1987, hal 18 )

    4.1.4 Pembebanan Gording

    4.1.4.1 Beban Mati (q)

  • 71

    pada pekerjaan atap dan beban air hujan.

    Gambar 4.1.5 Pemodelan Beban Hidup

    Sumber : dokumen pribadi CAD2007

     Beban Hidup Pekerja = 100 kg

    Beban Air Hujan = (40 – 0,8 x 11 0 ) = 31,2 kg/m

    2

    = 31,2 kg/m 2

    x 2,5 m x 1,5 m = 117 kg

    P = L = 100 kg

    Jarak Antar Kuda Kuda = 2,5 m

    Px = P sin α = 100 .sin 11º = 17,2 kg/m

    Py = P cos α = 100 .cos 11º = 98,5 kg/m

    Mx = (1/4 .Py .L)

    = (1/4 x 98,5 x 2,5)

    = 61,563 kg.m

    My = (1/4 .Px .L)

    = (1/4 x 17,2 x 2,5 )

    = 10,75 kg.m

     Beban Hidup Air Hujan

    P = L = 117 kg

    Mx = (1/8 . qy . L 2 )

    = (1/8 x 3,636 x 2,5 2 )

    = 16,260 kg.m

    My = (1/8 . qx . L 2 )

    = (1/8 x 20,813 x 2,5 2 )

    = 2,839 kg.m

    4.1.4.2 Beban Hidup (p)

    Beban hidup adalah beban terpusat dan terjadi karena beban manusia yang bekerja

  • 72

    Px = P sin α = 117. sin 11º = 20,124 kg

    Py = P cos α = 117 .cos 11º = 115,245 kg

    Mx = (1/4 .Py .L)

    = (1/4 x 114,850 x 2,5)

    = 72,028 kg.m

    My = (1/4 .Px .L)

    = (1/4 x 22,324 x 2,5)

    = 12,578 kg.m

    Jadi jumlah beban hidup pekerja dan beban hidup air hujan adalah

    Mx total = 61,563 +72,028 = 133,591 kg.m

    My total = 10,75 + 12,578 = 23,328 kg.m

    pada daerah tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai dengan besaran :

    Tekanan tiup angin = 40 kg/m 2

    Koefisien angin:

     Angin tekan = 0,02 α - 0,4 = 0,02 x 11º - 0,4 = -0,18

     Angin hisap = - 0,40

    (PPPURG1987, hal 20)

    Beban angin :

     Beban angin tekan (Wty) = - 0,18 x 1,5 m x 40 kg/m2 = - 10,8 kg/m

     Beban angin hisap (Why) = - 0,4 x 1,5 m x 40 kg/m2 = - 24 kg/m

    MWty = (1/8 .Wty . L 2 )

    = (1/8 x -10,8 x 2,5 2 )

    = -8,438 kg.m

    MWhy = (1/8 .Why . L 2 )

    = (1/8 x -24 x 2,5 2 )

    = -18,75 kg.m

    Ux = 1,4 (16,260 kg.m) = 22,764 kg.m

    Uy = 1,4 (2,839 kg.m) = 3,975 kg.m

    b. U = 1,2 D + 0,5 La

    Ux = 1,2 (16,260 kg.m) + 0,5 (133,591 kg.m) = 86,438 kg.m

    Uy = 1,2( 2,839 kg.m) + 0,5 (23,328 kg.m) = 15,071 kg.m

    c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

    Ux = 1,2 (16,260 kg.m)+ 1,6 (133,591 kg.m) + 0,8 (0) = 233,257 kg.m

    4.1.4.3 Beban Angin (w)

    Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang diasumsikan

    4.1.5 Kombinasi Pembebanan Gording

    a. U = 1,4 D

  • 73

    Uy =1,2 (2,839 kg.m) + 1,6 (23,328 kg.m)+ 0,8 (-8,438 kg.m)= 33,981 kg.m

    d. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

    Ux = 1,2 (16,260 kg.m) + 1,3 (0) + 0,5 (133,591 kg.m) = 86,308 kg.m

    Uy = 1,2 (2,839 kg.m) + 1,3 (-8,438 kg.m) + 0,5 ( 23,328 kg.m)= 4,102 kg.m

    e. U = 0,9 D ± 1,3 W

    Ux = 0,9 (16,260 kg.m) + 1,3 (0) = 14,634 kg.m

    = 0,9 (16,260 kg.m) - 1,3 (0) = 14,634 kg.m

    Uy = 0,9 (2,839 kg.m) + 1,3 (-8,438 kg.m) = -8,413 kg.m

    = 0,9 (2,839 kg.m) - 1,3 (-8,438 kg.m) = 13,524 kg.m

    (pasal 6.2.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 13)

    Gambar 4.1.6 Gording Lip Channel Tipe C

    Profil gording Lip Channels C.125.50.20.3,2

    Sectional area 7,807 cm 2

    = 780,7 mm 2

    Position of centre of gravity Cx = 0 cm

    Cy = 1,69 cm

    Geometrical moment of Inertia Ix = 137 cm 4

    = 13,7 x 10 5

    mm 4

    Iy = 20,6 cm 4

    = 2,06 x 10 5

    mm 4

    Elastic modulus of section Zx = 21,9 cm 3

    = 21,9 x 10 3 mm

    3

    Zy = 6,22 cm 3

    = 6,22 x 10 3 mm

    3

    Radius of gyration ix = 4,88 cm

    =4,88 x 10 mm

    4.1.5.1 Kontrol Pada Gording

  • 74

    iy = 1,89 cm

    = 1,89 x 10 mm

    ( Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 51)

    Moment maximal yang didapat dari kombinasi pembebanan :

    M x = 233,257 kg.m

    = 23,3 x 10 5 N.mm

    M y = 33,981 kg.m

    = 3,39 x 10 5 N.mm

    Faktor reduksi  = 0,9

    (Tabel 6.4-2, SNI 03-1729-2002, Hal 18)

    1. Kontrol momen terhadap batas tekuk local

     Badan

    𝜆 = ℎ

    𝑡𝑓

    𝜆 = 125

    3,2 = 39,063

    𝜆𝑝 = 1680

    √𝑓𝑦

    𝜆𝑝 = 1680

    √240 = 108,44

    (tabel 7.5-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 30)

    𝜆 ≤ 𝜆𝑝

    39,063 < 108,44 (Penampang Kompak)

    Untuk penampang yang memenuhi λ ≤ λp , kuat lentur nominal penampang adalah :

    Mn = Mp = zx.fy

    = (21,9 x 10 3 ) x 240 = 52,5 x10

    5 N.mm

    (pasal 8.2.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

     Sayap

    𝜆 = 𝑏

    𝑡𝑓

    𝜆 = 50

    3,2 = 15,625

    𝜆𝑝 = 500

    √𝑓𝑦

  • 75

    𝜆𝑝 = 500

    √240 = 32,27

    𝜆𝑟 = 625

    √fy

    𝜆𝑟 = 625

    √240 = 40,3

    (tabel 7.5-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 30)

    𝜆 ≤ 𝜆𝑝

    15,625 < 32,27 (Penamampang kompak)

    Untuk penampang yang memenuhi λ ≤ λp , kuat lentur nominal penampang adalah :

    Mn = Mp = zx.fy

    = (21,9 x 10 3 ) x 240 = 52,5 x10

    5 N.mm

    (pasal 8.2.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

    2. Kontrol momen terhadap batas tekuk global

     Kontrol momen terhadap tekuk torsi lateral

    𝐿𝑝 = 1,76 𝑟𝑦√ 𝐸

    𝑓𝑦

    𝐿𝑝 = 1,76. 1,89 . √ 200000

    240

    𝐿𝑝 = 96,024 𝑚𝑚 → 0,096 m < 𝐿 = 2,5 m

    (tabel 8.3-2, SNI 03- 1729- 2002,hal 38)

     Modulus geser

    𝐺 = E

    2 (1 + 𝑣) =

    200000

    2 (1 + 0,3) = 76923,1 𝑀𝑃𝑎

     Konstanta Torsi

    𝐽 = ∑ 𝑏 + 𝑡3

    3 =

    2𝑏 . 𝑡𝑓3 + 2(ℎ − 𝑡𝑓). 𝑡𝑤3

    3

    𝐽 = 2. 50 . 3,2³ + 2. (125 − 3,2) . 3,2³

    3 = 1352,12 𝑚m4

     Konstanta warping

  • 76

    𝐶𝑤 = (ℎ − 𝑡𝑓)2 𝑥 𝑏3𝑥𝑡𝑓

    24

    𝐶𝑤 = (125 − 3,2 )2x 503x3,2

    24

    =247254000 𝑚m6

    (Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72)

    𝑓𝑙 = 𝑓𝑦 − 𝑓𝑟 = 240 − 70 = 170 𝑀𝑃𝑎

    𝑋1 = 𝜋

    𝑆𝑥 √

    𝐸 𝐺 𝐽 𝐴

Search related