Upload
muhammad-danil-firdaus
View
159
Download
11
Embed Size (px)
DESCRIPTION
rancangan gedung baja atap, baja ringan, baja profil, rangka atap.
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Rangka Kuda-kuda
Direncanakan :
Panjang bentang kuda-kuda = 12 m
Sudut kemiringan atap = 30o
Penutup atap = Genteng seng metal
Berat atap = 2,73 kg/m2 (merk Sakura Roof)
Jarak antar kuda-kuda =3, 0 m
Plafond + penggantung = 1,0 kg/m2
Mutu baja yang digunakan = Bj 37
Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2
Modulus elastisitas baja = 2,1 x 106 kg/cm2
Tegangan dasar izin (G) =1600 kg/m2 =160 Mpa
Tegangan leleh (fy) = 2400 kg/m2 =240 Mpa
1.2 Peraturan yang Digunakan
Perhitungan muatan didasarkan pada Peraturan Perencaaan Bangunan Baja
Indonesia (PPBBI) 1983, SKBI 1987, dan Peraturan Pembebanan Indonesia (PPI
– 1983).
1.3 Penempatan Beban
1.3.1 Beban Mati
Beban mati dapat dibagi 2 bagian yaitu :
1. Muatan yang diakibatkan oleh berat sendiri. Yaitu atap, gording dan
kuda-kuda, muatan ini dianggap bekerja pada titik buhul bagian atas.
2. Muatan yang diakibatkan oleh berat plafond, dianggap bekerja pada
titik buhul bagian bawah.
1.3.2 Beban Hidup
Beban hidup yang diakibatkan oleh pekerja dengan peralatannya atau berat
air hujan yang bekerja pada konstruksi kuda-kuda. Berat pekerja minimum
sebesar 100 kg dan beserta air hujan adalah (40 – 0,8 α) kg/m², dimana α adalah
kemiringan atap.
1.3.3 Beban Angin
Angin tekan dan angin hisap yang bekerja dianggap bekerja pada tiap titik
buhul bagian atas dan arahnya tegak lurus bidang atap.
Untuk konstruksi gedung tertutup dengan α < 65º maka :
Koefisien angin tekan = (0,02 α – 0,4) dan
Koefisien angin isap = - 0,4
1.4 Ketentuan Mengenai Tegangan Baja
Jenis baja yang digunakan Bj 37 dengan tegangan leleh (σ1) adalah 2400
kg/cm2 dan tegangan dasar izin adalah 1600 kg/cm2. Modulus Elastisitas baja (E)
adalah 2,10 x 106 kg/cm2 (PPBBI 1983) .
1.5 Ketentuan Mengenai Alat Sambung
Alat sambung yang digunakan adalah baut, dimana penentuan dimensi
baut disesuaikan dengan ukuran dan jenis profil baja dengan menggunakan rumus
pada (PPBBI 1983).
1.6 Perhitungan panjang batang
1. Tinggi kuda kuda
V2 = (b1+b2) x (tan α )
= 3+3 (tan 30o)
= 3,46 m
2. Batang horizontal
B1 = B2 = B3 = B4 = 3 m
3. Batang atas
A1 =A2 =A3 =A3 =
3. Batang vertikal
V1 = V3 = B1 x tan α = 3 x tan 30o = 1,73 m
4. Batang diagonal
D1 = D2 =
Tabel 1.1 Panjang Batang Kuda-kuda :
Nama Batang Panjang Batang (m)A1
A2
A3
A4
2,292,292,292,29
B1
B2
B3
B4
1,901,901,901,90
D1
D2
2,292,29
V1
V2
V3
1,282,561,28
BAB II
PERENCANAAN GORDING
Direncanakan:
Jarak antar kuda-kuda = 3,0 m
Jarak antar gording = 1,0 m
Jenis atap = Genteng seng metal
Berat atap = 2,73 kg/m2 (merk Sakura Roof)
Mutu baja = Bj 37
Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2
Modulus elastisitas baja (E) = 2,1 x 106 kg/cm2
Profil baja rencana : LLC 100 x 50 x 20 x 1,6
Dari tabel baja, diperoleh data profil :
Ix = 58,4 cm4 Iy = 14,0 cm4
Wx = 11,7 cm3 Wy = 4,47 cm3
F = 3,672 cm2 q = 2, 88 kg/m
Rumus yang digunakan :
Beban terpusat
Bidang momen : M = ¼ PL
Bidang geser : D = ½ P
Lendutan : f =
Beban terbagi rata
Bidang momen : M = 1/8 qL2
Bidang geser : D = ½ qL
Lendutan : f =
2.1. Perhitungan Momen Akibat Beban
2.1.1 Beban Mati
Berat sendiri gording = (profil LLC 25 x 50 x 20 x 1,6) = 2,88 kg/m
Berat atap = berat atap x jarak gording
= 2,73 x 1,0 = 2,73 kg/m+
q = 5,61 kg/m
qx = q cos α = 4,86 kg/m
qy = q sin α = 2,81 kg/m
Mx = 1/8 qx L2 2 =5,47 kgm
My = 1/8 qy L2 = 3,16 kgm
Dx = ½ qx L =7,29 kg
Dy = ½ qy L = 4,21kg
Lendutan yang timbul :
fx = =
34°
yb
hx
qx
qy
q
fy = =
2.1.2 Beban Hidup
a. Beban Terpusat ( P = 100 kg)
Px = P cos α = 86,60 kg
Py = P sin α = 50 kg
Mx = ¼ PxL = 64,95 kgm
My = ¼ PyL = 37,5 kgm
Dx = ½ Px = 43,30 kg
Dy = ½ Py = 25 kg
Lendutan yang timbul :
fx = =
fy = =
b. Beban terbagi rata
q = (40 – 0,8α) = (40 – 0,8 (30)) = 16 kg/m
Beban akibat air hujan yang diterima gording :
q = Beban air hujan x jarak gording
= 16 x 1,0 = 16 kg/m
qx = q cos α =13,86 kg/m
qy = q sin α = 8 kg/m
Mx= 1/8 qx L2 = 15,59 kgm
My= 1/8 qy L2 = 9 kgm
Dx = ½ qx L = 20,78 kg
Dy = ½ qy L = 12 kg
Lendutan yang timbul :
fx = =
fy = =
Momen akibat beban terpusat > momen akibat beban terbagi rata,
maka tegangan yang timbul ditentukan oleh beban terpusat.
2.1.3 Beban angin
Tekanan angin rencana diambil 40 kg/m2 (PPI 1983)
a. Angin tekan
α < 65o, maka koefisien angin tekan :
C = 0,02α – 0,4
= 0,02 (30) – 0,4
= 0,2
qx = koef angin x tekanan angin x jarak gording
= 0,2 x 40 x 1,0
= 8 kg/m
qy = 0
Mx = 1/8 qxL2 = 1/8( 8) (3)2 = 9 kgm
My = 0
Dx = ½ qx L = ½ (8) (3) = 12 kg
Dy = 0
Lendutan yang timbul
fx = =
fy = 0
b. Angin hisap
Koef angin hisap = -0,4
qx = koef angin x tek. angin x jarak gording
= - 0,4 x 40 x 1,0
= - 16 kg/m
qy = 0
Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (-16) (3)2 = 18kgm (-)
My = 0
Dx = ½ qx L = ½ (-18) (3) = 27kg (-)
Dy = 0
Lendutan yang timbul
fx = =
fy = 0
Tabel 2.1 Momen dan bidang geser akibat variasi dan kombinasi beban
Momen dan
Gaya Geser
Beban Mati
Beban Hidup
Beban Angin tekan
Kombinasi Beban
Primer Sekunder
(1) (2) (3) (4) (2) + (3) (2)+(3)+(4)Mx (kg.m)My (kg.m)
Dx (kg)Dy (kg)
5,473,167,294,21
64,9537,543,30
25
90
120
70,4240,6650,5929,21
79,4240,6662,5929,21
2.2 Kontrol Kekuatan Gording
2.2.1 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan
σlt ytb = < = 1600 kg/cm2 (beban primer)
σlt ytb = < 5/4 x 1600 kg/cm2 = 2000 kg/cm2 (beban sekunder)
1. Pembebanan primer
σlt ytb = = = = 1511,382 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2
............ (aman)
2. Pembebanan sekunder
σlt ytb = = = = 1588,305 kg/cm2 < = 2000 kg/cm2
............. (aman)
2.2.2 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan geser
Tegangan geser yang diizinkan untuk pembebanan tetap, besarnya sama
dengan 0,58 kali tegangan dasar (PPBBI 1983)
τ ytb < τ = 928 kg/cm2 (beban primer)
τ ytb < 5/4 x 928 = 1160 kg/cm2 (beban sekunder)
Profil LLC 100 x 50 x 20 x 3,2
A = 100 mm = 10cm
B = 50 mm = 5 cm
C = 20 mm = 2 cm
t = 16 mm = 0,16 cm
Cx = 0 cm
Cy = 1,87 cm
Tegangan Geser Maksimum
a. Terhadap sumbu x – x
F1 = 0,8 cm2
F2 = 0,75 cm2
F3 = 0,32 cm2
y1 = 2,5 cm
y2 = 4,02 cm
y3 = 4 cm
Sx = 6,96 cm3
bx = 0, 16 cm
b. Terhadap sumbu y – y
F1 = = 1,6 cm2
F2 = 0,27 cm2
x1 = 1,79 cm
x2 = x3 = 0,86 cm
Sy = 3,33 cm3
by = 0,32 cm
Beban Primer
τytb = +
= = 59,43 kg/cm2 < = 928 kg/cm2
............ (aman)
Beban Sekunder
τytb = +
= = 68,37 kg/cm2 <
= 1160 kg/cm2 ............ (aman)
2.2.3 Kontrol kekuatan gording terhadap lendutan
Batas lendutan maksimum arah vertikal untuk gording batang tunggal menerus
menurut PPBBI – 1983, Bab 15 adalah :
fmaks = = = 1,67 cm
Lendutan yang timbul terhadap sb. x – x
fx = fx beban mati + fx beban hidup + fx beban angin
= 0,042 + 0,397 + 0,069
= 0,508 cm
Lendutan yang timbul terhadap sb. y – y
fy = fy beban mati + fy beban hidup + fy beban angin
= 0,101 + 1,957 + 0
= 1,057 cm
Total lendutan yang dialami gording :
fytb = = =1,173 cm
< 1,67 cm ........... (aman)
Gording dengan profil LLC 100 x 50 x 20 x 1,6 dapat digunakan.
BAB III
PERHITUNGAN PEMBEBANAN
3.1 Beban Mati
3.1.1. Berat Rangka Kuda-kuda
Berat rangka kuda-kuda dihitung didasarkan rumus Ir. Loa Wan Kiong
q = (L – 2) s/d (L + 5)
= (12 – 2) s/d (12 + 5)
= 10 kg/m2 s/d 17, kg/m2
Diambil 17 kg/m2
Pelimpahan ke titik buhul :
=
= 44,12 kg
Bracing / ikatan angin
Diambil 25% dari berat sendiri kuda-kuda (PPBBI 1983)
P = 25 % x 44,12 = 11,03 kg
3.1.2 Berat Penutup Atap + Berat Gording
Penutup atap = Genteng seng metal (2,73 kg/m2)
Gording = 2,88 kg/m
Jarak gording = 1,0 m
P1 = Berat penutup atap = 2,73 x jarak kuda-kuda x jarak gording
= 2,73 x 3,0 x 1, 0 = 8,19 kg
P2 = Berat gording = 2,88 x jarak kuda-kuda
= 2,88 x 3,0 = 8,64 kg
P = P1 + P2 = 8,19 + 8,64 = 16,83 kg
Batang A – F
∑MF = 0
RA2 =
= 28,02 kg
∑V = 0
RG = 3p -Rf
=3(16,83)-28,02
=22,47 kg
Jadi, beban penutup atap + gording untuk tiap titik buhul :
Titik A = B → RA = 38,14 kg
Titik F = H → Rp = 57, 2 kg
Titik G → RG = 44,95 kg
3.1.3. Berat Plafond + Penggantung
Berat plafond dan penggantung = 18 kg/m2 (PPI – 1983)
Titik A = B = ½ B1 x 3,0 x 18
= ½ (3) x 3 x 18
= 81 kg
Titik C = E = ½ (B1 + B2) x 3,0 x 18
= ½ (3 + 3) x 3,0 x 18
= 162 kg
Titik D = ½ (B2 + B3) x 3,0 x 18
= ½ (3 + 3) x 3,0 x 18
= 162 kg
3.2 Beban Hidup
3.2.1 Beban orang/pekerja
PPI-1983 menegaskan bahwa pada tiap titik buhul bagian atas perlu
ditambah beban sebesar 100 kg yang diakibatkan oleh seorang pekerja dan
peralatannya. Tetapi pada kantilever ditambah beban sebesar 200 kg. Demikian
juga pada titik buhul bagian bawah ditambah 100 kg sebagai akibat dari
pemasangan instalasi listrik. Penyambungan titik buhul dan keduanya merupakan
bagian dari beban hidup.
3.2.2 Beban air hujan
Menurut PPI-1983, beban air hujan yang bekerja pada titik buhul bagian
atas dapat dicari dengan menggunakan rumus :
q = 40 – 0,8 α = 40 – 0,8 (30) = 16kg/m2
Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 3,0x 16
= (½ (3,46) + 1,0) x 3,0 x 16
= 131, 04 kg
Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 3,0 x 16
= ½ (3,46 + 3,46) x 3,0 x 16
= 166, 08 kg
Titik G = ½ (A2 + A3) x 3,0 x 16
= ½ (3,46 + 3,46) x 3,0 x 16
= 166, 08 kg g
3.3 Beban angin
Tekanan angin (w) = 40 kg/m2 , α = 30o
3.3.1 Angin tekanKoef. Angin tekan = 0,02 α – 0,4
= 0,02 (30) – 0,4
= 0,2
Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 3,0 x 0,2 x 40
= (½ (3,46) + 1,0) x 3,0 x 0,2 x 40
= 65, 52 kg
Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 3,0 x 0,2 x 40
= ½ (3,46 + 3,46) x 3,0 x 0,2 x 40
= 83,04 kg
Titik G = ½ (A2 + A3) x 3,0x 0,2 x 40
= ½ (3,46 x 3,0 x 0,2 x 40
=41,52 kg
3.3.2 Angin hisap
Koef. Angin hisap = - 0,4
Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 30 x (-0,4) x 40
= (½ (3,46) +10) x 3,0x (-0,4) x 40
= 131,04 kg (-)
Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 3,0 x (-0,4) x 40
= ½ 3,46 + 3,46) x 3,0 x (-0,4) x 40
= 166,08 kg (-)
Titik G = ½ (A2) x3,0 x (-0,4) x 40
= ½ (3,46 x 3,0 x (-0,4) x 40
=83,04 kg (-)
Tabel 3. 1 Pembebanan
Titik Buhul
Beban Mati (Kg) Beban Hidup (Kg)
Jumlah (Kg)
Pembulatan (Kg)Berat
Sendiri
Berat Penutup Atap +
Gording
Berat Plafond +
Penggantung
Hujan Orang /Pekerja
(Kg / m) (Kg)
A 17 38,14 81 131,04 100 267,18 267B 17 38,14 81 131,04 100 267,18 267C 17 - 162 - 100 279 279D 17 - 162 - 100 279 279E 17 - 162 - 100 279 279F 17 37, 2 - 166, 08 100 223,28 233G 17 44,95 - 166, 08 100 211,03 211H 17 57, 2 - 166, 08 100 223,28 223
Tabel 3.2 Kombinasi Muatan
BATANG PANJANG (m)
BEBAN TETAP (Kg)
BEBAN ANGIN (Kg) BEBAN HIDUP (Kg)
GAYA MAKSIMUM
(Kg)
GAYA DESAIN
(Kg)
BEBAN ANGIN
BEBAN ANGIN
SEKUNDER I
SEKUNDER II
TEKAN KIRI -
TEKAN KANAN -
HISAP KANAN HISAP KIRI
(1) (2) (3) (4) (5) (3+4) (3+5) (6) (7)
B1 3 1269,9 190,05 -328,557 1.724,717 1.127,614 1.724,717
1.724,717B2 3 1269,9 190,05 -328,557 1.724,717 1.127,614 1.724,717B3 3 1269,9 33,823 -94,641 1.489,995 1.361,531 1.489,995B4 3 1269,9 33,823 -94,641 1.489,995 1.361,531 1.489,995V1 1,73 279 0,000 0,000 257,000 257,000 257,000 257,000V2 3,46 781 27,423 27,965 922,423 922,965 922,423 922,423V3 1,73 279 0,000 0,000 257,000 257,000 257,000 257,000D1 3,46 -495,05 -165,317 166,050 -736,262 -404,895 -736,262 -736,262D2 3,46 -495,05 116,235 -116,142 -454,710 -687,087 -454,710A1 3,46 -1473,31 42,196 60,536 -1.713,593 -1.695,253 -1.713,593
-1.713,593
A2 3,46 -978,26 85,825 -1,887 -1.099,020 -1.186,732 -1.186,732A3 3,46 -978,26 -2,365 86,293 -1.187,210 -1.098,552 -1.098,552A4 3,46 -1473,31 60,792 42,634 -1.694,998 -1.713,156 -1.694,998
BAB IV
PENDIMENSIAN BATANG
Rangka batang kuda-kuda direncanakan dari profil tersusun siku-siku sama
kaki (┘└).
4.1 Ketentuan dan Rumus yang digunakan
4.1.1 Batang Tarik
Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)
Fn =
Fbr =
Kontrol tegangan
σytb = ≤
Kelangsingan batang tarik
x = (konstruksi aman)
i =
4.1.2 Batang Tekan
Dipengaruhi oleh tekuk
Panjang tekuk (Lk)
Dimana : Lk = L (sendi-sendi, K (koef, tekuk) = 1)
Kelangsingan : λ = ≤
Syarat : λmaks ≤ 140 untuk konstruksi utama (SKBI 1987)
Profil yang dipilih berdasarkan iη = imin
Kelangsingan sumbu masif (λx < 140)
λx =
Kelangsingan sumbu ( λI < 50)
λ1 =
Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ]
iy =
Kelangsingan sumbu tidak masif (λy < 140)
λy =
λiy =
Dimana : m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun
Syarat untuk menjaga kestabilan elemen :
λx ≥ 1,2 λ1
Tegangan yang timbul :
σytb = ≤
4.1.3 Kekuatan Kopel
Digunakan pada batang tekan
Pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa seluruh panjang
batang tersusun terdapat gaya lintang sebesar :
D = 0,02 P
Gaya geser memanjang (torsi)
T =
dimana : L1 = jarak kopel
a = (e + ½δ)
Momen pada plat kopel
M = T . ½C
dimana : C = jarak antar baut pada profil
C = (2w + δ)
Plat kopel harus cukup kaku, sehingga memenuhi persamaan :
>10 (PPBBI 1983 hal 21)
dimana : IP = Momen inersia plat kopel
a = jarak profil tersusun
Ll = jarak tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan
Il = Iη = Momen inersia minimum 1 profil
4.2 Perhitungan Pendimensian
4.2.1 Perhitungan Batang Tekan
a. Batang A1, A2, A3, dan A4
Gaya design Pmaks = 1401,45 kg (tekan)
Lk = L = 346 m = 346 cm
max = 140 →Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )
iη = imin = = = 2,47 cm
Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 80.80.8
Dari tabel baja diperoleh data :
Ix = Iy = 472 cm4 iη = 2,54 cm
F = 30,0 cm2 Iη = 194 cm4
Fn = 27,2 cm2 w = 9,19 cm
ix = iy = 3,97 cm e = 3,64 cm
b =13 cm
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,6 cm
Kontrol
< 140 ......................................... (aman)
> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)
Jarak Plat Kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 2,54 = 127 cm
Jumlah Lapangan, lapangan
<50 ...................... (aman)
Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [472 + 30 (3,64 + )2] =1851,93 cm4
<140........
(aman)
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 34,06= 40,87
λx ≥ 1,2 λ1 →87,15 > 40,87 ..............................................................(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →70,94 > 40,87 ................................................................(aman)
Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 87,15
Dari tabel 3 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :
λx = 87,15diperoleh ω = 1,75 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
,70,94)06,34(22)23,62()(
2)( 222
12 m
yiy
< = 1600 kg/cm2
Perhitungan Plat Kopel
Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (13 + (½ x 0,5)) = 26,5 cm
Jarak antar plat kopel = 86,5 cm
Tebal plat kopel direncanakan =1,5 cm
Direncanakan baut = Ø 5/8" = 1,58 cm
h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1,58) = 9,48 diambil h = 10 cm
Jarak baut :
1,5d = 1,5 x 1,58 = 2,37 ≈ 2,5 cm
3d = 3 x 1,58 = 4,74 ≈ 5 cm
baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 1401,45 = 28,029 kg
M1 = M2
D.L1 = T1(2e + )
T1 = T2 = 311,63 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2(9,19) + 0,5 = 18,88 cm
Momen :
M = T x ½ C = 311,63x ½ (18,88) = 2941,79 kg.cm
Kontrol tegangan :
W = 1/6 t h2 = 1/6 (1,5) (10)2 = 25 cm3
< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)
ytb = 127,739 kg/cm2 < 0,58. = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2
...….........(Aman)
Gaya yang bekerja pada baut
arah vertikal
arah horizontal
Kontrol kekuatan plat kopel (blom dekna buat)
Kontrol kekuatan baut :
Terhadap geser
= 0,6 → PPBBI 1983
Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran
= ¼ x 1,582 x 1 x 0,6 x 1600
Pgsr = 1882,241 kg > R = 1479,13 kg ......................(Aman)
Terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 hal 68tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat
= 1,58 x 1,5 x 1,2 x 1600
Ptu = 4550,4 kg > R = 1479,13 kg ………………(Aman)
Jadi ukuran plat kopel b = 16,6 cm, h = 10 cm, t = 0,6 cm cukup aman
untuk digunakan.
b. Batang Diagonal D1 dan D2
Gaya design P = 591,06 kg (tekan)
Lk = L = 346 m = 346cm
max = 140 → Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )
iη = imin = = = 2,47 cm
Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 130.130.12
Dari tabel baja diperoleh data :
Ix = Iy = 472 cm4 iη = 2,54 cm
F = 30,0 cm2 Iη = 194 cm4
Fn = 27,2 cm2 w = 9,19 cm
ix = iy = 3,97 cm e = 3,64 cm
b =13 cm
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,6 cm
Kontrol
< 140 ......................................... (aman)
> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)
Jarak Plat Kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 2,54 = 127 cm
Jumlah Lapangan, lapangan
<50 ...................... (aman)
Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [472 + 30 (2,64 + )2] = 1851,93 cm4
<140........(aman)
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 34,06 = 40,87
λx ≥ 1,2 λ1 →87,15 > 40,87..............................................................(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →70,94 > 40,87 ................................................................(aman)
Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 87,190
Dari tabel 3 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :
λx = 87,190 diperoleh ω = 1,902 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
< = 1600 kg/cm2
Perhitungan Plat Kopel
Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (13 + 0,5/2)= 26,5 cm
Jarak antar plat kopel = 86,5 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 1,5 cm
Direncanakan baut = Ø 5/8" = 1,58 cm
h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1,58) = 9,48 diambil h = 10 cm
94,70)06,34(22)23,62()(
2)( 222
12 m
yiy
Jarak baut :
1,5d = 1,5 x 1,58 = 2,37 ≈ 2,5 cm
3d = 3 x 1,58 = 4,74 ≈ 5 cm
baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 591,06 = 11,82 kg
M1 = M2
D.L1 = T1(2e + )
T1 = T2 = 131,43 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = (2x9,19) + 0,5 = 18,88 cm
Momen :
M = T x ½ C = 131,43 x ½ (18,88) = 1240,71 kg.cm
Kontrol kelakuan plat kopel (belum dibuat)
Kontrol tegangan :
W = 1/6 t h2 = 1/6 (1,5) (10)2 = 25 cm3
< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)
ytb =13,43 kg/cm2 < 0,58. = 928 kg/m2 ...….........(Aman)
Gaya yang bekerja pada baut
arah vertikal
arah horizontal
Kontrol kekuatan baut :
Terhadap geser
= 0,6 → PPBBI 1983
Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran
= ¼ x 1,582 x 1 x 0,6 x 1600
Pgsr = 1882,241 kg > R = 628,83 kg ......................(Aman)
Terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat
= 1,58 x1,5 x 1,2 x 1600
Ptu = 4550,4 kg > R = 628,83 kg ………………(Aman)
Jadi ukuran plat kopel b = 26,5 cm, h = 10 cm, t = 15 cm cukup aman untuk
digunakan.
4.2.2 Perhitungan Batang tarik
a . Batang B1, B2, B3, dan B4
Gaya design P = 1459,95 kg (tarik)
Lk = 300 m = 300 cm
baja = 1600 kg/cm2
cm
Dipilih profil 30.30.3
F = 4,30 cm2
iη = 0,87cm
e = 1,28 cm
Iη = 0,87 cm4
Ix = Iy = 7,83 cm4
w = 3,18 cm
ix = iy = 1,35 cm
Kontrol
.....................................(aman)
.....................................(aman)
.......(aman)
Tidak memerlukan plat kopel.
b . Batang V1 dan V3
Gaya design P = 279 kg (tarik)
Lk = 173 m =173 cm
baja = 1600 kg/cm2
cm
Dipilih profil 25.25.4
F = 1,85 cm2
iη = 0,47 cm
e = 0,76 cm
Iη = 0,40 cm4
Ix = Iy = 1,01cm4
w = 1,77 cm
ix = iy = 0,74 cm
Kontrol:
...........................................(aman)
.....................................(aman)
..........(aman)
Tidak memerlukan plat kopel.
c. Batang V2
Gaya design Pmaks = 733,1 kg (tarik)
Lk = 346 m = 346 cm
baja = 1600 kg/cm2
cm
Dipilih profil 40.40.4
F = 4,80 cm2
iη = 0,98 cm
e = 1,40 cm
Iη = 4,59 cm4
Ix = Iy = 11,0 cm4
w = 3,54 cm
ix = iy = 1,51 cm
Kontrol
.....................................(aman)
......................................(aman)
.........(aman)
Tidak memerlukan plat kopel.
Tabel 4.1 Daftar Profil yang digunakan pada Kuda-kuda
Batang Profil(mm)
Berat Profil(kg/m)
Panjang Batang
(m)
Faktor Reduksi
Berat Batang(kg)
BautKopel
(1) (2) (3) (4) (5) (3) x (4) x (5) (7)
A1 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''
A2 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''
A3 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''
A4 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''
B1 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -
B2 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -
B3 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -
B4 ┘└ 30 . 30 . 3 1,36 1,75 0,9 2,142 -
V1 ┘└ 20 . 20 . 3 0,88 1,18 0,9 0,935 -
V2 ┘└ 40 . 40 . 4 2,42 2,36 0,9 5,140 -
V3 ┘└ 20 . 20 . 3 0,88 1,18 0,9 0,935 -
D1 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''
D2 ┘└ 80. 80 . 8 9,66 2,11 0,9 18,344 4 baut 5/8''
JUMLAH 125,643 24 baut 5/8''
Karena profil kuda-kuda baja berupa profil ganda,maka :
Berat total = 2 x 493,70
= 987,4 kg
Kebutuhan total rangka baja = berat total + 25% berat total
= 987,4 +25/100x 987,4
= 1234,25 kg
BAB V
ZETTING
5.1 Perhitungan zetting
Zetting (penurunan) yang terjadi pada konstruksi kuda-kuda akibat
pembebanan dapat dihitung dengan rumus :
dimana :
fs = Penurunan yang terjadi (cm)
S = Gaya batang akibat beban luar (kg)
L = Panjang masing-masing batang (cm)
U = Gaya akibat beban 1 satuan
F = Luas penampang profil (cm2)
E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)
Penurunan maksimum yang diizinkan dihitung dengan rumus :
(PPBBI, 1983)
dimana :
L = panjang bentang kuda-kuda
Dalam perhitungan zetting, digunakan metode cremona untuk mendapatkan gaya
batang akibat beban 1 satuan yang berada di tengah-tengah konstruksi,
= 6,67 cm
Tabel 5.1 Perhitungan Zetting
BATANG
PANJANG (L) GAYA (S) SATUAN (U)
LUAS E fs
(cm) (kg) (cm2) (kg/cm2) (cm)-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7B1 190 1724,717 0,742 12,300 2100000 0,00942
B2 190 1724,717 0,742 12,300 2100000 0,00942
B3 190 1489,995 0,742 12,300 2100000 0,00813
B4 190 1489,995 0,742 12,300 2100000 0,00813
A1 229 -1755,790 -0,895 1,740 2100000 0,09846
A2 229 -1184,845 -0,895 1,740 2100000 0,06644
A3 229 -1184,845 -0,895 1,740 2100000 0,06644
A4 229 -1755,790 -0,895 1,740 2100000 0,09846
V1 128 257,000 0,000 12,300 2100000 0,00000
V2 256 895,000 1,000 12,300 2100000 0,00887
V3 128 257,000 0,000 1,120 2100000 0,00000
D1 229 -570,945 0,000 3,080 2100000 0,00000
D2 229 -570,945 0,000 1,120 2100000 0,00000Jumlah 0,37378
Dari perhitungan diatas,
fs = 0,2012cm < fmax = 6,67 cm............(aman)
BAB VI
PERHITUNGAN SAMBUNGAN
Alat sambung yang digunakan adalah baut, Berdasarkan ketentuan PPBBI
1983 , untuk alat sambung baut, berlaku :
Tegangan geser yang diizinkan :
=0,6
Tegangan tarik yang diizinkan :
= 0,7
Tegangan tumpu yang diizinkan :
= 1,5σ ( untuk S1 ≥ 2d )
= 1,2σ ( untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d )
dimana :
S1 = Jarak dari sumbu baut yang paling luar ke tepi bagian yang
disambung
σbaut = 1600 kg/cm2
σplat = 1600 kg/cm2
Kekuatan baut dengan diameter 5/8" (1,58 cm)
a. Kekuatan baut terhadap geser
Pgsr = Fgsr . τ
= n (1/4 π d2) . 0,6
= 1 x 1/4 π (1,59)2 x 0,6 x 1600
= 1882,24 kg
b. Kekuatan baut terhadap tumpuan
a. t = 0,5 cm
Ptu = Ftu . σtu
= t . d . 1,2σ
= 0,5 x 1,58 x 1,2 x 1600
= 1516,8 kg
Pgsr > Ptu, maka perhitungan jumlah baut didasarkan pada harga Ptu dengan rumus :
n =
dimana:
n = jumlah baut
P = Beban / gaya yang bekerja
Ptu = Kekuatan baut terhadap geser
6.1 Perhitungan Titik Buhul
6.1.1 Titik buhul A = B
Tebal plat direncanakan = 0,5cm
Batang A1 (Tekan)
n = = 0,92 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang B1 (Tarik)
n = = 0,96 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
6.1.2 Titik Buhul C = E (tidak ngerti dekna)
Tebal plat direncanakan = 0,6 cm
Batang B1 (Tarik)
PB1 tr = PB2 tr = 1742,72 kg
n = = 0,951 2 baut Ø 5/8" = 1,59 cm
Batang B2 (Tarik)
PB2 tr = 1742,720 kg
n = = 0,951 2 baut Ø 5/8" = 1,59 cm
Batang V1 (Tarik)
PV1 tr = 257 kg
n = = 0,140 2 baut Ø 5/8" = 1,59 cm
6.1.3 Titik Buhul D( tidak ngerti jga dekna)
Tebal plat direncanakan = 0,5 cm
Batang B2 (Tarik)
n =
= 0,96 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang B3 (Tarik)
n =
= 0,79 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang V2 (Tarik)
n =
= 0,48 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang D1 (Tekan)
n = = 0,39 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang D2 (Tekan)
n = = 0,39 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
6.1.4 Titik Buhul F = H
Tebal plat direncanakan = 0,5 cm
Batang A1 (Tekan)
n = = 0,92 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang A2 (Tekan)
n = = 0,61 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang D1 (Tekan)
n = = 0,39 2baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang V1(Tarik)
8,151699,590
n = = 0,18 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
6.1.5 Titik Buhul G
Tebal plat direncanakan = 0,5 cm
Batang A2 (Tekan)
n = = 0,61 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang A3 (Tekan)
n = = 0,61 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Batang V2 (Tarik)
n = = 0,48 2 baut Ø 5/8" = 1,58 cm
Tabel 6.1 Jumlah baut yang digunakan
Titik Buhul BatangBaut yang
digunakan
AA1 2 5/8 "
B1 2 5/8 "
BA4 2 5/8 "
B4 2 5/8 "
CB1 dan B2 4 5/8 "
V1 2 5/8 "
D
B2 dan B3 4 5/8 "
D1 2 5/8 "
D2 2 5/8 "
V2 2 5/8 "
EB3 dan B4 4 5/8 "
V3 2 5/8 "
F
A1 dan A2 4 5/8 "
D1 2 5/8 "
V1 2 5/8 "
G
A2 2 5/8 "
A3 2 5/8 "
V2 2 5/8 "
H A3 dan A4 4 5/8 "
D2 2 5/8 "
V3 2 5/8 "
BAB VII
PERHITUNGAN KUBIKASI
Tabel 7.1 Kubikasi Baja
Batang Profil(mm)
Luas(m2)
Panjang Batang(m)
Kubikasi(m3)
(1) (2) (3) (4) (7)A1 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282
A2 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282
A3 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282
A4 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282
B1 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059
B2 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059
B3 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059
B4 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,90 0,00059
V1 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,28 0,00039
V2 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 2,56 0,00079
V3 ┘└ 40 . 40 . 4 0,000308 1,28 0,00039
D1 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282
D2 ┘└ 80. 80 . 8 0,00123 2,29 0,00282
Jumlah 0,02082
volume profil untuk satu rangka kuda-kuda = 0,0697 m3 x 2
= 0,1394 m3
Volume profil untuk penyambungan dan pemotongan
= 25 % x 0,01394
= 0,03485 m3
Volume total profil = 0,1394 + 0,03485
= 0,17425 m3