Perancangan Atap

PERANCANGAN BANGUNAN GEDUNG

1

Muhammad Aprilia Devino – 2411121007

Print Gratczia Antadika – 2411121041

BAB III

PERENCANAAN RANGKA ATAP

3.1 Perancangan Gording

3.1.1 Data Struktur

- Jarak antar kuda-kuda = 5,8 m

- Lebar Kuda-kuda = 13,35 m

- Berat penutup = 50 kg/m2

- Jarak antar gording = 1,3 m

- Kemiringan Atap = 30o

- Mutu Bahan = BJ 55

- Fu = 550 MPa

- Fy = 410 MPa

Gunakan Gording Profil C 150.50.20.3,2

Berdasarkan tabel profil baja, didapat data sebagai berikut :

q = 6,76 kg/m

Ix = 280 x 104 mm

4

Iy = 28,3 x 104 mm

4

Zx = 37,4 x 103 mm

3

Zy = 8,19 x 103 mm

3

3.1.2 Perhitungan Pembebanan

- Beban Mati (DL)

a. Berat Penutup atap genteng pelentong = × = , × = / b. Berat Sendiri Gording = , / ∴ �� = + , = , /

- Beban Hidup (LL)

Beban hidup terpusat diperhitungkan sebesar P = 100 kg

- Beban Angin (WIND)

Besar beban tekanan angin diperhitungkan sebesar 40 kg/m2

a. Angin Tekan = , ∝ − , = , − , = ,

= . × × = , × , ×


2



= , /

b. Angin Hisap ℎ = − , ℎ = . ℎ × × ℎ = − , × , × ℎ = − , /

- Beban Hujan (RAIN) ℎ � ℎ = − , ∝ ℎ � ℎ = − , ℎ � ℎ = /

Beban air hujan pada gording = × = , × = , /

3.1.3 Penyelesaian Pembebanan

Menghitung momen yang bekerja pada gording. Dengan asumsi trakstang tidak ada.

a. Momen Akibat Beban Mati (DL)

qy

qx

q = , / = cos ∝ = , cos = , / = sin ∝ = , sin = , / = × , × , = , . = × , × , = , .

b. Momen Akibat Beban Hidup (LL)

qy

qx

q

Py

Px


3



= = cos ∝ = cos = , = sin ∝ = sin = = × , × , = , . = × × , = , .

c. Beban Angin (WIND)

Hanya angin tekan yang diperhitungkan, Wtekan = 10,4 kg/m

� �� = × , × , � �� = , .

d. Beban Hujan (RAIN)

qy

qx

q = , / = cos ∝ = , cos = , / = sin ∝ = , sin = , /

�� = × , × , �� = , .

�� = × , × , �� = , .


4



3.1.4 Kombinasi Pembebanan

No. Kombinasi Arah x

(kg.m)

Arah y

(kg.m)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

1,4 DL

1,2 DL + 0,5 LL

1,2 DL + 0,5 RAIN

1,2 DL + 1,6 LL

1,2 DL + 1,6 RAIN

1,2 DL + 1,6 LL + 0,8 WIND

1,2 DL + 1,6 RAIN + 0,8 WIND

1,2 DL + 1,3 WIND + 0,5 LL

1,2 DL + 1,3 WIND + 0,5 RAIN

365,85

376,37

351,45

514,50

434,75

549,48

469,74

433,22

408,30

52,81

63,39

50,73

103,27

62,75

138,25

97,74

120,24

107,59

3.1.5 Perhitungan Kapasitas Penampang

Jadi, momen yang menentukan adalah :

Mux = 549,48 kg.m = 549,48 x 104 N.mm

Muy = 138,25 kg.m = 138,25 x 104 N.mm

Perhitungan kapasitas penampang : � = × � = , . × � = , . . � = × � = , . × � = , . .

Cek kekuatan kapasitas penampang : ∅ � + ∅ � ≤ , ., × , . + , ., × , . ≤ , < ⋯ ! 3.2 Perancangan Rangka Atap

3.2.1 Data Struktur

- Jarak antar kuda-kuda = 5,8 m

- Lebar Kuda-kuda = 13,35 m

- Berat penutup = 50 kg/m2

- Jarak antar gording = 1,3 m

- Kemiringan Atap = 30o

- Mutu Bahan = BJ 41

- Fu = 410 MPa

- Fy = 250 MPa

3.2.2 Perhitungan Pembebanan


5



a. Beban Mati (DL)

Beban penutup atap genteng pelentong = 50 kg/m2

Beban plafond = 18 kg/m2

- Berat penutup atap genteng pelentong = × × = , × , × =

- Berat sendiri gording = − × = , × , = , ∴ �� = + , = ,

- Berat plafond �� = × × = , × , × = ,

b. Beban Hidup (LL)

Beban hidupterpusat diperhitungkan sebesar 100 kg

c. Beban Angin (WIND)

Besar beban tekanan angin diperhitungkan sebesar 40 kg/m2

- Angin Tekan = , ∝ − , = , − , = , = × × × = , × , × , × = ,

- Angin Hisap ℎ = − , ℎ = × × × ℎ = − , × , × , × ℎ = − ,

d. Beban Hujan (RAIN) ℎ � ℎ = − , ∝ ℎ � ℎ = − , ℎ � ℎ = /

Beban air hujan pada gording = × × = , × , × = ,


6



Gambar 3.1 Beban Mati (SDL)

Gambar 3.2 Beban Hidup (LL)

Gambar 3.3 Beban Angin Kiri (WIND L)


7



Gambar 3.4 Beban Angin Kanan (WIND R)

Gambar 3.5 Beban Hujan (RAIN)

3.2.3 Kombinasi Pembebanan

a. 1,4 DL

b. 1,2 DL + 0,5 LL

c. 1,2 DL + 0,5 RAIN

d. 1,2 DL + 1,6 LL + 0,8 WIND L

e. 1,2 DL + 1,6 RAIN + 0,8 WIND L

f. 1,2 DL + 1,6 LL + 0,8 WIND R

g. 1,2 DL + 1,6 RAIN + 0,8 WIND R

h. 1,2 DL + 1,3 WIND L + 0,5 LL

i. 1,2 DL + 1,3 WIND L + 0,5 RAIN

j. 1,2 DL + 1,3 WIND R + 0,5 LL

k. 1,2 DL + 1,3 WIND R + 0,5 RAIN

3.2.4 Data Gaya Dalam Batang

Gaya dalam batang didapat dari perhitungan dengan menggunakan software SAP 2000 v14,

disajikan kedalam tabel berikut :


8



No. Nama

Batang

Gaya Batang (N) Desain

Profil BJ 55

Panjang

(mm) Ratio

Tekan Tarik

I. Batang Horizontal

1 164037,80 2L 50.50.5 2225 0,514

2 163973,68 2L 50.50.5 2225 0,395

3 134024,29 2L 50.50.5 2225 0,291

4 128548,18 2L 50.50.5 2225 0,101

5 152984,49 2L 50.50.5 2225 0,128

6 153033,48 2L 50.50.5 2225 0,201

II. Batang Vertikal

7 3758,90 2L 30.30.3 1280 0,056

8 20258,65 2L 80.80.8 2570 0,058

9 64190,97 2L 80.80.8 3850 0,085

10 20261,72 2L 80.80.8 2570 0,053

11 3758,90 2L 30.30.3 1280 0,067

III. Batang Diagonal Luar

12 135250,60 2L 60.60.6 2566,9 0,814

13 113137,85 2L 60.60.6 2571,9 0,688

14 87935,62 2L 60.60.6 2566,9 0,601

15 86642,72 2L 60.60.6 2566,9 0,477

16 114207,28 2L 60.60.6 2571,9 0,584

17 142055,64 2L 60.60.6 2566,9 0,686

IV. Batang Diagonal Dalam

17 18858,02 2L 60.60.6 2566,9 0,090

18 24119,03 2L 60.60.6 3399,3 0,369

19 25069,76 2L 60.60.6 3399,3 0,346

20 19601,09 2L 60.60.6 2566,9 0,093

Gambar 3.6 Diagram Gaya Dalam


9



Gambar 3.7 Rasio

3.3 Perhitungan Batang Tekan

3.3.1 Data Profil

Profil 2L 60.60.6 (Batang nomer 14)

P = 87935,62 N

Ix = Iy = 228000 mm4

rx = ry = 18,2 mm

rξ = 22,9 mm

rη = 11,7 mm

A = 691 mm2

e = 16,9 mm

Mutu Baja BJ 41

fu = 410 MPa

fy = 250 MPa

E = 200000 MPa

Periksa kelangsingan penampang : = =

√ = √ = ,

= < √ = , → !

3.3.2 Perhitungan Kelangsingan Penampang

a. Penampang menekuk terhadap sumbu x

- Perhitungan Inersia (Ix)

ay = 0 , karena berhimpit = + . = + . =

- Jari-jari Inersia (rx)


10



= √

= √ . = , mm

- Kela gsi ga (λx) � = . � = , ., � = ,

b. Penampang menekuk terhadap sumbu y

Seluruh Penampang

- Perhitungan Inersia (Iy)

ax = e + 10/2 = 16,9 + 5 = 21,9 mm = + . = + . , = ,

- Jari-jari Inersia (ry) = √

= √ , . = ,

- Kela gsi ga (λy) � = . � = , ., � = ,

Satu Penampang

- Kelangsingan (λy1)

Asumsikan dipasang 1 pelat kopel, maka L1 = 2566,9 / 2 = 1283,45 m λ = η

λ = , ., λ = ,

- Kela gsi ga su bu bebas baha (λyi) λ � = √λ + . λ


11



λ � = √ , + . , λ � = ,

c. Kelangsingan Kritis

Dilihat dari kelangsingan paling besar, maka kelangsingan kritis terjadi pada sumbu bebas

bahan.

λ = λ �� √

λ = ,� √ λ = ,

λc ≥ , , aka : � = , λ � = , . , � = ,

d. Kuat Tekan Rencana (Nu)

� = �� = . ., = , = ∅ � = , . , = , � = = , , = , < ⋯ ! 3.4 Perhitungan Batang Tarik

3.4.1 Data Profil

Profil 2L 80.80.8 (Batang nomer 10)

P = 20261,72 N

Ix = Iy = 723000 mm4

rx = ry = 24,2 mm

rξ = 30,6 mm

rη = 15,5 mm

A = 1230 mm2

e = 22,6 mm

Mutu Baja BJ 41

fu = 410 MPa

fy = 250 MPa

E = 200000 MPa

3.4.2 Kuat Tarik Rencana (Nu)

a. Batas Leleh (bruto) = ∅ . . �


12



= , . . =

b. Batas Keruntuhan (netto) = ∅ . .

Dimana : = � = � − . + . = � = − . + . = � = = , . . =

Gunakan nilai kuat tarik dari batas leleh, maka : � = = , = , < ⋯ !

3.5 Perancangan Sambungan

3.5.1 Data Profi

- Diameter baut db = 18 mm

- Diameter lubang baut dh = 20 mm

- Tebal pelat buhul tp = 10 mm

- Luas baut Ab = 254,47 mm2

3.5.2 Kuat Geser Rencana � = ∅ . . . � = , . , . . , � = , � = . , � = . , � = ,

3.5.3 Kuat Tumpu Rencana � = , . ∅ . ℎ . � . � = , . , . . . � =

3.5.4 Perhitungan Jumlah Baut

Diambil nilai terkecil dari Vd dan Rd, sehingga Nst = 62599,62 N

1

7

2


13



a. Batang no.1

P = 164037,80 N = ,, = , ≈ ℎ

b. Batang no.2

P = 163973,68 N = ,, = , ≈ ℎ

c. Batang no.7

P = 3758,90 N = ,, = , ≈ ℎ

3.5.5 Jarak Baut

a. Jarak antar baut

S ≥ db = 3 . 18 = 46 mm

db < S < 15 tp = 46 < S < 150

Diambil S = 50 mm

b. Jarak baut dengan ujung pelat

1,25 db < S1 < 12 tp = 22,5 < S1 < 120

Diambil S1 = 25 mm

3.6 Perancangan Pelat Dasar

3.6.1 Data Perencanaan

- Mutu Baja tumpuan BJ 50

- fy = 290 MPa

- fc’ = 25 MPa

- e = 16,9 mm

- Tebal penampang yang menumpu 10 mm

- Reaksi Perletakan

Berdasarkan perhitungan SAP 2000 v14, dengan envelope didapat :

Sendi = 94513,40 N

Roll = 94115,08 N

3.6.2 Perhitungan

a. Beban reaksi perletakan rencana = �∅ ′ . � = ,, . . = , /

b. Menentukan tegangan tumpu Fp dan tegangan lentur izin Fb � = , ′ = , . = ,


14



� = , = , . = ,

c. Menentukan dimensi pelat dasar = �� = ,, = , = = ,, = , ≈

Gunakan dimensi plat dasar sebesar 200 mm

� = � . = , . , = , = − = − ( , + ) = ,

� = . √ � = . , √ , = , ≈

Gunakan tebal plat dasar sebesar 10 mm, sehingga ukuran plat dasar 200.200.10

3.7 Perancangan Angkur

3.7.1 Data Perencanaan

- Mutu Baja tumpuan BJ 41

- fu = 410 MPa

- fy = 250 MPa

- Baut angkur ø 18 mm

- Reaksi Perletakan

Berdasarkan perhitungan SAP 2000 v14, dengan envelope didapat :

Sendi = 19485,54 N

Roll = 0 N

3.7.2 Perhitungan

a. Luas baut = � = � = ,

b. Kuat geser � = ∅ . . . � = , . , . . , � = ,

c. Jumlah angkur yang dibutuhkan = � = ,, = , ℎ

Karena standar pemasangan angkur pada perletakan adalah minimal 4 buah, maka

gunakan angkur 4 ø 18 mm.


15



d. Panjang angkur = , . = , . . =

Maka, pada angkur 4 ø 18 mm gunakan panjang 270 mm.

Documents

Perancangan Atap