BAB 5 DESAIN DAN ANALISIS SAMBUNGAN - · PDF fileGambar 5.1 Lokasi joint sambungan baja ringan ... SI-40Z1 TUGAS AKHIR Sandi ... Kuat tarik desain sekrup disyaratkan sebesar 1,25 x

Sandi Nurjaman ( 15003093 ) 5 - 1 Delta R Putra ( 15003124 )

BAB 5

DESAIN DAN ANALISIS SAMBUNGAN

Bab ini akan membahas kapasitas sambungan rangka baja ringan terhadap gaya-gaya

dalam yang merupakan hasil analisis struktur rangka baja ringan pada pemodelan bab

sebelumnya.

5.1 DESAIN SAMBUNGAN RANGKA ATAP

Gambar 5.1 menjelaskan lokasi joint-joint yang akan dianalisis. Joint-joint tersebut dipilih

untuk mewakili lokasi-lokasi lain yang sejenis.

Gambar 5.1 Lokasi joint sambungan baja ringan yang akan dianalisis

5.1.1 Sambungan pada Joint 1

Pada joint 1, terdapat hubungan sambungan antara batang tekan A1 dengan batang tarik

B1. Bentuk hubungan sambungan tersebut diilustrasikan dalam gambar berikut :

1

2

3

4

5

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Gambar 5.2 Sambungan pada joint 1

Contoh desain sambungan diberikan pada gambar 5.3

Gambar 5.3 Contoh sambungan pada bagian heel

Desain Sambungan Sekrup

1. Kapasitas Geser

Batang Tekan A1

Pelubangan dengan sekrup

t2 / t1 = 1,0 ≤ 1,0

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


• ( ) 373,16399550*3,6*22,4 3 ==bV N

• 18711550*3,6*2*7,2 ==bV N

• 18711550*3,6*2*7,2 ==bV N

Yang menentukan adalah kondisi tilting, maka Vb = 16399.373 N

φ Vb = 0,5*16399.373 = 8199,69 N

Kapasitas geser desain sekrup disyaratkan sebesar 1,25*8199,69 = 10249,61 N

Kuat geser self-drilling screw no.14 tipe CSD = 0,6*18900 N

= 11340 N≤ 10249,61 N OK!

Jumlah sekrup yang dibutuhkan

ns = b

u

VPφ

ns = 578,461,10249

49041≈= sekrup

cek kapasitas geser sekrup

5 * 10249,61 N ≥ 49640,6 N

51248,05 N ≥ 49640,6 N OK!

Batang Tarik B1


t2 / t1 = 1,0 ≤ 1,0

• ( ) 373,16399550*3,6*22,4 3 ==bV N

• 18711550*3,6*2*7,2 ==bV N

• 18711550*3,6*2*7,2 ==bV N

Yang menentukan adalah kondisi tilting, maka Vb = 16399.373 N

φ Vb = 0,5*16399.373 = 8199,69 N

Kapasitas geser desain sekrup disyaratkan sebesar 1,25*8199,69 = 10249,61 N

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Kuat geser 1 self-drilling screw no.14 = 11340 N ≥ 10249,61 N OK!


ns = b

u

VPφ

ns = 4006,361,1024968,30809

≈= sekrup

Jumlah sekrup yang diperlukan pada joint 1 sebanyak 5 buah sekrup no.14. tipe

CSD

Cek Kapasitas Sambungan

Ns * 10249,61 N > 49041 N

5 * 10249,61 N > 49041 N

51248,04 N > 49041 N

2. Kapasitas tarik sekrup

Batang Tekan A1

a. Pull Out

Nou = 0,85*2*6,3*550 = 5890,5 N

b. Pull Over

Nov = 1,5*2*12,7*550 = 10477,5 N

Pull Out lebih menentukan sehingga Nt = 5890,5 N

φ = 0,5 φ Nt = 0,5 * 5890,5 N = 2945 N

Kuat tarik desain sekrup disyaratkan sebesar 1,25 x 2945 = 3681,25 N

Batang Tarik B1

a. Pull Out

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Nou = 0,85*2*6,3*550 = 5890,5 N

b. Pull Over

Nov = 1,5*2*12,7*550 = 10477,5 N


φ = 0,5 φ Nt = 0,5 * 5890,5 N = 2945 N

Kuat tarik desain sekrup disyaratkan sebesar 1,25 x 2945 = 3681,25 N

3. Kapasitas Tarik elemen pada bagian sambungan

Batang Tarik B1

Nu = 30809,68 N

L = 1278 mm

065.03,944165

68,30809==fr 065.0=fr

26455026455025

3,6065.0*5,2065,00,1 ×≤×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

+−=tN

264550264*550*975,0 ×≤=tN

48,141693=tN N

96,9210048,141693*65,0* ==tN N ≥ Nu = 30809,68 N OK!

4. Persyaratan jarak pemasangan sekrup

a. Jarak antar sekrup (ctc)

• Jarak antar pusat sekrup didesain seragam sebesar 25 mm > 3d (18,9 mm)

OK!

b. Jarak pusat sekrup dengan tepi elemen (tranversal)

• Jarak pusat sekrup dengan tepi elemen didesain paling pendek

adalah 12 mm > 1,5d (9,45 mm)


Detail pemasangan sekrup pada joint 1 digambarkan sebagai berikut :

Gambar 5.4 Detail pemasangan sekrup pada joint 1



Pada joint 2, terdapat hubungan sambungan antara batang tekan A9, batang tekan A10,

batang web C16, dan batang web C17. Bentuk hubungan sambungan tersebut diilustrasikan

dalam gambar berikut :


Untuk mengondisikan agar titik kumpul gaya aksial bertemu pada satu titik, gusset plate

dipakai pada joint 2. Sambungan di atas berbentuk simetris sehingga analisis akan

dilakukan pada salah satu sisi sambungan. Sambungan yang akan dianalisis adalah

sambungan antara batang tekan A9 dengan web C16 atau sambungan batang tekan A10

dengan web C17. Gaya dalam maksimum yang terjadi antara kedua sisi sambungan tidak

jauh berbeda. Pada batang tekan A9 dan A10 diperoleh gaya tekan sebesar 28841,2 N dan

28803,4 N. Sedangkan pada web C16 dan C17 diperoleh gaya dalam maksimum sebesar

9061,9 N dan 9024,3 N. Nilai gaya dalam yang dipakai dalam analisis kapasitas

sambungan adalah gaya dalam yang lebih besar. Sisi sambungan yang akan didesain adalah

joint pada batang tekan A10 dengan web C17.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


1. Kapasitas Geser

Pada saat mendesain sambungan sekrup pada joint ini nilai t2 (ketebalan gusset

plate) belum ditentukan. Joint 2 didesain sedemikian rupa sehingga kapasitas geser

ditentukan oleh bearing pada profil paling atas (C17 t1=0,8 mm)

Batang Tekan A10


t2 / t1 > 1 (asumsi) dengan demikian kondisi tilting tidak menentukan

Kapasitas geser ditentukan oleh bearing pada batang tekan A10.

• 8,14968550*3,6*6,1*7,2 ==bV N

φ Vb = 0,5*14968,8 = 7484,4 N

Kekuatan geser sekrup disyaratkan sebesar 1,25*7484,4 = 9355,5 N

Kuat geser self-drilling screw no.14 = 11340 N ≥ 9355,5 N OK!


ns = b

u

VPφ

ns = 4083,35,9355

28841,2≈= sekrup

Cek kapasitas sambungan

4 * 9355,5 N ≥ 28841,2 N

37422 N ≥ 28841,2 N OK!

Joint batang tekan A10 dan A9 dengan gusset plate memerlukan 4 buah sekrup no 14 tipe

CSD.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Web C17


t2 / t1 > 2,5 mode kegagalan sambungan didesain sedemikian rupa sehingga

kapasitas bearing pada web 17 yang menentukan.

• 4,7484550*3,6*8,0*7,2 ==bV N

φ Vb = 0,5*7484,4 = 3742,2 N

Kekuatan geser sekrup disyaratkan sebesar 1,25*3742,2 = 4677,75 N

Kuat geser self-drilling screw no.14 tipe CSD = 11340 N ≥ 4677,75 N OK!


ns = b

u

VPφ

ns = 286,175,46773,8869

≈= sekrup

Cek kapasitas geser sekrup

2 * 4677,75 N ≥ 9061,9 N

9355,5 N ≥ 9061,9 N OK!

Joint batang tekan Web C16 dan Web C17 dengan gusset plate memerlukan 2 buah sekrup

no 14 tipe CSD.

2. Kapasitas Tarik Sekrup

Batang Tekan A10

a. Pull Out

Nou = 0,85*2*6,3*550 = 5890,5 N

b. Pull Over

Nov = 1,5*2*12,7*550 = 20955 N

SI-40Z1 TUGAS AKHIR



φ = 0,5 φ Nt = 0,5 * 5890,5 N = 2945,25 N

Kuat tarik sekrup disyaratkan sebesar 1,25 x 2945,25 = 3681,56 N

Web C17

a. Pull Out

Nou = 0,85*0,8*6,3*550 = 2356,2 N

b. Pull Over

Nov = 1,5*0,8*12,7*550 = 8382 N


φ = 0,5 φ Nt = 0,5 * 2356,2 N = 1178,1 N


3. Kapasitas tarik pelat pada sambungan

Web C17

Nu = 9061,9 N (tarik)

L = 2216 mm

154,028,293262

9061,9==fr

82550825500,35

80,4151,0*5,2151,00,1 ×≤×⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×+−=tN

8255082*550*92,0 ×≤=tN

82,41561=tN N

05,2701582,41561*65,0* ==tN N ≥ Nu = 9061,9 N (OK!)


(a) (b)

Gambar 5.6 (a) Detail pemasangan sekrup pada joint 2 (b) Area whitmore pada joint 2

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Desain Gusset Plate pada Joint 2

a. Kapasitas leleh area Whitmore gusset plate dan Fraktur pada net area

1. Batang tekan A9 dan A10 (28841,2 N tekan)

• Kondisi tekan

Lgw = 2x20 tan 30o + 25 + 6,3 = 54,4 mm (gambar 5.6 (b))

un NTt ≥φ

0,85 * Lgw * tg * 345 > 28841,2 N(tekan)

0,85 * 54,4 * tg * 345 > 28841,2 N

tg > 1,807 mm ∼ 1,9 mm

• Fraktur

un NTt ≥φ

0,75 * Lgw – 2x6,3 * tg * 345 > 28841,2 N(tekan)

0,75 * 41,8 * tg * 414 > 28841,2 N

tg > 2,22 mm ∼ 2,3 mm

2. Web C16 dan C17 9061,9 N (tarik)

Lgw = 2x20 tan30o + 6,3 = 29,4 (gambar 5.6 (b))

• Kondisi tarik

un NTt ≥φ

0,9 * Lgw * tg * 345 > 9061,9 N (tarik)

0,9 * 29,4 * tg * 345 > 9061,9 N

tg > 0,99 mm ∼ 1 mm

• Kondisi tekan

un NTt ≥φ

0,85 * Lgw * tg * 345 > 9061,9 N (tekan)

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


0,85 * 29,4 * tg * 345 > 9061,9 N

tg > 1,05 mm ∼ 1,1 mm

• Fraktur

un NTt ≥φ

0,75 * 29,4 – 6.3 * tg * 414 > 9061,9 N (tarik)

0,75 * 23,1 * tg * 414 > 9061,9 N

tg > 1,26 mm ∼ 1,3 mm

Dari perhitungan kapasitas leleh dan fraktur pada net area Whitmore pada gusset plate,

diperoleh ketebalan gusset plate yang diperlukan sebesar 2,3 mm.

b. Buckling pada gusset plate

Penghitungan ketebalan gusset plate berdasarkan kegagalan tekuk

1. Batang tekan A9 dan A10 disambung berhimpitan. Gaya aksial disalurkan tidak

melalui gusset plate (Jarak kolom buckle gusset plate =0 mm). Kegagalan tekuk

ditentukan oleh kapasitas tekan profil A9 dan A10.

2. Web C16 dan Web C17 (jarak ke titik pusat gaya ke ujung elemen C9 = C8 =

72,6 mm). Asumsi yang diambil, gaya tekan yang dialami = 9061,9 N

Pcr = gwArKL

E)/( 2

2π

dengan,

K = 1,2

L = 72,6 mm

t = 2,3 mm

A = 25,4 x 2,3 = 58,42 mm2

I = 1/12 x 25,4 x 2,33 = 25,72 mm4

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


r = 66,042,5872,25 ==

gwAI

Pcr = 42,58.)66,0/6,72.2,1(

200000.14,32

2

= 6611,54 N < 9061,9 N Not OK!

Ketebalan gussetplate ditingkatkan menjadi 2,6 mm

t = 2,6 mm

A = 25,4 x 2,6 = 66,04 mm2

I = 1/12 x 25,4 x 2,63 = 37,2 mm4

r = 75,004,662,37 ==

gwAI

Pcr = 04,66.)75,0/6,72.2,1(

200000.14,32

2

= 9651,24 N > 9061,9 N OK!

Setelah ketebalan gusset plate ditingkatkan menjadi 2,6 mm, ketebalan tersebut

memenuhi persyaratan minimal berdasarkan mode kegagalan tekuk pada gusset

plate.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Gambar 5.7 dimensi kolom buckle gusset plate pada joint 2

c. Buckling pada bagian tepi gusset plate

Pada joint 2 tidak terdapat tepi bebas. Oleh karena itu, ketebalan gusset plate sebesar

2,6 mm memiliki kapasitas yang cukup untuk menyambung keempat elemen tersebut.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR



Pada joint 3, terdapat hubungan sambungan antara batang tekan A5, batang tekan A6, batang

web C8, batang web C9, dan batang horizontal D1. Bentuk desain awal sambungan tersebut

diilustrasikan dalam gambar berikut :

Gambar 5.8 Desain awal joint 3

Batang A5, Batang C8, dan C9 disusun sedemikian rupa sehingga menjadi sambungan dengan

irisan ganda.

1. Kapasitas Geser

Sekrup dipasang dengan kepala sekrup memiliki kontak dengan batang C8 dan penetrasi

terakhir pada batang tekan A5. Dengan demikian, ketebalan batang C8 dianggap sebagai

t1 dan ketebalan batang tekan A5 sebagai t2. Profil Batang C9 merupakan profil batang C8

yang ditumpuk dan memiliki gaya dalam maksimum sebesar 5274,4 N (tarik) untuk

batang C8 dan 2839,58 N (tekan) untuk batang C9. Batang tekan A5 (profil 2-74x33Z10)

gaya dalam maksimum 49743,4 N (tekan).

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Batang tekan A5, Web C8, dan Web C9

t2 / t1 ≥ 2,5 (mode kegagalan bearing yang menentukan)

• ( ) 37,16399550*3,6*22,4 3 ==bV N (tilting)

• 4,7484550*3,6*8,0*7,2 ==bV N (bearing 1 – batang C8)

• 8,14968550*3,6*6,1*7,2 ==bV N (bearing 1 – batang C9)

• 18711550*3,6*2*7,25 ==AbV N (bearing 2)

Kondisi bearing 1 yang menentukan sehingga Vb = 4,7484 N

φ Vb = 0,5* 4,7484 = 3742,2 N

Kapasitas geser desain sekrup disyaratkan sebesar 1,25 * 3742,2 = 4677,75 N

Kuat geser self-drilling screw no.14 tipe CSD = 0,6*18900 = 11340 N ≥ 4677,75 N OK!


a. Gaya dalam pada web C8

ns = b

u

VPφ

ns = 213,175,46774,5274

≈= sekrup

b. Gaya dalam pada web C9

ns = b

u

VPφ

ns = 2607,075,467758,2839

≈= sekrup

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


c. Gaya dalam pada batang tekan A5

ns = b

u

VPφ

,

ns = 1163,1075,4677

4,49743≈= sekrup

Cek Kapasitas Sambungan

Ns * 4677,75 N > 49743,4 N

11 * 4677,75 N > 49743,4 N

51455,25 N > 49743,4 N OK!

Syarat jarak pemasangan sekrup

Syarat jarak pemasangan antar pusat sekrup adalah 3d = 3 x 6,3 mm = 18,9 m

Syarat jarak pemasangan antara pusat sekrup dengan tepi elemen adalah 1,5d = 1,5 x 6,3

= 9,45 mm

Jumlah sekrup yang dibutuhkan mencapai 11 buah dengan menggunakan sekrup

berdiameter 6,3 mm. Ruang yang tersedia untuk pemasangan sekrup pada sambungan

tiga elemen tersebut tidak dapat memenuhi persyaratan jarak pemasangan. Sehingga

diperlukan gusset plate untuk pemasangan sekrup tersebut

Batang Horizontal D1 dan Batang tekan A6

t2 / t1 = 2,5 t2/t1 ≥ 2,5 (mode kegagalan bearing lebih menentukan)

• ( ) 37,16399550*3.6*22,4 3 ==bV N (Vbtilting)

• 4,7484550*3,6*8,0*7,2 ==bV N (Vbearing1)

• 18711550*3,6*2*7,26 ==AbV N (Vbearing2)

Nilai Vb yang menentukan ada pada kondisi bearing 1

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


φ Vb = 0,5 * 7484,4 N = 3742,2 N

Kekuatan geser sekrup disyaratkan sebesar 1,25 * 3742,2 N = 4677,75 N

Kuat geser self-drilling screw no.14 tipe CSD = 11340 N ≥ 4677.75 N OK!

Vb yang menentukan adalah Vb bearing 1 = 4677,75 N


a. Gaya dalam pada batang horizontal D1 (memakai sekrup no.8)

ns = b

u

VPφ

ns = 299,175,467758,9345

≈= sekrup

b. Gaya dalam pada batang tekan A6

ns = b

u

VPφ

ns = 896,775,4677

1,37255≈= sekrup

Syarat jarak pemasangan sekrup

Syarat jarak pemasangan antar pusat sekrup adalah 3d = 3 x 6,3 mm = 18,9 m

Syarat jarak pemasangan antara pusat sekrup dengan tepi elemen adalah 1,5d = 1,5 x 6,3

= 9,45 mm

Jumlah sekrup yang dibutuhkan mencapai 9 buah sekrup no 14 tipe CSD. Ruang yang

tersedia untuk pemasangan sekrup pada sambungan tersebut dapat memenuhi persyaratan

jarak pemasangan.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR



Web C8, Web C9, dan Batang Tekan A5

c. Pull Out

Nilai tc diambil sebesar ketebalan minimal penetrasi sekrup pada joint 3 (0,8mm)

Nou = 0,85*0,8*6,3*550 = 2356,2 N/sekrup

d. Pull Over

Nov = 1,5*0,8*12,7*550 = 8382 N/sekrup


φ = 0,5 φ Nt = 0,5 * 2356,2,2 N = 1178,1 N/sekrup

Kuat tarik sekrup desain disyaratkan sebesar 1,25 x 1178,1 = 1472,62 N

Batang Horizontal D1 dan Batang Tekan A6

a. Pull Out

Nou = 0,85*0,8*6,3*550 = 2356,2 N/sekrup

b. Pull Over

Nov = 1,5*0,8*12,7*550 = 8382 N/sekrup

Pull Out lebih menentukan sehingga Nt = 2356,2 N/sekrup

φ = 0,5 φ Nt = 0,5*2356,2 N = 1178,1 N


SI-40Z1 TUGAS AKHIR


3. Kapasitas tarik elemen pada bagian sambungan

Web C8

Nu = 5274,4 N (tarik)

L = 2351 mm

089,03,293262

4,5274==fr

825508255020

3,6089,0*5,2089,00,1 ×≤×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

+−=tN

8255082*550*98,0 ×≤=tN

63,44256=tN N

81,2876663,44256*65,0* ==tN N ≥ Nu = 5274,4 N (OK!)

Desain sambungan dengan gusset plate pada joint 3

Pelat sambung yang digunakan adalah pelat baja ASTM 572 grade 50 (Fy = 345 MPa;Fu = 414

MPa). Jumlah sekrup yang diperlukan sudah diketahui sehingga langkah berikutnya adalah

menentukan ketebalan gusset plate untuk menyambung 5 elemen (batang A5, A6, C8, C9,dan

D1).

a. Kapasitas leleh area Whitmore gusset plate dan Fraktur pada net area

1. Batang tekan A5 (49743,4 N tekan)

• Kondisi tekan

Lgw = 2x60 tan 30o + 2x20 + 6,3 = 115,6 mm (dari gambar 5.9)

un NTt ≥φ

0,85 * Lgw * tg * 345 > 49743,4 N(tekan)

0,85 * 115,6 * tg * 345 > 49743,4 N

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


tg > 1,47 mm ∼ 1,5 mm

• Fraktur

un NTt ≥φ

0,75 * Lgw – 3x6,3 * tg * 345 > 49743,4 N(tekan)

0,75 * 96,7 * tg * 414 > 49743,4 N

tg > 1,66 mm ∼ 1,7 mm

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Gambar 5.9 Sambungan dengan gusset plate pada joint 3

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Gambar 5.10 Detail sambungan dengan gusset plate pada joint 3

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Gambar 5.11 Area Whitmore pada joint 3

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


2. Batang tekan A6 (37255,1 N tekan)

• Kondisi tekan

Lgw = 2 x 80 tan 30o + 19,5 + 20 + 6,3 = 138,2 mm (gambar 5.9)

un NTt ≥φ

0,85 * Lgw * tg * 345 > 37255,1 N (tekan)

0,85 * 138,2 * tg * 345 > 37255,1 N

tg > 0,94 mm ∼ 1 mm

• Fraktur

un NTt ≥φ

0,75 * Lgw – 3x6,3 * tg * 414,4 > 37255,1 N (tekan)

0,75 * 99,3 * tg * 414 > 37255,1 N

tg > 1,21 mm ∼ 1,3 mm

3. Web C8 dan C9 5274,4 N (tarik) dan 2839,58 N (tekan)

Lgw = 2x20 tan30o + 6,3 = 29,4 (dari gambar 5.9)

• Kondisi tarik

un NTt ≥φ

0,9 * Lgw * tg * 345 > 5274,4 N (tarik)

0,9 * 29,4 * tg * 345 > 5274,4 N

tg > 0,57 mm

• Kondisi tekan

un NTt ≥φ

0,85 * Lgw * tg * 345 > 2839,58 N (tekan)

0,85 * 29,4 * tg * 345 > 2839,58 N

tg > 0,33 mm

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


• Fraktur

un NTt ≥φ

0,75 * 29,4 – 6.3 * tg * 414 > 5274,4 N (tarik)

0,75 * 23,1 * tg * 414 > 5274,4 N

tg > 0,73 mm

Dari perhitungan kapasitas leleh dan fraktur pada net area Whitmore pada gusset plate,

diperoleh ketebalan gusset plate yang diperlukan sebesar 1,7 mm.

b. Buckling pada gusset plate

Penghitungan ketebalan gusset plate berdasarkan kegagalan tekuk

3. Batang tekan A5 dan A6 disambung berhimpitan. Gaya aksial disalurkan tidak

melalui gusset plate (Jarak kolom buckle gusset plate=0 mm). Kegagalan tekuk

ditentukan oleh kapasitas tekan profil A5 dan A6.

4. Web C9 (jarak ke titik pusat gaya ke ujung elemen C9 = 50,5 mm)

Pcr = gwArKL

E)/( 2

2π

dengan,

K = 1,2

L = 50,5 mm

t = 1,7 mm

A = 25,4 x 1,7 = 43,18 mm2

I = 1/12 x 25,4 x 1,73 = 10,39 mm4

r = 49,018,4339,10 ==

gwAI

Pcr = 18,43.)49,0/50.2,1(

200000.14,32

2

= 5678,86 N > 2839,58 N OK!

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


5. Web C8 (jarak ke titik temu gaya = 96,9 mm)

Pcr = gwArKL

E)/( 2

2π

dengan,

K = 1,2

L = 96,9 mm

t = 1,7 mm

A = 25,4 x 1,7 = 43,18 mm2

I = 1/12 x 25,4 x 1,73 = 10,39 mm4

r = 49,018,4339,10 ==

gwAI 0.66

Pcr = 18,43.)49,0/9,96.2,1(

200000.14,32

2

= 1512,0 N < 2839,58N Not OK!

Ketebalan gusset plate ditingkatkan hingga tg = 2,1 mm

t = 2,1 mm

A = 25,4 x 2,1 = 53,34 mm2

I = 1/12 x 25,4 x 2,13 = 19,6 mm4

r = 606,034,536,19 ==

gwAI

Pcr = 34,53.)606,0/9,96.2,1(

200000.14,32

2

= 2858,84 N > 2839,58 N OK!

Tebal gusset plate berdasarkan kegagalan buckling adalah 2,1 mm.

c. Buckling pada bagian tepi gusset plate

Lft = 41,1 mm (gambar 5.13)

y

ft

FE

tL

75,0≤ = 34520000075,0

1,21,41≤

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


19,57 ≥ 18,06 Not OK!

Naikkan nilai tg menjadi 2,3 mm

34520000075,0

3,21,41≤

17,86 ≤ 18,06 OK!

Ketebalan gusset plate sebesar 2,3 mm memiliki kapasitas yang cukup untuk

menghindari terjadinya tekuk pada bagian free edge gusset plate.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Gambar 5.12 Kolom buckle batang C9 Gambar 5.13 Kolom buckle batang C8

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


5.4 Sambungan pada Joint 4

Pada joint 4, terdapat hubungan sambungan antara batang tarik B16, batang tarik B17, batang

web C31, dan batang web C32. Bentuk hubungan sambungan tersebut diilustrasikan dalam

gambar berikut


Berikut adalah gambar contoh desain sambungan tipikal dengan joint 4

Gambar 5.15 Contoh sambungan tipikal dengan joint 4

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


1. Kapasitas Geser

Web C31 dan Batang tarik B16

t2 / t1 = 2,5 t2/t1 ≥ 2,5

• ( ) 37,16399550*3,6*22,4 3 ==bV N (tilting tidak menentukan)

• 4,7484550*3,6*8,0*7,21 ==bV N (bearing 1)

• 18711550*3,6*2*7,22 ==bV N (bearing 2)

Nilai Vbearing yang menentukan adalah Vbearing 1 = 7484,4 N

φ Vb = 0,5*7484,4 = 3742,2 N

Kekuatan tumpu pelat pada sekrup disyaratkan sebesar 1,25 * 3742,2 = 4677,75 N

Kuat geser 1 self-drilling screw no. 14 tipe CSD = 11340 N ≥ 4677,75 N OK!



ns = b

u

VPφ

ns = 2596,175,46774,7465

≈= sekrup

b. Gaya dalam pada batang tarik B16

ns = b

u

VPφ

,

ns = 895,775,467797,37184

≈= sekrup

Sambungan antara batang tarik B16 dan web C31 membutuhkan 8 buah sekrup no.14 tipe

CSD

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Web C32 dan Batang tarik B17

t2 / t1 = 2,5 t2/t1 ≥ 2,5

• ( ) 37,16399550*3,6*22,4 3 ==bV N (tilting tidak menentukan)

• 4,7484550*3,6*8,0*7,21 ==bV N (bearing 1)

• 18711550*3,6*2*7,22 ==bV N (bearing 2)

Nilai Vbearing yang menentukan adalah Vbearing 1 = 7484,4 N

φ Vb = 0,5*7484,4 = 3742,2 N

Kekuatan tumpu pelat pada sekrup disyaratkan sebesar 1,25 * 3742,2 = 4677,75 N

Kuat geser 1 self-drilling screw no. 8 tipe CSD = 5076 N ≥ 4677,75 N OK!

Vb yang menentukan adalah Vb = 4677,75 N



ns = b

u

VPφ

ns = 2364,075,467734,1702

≈= sekrup

b. Gaya dalam pada batang tarik B17

ns = b

u

VPφ

,

ns = 763,675,4677

30998≈= sekrup

Sambungan antara batang tarik B17 dan web C32 membutuhkan 6 buah sekrup no.8 tipe

CSD

SI-40Z1 TUGAS AKHIR



Web C31

a. Pull Out

Nou = 0,85*2*6,3*550 = 5890,5 N

b. Pull Over

Nov = 1,5*0,8*12,7*550 = 8382 N


φ = 0,5 φ Nt = 0,5 * 5890,5 N = 2945,25 N


Web C32

c. Pull Out

Nou = 0,85*2*6,3*550 = 5890,5 N

d. Pull Over

Nov = 1,5*0,8*12,7*550 = 8382 N


φ = 0,5 φ Nt = 0,5 * 5890,5 N = 2945,25 N


SI-40Z1 TUGAS AKHIR


3. Kapasitas tarik pelat pada bagian sambungan

Web C32

Nu = 1702,34 N (tarik)

L = 447 mm

008,03,293267

34,1702==fr 008,0=fr

82550825500,35

3,6008,0*5,2008,00,1 ×≤×⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×+−=tN

8255082*550*99,0 ×≤=tN

1,44894=tN N

3,291811,44894*65,0* ==tN N ≥ Nu = 1702,4 N OK!

B16

Nu = 37184,97 N (tarik)

05,03,944168

97,37184==fr 05,0=fr

2645502645500,25

3,605,0*5,205,00,1 ×≤×⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×+−=tN

8255082*550*98,0 ×≤=tN

2,142555=tN N

86,926605,142555*65,0* ==tN N ≥ Nu = 37184,97 N OK!

SI-40Z1 TUGAS AKHIR



SI-40Z1 TUGAS AKHIR



Pada joint 5, terdapat sambungan antara batang web C23, batang horizontal D14, dan

batang horizontal D15. Bentuk hubungan sambungan tersebut diilustrasikan dalam gambar

berikut :


Pada joint ini, sambungan hanya berfungsi sebagai pengikat. Untuk itu digunakan jumlah

baut minimum. Jumlah sekrup yang direncanakan pada joint 5 adalah 3 buah, dengan

lokasi pemasangan sekrup diilustrasikan dalam gambar berikut :


SI-40Z1 TUGAS AKHIR


5.2 DESAIN SAMBUNGAN RANGKA ATAP TANPA MEMPERHITUNGKAN BEBAN GEMPA

Pada pemodelan rangka baja yang sama, analisis struktur dilakukan tanpa memasukkan

beban gempa statik ekivalen yang telah dihitung pada bab 4 ke dalam kombinasi

pembebanan. Hasil yang diperoleh ditampilkan pada lampiran. Gaya dalam maksimum

yang diperoleh pada tiap elemen memiliki nilai yang sama bila beban gempa dimasukkan.

Beban gempa yang dihitung dengan metode statik ekivalen tidak memberikan pengaruh

yang signifikan terhadap desain profil maupun sambungan.

Desain pada bab ini, desain sambungan memasukkan beban gempa dalam kombinasi

pembebanan. Gaya dalam maksimum yang diperoleh dari analisis software SAP

menghasilkan gaya dalam maksimum yang sama dengan pemodelan yang tidak

memperhitungkan beban gempa. Beban gempa statik ekivalen pada zona 4 tidak

mempengaruhi desain sambungan maupun desain profil.

Beban gempa statik ekivalen dihitung dengan rumus

tWR

ICV 1=

Dari persamaan tersebut, nilai yang paling mempengaruhi adalah Wt (massa total struktur).

Pemodelan yang dipakai dalam laporan ini berupa satu bay portal dua dimensi rangka baja

ringan sehingga massa struktur yang ikut diperhitungkan tidak terlalu besar. Nilai beban

gempa statik ekivalen zona 4 hingga zona 6 berkisar antara 473,692 kg hingga 609,033 kg.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


5.3 MODE KEGAGALAN SAMBUNGAN

Pada bab ini ditampilkan proses desain sambungan rangka batang dengan menggunakan

sekrup no.14 (φ 6,3 mm) tipe CSD. Rangkuman desain sambungan sekrup dengan variasi

diameter (sekrup no.10 sampai dengan no.14) ditampilkan pada table 6.1 hingga table 6.4.

Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa hampir semua desain sambungan memiliki

kapasitas geser yang ditentukan oleh kapasitas bearing pelat yang langsung kontak dengan

kepala sekrup (fungsi dari t1). Hanya joint 1 yang memiliki kapasitas geser yang

ditentukan oleh mode kegagalan tilting (fungsi dari t2). Karakteristik joint 1 berada pada

bagian kurva yang berupa garis lengkung. Berdasarkan gambar 6.1, mode kegagalan ini

dicapai bila nilai t2 relatif kecil atau diameter sekrup yang dipakai terlalu kecil. Nilai Vb

berdasarkan mode kegagalan tilting dihitung menurut persamaan berikut:

Vbtilting = 23

2 ..2,4 uFdt (pers. 6.1)

Gambar 5.19 Mode kegagalan tilting dan bearing dengan peningkatan nilai t2

Dari persamaan tersebut diketahui bahwa perubahan nilai t2 lebih berpengaruh daripada

perubahan diameter sekrup. Mode kegagalan yang diinginkan adalah mode kegagalan

bearing pada pelat yang disambung. Pada mode kegagalan ini, nilai kapasitas geser desain

yang didapat lebih besar daripada nilai yang diperoleh dari mode kegagalan tilting

sehingga jumlah sekrup yang diperlukan lebih sedikit. Dengan demikian, pemasangan

sekrup lebih leluasa untuk memenuhi persyaratan jarak pemasangan sekrup. Ketebalan

profil seharusnya ditingkatkan (t2) agar mode kegagalan yang dicapai adalah kegagalan

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


bearing pada pelat yang disambung. Dengan persamaan tersebut, t2 harus dipertebal hingga

mencapai 2,2 mm agar mode kegagalan yang dicapai adalah kegagalan bearing pelat.

Tabel 5.1 Mode Kegagalan Sambungan berdasarkan nilai t2

Joint Pns (N) t2

(mm) Mode Joint 1 16399.37 2 Tilting Joint 2 14968.8 2.6 bearing 1 Joint 3 7484.4 2.6 bearing 1 Joint 4 7484.4 2 bearing 1

5.4 PENGARUH PENINGKATAN DIAMETER SEKRUP

Diameter yang makin besar jelas mengurangi jumlah sekrup yang diperlukan dalam

sambungan. Namun, pengurangan jumlah sekrup yang diperlukan cukup signifikan pada

elemen rangka batang yang menerima gaya dalam yang cukup besar. Dalam studi kasus ini

terlihat pada joint 3 dan joint 4

Joint 3

Batang A5 dengan Nu = 49743,4 N

φ 4,8 mm 14 sekrup

φ 5,4 mm 13 sekrup

φ 6,2 mm 11 sekrup

Joint 4

Batang B16 dengan Nu = 37184,97 N

φ 4,8 mm 11 sekrup

φ 5,4 mm 10 sekrup

φ 6,2 mm 8 sekrup

Pada elemen-elemen rangka batang yang menerima gaya dalam yang relatif lebih kecil,

perubahan diameter sekrup tidak terlalu berpengaruh pada jumlah sekrup yang dibutuhkan.

Kapasitas geser sambungan masih ditentukan oleh kapasitas bearing pelat yang disambung

(t1). Bahkan, pada elemen yang menerima gaya dalam yang cukup kecil, peningkatan

diameter sekrup tidak menghasilkan pengurangan jumlah sekrup yang diperlukan.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Tabel 5.2 Desain sambungan sekrup pada joint 1 dengan variasi diameter

t1 t2 Nu D Vb tilting Vb 1 Vb 2 Vdesain 1,25 f V Vs Joint 1 mm mm

t2/t1 (N) mm (N) (N) (N) (N)

Mode (N) (N)

Vs > Vdesain Nu/Vb n sekrup

49041.01 4.8 14314.55 14256 14256 14256 bearing 1 8910 6006 Not OK! ~ ~

5.4 15182.87 16038 16038 15182.87 bearing 1 9489.293 8664 Not OK! ~ ~ A1 2 2 1

6.3 16399.37 18711 18711 16399.37 tilting 10249.61 11340 OK! 4.785 5

30809.68 4.8 14314.55 14256 14256 14256 bearing 1 8910 6006 Not OK! ~ ~

5.4 15182.87 16038 16038 15182.87 bearing 1 9489.293 8664 Not OK! ~ ~ B1 2 2 1

6.3 16399.37 18711 18711 16399.37 tilting 10249.61 11340 OK! 3.006 4



t2/t1 (N) mm (N) (N) (N) (N)

Mode (N) (N)


28841.23 4.8 21217.42 11404.8 18532.8 11404.8 bearing 1 7128 6006 Not OK! ~ ~

5.4 22504.47 12830.4 20849.4 12830.4 bearing 1 8019 8664 OK! 3.597 4 A9 1.6 2.6 1.63

6.3 24307.61 14968.8 24324.3 14968.8 bearing 1 9355.5 11340 OK! 3.083 4

28803.4 4.8 21217.42 11404.8 18532.8 11404.8 bearing 1 7128 6006 Not OK! ~ ~

5.4 22504.47 12830.4 20849.4 12830.4 bearing 1 8019 8664 OK! 3.592 4 A10 1.6 2.6 1.63

6.3 24307.61 14968.8 24324.3 14968.8 bearing 1 9355.5 11340 OK! 3.079 4

9061.9 4.8 21217.42 5702.4 18532.8 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 2.543 3

5.4 22504.47 6415.2 20849.4 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 2.260 3 C16 0.8 2.6 3.25

6.3 24307.61 7484.4 24324.3 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 1.937 2

9024.3 4.8 21217.42 5702.4 18532.8 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 2.532 3

5.4 22504.47 6415.2 20849.4 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 2.251 3 C17 0.8 2.6 3.25

6.3 24307.61 7484.4 24324.3 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 1.929 2

SI-40Z1 TUGAS AKHIR




t2/t1 (N) mm (N) (N) (N) (N)

Mode (N) (N)


49743.4 4.8 21217.42 5702.4 18532.8 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 13.957 14

5.4 22504.47 6415.2 20849.4 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 12.406 13 A5 0.8 2.6 3.25

6.3 24307.61 7484.4 24324.3 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 10.634 11

37255.05 4.8 21217.42 5702.4 18532.8 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 10.453 11

5.4 22504.47 6415.2 20849.4 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 9.292 10 A6 0.8 2.6 3.25

6.3 24307.61 7484.4 24324.3 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 7.964 8

5274.4 4.8 21217.42 5702.4 18532.8 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 1.480 2

5.4 22504.47 6415.2 20849.4 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 1.315 2 C8 0.8 2.6 3.25

6.3 24307.61 7484.4 24324.3 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 1.128 2

2839.58 4.8 21217.42 5702.4 18532.8 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 0.797 2

5.4 22504.47 6415.2 20849.4 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 0.708 2 C9 0.8 2.6 3.25

6.3 24307.61 7484.4 24324.3 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 0.607 2

9345.48 4.8 21217.42 5702.4 18532.8 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 2.622 3

5.4 22504.47 6415.2 20849.4 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 2.331 3 D1 0.8 2.6 3.25

6.3 24307.61 7484.4 24324.3 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 1.998 2

SI-40Z1 TUGAS AKHIR




t2/t1 (N) mm (N) (N) (N) (N)

Mode (N) (N)


37184.97 4.8 14314.55 5702.4 14256 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 10.433 11

5.4 15182.87 6415.2 16038 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 9.274 10 B16 0.8 2 2.5

6.3 16399.37 7484.4 18711 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 7.949 8

7465.4 4.8 14314.55 5702.4 14256 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 2.095 3

5.4 15182.87 6415.2 16038 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 1.862 2 C31 0.8 2 2.5

6.3 16399.37 7484.4 18711 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 1.596 2

30997.99 4.8 14314.55 5702.4 14256 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 8.698 9

5.4 15182.87 6415.2 16038 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 7.731 8 B17 0.8 2 2.5

6.3 16399.37 7484.4 18711 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 6.627 7

1702.34 4.8 14314.55 5702.4 14256 5702.4 bearing 1 3564 6006 OK! 0.478 2

5.4 15182.87 6415.2 16038 6415.2 bearing 1 4009.5 8664 OK! 0.425 2 C32 0.8 2 2.5

6.3 16399.37 7484.4 18711 7484.4 bearing 1 4677.75 11340 OK! 0.364 2

Keterangan :

t1 = ketebalan pelat yang kontak langsung dengan kepala sekrup

t2 = ketebalan pelat yang tidak berhubungan langsung dengan kepala sekrup

Nu = gaya dalam ultimit (Newton)

d = diameter sekrup

Vdesain = Nilai minimum dari Vtilting dan Vbearing

Vs = kuat geser sekrup (0,6 x Fusekrup)

n sekrup = jumlah sekrup yang diperlukan

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


5.5 PEMILIHAN PROFIL DOUBLE-Z DAN DOUBLE-C

Profil rangka batang yang digunakan untuk bottom chord dan top chord adalah profil

double z. Profil double z dipasang dengan cara menumpuk profil z tepat di atas profil yang

sama sehingga diperoleh ketebalan dua kali lipat dari satu section z. Profil kombinasi

tersebut disambung dengan sekrup.

Profil yang banyak dipakai sebagai elemen rangka baja ringan adalah profil C dan double

C (box). Sedangkan, profil z banyak dipakai sebagai gording yang menerima beban merata

dari atap. Profil C atau double-C memudahkan proses penyambungan dengan sekrup

karena tidak memerlukan banyak pemotongan flange untuk menyesuaikan dengan desain

sambungan. Profil double C (box) dengan dimensi tertentu mungkin mempunyai kapasitas

tarik, tekan, dan lentur yang sama dengan profil double Z. Namun, ketebalan pelat yang

diperoleh untuk keperluan desain sambungan tidak menjadi dua kali lipat seperti pada

profil double Z.

Berdasarkan kesimpulan sebelumnya, kapasitas sambungan ditentukan oleh kapasitas

bearing pelat. Semakin tebal pelat, kapasitas gesernya makin besar sehingga jumlah sekrup

yang diperlukan lebih sedikit. Tabel 6.5 hingga tabel 6.8 menggambarkan rangkuman

desain sambungan baja ringan bila dipakai profil double C. Pada joint 2 dan joint 3

dianggap tidak menggunakan gusset plate, sehingga t2 (bottom chord, top chord) adalah

ketebalan pelat batang tarik atau batang tekan. Asumsi yang diambil, profil C atau double-

C yang dipakai memiliki karakteristik penampang yang cukup (dimensi web dan flange

disesuaikan) agar dapat menerima gaya dalam maksimum. Namun, ketebalan profil dibuat

sama (t1 = 0,8 mm dan t2= 1mm)

Menurut perhitungan, kapasitas geser tiap sambungan ditentukan oleh mode kegagalan

tilting. Penurunan t2 hingga separuh nilai awal (double-z) membuat sambungan berada

pada kurva lengkung perbandingan tilting dengan bearing (gambar 5.19). Dengan

penurunan kapasitas geser sambungan maka jumlah sekrup yang dibutuhkan jadi lebih

banyak. Perbandingan jumlah sekrup yang diperlukan pada pemakaian profil C atau

double-C dengan profil double-Z ditampilkan pada tabel 6.5 hingga tabel 6.8

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


Tabel 5.6 Desain sambungan sekrup pada profil C atau double-C pada joint 1

t1 t2 Nu D Vb tilting Vb 1 Vb 2 Vdesain 1,25 f V Vs n sekrup nsekrup Joint 1

mm mm t2/t1

(N) mm (N) (N) (N) (N) Mode

(N) (N)

Vs > Vdesain Nu/Vb

profil C Profil Z

49041.01 4.8 5060.956 7128 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! ~ ~ ~

5.4 5367.955 8019 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! ~ ~ ~ A1 1 1 1

6.3 5798.054 9355.5 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 13.533 14 5

30809.68 4.8 5060.956 7128 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! ~ ~ ~

5.4 5367.955 8019 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! ~ ~ ~ B1 1 1 1

6.3 5798.054 9355.5 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 8.502 9 3



mm mm t2/t1


(N) (N)

Vs > Vdesain Nu/Vb

profil C Profil Z

28841.23 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! ~ ~ ~

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 8.597 9 4 A9 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 7.959 8 3

28803.4 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! ~ ~ ~

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 8.585 9 4 A10 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 7.948 8 4

9061.9 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 2.865 3 3

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 2.701 3 3 C16 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 2.501 3 2

9024.3 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 2.853 3 3

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 2.690 3 3 C17 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 2.490 3 2

SI-40Z1 TUGAS AKHIR




mm mm t2/t1


(N) (N)

Vs > Vdesain Nu/Vb

profil C Profil Z

49743.4 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 15.726 16 14

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 14.827 15 13 A5 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 13.727 14 11

37255.05 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 11.778 12 11

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 11.104 12 10 A6 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 10.281 11 9

5274.4 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 1.667 2 2

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 1.572 2 2 C8 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 1.455 2 2

2839.58 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 0.898 2 2

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 0.846 2 2 C9 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 0.784 2 2

9345.48 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 2.955 3 3

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 2.786 3 3 D1 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 2.579 3 2

SI-40Z1 TUGAS AKHIR




mm mm t2/t1


(N) (N)

Vs > Vdesain Nu/Vb

profil C Profil Z

37184.97 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 11.756 12 10

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 11.084 12 9 B16 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 10.261 11 8

7465.4 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 2.360 3 3

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 2.225 3 2 C31 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 2.060 3 2

30997.99 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 9.800 10 8

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 9.239 10 7 B17 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 8.554 9 6

1702.34 4.8 5060.956 5702.4 7128 5060.956 tilting 3163.098 6006 OK! 0.538 1 2

5.4 5367.955 6415.2 8019 5367.955 tilting 3354.972 8664 OK! 0.507 1 2 C32 0.8 1 1.25

6.3 5798.054 7484.4 9355.5 5798.054 tilting 3623.784 11340 OK! 0.470 1 2

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


5.6 PENGGUNAAN FAKTOR RESISTANSI φ AKIBAT PEMBEBANAN DINAMIK

Dari gaya dalam yang diperoleh diketahui bahwa dengan penambahan beban gempa

perubahan gaya dalam tidak terlalu besar, bahkan pada beberapa elemen terdapat

pengurangan gaya dalam. Namun dengan ditambahkannya beban gempa berarti desain

harus menggunakan faktor keamanan Ф sebesar 0,5 yang berarti kekuatan sambungan

berkurang sebesar 50 % dibandingkan kekuatan sambungan ketika memikul beban statis.

Pengurangan kekuatan sambungan yang signifikan tersebut sangatlah berbahaya jika untuk

wilayah gempa tinggi seperti Indonesia desain yang diterapkan adalah desain untuk

pembebanan statis.

5.7 JUMLAH MAKSIMUM ELEMEN YANG DISAMBUNG

Pada joint 1 dan joint 4, elemen yang disambung secara langsung berjumlah tidak lebih

dari dua elemen. Pada desain awal joint 3, terdapat empat elemen yang ditumpuk dalam

satu sambungan. Jumlah sekrup yang diperlukan sebanyak 11 buah sekrup no.14 tipe CSD.

Sambungan ini memerlukan gusset plate karena konfigurasi sekrup tidak memenuhi syarat

jarak pemasangan. Bila jumlah elemen yang disambung lebih dari tiga, sambungan dengan

sekrup harus menggunakan gusset plate.

Pada sambungan ini, penggunaan baut lebih baik daripada sekrup sebagai pengencang

(fastener). Kapasitas geser baut lebih tinggi daripada sekrup sehingga jumlah pengencang

yang dibutuhkan lebih sedikit. Dengan demikian, syarat jarak pemasangan dapat terpenuhi

tanpa menggunakan gusset plate.

SI-40Z1 TUGAS AKHIR


5.8 KAPASITAS SAMBUNGAN

Kapasitas sambungan rangka baja ringan ditampilkan dalam tabel 5.10. Kapasitas

sambungan ini membatasi besarnya gaya dalam yang dapat ditahan oleh elemen-elemen

anggota sambungan. Hampir seluruh profil didesain memiliki kapasitas tarik yang cukup

besar (kapasitas tarik profil double-Z = 94 kN ; kapasitas tarik profil Z = 47 kN). Pada

batang tarik rangka baja ringan (batang B), kapasitas tarik profil dapat diturunkan dari 94

kN menjadi sekitar 50 kN agar tidak terlalu boros.

Tabel 5.10 Kapasitas sambungan

Elemen Jumlah Vdesain Kapasitas

Joint Nu Joint yang

disambung Sekrup (N) Tn (N) (N)

Tn > Nu

Joint 1 A1,B1 5 10249.61 51248.05 49041.01 OK!

Joint 2 A10, C17 dan A9, C16 4 9355.5 37422 28841.23 OK!

Joint 3 A5, C8, C9 11 4677.75 51455.25 49743.4 OK! A6, D1 8 4677.75 37422 37255.05 OK!

Joint 4 B16, C31 8 4677.75 37422 37184.97 OK! B17, C32 7 4677.75 32744.25 30997.99 OK!

Namun pada Tugas Akhir ini, gaya dalam yang bekerja pada sambungan menjadi faktor

utama dalam mendesain sambungan. Oleh karenanya pada beberapa sambungan kekuatan

elemen yang disambung jauh lebih kuat daripada kekuatan sambungan.

Documents

BAB 5 DESAIN DAN ANALISIS SAMBUNGAN - · PDF fileGambar 5.1 Lokasi joint sambungan baja ringan ... SI-40Z1 TUGAS AKHIR Sandi ... Kuat tarik desain sekrup disyaratkan sebesar 1,25 x