Merencana Baja

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA | Merencana Konstruksi Baja i

MERENCANA

KONSTRUKSI BAJA

K a r y o t o

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA 2011

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA | Merencana Konstruksi Baja ii

Kata Pengantar

Buku pegangan ini dibuat dengan maksud dapat dijadikan panduan bagi

mahasiswa yang memprogram mata kuliah Merencana Konstruksi Baja.

Buku ini berisi tentang penerapan PPBBI-83 dalam merencana bangunan

konstruksi baja dengan menggunakan metode tegangan ijin (Analysis strenght design).

Mudah-mudahan buku pegangan ini dapat memberikan kemudahan pada

mahasiswa dan pembelajaran menjadi suasana yang menyenangkan.

Surabaya, 16 Desember 2011

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA | Merencana Konstruksi Baja iii

Daftar Isi Kata pengantar ............................................... i

Daftar isi ................................................. ii

I. Perencanaan Gudang terbuka ................................................. 1

II. Perencanaan Gudang tertutup ................................................. 17

III. Bangunan dengan keran (Crane) ................................................. 15

IV. Balok ................................................. 37

V. Balok-kolom ................................................. 67

VI. Komposit ................................................. 76

VII. Sambungan ................................................. 89

Daftar Pustaka.

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA | Merencana Konstruksi Baja 1

I. PERENCANAAN GUDANG TERBUKA

Data perencanaan: Bentang kuda-kuda = 16,000 m Panjang gudang = 40,000 m Tinggi kolom = 9,000 m Jarak kolom = 5,000 m Tipe kuda-kuda : Polenceau Penutup atap : Seng gelombang Mutu baja : BJ.37 tegangan dasar ( ) = 1600 kg/cm2 Peraturan muatan : PMI tahun 1983 Peraturan baja : PPBBI-1983 Metode : Analisis elastis (ASD) Bagian-bagian perencanaan :

Gambar 1.1 : Bagian-bagian perancanaan

Gambar 1.2 : Type kuda-kuda, sudut atap 17 0


A. Perhitungan Gording

Panjang lereng atap = 8: 0,9563 = 8,366 m Jumlah lapangan gording = 8,366 : (1,80-0,20) = 5,235 m Jarak gording = 8,366 : 5 = 1,674 m Direncanakan gording C.120.60.20.2,5 A = 6,525 cm2 g = 5,122 kg/m Ix = 148,24 cm4 Iy = 32,96 cm4 Wx = 24,706 cm3 Wy = 8,429 cm3 Penggantung gording dipasang 3 (tiga) lapangan pada sumbu y. Pembebanan :

1. Akibat beban mati : Beban atap seng = 10 x 1,674 x 1 = 16,74 kg/m Beban sendiri gording = 5,122 kg/m Jumlah = 21,862 kg/m Besi-besi kecil 10% = 2,186 kg/m Jumlah = 24,048 kg/m Bibulatkan = 25,000 kg/m

y

x

q.sin

q q.cos

Gambar 1.3 : Uraian pembebanan pada gording Sudut atap 17 0

Mx = 1/8.(25.0,9563). 52 = 74,711 kgm My = 1/8.(25.0,2924).(5/3) 2 = 7,615 kgm (dipasang trekstang 2 bh)

2. Akibat pembebanan angin -1,2 -0,4 +0,8 Keadaan I Keadaan II

Gambar 1.4 : Koefisien angin (c) pada bangunan terbuka

Yang menentukan q = 0,8x40x1,674 = 53,57 kg/m dibulatkan = 54 kg/m Mx = 1/8x 54x 52=168,75 kgm My = 0


3. Akibat beban P = 100 kg Mx = 1/4x(100x0,9563)x 5 = 119,54 kgm My = 1/4x(100x0,2924)x(5/3) = 12,18 kgm

4. Kontrol tegangan : a. Kombinasi beban 1 + 2 :

429,8

)05,761(

706,24

)168751,7471(

= 985,5 + 90,4 = 1075,9 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 b. Kombinasi beban 1 + 3 :

429,8

)12785,761(

706,24

)119541,7471(

=

= 786,3 + 234,9 = 1021,2 kg2 < 1600 kg/cm2 5. Kontrol lenturan a. Kombinasi 1 + 2 :

fx =24,148101,2384

500)54,02391,0(56

4

xxx

xx = 2,04 cm

fy =96,32101,2384

)3/500()0073,0(56

4

xxx

xx = 0,011 cm

f = 22 )11,0()04,2( = 2,05 cm

b. Kombinasi 1 + 3 :

fx =24,148101,248

50053,96

24,148101,2384

5002391,056

3

6

4

xxx

x

xxx

xx = 1,43 cm

fy =96,32101,248

)3/500(24,29

96,32101,2384

)3/500(073,056

2

6

4

xxx

x

xxx

xx = 0,052 cm

f = 22 )052,0()43,1( =1,44 cm

c. Lenturan maksimal = 2,05 cm < f ijin = 1/180 x 500 = 2,75 cm ---- OK


B. Perhitungan Penggantung Gording

T/sin T T T/sin

T 5,000m

Gambar 1.5 : Penggantung gording dan uraian gaya

T = 6x(7,615x5/3+29,24) = 252 kg

T/sin =22 )679,1()3/5(:674,1

252

= 319 kg diterima batang tarik

Luas bt.tarik = 319/1600 = 0,228 cm2 ,digunakan 10 dengan A=0,79 cm2

C. Perhitungan Regel (Pengaku) 0,500m 8,500m 5,000m

Gambar 1.6 : Pemasangan Regel (pengaku) Beban sendiri ( C.120.60.20.2,5) = 10,244 kg/m Perangkai = 10,244 kg/m Jumlah (q) = 20,288 kg/m ,dibulatkan = 21 kg/m Ix = (2x32,96)+(6,525x502)= 16378 cm4 ; S = 5,122x25 = cm3 Mx = 1/8x21x52 = 65,625 kgm = (6562,5 x25):16378 = 9,5 kg/cm2< 1600 kg/cm2

Tinjauan perangkai diagonal (baja 10) = D.S/b.I = 0,5 kg/cm2 Gaya pada batang = (0,5x5,122)xcos.45=1,82 kg = 1,82 :(1/4x3,14x12) = 2,32 kg/cm2< 1200 kg/cm2 Penghubung menggunakan las (a=3mm) Panjang las min.=(10x0,3)+(3x0,3)= 4 cm


Diagram Cremona (Perhitungan gaya batang)

Gambar 1.7 : Pembebanan pada konstruksi kuda-kuda

Gambar 1.8 : Diagram cremona akibat beban P


Gambar 1.9 : Diagram Cremona akibat beban angin dari kiri

Gambar 1. 10 : Diagram Cremona akibat beban angin dari kanan


Tabel 1.1 : Gaya-gaya batang

Nomor Batang

Beban mati (kg)

Beban angin (kg)

Beban gabungan (kg) Panjang

batang Profil

Angin kiri

Angin kanan

2+3 2+4

1 2 3 4 5 6 7 8

1 +231 +270 +270 +501 +501 1,063 50.50.6 2 +231 +189 +189 +420 +420 1,673 50.50.6 3 -1705 -1512 -1620 -3297 -3405 1,673 50.50.6 4 -2142 -1755 -1890 -3897 -4032 1,673 50.50.6 5 -2730 -2430 -2484 -5160 -5214 1,673 50.50.6 6 -2730 -2430 -2457 -5106 -5187 1,673 50.50.6 7 -420 -2376 -243 -690 -663 1,673 50.50.6

8 -420 -270 -324 -517 -544 1,000 40.40.5 9 +1701 +2349 +1269 +4050 +2970 1,600 40.40.5 10 +2058 +1971 +1512 +4029 +3570 1,600 40.40.5 11 +2058 +1836 +1377 +3894 +3435 1,600 40.40.5 12 +1470 +932 +589 +2402 +2059 3,200 40.40.5

13 -210 -284 -297 -494 -507 0,500 14 -210 -1782 -1890 -3987 -4095 1,870 15 +3360 +162 +189 +3522 +3549 0,968 16 -525 -270 -324 -795 -849 2,150 17 +50 -162 -162 -112 -112 1,436 18 -50 +216 +189 +166 +106 2,486 19 -567 -810 -729 -1377 -162 1,903 20 +820 +1215 +999 +2038 +1819 2,175 21 +567 +675 +648 +1242 +1215 1,673 22 -651 -810 -729 -1461 -1380 1,004 23 +1533 +2079 +1890 +3612 +3423 2,175

24 +459 +459 +378 +918 +837 1,046 25 -432 -459 -405 -891 -837 1,000 26 -651 -675 -594 -1326 -1245 1,000 27 +945 +594 +486 +1539 +1431 1,673


D. Perhitungan Rangka Batang Kuda-kuda 1. Beban yang bekerja a. Beban mati (P)

Beban atap : 18,81x5x10 = 940,5 kg Beban gording : 14x5x6,31 = 441,7 kg Beban rangka : 112 x 2 x 3,77 = 844,5 kg (ditafsir 50.50.5, g=3,77 kg/m) Jumlah = 2226,7 kg Besi-besi kecil 20% = 445,34 kg Jumlah = 2672,04 kg Beban mati (P) = 2672,04 : 13 = 205,55 kg, dibulatkan = 210 kg

b. Beban angin (W), coef.angin = +0,8 W = 1,674x40x0,8x5 = 267,84 kg, dibulatkan = 270 kg

2. Perhitungan gaya-gaya batang menggunakan Diagram Cremona yang hasilnya

dimasukkan kedalam tabel. 3. Perhitungan ukuran batang-batang: a. Batang tekan 5

F6 = - 5214 kg Lx =Ly=1,673 m

o Pendekatan menurut EULER: Ix =1,690xAxL2 (untuk = 1400 kg/cm2)

o Pendekatan menurut BUSTRAAN: A =

P+2,5.L2 ( untuk profil )

o Syarat : i min = Lk : 200 Pendekatan :

EULER : Ix =1,69x5,214x1,6732 = 24,67 cm4 BUSTRAAN: A =5,216/1,6+2,5x1,6732 = 10,26 cm2 i min = 167,3 : 200 = 0,84 cm

Dicoba profil 50.50.6 Ix=25,6cm4, A=11,38 cm2, ix=iy=1,5 cm

x = 167,3:1,5 = 122 x =2,421

x = 38,11

5214421,2 x = 1110 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 ... OK

Tinjauan sumbu bebas bahan (y-y): Iy = 2 x (Iy + A.e2) = 2 x (12,88 + 5,69. 1,952) = 68,87 cm2

iy = 69,52

87,68

x = 2,46 cm

y = 167,3 : 2,46 = 68 , y = 1,438

y = 1,438 x 5214 : 11,38 = 659 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 OK !

y e = 5+14,5 =19,5mm x x 60 60 10 60 y Gb.1.11: Penampang profil

Pemasangan pelat kopel pada bentangan Ly: iy = 1,5 cm, jarak kopel = 60 x 1,5 = 90 cm Jumlah lapangan ganjil, n =3 maka Lky = 167,3 : 3 = 55,77 cm <90 cm ... OK


b. Batang tarik 9. F9 = +4050 kg Lx =Ly = 1,600 m

An = F : (0,75x) = 4050 : (0,75x1600) = 3,375 cm2 i min = (Lk/240) = 1600 : 240 = 0,667 cm Dipakai profil 40.40.5 A = 2x3,24 = 6,48 cm2 ,iy = 1,20 cm

4. Perhitungan Sambungan

a. Apabila menggunakan baut 10 mm P ijin geser = (1/4 x 3,14 x 12 )x 2 x (0,6 x 1600) = 1507 kg P ijin tumpu = 1 x 1 x (1,2 x 1600) = 1920 kg

b. Apabila menggunakan paku keling 11 mm P ijin geser = (1/4 x 3,14 x 1,12) x 2 x (0,8x1600) = 2431 kg P ijin tumpu = 1,1x (1,6x1600) = 2816 kg

c. Apabila menggunkan las, tebal las (a) = 0,7x0,5 = 3,5mm Pijin las = 2 x 0,35 x (0,58x1600) = 649,6 kg tiap 1 cm

Contoh: Batang 6, F6=5214 kg

a. Apabila menggunakan baut 10 mm, n = 5214:1507 = 4 buah

b. Apabila menggunakan paku keling 11 mm, n = 5214:2431 = 3 buah c. Apabila menggunakan las, l netto = 5214 : (5214x4) = 2,25 cm (4 sisi) l bruto = 2,25 +(3x0,35) = 3,3 cm

F. Perhitungan Kolom 1. Beban vertikal (V)

Beban mati = 7x210 = 1470 kg Beban angin = 4,7x270 = 1269 kg Beban kolom (ditafsir) = 9x45 = 405 kg Jumlah = 3144 kg Besi-besi kecil = 20% = 629 kg Jumlah (V) = 3773 kg Beban horisontal (H) = 540 kg

V H Mx1 0,5m 9m Mx2 Gambar 1.12 : Pembebanan pada kolom

V = 3773 kg H = 540 kg Mx1 = 0 Mx2 =540 x 9 = 4860 kgm Lkx = 2.9 = 18 m Lky = 8,50 m


a. Direncanakan profil tunggal Pendekatan : Ix = 1,69 x 3,773 x 92 = 517 cm ix = (2x900) : 200 = 9 cm iy = 850 : 200 = 4,25 cm Dicoba profil WF.300.200.8.12 A = 73,38 cm2 ; b = 200 mm; h = 294 mm; tb =8 mm ; ts =12mm; ix = 12,5 cm; iy= 4,71 cm; Wx = 771 cm3; Wy = 160 cm3 ; Ix = 11300 cm4 ; Iy =1600 cm4

b. Faktor KIP ( ) Lky =850 cm h/tb = 29,4:0,8 = 36,75 < 75 L/h = 850: 147 = 57 >1,25x b/ts = 20,8 Katagori: penampang tidak berubah bentuk

C1 = 10412,120

4,29850

x

x

bxts

Lxh ; C2 = 827

1600

101,263,063,0 6

xxxE

< 1041

88916007,01041

827 xxkip kg/cm2

19,1

)4860

038.(889

16005

x

x

c. Kontrol lipat

Kontrol lipat pada sayap:

r = 3267 kg/cm2

63152771

486000

38,72

3773d = 683 kg/cm2

bs/ts = 10/1,2=8,4 < 8,21683

326710 OK

Kontrol lipat pada badan:

26 )4,29

8,0.(10.266,1pl 93 kg/cm2

1 =52+631=683 kg/cm2 ; 2 =52-631=-579 kg/cm2

85,0683

579

;

kr = 19,1x93=1776 kg/cm2 > 1600 kg/cm2

kr = 5,35x93=497 kg/cm2 < 928 kg/cm2

= 540:(0,8x29,4)=23 kg/cm2 Rumus kontrol :

22 )497

23()

1600

683( = 0,44 < 1 --- OK

d. Faktor pembesaran momen )1

(nx

nx

= (2x900):12,5 = 144 < 200, ex = 1000 kg/cm2

nx =Ax ex/V = 72,28x1000/3773 = 19 ; nx/(nx-1) = 19/18 = 1,06


e. Faktor tekuk (max)

Lky = 850 cm ; y = 850: 4,71 = 181 >x yang menentukan mak = 6,323 f. Kontrol interaksi

1. 771

48600004,119,185,0

38,72

3773323,6xxx

x = 994 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

2. 771

48600019,1

8,72

3773x = 804 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

Profil WF.300.200 dapat dipakai.

G. Perencanaan Kaki Kolom

V=3773 kg M=4860 kgm H=540 Kg 340 mm L T T

50 300 50 53 294 53

Gambar 1.13 : Penampang kaki kolom Pemeriksaan tegangan : a. Tinjauan las (tebal las 5mm)

Ix las= 2x(1/12x0,5x273 )+ 2x(0,5x19,2x13,52)+2x(0,5x20x14,72) = 9461 cm 4

M = 4860 kgm ; b= (486000x14,7)/9461 = 756 kg/cm2

V = 3773 kg ; d= 3773 : 66,2 = 56 kg/cm2

H = 540 kg ; = 540 : 27 = 20 kg/cm2 22 )20.(3)56756( i = 813 kg/cm2 < 0,58x1600 = 928 kg/cm2

b. Pemeriksaan angker

T = 486000/34 + 3773/2 =16181 kg


Luas angker = 16181 : 1600 = 10,12 cm2

Dipasang 3 22, A=11,39 cm2 >10,12cm2 ---OK

akibat M, = 16181 : 11,39 = 1420 kg/cm2

akibat H, = 540 : 22,78 = 24 kg/cm2 22 )24.(31420 i = 1421 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

Panjang angker:

lekat = 15 kg/cm2 ; L= )2,214,3(215

16181

xxx = 79 cm

c. Pemeriksaan pelat kaki

Dicoba ukuran 300x400 mm

beton = 60 kg/cm2

terjadi = 26040

6

1

486000

4030

3773

xxx

= 23,4 kg/cm2 < 60 kg/cm2 OK

Tebal pelat kaki : M = 1/12x23,4x272 = 1422 kgcm

16/11600

1422

xxt = 2,31 cm

H. Perhitungan Pondasi V=3773kg M=4860 kgm H=540 Kg 50 50 100

Kolom pondasi

40x60

Balok pondasi

40x60

Pelat pondasi

ht=15 cm

200

200


Beban pondasi: Beban V : = 3772 kg Kolom 40/60 : 0,4.0,6.2..2400 = 1152 kg Balok 40/60 : 0,4.0,6.2.2400 = 1152 kg Pelat (15 Cm): 0,15.2..2..2400 = 1480 kg Tanah sirtu : 2..2..1,5.1850 = 11000 kg Total = 18557 kg M pada pondasi = 4860 + (540.2) = 5940 kgm

ijincmkg 2

2/96,0

200.200.6/1

594000

200.200

18557 OK !

Perhitungan dimensi beton bertulang: Beban balok = 3773 +1152 = 4925 kg Beban pelat = 3773 + 1152 + 1152 = 6077 kg

2

2

2

2

/59752.2.6/1

5940

2.2

6077

/66872.2.6/1

5940

2.2

4927

mkgq

mkgq

pelat

balok

a. Kolom pondasi 40/60 cm

M = 5940 kgm V = 3773 + 1152 = 4925 kg L = 2 m Penulangan :...........

b. Pelat pondasi (ht=15 cm) M = ½. . 5975. 12 = 2987,5 kgm D = ½. . 5075. 1 = 2987,5 kg Penulangan :...........

c. Balok pondasi 40/60 cm M = ½. .(2.5687). 12= 6687 kgm D = ½. . (2.5687).1 = 13374 kg Penulangan :...........


I. Perhitungan Ikatan Angin

3,348m 5,022m

S1

5,000m

H1 5,022m H2 3,348m H3

Gambar 1.14 : Pembebanan pada ikatan angin

Pada bangunan terbuka pembebanan seluas 30% Tekanan angin = 0,9x40 = 36 kg/m2 H1 = A1x36x0,3=2,1x36x0,3 = 23 kg H2 =A2x36x0,3= 7,6x36x0,3 = 83 kg H3 =A3x36x0,3=11.55x36x0,3 = 125 kg R = 23+83+0,5x125 = 168,5 kg S1= (168,5):(5/7,09) = 239 kg

A = 239:1600 = 0,15 cm2 digunakan baja 12, A=1,13 cm2 > 0,15 cm2

Tinjauan terhadap bentangan (PPBBI-1983): Gudang terdiri dari 9 buah kuda-kuda, bentang kuda-kuda di antara dua buah ikatan angin (n) = 6 bentang. Q = (2672,04 : 5) : 6 = 34 kg/cm2 dk = 5 m (jarak kuda-kuda) dg = 1,674 m (jarak gording) h = 5m (jarak kuda-kuda ikatan angin) L = 8,37x2=16,74 m (miring atap) A tepi 50.50.5 = 11,38 cm2 Q = n.q.dk.L = 17074,8 kg

N/L= 0.298 38,11101,2

8,1707425,06 xx

x = 0,02 OK


I. Perhitungan penurunan di titik D

Gambar 1.15: Pembebanan 1 satuan di puncak

Gambar 1.16 : Diagram Cremona akibat beban 1 satuan


Tabel 1.2 : Perhitungan penurunan kuda-kuda

No. batang

Beban(P) (kg)

Panjang(L) (cm)

Luas(A)

( 2cm )

=PL/E.A(cm)

Beban 1 satuan

u=5x6

(cm)

1 2 3 4 5 6 7 1 +231 104,6 7,51 +0,002 0 0 2 +231 167,3 7,51 +0,003 0 0 3 -1785 167,3 11,38 -0,013 -0,9 +0,012 4 -2142 167,3 11,38 -0,015 -1,2 +0,018 5 -2730 167,3 11,38 -0,019 -2,1 +0,040 6 -2730 167,3 11,38 -0,019 -2,1 +0,040

7 -420 167,3 11,38 -0,003 -1,6 +0,005 8 -220 100 11,38 -0,002 0 0 9 +1701 160 7,51 +0,017 +0,9 +0,016 10 +2058 160 7,51 +0,011 +1,1 +0,024 11 +2058 160 7,51 +0,021 +1,3 +0,028 12 +1470 320 7,51 +0,030 +0,8 +0,024 13 -210 50 11,38 -0,001 0 0 14 -2205 187 11,38 -0,018 +1 +0,018 15 +3360 96,8 7,51 +0,021 +0,3 +0,007 16 -525 215 11,38 -0,005 -0,4 +0,002 17 +50 143,6 7,51 +0,001 +0,2 +0,001 18 -50 248,6 11,38 -0,001 -0,2 +0,001

19 -567 190,3 11,38 -0,005 -0,5 +0,003 20 +820 217,3 7,51 +0,012 +0,8 +0,010 21 +567 167,3 7,51 +0,006 +0,8 +0,005 22 +651 100,4 11,38 +0,003 -1 +0,003 23 +533 217,5 7,51 +0,022 +1,7 +0,038 24 +459 104,6 7,51 +0,003 0 0 25 -432 100 11,38 -0,002 0 0 26 -651 100 11,38 -0,003 -1 +0,003 27 +945 167,3 7,51 +0,010 +1,6 +0,016

Jumlah +0,476

Penurunan di titik D = 2x0,476 = 0,953 cm Penurunan yang diijinkan = 1/1000x 1600 = 1,6 cm OK


II. PERENCANAAN GUDANG TERTUTUP Bentang kuda-kuda : 16,000 m Panjang gudang : 40,000 m Tinggi kolom : 9,000 m Jarak kolom : 5,000 m Penutup atap : Seng gelombang Dinding : Pasangan batu bata

Mutu baja : BJ.37 Tegangan dasar ( ) = 1600 kg/cm2 Peraturan muatan : PMI-1983 Peraturan perencanaan : PPBBI-1983 Tipe kuda-kuda : Portal gewel Metode : Analisis elastis Bagian-bagian perencanaan:

Peggantung gording Ikatan angin atap (Trek stang) 3,344 Gording 3,344 1,672 Kolom antara Regel Penerangan Pintu Ikatan angin dinding Ikatan angin diding

Gambar 2.1 : Bagian-bagian konstruksi

+0,4

-0,9 (0,02.-0,4) +0,9 +0,9 +0,4

Gambar 2.2 : Koefisien angin


A. Perhitungan Ikatan Angin 3,344 3,344 1,672 2,45m 3,00m

3,00m

3,00m

1,6 3,2 3,2 8,00 m

R s1 s2 s3 5m 1,672 3,344 3,344

H1 H2 H3 H4

Gambar 2.3 : Pemasangan regel dan kolom antara (a) Kerangka Ikatan Angin pada atap (b)

Beban angin = 0,9x40 = 36 kg/m2 H1 =(9+9,24)x(1/2x0,8)x36x1/2 =132 kg H2 =(9,24+9,98)x(1/2x3,2)x36x1/2 =554 kg H3 =(9,98+10,96)x(1/2x3,2)x36x1/2 =604 kg H4 =(10,96+11,45)x(1/2x0,6)x36x1/2=609 kg R =132+554+604+304,5 =1594,5 kg S1 =(1594,5-132):(5/5,272) =1543 kg

Dipakai baja 12, A=1,13 cm2

= 1543:1,13= 1366 kg/cm2 <1600 kg/cm2


B. Ikatan Angin Pada Dinding Melintang H1 3,00m 3,00m s1 s2 s3 3,00m H2 Rh 1,6m Rav Rbv C D S1 S2 S3 405 910 A B 2278 2278

Gambar 2.4 : Diagram gaya

H1=H2=36x4,5x2,5= 405 kg Rav=Rbv=405,9:1,6=2278 kg Rbh=H1+H2=810 kg

MC=0 -S3x1,6+2278x1,6-405x3=0 S3=1520 kg (tarik)

MB=0 S1x1,6+2278x1,6=0 S3=-2278 kg (tarik)

V=0 S9=(405x32):1,6=810 kg A=1520:1600=0,95 cm2

Digunakan baja 12 A=1,13 cm2

C. Ikatan Angin Pada Dinding Memanjang H1 3,00m 3,00m s1 s2 s3 3,00m H2 Rh A B 5,00m Rav Rbv C D S1 S2 S3

1596 3190 A B 2873 2873

Gambar 2.5 : Diagram gaya

H1=H2=1595 kg Rav=Rbv=1595x9:5=2873 kg Rh=H1+H2=3190 kg

MD=0 S1=1920 kg (tarik)

MA=0 S3=-2813 kg (tarik)

V=0 S2=1865 kg A=1865:1600=1,17 cm2

Digunakan baja 16, A=2,03 cm2


D. Perhitungan Kolom O-C Beban angin pada dinding (qx) = 0,9x40x3,2 =115,2 kg/m2 Mx =1/8x115,2x11,452 =1887,9 kgm V =50x11,45 = 572,5 kg i min = 1145:200 = 5,725 cm Dicoba profil WF.200.100.5,5.8

x = 1145 : 8,24 = 139 ; =3,729

x = = 79 + 1027 = 1106 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

E. Perhitungan Regel 1. Regel tidak menahan beban vertikal

Beban angin = 36 x 3 = 108 M = 1/8 x 108 x 52 = 837,5 kgm W = 33750 : 1600 = 21,1 cm3 Dipakai profil WF.125.60.6.8 , Wx=66,1 cm3

2. Regel Yang Menahan Beban Vertikal (di bawah regel ada jendela) Beban anginn (qy) = 36 x 1,5 = 54 kg/m Beban dinding (qx) = (0,15x1700x1,5)+31,5= 414 kg/m Mx = 1/8x414x52 = 1294 kgm, diperlukan Wx = 87 cm3 My = 1/8x54x52 = 169 kgm, diperlukan Wy = 10,6 cm3 Dipakai profil WF.150.150.7.10 ; Wx=219 cm ; Wy= 75,1 cm Kontrol lenturan: fx = = 0,98 cm fy = = 0,38 cm f total = = 1,05 cm f ijin = 1/250x500 = 2 cm > 1,05 cm


F. Perhitungan Portal Gewel 1. Analisis statika

a. Akibat beban mati q= 190 kg/m C EI EI 2,45m 170 B D EI EI 9,00m A 16,00 m E

Gambar 2.6 : Pembebanan pada portal gewel Beban atap : 18,81 x 5 x 10 = 940,5 kg Beban gording : 14 x 5 x 5,12 = 358,4 kg Beban kuda-kuda : 18,81 x 65 = 1222,65 kg Jumlah = 2521,55 kg Besi-besi kecil 20% = 504,31 kg Beban total = 3025,86 kg Beban merata (q) = 3025,86 : 16 = 190 kg/m Perhitungan momen menggunakan metode Moment distribution (Chu-Kia Wang: Statically Indeterminate Structure) :

q= 190 kg/m C 2,45m B EI EI D EI EI 9m A E 16 m

Gambar 2.7 : Pembebanan dan EI

Perhitungan : 1) Distribution factor (DF). Titik B dan D : Kba:Kbc = 3EI/9 : 4EI/8,36 = 25,08 : 36 DFba = Dfde = 0,411 Dfbc = Dfdc = 0,589 Titik C : Kcb:Kcd = 4EI/8,36 : 4EI/8,36 = 1:1 DFcb = Dfcd = 0,500


1) Distribusi momen tahap I (titik B dan D dipasang pendel)

-FEMbc=+FEMcb = -FEMcd = +FEMdc = 1/12.190.82 = 1014 kgm

Joint B C D

Member BA BC CB CE DC DE

DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411

FEM -1014 +1014 -1014 +1014 +416 +598 +299 -299 -598 -416

0 0

MI +416 -416 +1313 -1313 +416 -416

2) Distribusi momen tahap II (pendel di titik B dan D dilepas)

B C D A E

Gambar 2.8 : Pergoyangan titik B,C,D

C” C’

C

CC” = /sin = 3,41.

FEMba : FEMbc =22 3,8

..6:

9

..3 EIEI

= 209,67 : 1657,26

pergeseran sebesar diumpamakan: FEMba = -FEMde = 1000 kgm pada pergeseran sebesar CC” : -FEMbc = -FEMcb = +FEMcd =+FEMdc = (1657,26/209,67).1000 = 7905 kgm

Joint B C D


DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411

FEM +1000 -7905 -7905 +7905 +7905 -1000 +2838 +4067 -2034 -2034 -4067 -2838

0 0

MI +3838 -3838 +5871 -5871 +3838 -3838


Gaya dorong : 190 kg/m 1520 kg C Mbc Mcb 2,45m B HB’ Vb = 1520 kg B HB Mba 9 m A 8 m

Gambar 2.9 : Freeboby dan gaya luar

Kerjakan Mbc dan Mcb dengan tanda positip (+)

Balok A-B : MA = 0 +Hb.9 + Mba = 0 Hb = - (Mba/9)

Balok B-C : MC = 0 -HB’.2,45+1250.8 – 1520.4 + Mbc +Mcb = 0 HB’ = (Mbc + Mcb + 6080)/2,45

Keseimbangan : Hb + Hb’ = 0 -(Mba/9) + (Mbc+Mcb+6080)/2,45 = 0 Diperoleh persamaan keseimbangan :

-2,45 (Mba) +9(Mbc+Mcb) = -54720 Bilangan penghapus (x) : Substitusikan hasil distribusi momen tahap I dan II pada pers. di atas. -1019 – 9403.x + 8073 – 87381.x = - 54720 -96784.x = -62774 x = 0,638

3) Momen disain :

Joint B C D


MI +416 -416 +1313 -1313 +416 -416

MII.X +2449 -2449 -3746 +3746 +2449 -2449

M disain +2865 -2865 +2433 -2433 +2865 -2865

4) Reaksi-reaksi :

VB = VD = 1520 +0 = 1520 kg HA = + 2865/9 = 319 kg


b. Beban Angin : TahapI:

q1 q2 C 2,45 m EI EI B D EI EI 9 m q3 q4 A 16 m E

Tahap II: C C” B D D’ C’ A E Tahap III: C’ C C” B B’ D A E

Gambar 2.10 : Pembebanan tahap I, II dan III q1 = (0,02 x 17 - 0,4) x 40 x 5 = -12kg/m q2 = q4 = -0,4 x 40 x 5 = -80 kg/m q3 = +0,9 x 40 x 5 = 180kg/m Perhitungan :

1) DF : sama seperti di atas 2) Momen primer :

a) Tahap I (titik B dan D dipasang pendel) FEM : FEMba=1/8.180.92 = 1828 kgm FEMbc=-FEMcb=1/12.12.8,362 = 70 kgm FEMcd=-FEMdc=1/12.80.8,362 = 466 kgm FEMde=1/8.80.9 = 540 kgm


b) Tahap II (pendel di titik D dilepas)

terjadi pergeseran pada batang ED dan CC’= 1/2. /sin = 1,71. pada batang BC dan CD

1/2. C C”

C’

Gambar 2.11 : Pergeseran titik C

FEMde =29

..3 EI = -1000kgm (dimisalkan)

FEMdc =FEMcd=-FEMcb=-FEMbc= 6EI.1,71./8,362= 3964 kgm

c) Tahap III (pendel di B dilepas)

FEMba =29

..3 EI= -1000kgm (dimisalkan)

FEMbc = FEMcb = -FEMcd = -FEMdc = 235,8

.71,1..3 EI = 3964 kgm

3) Distribusi momen :

Tahap I.

Joint B C D

Member BA BC CB CD DC DE

DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411

FEM +1828 +70 -70 +446 -466 +540 1 -780 -1118 -559 -22 -44 -30

+47 +92,5 +92,5 +47

2 -19 -28 -14 -14 -28 -19

+7 +14 +14 +7

3 -3 -4 -4 -3

MI +1026 -1026 -537 +537 -488 +488

Tahap II.

Joint B C D


DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411

FEM -3964 -3964 +3964 +3964 -1000 1 +1629 +2335 +1168 -873 -1746 -1218

-74 -147,5 -147,5 -74

2 +30 +44 +22 +22 +44 +30

-11 -22 -22 -11

3 +4 +7 +4 +4 +7 +4

-2 -4 -4 -2

4 +0,5 +1,5 +1,5 +05

MI +1664 -1664 -2944 +2944 +2184 -2184


Tahap III.

Joint B C D


DF 0,411 0,589 0,500 0,500 0,589 0,411

FEM -1000 +3964 +3964 -3964 -3964 1 -1218 -1746 -873 +1168 +2335 +1629

-74 -147,5 -147,5 -74

2 +30 +44 +22 +22 +44 +30

-11 -22 -22 -11

3 +4 +7 +4 +4 +7 +4

-2 -4 -4 -2

4 +05 +1,5 +1,5 +0,5 MI -2184 +2184 +2944 -2944 -1664 +1664

4) Gaya dorong :

96 kg Mcb C C Mcd 560 kg Mbc 30kg 171kg Hc Hc’ Mdc 2,45 m B Vc Vc’ D 1620 kg Mba Mde 720 kg 9 m A Ha He E 8 m

Gambar 2.12 : Free body dan gaya luar

Kerjakan Mbc,Mcb,Mcd,Mdc dengan tanda positip (+)

Balok A- B : MB = 0 Ha.= 810-(Mba/9)

Balok A-B-C : H = 0 Hc = 1620 – 30 – Ha = 780 + (Mba/9)

Balok D-E : MD = 0 He = 360 –(Mde/9)

Balok C-D-E : H = 0 Hc’ = -171-720+He = -531 – (Mde/9) Keseimbangan : Hc = Hc’ 780 + (Mba/9) = -531 – (Mde/9) Mba +Mde = -11799 ( Persamaan I ) Balok A-B-C :

MA = 0 -Vc.8-Hc.11,45-30.10,225-96.4+1620.4,5+Mcb = 0 Vc = -0,16.Mba+0,125.Mcb-292 Balok C-D-E :

ME =0 -Vc’.8+Hc.11,45+171.10,225+560.4+720.4,5+Mcd=0 Vc’ = -0,16.Mde+0,125.Mcd+149


Keseimbangan : Vc = Vc’ -0,16.Mba+0,125.Mcb-292 = -0,16.Mde+0,125.Mcd+149 0,125.(Mcb-Mcd) - 0,16 ( Mba-Mde ) = 436 ( Persamaan II )

Faktor penghapus : Pers. I : 1514 – 520.x – 520.y = - 11799 atau - x - y = - 19,7788 Pers. II : 134,25 – 736.x +736.y -86 – 616.x +616.y = 436 -1352.x + 1352.y = 388 atau –x + y = - 0,2870 diperoleh harga: x = 9,7459 ; y = 10,0329

5) Momen disain :

Batang BA BC CB CD DC DE

MI +1026 -1026 -537 +537 -488 +488

MII.x +16217 -16217 -28692 +28692 +21285 -21285

MIII.y -21912 +21912 +29537 -29537 -16695 +16695

Mdisain -4669 +4669 -308 +308 +4102 -4102

6) Reaksi-reaksi:

Balok A-B-C :

MB = 0 Va.18 + 2340.4,5 + 141.10,225 + 96.12 + 560.4 = 0 Va = -853 kg

V = 0 Vb = -656 +853 = 197 kg Ha = 810 – (-200) = 1010 kg He = 360 – (-773) = 1133 kg

7) Momen disain gabungan:

Beban BA BC CB CD DC DE

Mati +2865 -2865 -2433 +2433 +2865 -2865

Angin -4669 +4669 -308 -308 +4102 -4102

Jumlah -1804 +1804 -2741 +2741 +6957 -6957

8) Reaksi-reaksi gabungan:

VA = 1520 - 853 = 667 kg VD = 1520 + 197 = 1717 kg HA = 319 + 1010 = 1329 kg HE = 319 + 1133 = 1452 kg


C 2741kgm 2,45m 1804kgm B D 6957kgm 9,00m A 1329kg E 1452kg

16,00m 667kg 1717kg

Gambar 2.13 : Diagram M dan reaksi-reaksi

G. Analisis Dimensi Kuda-kuda (Balok CD)

1. Pembebanan 364kg 2741kgm 1452kg 6957kgm 1189 kg 1452kg 1645kg 502kg 1717kg

Gambar 2.14 : Pembebanan pada kuda-kuda

Gaya aksial (F) = 1189+502 =1691 kg Gaya lintang (D) = 1645+364 = 2009 kg Panjang (L) = 8,36 m a. Direncanakan profil tunggal

Pendekatan : i min = 836 : 200 = 4,18 cm Dicoba : WF.350.175.7.11 A =63,14 cm ; b =175 mm ; h =350 mm; tb =7 mm; ts =11mm Iy =984 cm4 ; Wx=775 cm3 ; ix =14,7 cm; iy=3,95 cm; g =49,6kg/m

b. Faktor KIP ( ) Lky =167 cm (jarak gording) h/tb = 350:7 = 50 < 75 L/h = 167 : 35 = 4,8 < 1,25x 175/11 = 19,88 Katagori: penampang dapat berubah bentuk A’=A1+Ab/6 = 17,7x1,1+(351-2,2x0,7)/6= 73,7 cm2 iA’= =2,58 cm Lk =167 cm

=167/2,58=65 , A’=1,399

1xM =6957 kgm ; 2xM =5848 kgm (pada jarak gording terdekat)


1144399,11600 xkip kg/cm2

21,1

)6957

584838.(1144

16005

x

x

c. Kontrol lipat


r = 3267 kg/cm2

1052775

695700

14,63

1691d kg/cm2

bs/ts = 8,75/1,1=7,95 < 1052

326710 =17,6 --- OK


26 )8,32

7,0.(10.266,1pl 580 kg/cm2

1 =27+1025=1052 kg/cm2

2 =27-1025=-998 kg/cm2

95,01052

998

< -0,5 ;

kr = 13,5x580 =7830 kg/cm2 > 1600 kg/cm2

kr = 5,35x580 =3103 kg/cm2 > 928 kg/cm2

= 2009 :(0,7x32,8) =87,5 kg/cm2 Rumus kontrol :

22 )928

5,87()

1600

1052( = 0,67 < 1 --- OK

d. Pada portal bergoyang 85,0x

e. Faktor pembesaran momen )1

(nx

nx

= (2x836):14,7 = 144 <200 ; ex = 1000 kg/cm2

nx =Ax ex/V = 63,14x1000/1691 = 59 ; nx/(nx-1) = 59/58 = 1,02

f. Faktor tekuk (max)

Lky = 167 cm ; y = 167 : 3,95 = 43 >x yang menentukan mak= 2,508

g. Kontrol interaksi

1) 775

69570002,121,185,0

14,63

1691508,2xxx

x = 956 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

2) 775

69570021,1

14,63

1691x = 1025 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

Profil WF.350.175 dapat digunakan


H. Analisis Dimensi Kolom AB/DE

1. Pembebanan 1717kg

6957kgm 1210kg Mx2 1,5m Mx1 1,5m 6m

Gambar 2.15 : Pembebanan pada kolom

a. Direncanakan profil tunggal Lkx = 9 m, Lky = 6 m Pendekatan : i min = 900 : 200 = 4,50 cm Dicoba : WF.350.175.7.11 A= 63,14 cm ; b= 175 mm ; h= 350 mm; tb= 7 mm; ts=11mm Iy= 984 cm4 ; Wx= 775 cm3 ; ix= 14,7 cm; iy= 3,95 cm; g=49,6 kg/m

b. Faktor KIP ( ) Lky =150 cm (jarak lateral braching) h/tb = 350:7 = 50 < 75 L/h = 150 : 35 = 3,57 < 1,25x 175/11 = 19,88 Katagori: penampang dapat berubah bentuk A’=A1+Ab/6 = 17,7x1,1+(351-2,2x0,7)/6 = 73,7 cm2

iA’= '

.5,0

A

Iy =2,58 cm

Lk =150 cm

=150/2,58 = 59 , ’=1,328

1xM = 7,5/9 . 6957 = 6615 kgm ; 2xM = 6957 kgm

1204328,11600 xkip kg/cm2

21,1

)6957

661538.(1208

16005

x

x

c. Kontrol lipat


r = 3267 kg/cm2

1052775

695700

14,63

1717d kg/cm2


bs/ts = 8,75/1,1=7,95 < 1052

326710 17,6 --- OK


26 )8,32

7,0.(10.266,1pl 580 kg/cm2

1 =27+1025 = 1052 kg/cm2

2 =27-1025 = -998 kg/cm2

95,01052

998

< -0,5 ;

kr = 13,5.580 =7830 kg/cm2 > 1600 kg/cm2

kr = 5,35.580 =3103 kg/cm2 > 928 kg/cm2

= 1234 :(0,7x32,8) =54 kg/cm2 Rumus kontrol :

22 )928

54()

1600

1052( = 0,67 < 1 --- OK

d. Pada portal bergoyang 85,0x

e. Faktor pembesaran momen )1

(nx

nx

Gb= 10 (sendi) Ga= (Ic/h):(Ib/L) = (1/9):(1/1672)=1,86 Diperoleh harga k (koefisien tekuk) = 2 Lkx=2x9=18 m

x =Lkx/ix=1800:14,7=123 < 200 ex =1370 kg/cm2

nx =A x ex/F = 63,14x(1370/1720) = 50,32 nx/(nx-1)=50,32:49,32=1,02

f. Faktor tekuk (maksimum) Lky = 150 cm

y = 150 : 3,95 = 76 < x yang menentukan mak= 2,92

g. Kontrol interaksi

1. 775

69570002,121,185,0

14,63

171792,2xxx

x = 1155 kg/cm2 <1600kg/cm2

2. 775

69570021,1

14,63

1717x = 1268 kg/cm2 < 1600 kg/cm2

Profil WF.350.175 dapat digunakan


I. Analisis Sambungan

1. Sambungan baut 20 100 V M 120 H 120

100

100

pengaku

Gambar 2.16 : Detail sambungan M=6957 kgm V=1717 kg

2e =(102+202+322+422+522)=6500 cm

N=65002

49695700

x

x =2968 kg

2214,34/1

2968

xxt = 964 kg/cm2 < 16007,0 xt 1120 kg/cm2

2214,34/110

1717

xxx = 55 kg/cm2

22 )55.(3)964( i = 1066 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 ----- OK

2. Kontrol pengaku:

y x 12 7x12

60 7 60 Gambar 2.17 : Pelat pengaku

H=6957/0,586 =14687 kg Ix=1/12.1,2.12,73 =204 cm4

ix=3,65 cm

=(0,7x35):3,65=6,7 =1 =725 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 --- OK

3. Perhitungan sambungan las


10 11 1717kg y1 10 336 193

324 173 1452kg 10 6957kgm 11 10 y2 169 250 10 11 10 10 84 7 84 10

Gambar 2.18 : Penampang sambungan las

5,178,168,338,168,168,648,165,17

05,47)16,21(1,38)18,16(36,19)7324(6,2)78,16(5,0)15,17(1

xxxxxxxxxxy

(16,8x1)x56+(17,5x1)x58,1

5,178,168,338,168,168,648,165,17

75,10168,94029,15908,6408,6048,460464,725068,4375,81y

y1 = 33,6 cm = 336 mm y2 = 250 mm

)5,38,16()4,18,16()3,148,644,321(2)348,16()1,335,17( 2223

12122 xxxxxxxIx

)5,245,17()4,228,16()45,138,339,161(2 2223

121 xxxxx

Ix = 102970 cm 4 M = 695700+1452x173=815304 kgm

102970

6,33815304xt = 266 kg/cm2

d = 1452 : 200,8 = 6,2 kg/cm2

= 17,5 kg/cm2

)5,173()2,6266( 22 xi = 270 kg/cm2 < 896 kg/cm2 --- OK

Tebal las (a) = 270/896 = 0,4 mm

J. Perhitungan tumpuan sendi Gaya H=1452 kg ditahan oleh 2 baut Ø 22 mm

22

2

41

/928/2502,2.14,3..2

1452cmkgcmkg OK !


H=1452 kg Baut Ø 22 mm

Gambar 2.19 : Baut penahan gaya geser Perhitungan lainnnya dapat dilihat pada contoh Bangunan terbuka.


III. BANGUNAN DENGAN KERAN (CRANE) A. Pendahuluan

Balok keran banyak digunakan pada bangunan industri. Pada pembebanan yang kecil, balok keran dapat direncanakan dengan profil tunggal (contoh : WF). Sedangkan pada pembebanan yang besar digunakan balok gabungan dari beberapa profil (contoh : profil kanal + WF).

(a) (b)

1 2 3

(c) (d)

Gambar 2.20 : (a,b,c)Bangunan industri, (d)Profil balok keran

1. Balok WF digunakan untuk bentang pendek dan beban ringan 2. Balok diperkuat dengan dengan pelat 3. Balok diperkuat dengan profil kanal, untuk kapasitas besar


1. Data Teknis Balok Keran c d

cabin a f e

a. Potongan melintang bangunan

b

b. Tampak atas konstruksi keran

Gambar 2.21 : Data teknis balok keran

2. Pembebanan

a. Beban sendiri keran Dimensi dan beban Kapasitas keran (ton)

5 10 20 30 50

Untuk semua bentang d(mm) e(mm) f(mm)

1300 860 680

1680 1070 840

2190 1140 970

2900 1370 990

3360 1520 1220

Untuk bentang 12 m a(mm) c(mm) b(mm) Berat sendiri :keran +takel (ton) Berat takel (ton) Berat roda maksimum (ton)

200 1800 3000 10 2 5,5

200 2200 3000 12 4 9

250 2300 3800 18 7 16

275 2400 4000 23 10 22

300 2500 4700 32 17 34


225 1900 3600 14 2 7

225 2200 3600 17 4 10

250 2300 3800 23 7 11

275 2400 4000 29 10 24

300 2600 4800 40 17 37


225 2000 4000 20 2 9

250 2250 4100 24 4 13

275 2300 4100 31 7 20

300 2400 4300 38 10 27

300 2600 5000 50 17 40


b. Beban hidup keran Beban sendiri keran + muatan hidup yang harus diangkat, dalam posisi keran induk dan keran angkat (crab=takel) yang maksimum bagi struktur yang ditinjau adalah : 1. Sebagai beban rencana diambil sama dengan beban keran dikalikan koofisien

kejut. koofisien kejut = (1+ k1.k2.v) 1,15 v = kecepatan angkat maksimum (m/detik) pada pengangkatan maksimum

tidak perlu diambil lebih dari 1 m/detik k1 = koefisien yang bergantung pada kekakuan struktur keran induk, dimana

untuk keran induk berupa struktur rangka, harga k1 = 0,6 k2 = koefisien yang tergantung pada sifat-sifat mesin angkat dari keran

angkatnya, dan diambil sebagai berikut: - pada mesin listrik biasa atau mesin-mesin lain dengan sifat sejenis k2=1 - pada mesin dengan pembatas percepatan otomatis (rem) dengan alat cengkeran : k2 = 0,75 dengan alat kait : k2 = 0,50

Hz= 1/7 Rmak Hz Hx Hx Hx Hx

Hx=1/30.berat keran+bebannya

Alat penyambung ini menahan gaya rem memanjang (Hz) Hx= gaya rem melintang Hz= haya rem memanjang

Gambar 2.22 : Pembebanan pada konstruksi keran

2. Gaya rem memanjang keran induk Gaya rem memanjang keran induk adalah gaya yang bekerja horisontal memanjang di atas lintasan di tempat masing-masing roda keran yang di rem, besarnya = 1/7 reaksi maksimum yang terjadi pada masing-masing roda.

3. Gaya rem melintang keran angkat Gaya rem melintang keran angkat adalah gaya yang bekerja horisontal melintang di atas keran induk. Gaya rem ini dibagikan pada roda-roda keran induk pada masing-masing lintasannya. Besarnya gaya rem melintang = 1/15 berat keran angkat + beban kerja, untuk masing-masing lintasannya.


B. Merencanakan Bangunan dengan keran (Crane)

1. Data Perencanaan

Bentang kuda-kuda : 16,000 m Panjang gudang : 40,000 m Tinggi kolom : 9,000 m Jarak kolom : 5,000 m Penutup atap : Seng gelombang Dinding : Pasangan batu bata

Mutu baja : BJ.37 Tegangan dasar ( ) = 1600 kg/cm2 Peraturan muatan : PMI-1983 Peraturan perencanaan : PPBBI-1983 Tipe kuda-kuda : Portal gewel Data keran : Kapasitas keran : 20 t

Berat takel : 7 t Berat sendiri keran : 16 t Berat sendiri rel (ditafsir) : 30 kg/m Jarak roda keran : 3,8 m

2. Bagian Konstruksi Keran

2,45m 3m 6m 50 100

50 1500 50

Gambar 2.23 : Bangunan konstruksi keran 3. Pembebanan Pada Balok Keran

1m P=27t Q=16t A B Ra 15 m Rb

Gambar 2.24 : Pembebanan pada balok keran

Ra = 15

1427

2

16x = 33,2 t ; Rb = 9,8 t

Ra dipikul 2 roda keran masing-masing = 16,6 t Rb masing-masing = 4,9 t


4. Perhitungan Balok Keran a. Perhitungan momen

1) Beban mati

0,95 0,95 1,90 16,6t 16,6t A C D E F B R Ra 3m 3m Rb

Gambar 2.25 : Pembeban roda keran pada balok keran

Ra = 16,6 .(3,95+0,15)/6 = 11,34 t Rb = 16,6.(4,85+2,05)/6 = 21,86 t Mc = 11,34 . 2,05 = 23,247 tm Md = 11,34 . 3 – 16,6 . 0,95 = 18,25 tm Me = 11,34 . 3,95 – 16,6 . 1,9 = 12,42 tm Mf = 21,86 . 0,15 = 3,279 tm Koefisien kejut = 1,15 ; M maksimal = 1,15 x 23,247 = 26,735 tm

2) Beban mati Beban mati ditafsir = 150 kg/m

Beban rel = 30 kg/m Jumlah = 180 kg/m M = 1/8 x 180 x 62 = 135 kgm = 0,135 tm

3) Beban hidup +mati M beban hidup+mati = 26,735 + 0,135 = 23,382 tm

b. Reaksi (Gaya lintang) 1) Beban hidup

16,6t 16,6t A B

Ra 3,8m 2,2m Rb

Gambar 2.26 : Pembebanan roda keran pada gaya lintang maksimum

Koefsisien kejut = 1,15 Ra = 1,15 ( 16,6 + 16,6.2,2/6) = 26,105 t

2) Beban mati Ra = ½ . 0,18 . 6 = 0,54 t

3) Gabungan 1)+2) : Ra = 26,105 + 0,54 = 26,645 t 4) Pada balok keran sebelah kanan: R = (4,9/16,6) (26,105)+0,54 = 8,25 t


c. Beban gaya rem melintang

16,6t 16,6 t 0,9t 0,9t N=2,371t y

Gambar 2.27 : Kombinasi pembebanan pada balok keran Beban = 1/15.(Beban kapasitas keran+ tekel) = 1/15.(20+7) = 1,8 t ; untuk satu roda = ½ .1,8 = 0,9 t

M = )247,23.(6,16

9,0 = 1,261 tm

D = 0,9 +0,9.2,2/6 = 1,23 t d. Beban gaya rem memanjang

Beban = 1/7 x Reaksi maksimum pada roda keran = 1/7 x 16,6 = 2,371 t M = 2,371 x (20 + 7,5 ) = 65,203 tcm = 0,652 tm

e. Analisis profil balok keran

Gambar 2.28 : Profil balok keran

L = 6 m Beban yang bekerja adalah : Mx = 26,735 +0,652 = 27,387 tm My = 1,261 tm Dx = 26,645 t ; Dy = 1,23 t N = 2,371 t

1) Direncanakan profil WF. 450.300.11.18

A = 157,4 cm2; b =300 mm; h =440 mm; tb =11 mm; ts =18mm Wx =2550 cm4 ; Wy =541 cm3 ; ix =18,9 cm; iy =7,18 cm ; g =124kg/m

2) Faktor KIP ( )

2118

300.25,164,13

440

6000/

754011

440/

hL

tbh

-- Penampang tidak dapat berubah bentuk

2

6

/18941600.7,0.489

827

8271600

10.63,02

48911.300

440.6001

cmkg

C

C

kip


153,0

)2738700

0.38(.1894

16005

x

3) Kontrol lipat Kontrol lipat pada sayap:

r = 3267 kg/cm2

1074152550

2738700

4,157

2371d = 1089 kg/cm2

bs/ts = 150/1,8 = 8,9 < 1089

326710 17,3 --- OK


26 )440

11.(10.266,1pl 791 kg/cm2

1 = 15 + 1074 = 1089 kg/cm2

2 = 15 – 1074 = - 1058 kg/cm2

97,01089

1058

< - 0,5 ;

kr = 23,8 . 791 = 18892 kg/cm2 > 1600 kg/cm2

kr = 5,35 . 791 = 4232 kg/cm2 > 928 kg/cm2

= 26635 : (1,1 . 41,8) = 580 kg/cm2 Rumus kontrol :

22 )928

580()

1600

1089( = 0,93 < 1 --- OK

4) Pada portal bergoyang 85,0x

5) Faktor pembesaran momen )1

(nx

nx dan )

1(

ny

ny

Lkx = 600 cm

x = Lkx/ix = 600 : 18,9 = 32 081,1x

nx = A . ex/F = 157,4. 20240/2371 = 1344 nx/(nx-1) = 1,0007 Lky = 600 cm

y = Lky/iy = 600 : 7,18 = 84 687,1y

ny = A x ey/F = 157,4. 2937/2371 = 195 ny/(ny-1) = 1,005

6) Kontrol interaksi

541

126100005,185,0

2550

27387000007,1185,0

4,157

2371.687,1xxxxx

= 25 + 914 + 199 = 1138 kg/cm2 < 1600kg/cm2

541

126100

2550

27387001

4,157

2371 x = 1323 kg/cm2 < 1600kg/cm2

22

8,41.1,1

26645.3

4,157

2371

= 1005 kg/cm2 < 1600kg/cm2 --- OK


5. Analisis Balok Konsol a. Beban pada balok konsol

Salah satu roda keran tepat pada perletakan Beban hidup = 26,645 t Beban konsol = 0,15 t Total P = 26,645 + 0,15 = 26,8 t Konsol sebelah kanan = 8,25+0,15 = 8,4 t

b. Analisis profil balok konsol M = 26,8 x 0,5 = 13,4 tm D = 26,8 t

P=26,8 t 25 25

Gambar 2.29 : Pembebanan dan rencana profil konsol

c. Cara lain adalah dengan memasang kolom ganda

Gambar 2.30 : Perencanaan kolom ganda


C. Perhitungan Portal menggunakan SAP

1. Pembebanan

a. Beban mati b. Beban angin

c. Beban keran 2. Hasil analisis

a. Hasil kombinasi Beban mati+Angin+Keran


b. Hasil kombinasi Beban mati+ Keran

3. Analisis Dimensi Kolom

a. Pembebanan

V= 27810+80.9=28530 kg

2740 kg B + 5850 kgm +10340 kgm 3 m

C +16460 kgm

6 m A 2740 kg

Gambar 2.35 : Pembebanan pada kolom

b. Kolom direncanakan WF.500.200.11.19 Pendekatan : i min = 900 : 200 = 4.5 cm A=131,3 cm2; b=210 mm; h=506 mm; tb=11 mm; ts=19mm Ix=56500 cm4 ; Wx=2230 cm3 ; ix=20,7 cm; iy=4,33 cm ; g=80kg/m

c. Faktor KIP ( ) Lky =300 cm (jarak lateral braching) h/tb = 506:11 = 46 < 75 L/h = 300 : 50,6 = 5,92 < 1,25. 201/19 = 13,2 Katagori: penampang dapat berubah bentuk A’=A1+Ab/6 = 21,.1.1,9+(50,6-2,2).0,7/6= 47,06 cm2


iA’= '

.5,0

A

Iy =5,2 cm

=300/5,2 = 58 , ’=1,317

1214317,1:1600 kip kg/cm2

90,0

)16015

1513838.(1214

16005

x

x ---- = 1

d. Kontrol lipat Kontrol lipat pada sayap:

r = 3267 kg/cm2

2230

1646000

3,131

28530d 218+739= 957 kg/cm2

bs/ts = 10,5/1,1= 9,54 < 1077

326710 17,4 --- OK


26 )6,50

1,1.(10.266,1pl 598 kg/cm2

1 =218 +739 = 957 kg/cm2

2 =218 – 718 = - 490 kg/cm2

5,0957

490

< -0,5 ;

kr = 13,5 . 598 = 8073 kg/cm2 > 1600 kg/cm2

kr = 5,35 . 598 = 3199 kg/cm2 > 928 kg/cm2

= 2740 : (1,1. 50,6) = 66 kg/cm2 Rumus kontrol :

22 )928

66()

1600

957( = 0, 7 < 1 --- OK

e. Pada portal bergoyang 85,0x

f. Faktor pembesaran momen )1

(nx

nx

Gb= 10 (sendi) Ga= (Ic/h) : (Ib/L) = (1/9) : (0,5/16,72) = 3,72 Diperoleh harga k (koefisien tekuk) = 1,7 Lkx=1,7 . 9 = 15,3 m

x=Lkx/ix=1530 : 20,7 = 74

ly = Lkly/iy = 300 : 4,43 = 68

x total = 1016874 22 < 200 ex = 2032 kg/cm2 (tabel)

nx = A . ex/F= 131,2. 2032/35656 = 7,49 nx/(nx-1) = 7,49/6,49 = 1,16

g. Faktor tekuk (maksimum)

Lky = 300 cm

y = 300 : 4,43 = 68 < x =74 yang menentukan mak= 1,507


h. Kontrol interaksi

1690

164600016,1185,0

3,131

28530.507,1xxx = 1457 kg/cm2 < 1600kg/cm2

1690

1646000

3,131

28530 = 1200 kg/cm2 < 1600kg/cm2 --- OK

Profil dapat digunakan

Daftar Pustaka Anonim, 1983, Peraturan Pembebanan Untuk Gedung , Bandung: Yayasan

DPMB --------, 1983, Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia 1983, Bandung:

Yayasan DPMB Bowles, Joseph.E, 1985, Structural Steel Design, Terjemahan: Pantur Silaban,

Jakarta: Erlangga Burhan, Hanis, Konstruksi Baja, Bandung: ITB Burhan, Hanis, Las Dalam Konstruksi Baja, Bandung: ITB CRS & DO , 1972, Steel Design Manual, London: Crosby Lockwood Staples Kurniawan, C.Iscak & Wiryani, Perencanaan Bangunan Baja, Surabaya:

Universitas Petra Salmon, C.G dan J.E.Johnson, 1986, Steel Structures Design and Behavior,

Terjemahan: Wira.M, Jakarta: Erlangga

Documents

Merencana Baja