BAB I revisi 2.docx
-
Upload
andini-pratiwi -
Category
Documents
-
view
236 -
download
5
description
Transcript of BAB I revisi 2.docx
BAB I
PERANCANGAN STRUKTUR ATAP
A. Pendahuluan
Tujuan perancangan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang
stabil, cukup kuat, mampu-layan, awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya
seperti ekonomis dan kemudahan pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila
ia tidak mudah terguling miring, atau tergeser, selama umur bangunan yang
direncanakan. Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu-layan bila
kemungkinan terjadinya kegagalan-struktur dan kehilangan kemampuan layan
selama masa hidup yang direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang bisa
diterima.
Suatu struktur disebut awet bila struktur tersebut dapat menerima keausan
dan kerusakan yang diharapkan terjadi selama umur bangunan yang direncanakan
tanpa pemeliharaan yang berlebihan. Atap bangunan direncanakan dalam bentuk
pelana penuh dengan bahan penutup terbuat dari genteng metal. Sudut atap, α
sebesar 30º. Lebar tritisan direncanakan sebesar 1,54 meter. Kuda-kuda
menggunakan sistem truss baja siku ganda dengan gording terbuat dari baja
dengan kode mutu baja Bj 37.
Tabel 1.1 Sifat Mekanis Baja Struktural
Jenis Baja
Tegangan
putus
Minimum, fu
(MPa)
Tegangan
leleh
Minimum, fy
(MPa)
Peregangan
Minimum
(%)
BJ 34 340 210 22
BJ 37 370 240 20
BJ 41 410 250 18
BJ 50 500 290 16
BJ 55 550 410 13
Sumber : SNI 03-1729-2002
1
2
B. Analisis Pembebanan
1. Beban Mati
Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang
bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-
penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian
yang tak terpisahkan dari gedung itu.
Tabel 1.2 Nilai Beban
No. Nama Nilai beban Satuan
1 Langit-langit dan dinding
(termasuk rusuk-rusuknya,
tanpa penggantung langit-
langit atau pengaku), terdiri
dari :
-semen asbes (eternite dan
bahan lain sejenis), dengan
tebal maksimum 4 mm
11 Kg/m2
2 Penggantung langit-langit
(dari kayu), dengan bentang
maksimum 5 m dan jarak
s.k.s, minimum 0,80 m
7 Kg/m2
3 Penutup atap seng
gelombang (BWG 24)
tanpa gording
10 Kg/m2
3
Sumber : PPBI - 1983
2. Beban Hidup
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian
atau penggunaan suatu gedung, dan ke dalamnya termasuk beban-beban
pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-
mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan
dari gedung dan data diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga
mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.
Khusus pada atap ke dalam beban hidup dapat termasuk beban yang bersal
dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energy
kinetik) butiran air. Ke dalam beban hidup tidak termasuk beban angin,
beban gempa dan beban khusus yang disebut dalam ayat 3 ,4 dan 5.
Beban hidup pada atap gedung :
a. Beban hidup pada atap dan atau bagian atap serta pada struktur tudung
(canopy) yang dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil
minimum sebesar 100 kg/m2 bidang datar.
4
b. Beban hidup pada atap dn atau bagian atap yang tidak dapat dicapai
dan dibebani oleh orang, harus diambil yang paling menentukan di
Antara dua macam beban berikut :
1) Beban terbagi rata per m2 bidang datar berasal dari beban air hujan
sebesar (40-0,8 α) kg/m2
Di mana α adalah sudut kemiringan atap dalam derajat, dengan
ketentuan bahwa beban tersebut tidak perlu diambil lebih besar
dari 20 kg/m2 dan tidak perlu ditinjau bila kemiringan atapnya
adalah lebih besar dari atap 50̊.
2) Beban terpusat berasal dari seorang pekerja atau seorang pemadam
dengan peralatannya sebesar minimum 100 kg.
c. Beban hujan
Dalam perhitungnya besarnya beban hujan dirumuskan:
P = (40 – 0.8α) Kg/m²
Untuk α = 30º
3. Beban Angin
Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau
bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.
Pasal 4.1. penentuan beban angin
Beban angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan
tekanan negatif (isapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang
yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan
dalam kg/m2 , ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup yang ditentukan
dalam pasal 4.2. dengan koefisien-koefisien angin yang ditentukan dalam
pasal 4.3.
Pasal 4.2. tekanan tiup
1) Tekanan tiup harus diambil minimum 25 kg/m2, kecuali yang
ditentukan dalam ayat-ayat 2,3,4.
5
2) Tekanan tiup di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai
harus diambil minimum 40 kg/m2, kecuali yang ditentukan dalam ayat
3 dan 4.
3) Untuk daerah-daerah di dekat laut dan daerah-daerah lain tertentu, di
mana terdapat kecepatan-kecepatan angin yang mungkin
menghasilkan tekanan tiup yang lebih besar daripada yang ditentukan
dalam ayat 1 dan 2, tekanan tiup (p) harus dihitung dengan rumus :
P = V2
16 (kg/m2)
Dimana V adalah kecepatan angin dalam m/det, yang harus ditentukan
oleh instansi yang berwenang.
4) Pada cerobong, tekanan tiup dalam kg/m2 harus ditentukan dengan
rumus (42,5 + 0,6h), di mana h adalah tinggi cerobong seluruhnya
dalam meter, diukur dari lapangan yang berbatasan.
5) Apabila dapat dijamin suatu gedung terlindung efektif terhadap angina
dari suatu jurusan tertentu oleh gedung-gedung lain, hutan-hutan
pelindung atau penghalang-penghalang lain, maka tekanan tiup dari
jurusan itu menurt ayat-ayat 1 sampai dengan 4 dapat dikalikan
dengan reduksi sebesar 0,5.
C. Sambungan
Alat sambung yang biasa digunakan di Indonesia adalah :
1. Baut
Baut hitam atau baut mutu tinggi (High tension bolt, High streng bolt)
2. Paku keling.
3. Las.
Untuk menghitung kekuatan las :
P= σ×A√sin2α +3cos2 α
=σ×α×A( 1.1 )
dengan :
= tegangan ijin dasar (kg/cm2)
6
= sudut yang terbentuk oleh arah gaya dengan bidang geser
las
A = luas penampang las (cm2)
Ln = panjang bersih las (cm)
Lbr = panjang kotor las (cm)
a = tebal las (cm)
Beberapa keadaan khusus :
P = × A = 90 ( 1.2 )
P = 0,58 × A = 0 ( 1.3 )
P = 0,71 × A = 45 ( 1.4 )
P = 0,91 × A = 71,5 ( 1.5 )
Tebal las (a) dihitung berdasarkan syarat ketebalan las :
a≤ t√2 ( 1.6 )
Dimana :
t = ketebalan bahan terkecil (mm)
Syarat panjang las (Ln) :
10a Ln 40a ( 1.7 )
Lbr = Ln + 3a ( 1.8 )
dengan :
a = tebal las (mm)
D. Perencanaan Kuda- Kuda
Perencanaan struktur baja memperhatikan persyaratan sebagai berikut :
1. Cukup kuat dan kaku.
2. Tidak mengganggu fungsi struktur.
3. Biaya pembuatan dan pemeliharaan harus murah.
4. Siap untuk disesuaikan dengan pengembangan dimasa akan datang.
Menurut cara elastis, tegangan yang terjadi harus lebih kecil atau sama dengan
tegangan tarik yang di izinkan.
Menurut SNI - 2002 :
7
1. Tegangan tarik ijin (t) pada luas bruto atau luas netto efektif batang tarik,
kecuali dengan lubang pasak :
Pada luas bruto t = 0,6 l ( 1.9 )
Pada luas netto efektif = 0,5 u ( 1.10 )
dengan :
l = tegangan leleh minimum (kg/cm2)
u = tegangan ultimit (kg/cm2)
2. Tegangan tarik ijin (t) untuk tampang netto pada lubang pasak dalam
batang mata, plat sambung pasak atau batang tersusun adalah :
t = 0,45 l ( 1.11 )
Tegangan tarik ijin untuk batang tarik berulir adalah :
t = 0,3 u ( 1.12 )
Menurut PPBI - 1983 :
Untuk penampang utuh : t = ( 1.13 )
Untuk penampang berlubang : t = 0,75 ( 1.14 )
dengan :
= tegangan dasar
Rumus-Rumus Perancangan
Pada metode perancangan elastis, digunakan tegangan tekuk ijin yang
nilainya sama dengan tegangan dasar :
σ=σ1
1,5 ( 1.15 )
Kelangsingan batas tekuk elastis menjadi :
(σ1 - 0,3σ1) = atau ( 1.16 )
70σl=π2×Eλg2
( 1.17 )
λg2= π2×E0,7×σl ( 1.18 )
π 2×Eλg2
8
λg=π √ E0,7×σl ( 1.19 )
dengan angka aman 2,5 maka :
σ tk= π 2×E2,5 (Lk/i)2
( 1.20 )
sehingga :
σ tk=σ λ−20λg−20
(σ−σ g )( 1.21 )
Untuk menjamin stabilitas kolom, harus memenuhi syarat :
w= NA
<σ( 1.22 )
dengan :
w = faktor tekuk
N = gaya tekanan aksial ( kg )
A = luas penampang (cm2)
W =
σσ tk ( 1.23 )
Nilai banding kelangsingan dengan kelangsingan batas dinyatakan dengan (λ5),
jadi :
λ5 =
λλg ( 1.24 )
Rumus umum faktor tekuk :
Kolom pendek (λ5< 0,183), w = 1 ( 1.25 )
Kolom sedang (0,183 < λ5<1), w = 1,41/(1,5983 - λ5) ( 1.26 )
Kolom langsing (λ5> 1), w = 2,381 × λ52 ( 1.27 )
Pelat Buhul
Prinsip dasar perencanaan pelat adalah tegangan kritis akibat tekuk pada pelat
harus lebih besar dari tegangan leleh bahan pelatnya :
σkr > σy ( 1.28 )
9
sehingga :
π2×Ek12( L×φ2 )×( b/t )2
y ( 1.29 )
kr = kg × σ pl ( 1.30 )
σ pl = 1,266×106×tp2
b2×p (kg/cm2) ( 1.31 )
Momen
Momen lentur sebanding dengan lengkung balok maka :
M = E x I x Ø ( 1.32 )
E =
MI ×φ ( 1.33 )
fb =
MI ×φ
×φ( 1.34 )
Y =
MyI ( 1.35 )
dengan :
fb = tegangan pada serat yang ditinjau
φ = perubahan kemiringan per unit panjang balok.
M = Momen lentur
Y = Jarak serat yang ditinjau ke garis netral
I = Momen inersia
Ø = kelengkungan balok / perubahan kemiringan per unit panjang balok
Kombinasi Pembebanan
Perhitungan beban menurut SNI Baja 03-1729-2002 beban dikombinasikan
sebagai berikut:
1. 1,4 D
2. 1,2 D + 1,6 L +0,5 (La atau H)
3. 1,2 D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0,8 W)
4. 1,2 D + 1,3 W + γL L + 0,5 (La atau H)
Keterangan:
10
D = beban mati
L = beban hidup
La = beban hidup di atap
H = beban hujan
W = beban angin
E = beban gempa
E. Analisis Hitungan
1. Gambar Kuda-Kuda 2D
Gambar 1.1 Gambar Kuda-Kuda 2D
2. Panjang Batang
a. α = 30°
b. Jenis atap = Metal = 10 kg/m2
c. Bentang (L) = 1 m = 100 cm
d. Sudut Kemiringan Atap = 30˚
1,33 m 1,33 m 1,33m 1,33 m1,33 m 1,33 m
1,54 m 1,54 m
1,54 m
1,54 m1,54 m
1,54 m2,3 m
4,6 m
0,769 m
1,54 m 1,54 m0,769 m
1,538 m 1,538 m
2,035 m
2,035 m
A1
A2
A3 A4
A5
A6
B1 B2 B3 B4 B5 B6
C1 C2
C3
C4C5
D1
D2
D3 D4
Gambar 1.2 Denah Tampak Atas Atap
C1
B2
D1
11
e. Jarak Kuda-kuda = 4 m (antara L1) dan 4,125 m (antara L2)
f. Kecepatan angin = 40 kg/jam = 11,111 m/s
g. Tekanan angin = V 2
16 = 11,1112
16 = 7,716 kg/m2
h. Alat Sambung = Las
i. Mutu Baja = BJ – 37
j. Tegangan Leleh (σy) = 240 Mpa = 2400 kg/cm2
k. Tegangan Ultimate (σu) = 370 Mpa = 3700 kg/cm2
3. Perhitungan Panjang Batang
a. Batang A1
b. Batang D1
c. Batang C2
A1
B1
1,33 m
C1
Cos 30 = 1,333
A 1
A1 = 1,333cos30
=1,539 m
Tan 30 = C 1B1
C1 = B1 x Tan 30 = 0,769 m
Jadi panjang A2 = A3 = A4 = A5 = A6 = 1,539 m
Jadi panjang C1 = C5 = 0,866 m
C1 = 0,769 m
B2 = 1,333 m
D1 = √C 12+B 22
=√0,7692+1,3332
= 1,539 m
Jadi panjang D1 = D4 = 1,539 m
Tan 30 = x 11
X1 = Tan 30 . 1,333 = 0,769 m
X2 = √ A 22+1,3332
=√1,5392−1,3332
A2 X2
α
α
12
d. Batang D2
e. Batang C3
Tan 30 = x 11
X1 = Tan 30 . 1,333 = 0,769 m
X2 = √ A 22+1,3332
=√1,5392−1,3332
D2 = √B 32+C 22
= √1,3332+1,5382
= 2,035 m
Jadi panjang D2 = D3 = 2,035 m
Y2 = √ A 32−1,3332
= √1,5392−1,3332
= 0,769 m
Y1 = √ D22−1,3332
= √2,0352−1,3332
= 1,537 m
C3 = Y2 + Y1 = 0,769 + 1,537 = 2,306 m
C2
B3
D2
A3
D2
Y2
Y1
C3
D1 X1
C2
α
13
Tabel 1.2 Panjang Batang Kuda-Kuda
Nama Batang Panjang (m)
A1 1,539
A2 1,539
A3 1,539
A4 1,539
A5 1,539
A6 1,539
B1 1,333
B2 1,333
B3 1,333
14
B4 1,333
B5 1,333
B6 1,333
C1 0,769
C2 1,538
C3 2,306
C4 1,538
C5 0,769
D1 1,539
D2 2,035
D3 2,035
D4 1,539
4. Analisis Pembebanan
a. Beban Mati
1) Beban Atap
a) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x (0,5 x 4 + 1,15) x 10 kg/m2
= (1,92 x 3,15) x 10
= 60,54 Kg
P2 = 1,54 X 3,15 X 10
= 48,51 Kg
P7 = P1 = 60,54 Kg
P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 48,51 Kg
b) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x 4 x 10 kg/m2
= (1,92 x 4) x 10
= 76,8 Kg
P2 = 1,54 X 4 X 10
= 61,6 Kg
P7 = P1 = 76,8 Kg
P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 61,6 Kg
c) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x (0,5 x 4,125 + 4) x 10 kg/m2
15
= (1, 92 x 4,0625) x 10
= 78 kg
P2 = 1,54 X( 12
X (4,125+4)) X 10
= (1,54 x 4, 0625) x 10
= 62,56 kg
P7 = P1 = 78 Kg
P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 62,56 Kg
d) P1 = ( 0,5 x 1,54 + 1,15) x 4,125 x 10 kg/m2
= (1,92 x 4,125) x 10
= 79,2 kg
P2 = 1,54 X 4,125 X 10
= 63,53 kg
P7 = P1 = 79,2 Kg
P6 = P5 = P4 = P3 = P2 = 63,53 Kg
2) Beban Plafond
Penggantung langit langit = 7 kg/m2
Eternit = 11 kg/m2
Total berat langit langit = 7 + 11 = 18 kg/m2
Q = 18 kg/m2
L = 4m & 4,25m
a) P1=P7
P1= (0,5 x (1,33 + 1)) x (0,5 x (4 +1,5)) x 18 = 104,895 kg
P2=P3=P4=P5=P6
P2= 1,333 x (0,5 x (4 +1,5)) x 18 = 83,79 kg
b) P1=P7
P1= (0,5 x (1,33 + 1,5)) x 4 x 18 = 155,88 kg
P2=P3=P4=P5=P6
P2= ( 1,333 x 4) x 18 = 95,76 kg
c) P1=P7
P1= (0,5 x (1,33 + 1,5)) x (0,5 x 4,125 + 4) x 18 = 158,22 kg
16
P2=P3=P4=P5=P6
P2= 1,333 x (0,5 x (4,125 + 4)) x 18 = 97,26 kg
d) P1=P7
P1= (0,5 x 4,125+4,125) x(0,5 x 1,333+1,5) x 18 = 160,74 kg
P2=P3=P4=P5=P6
P2= 1,333 x 4,125 x 18 = 98,82 kg
b. Beban Hidup
1) Beban Orang = 100 kg (PBI 1983)
2) Beban Hujan
a) PHj = 40 – (0,8 x 30) = 16 kg/m2
PHj1 = PHj x (0,5 x 1,54 x 1,15) x 3,15
= 96,77 Kg/M 2
PHj2 = PHj x 1,54 x 3,15
= 77,62 Kg/M 2
PHj3 = PHj4 = PHj5 = PHj6 = PHj2 = 77,62 kg/m2
PHj7 = PHj1 = 96,77 kg/m2
b) PHj = 40 – (0,8 x 30) = 16 kg/m2
PHj1 = PHj x 7,68
= 122,88 Kg/M 2
PHj2 = PHj x 6,16
= 98,56 Kg/M 2
PHj3 = PHj4 = PHj5 = PHj6 = PHj2 = 98,56 kg/m2
PHj7 = PHj1 = 122,88 kg/m2
c) PHj = 40 – (0,8 x 30) = 16 kg/m2
PHj1 = PHj x 7,8
= 124,8 Kg/M 2
PHj2 = PHj x 6,26
= 100,16 Kg/M 2
PHj3 = PHj4 = PHj5 = PHj6 = PHj2 = 124,8 kg/m2
PHj7 = PHj1 = 100,16 kg/m2
c. Beban Angin
17
1) Beban Angin
Sudut Kuda-kuda (∝¿=300
Kecepatan Angin = 40 km/h = 11,111 m/s
Beban Angin = 11,1112
16=7,716 kg
m2
Dipakai beban minimum sebesar 25 kg/m2
Beban Angin pada Kuda-Kuda
a) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 60,48 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 104,75 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 30,24 kg/m2
V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 3,13 x 25 = 52,38 kg/m2
b) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 48,31 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 84,02 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 24,25 kg/m2
V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 3,13 x 25 = 42,01 kg/m2
c) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 4 x 25 = 76,8 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 4 x 25 = 133,02 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 4 x 25 = 38,4 kg/m2
V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 4 x 25 = 66,51 kg/m2
d) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 4 x 25 = 61,6 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 4 x 25 = 106,69 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 4 x 25 = 30,8 kg/m2
V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 4 x 25 = 53,35 kg/m2
e) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 77,95 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 135,02 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 38,98 kg/m2
V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 4,06 x 25 = 67,50 kg/m2
f) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 62,52 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 108,29 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 31,26 kg/m2
V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 4,06 x 25 = 54,15 kg/m2
18
g) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 79,2 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 137.18 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 39,6 kg/m2
V = 0,4 x cos 30° x 1,92 x 4,125 x 25 = 68,59 kg/m2
h) W1 : H = 0,8 x sin 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 63,525 kg/m2
V = 0,8 x cos 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 110,03 kg/m2
W2 : H = 0,4 x sin 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 31,76 kg/mi
V = 0,4 x cos 30° x 1,54 x 4,125 x 25 = 55,01 kg/m2
Beban Angin pada Titik Buhul
1) Beban Angin Desak (W 1 ¿
a) Beban Angin Desak Horizontal
H = 0,77 x 4,125 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 31,763 kg
b) Beban Angin Desak Vertikal
V = 0,77 x 4,125 x 25 x cos 30 o x 0,8 = 55,014 kg
2) Beban Angin Hisap (W 2 ¿
a) Beban Angin Hisap Horizontal
H = 0,77 x 4,125 x 25 x sin 30 o x 0,4 = 15,881 kg
b) Beban Angin Hisap Vertikal
V = 0,77 x 4,125 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 27,507 kg
Beban Angin pada Kuda – kuda Tepi
1) Beban Angin Desak (W 1 ¿
a) Beban Angin Desak Horizontal
H = 0,77 x 3,15 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 24,255 kg
b) Beban Angin Desak Vertikal
V = 0,77 x 3,15 x 25 x cos 30 o x 0,8 = 42,011 kg
Beban Angin Hisap (W 2 ¿
c) Beban Angin Hisap Horizontal
H = 0,77 x 3,15 x 25 x sin 30 o x 0,4 = 12,128 kg
d) Beban Angin Hisap Vertikal
V = 0,77 x 3,15 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 21.005 kg
19
2) Beban Angin Desak (W 1 ¿
a) Beban Angin Desak Horizontal
H = 0,77 x 4 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 30,8 kg
b) Beban Angin Desak Vertikal
V = 0,77 x 4x 25 x cos 30 o x 0,8 = 53,347 kg
Beban Angin Hisap (W 2 ¿
c) Beban Angin Hisap Horizontal
H = 0,77 x 4x 25 x sin 30 o x 0,4 = 15,4 kg
d) Beban Angin Hisap Vertikal
V = 0,77 x 4 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 26,674 kg
3) Beban Angin Desak (W 1 ¿
a) Beban Angin Desak Horizontal
H = 0,77 x 4,0625 x 25 x sin 30 o x 0,8 = 31,281 kg
b) Beban Angin Desak Vertikal
V = 0,77 x 4,0625 x 25 x cos 30 o x 0,8 = 54,181 kg
Beban Angin Hisap (W 2 ¿
c) Beban Angin Hisap Horizontal
H = 0,77 x 4,0625 x 25 x sin 30 o x 0,4 = 15,641 kg
d) Beban Angin Hisap Vertikal
V = 0,77 x 4,0625 x 25 x cos 30 o x 0,4 = 27,09 kg
2) Beban Pertambatan Angin
Kecepatan angin = 40 km/jam = 11,111 m/s
Tekanan Angin = V 2
16 = 11,1112
16 = 7,716 kg/m2Jarak
Antar kuda-kuda = 4 m
Bentang kuda-kuda (L) = 24,25 m
Konstanta (C) = 0,9
F = 0,5
20
Jumlah titik pembebanan (n) = 7
Perhitungan Pembebanan pada Pertambatan Angin
Gambar 1.3 denah pertambatan angin
Data :
P = W =25 kg/m2
1. Besar gaya pada titik buhul pertambatan angin :
P1 = 0,5 X
C×L×Ht×W ×Fn−1
= 0,5 X
0,9×24 ,25×6 , 11×25×0,57−1 = 138,91 kg
Jadi besarnya P1 = P7 = 138,91 kg
4,25m
1,3 m
71 m
1,3 m
1 m
1,3 m
71 m
1,3 m
1 m
1,3 m 1,3 m
P2 P3 P4 P5 P6 P7
A1 A2 A3 A4 A5 A6
5,196
4
HtHt = √42+4,622
= 6,11 m
P1
4 m 4 m 4 m 4 m 4 m 4 m
21
P2 =
C×L×Ht×W ×Fn−1
=
0,9×24 ,25×6 ,11×25×0,57−1 = 277,81 kg
Jadi besarnya P2 = P6 = 277,81 kg
P4 =
C×L×Ht×W ×Fn−1
=
0,9×24 ,25×6 ,19×25×0,57−1 = 281,45 kg
Jadi besarnya P4 = 281,45 kg
P3 = 0,5 x P2 + 0,5 x P4
= 0,5 x 277,81 + 0,5 x 281,45
= 279,64 kg
Jadi besarnya P3 = P5 = 279,64 kg
5. Kontrol Kuda-Kuda
a) Batang tarik
Mu = 2407,57 kg = 24075,7 N
Data :
Nomer batang = 68
Panjang batang (lk) = 1540 mm
Mutu baja = bj 37
Fu = 370 Mpa
Tegangan leleh = 240 Mpa
Profil = 2L.30.30.4
B = 30 mm
T = 4 mm
E = 200.000 mpa
data profil tunggal
Ix = Iy = 18100 mm4
ix = iy = 8900 mm4
A = 227 mm2
22
E= 8,9 mm
H1 = 20 mm
n profil = 2 buah
data profil gabungan
jarak antar profil = 8 mm
A1 = T + 2c c.l
= 4 + 2.8,9
= 21,8 < 30o
Ry = √Iy gabAgab
Rx = √Ix gabAgab
Rx = 8,93 mm2
Ry = 14,09 mm2
I min =8,92 mm2
A gabungan = 454 mm2
Ix gabungan = 36200 mm2
Iy gabungan = n(Iy tunggal + A x (0,5 x a)2)
= 2 x (18 x 100 + 227 ( 0,5 x 21,5)2)
= 90.139,24 mm4
Cek kelangsingan
Syarat = b/t < ar
= 30/4 = 7,5
Cek kelangsingan struktur
Syarat = vE lk / Imin < 200
Nol = lk = panjang batang
KE = 0,8 ujung diangggap sendi – rol
KE = 0,9 x 1540 = 1232 mm
KE x lk / Imin = 1540/8,93 mm < 200
Daya dukung nominal (struktur tekan
Zc = 1/π x 1232/8,93√ 240200.000
23
= 0,17
W = 1 karena Zc < 0,25 (syarat)
Maka gaya dukung nominal, Nn = Ag x fy/w
= 454 x 240/1 = 108,960 N
Nu ≤∅n x Nn
24675,7 N ≤ 0,85 x 108,960 N
24675,7 N ≤ 92616 N (aman)
b) Batang tekan
Nomer batang = 79
Mu = 2086,57 kg = 20865,7 N
Panjang batang = 1330 mm
Cek kelangsingan elemen penampang
Syarat = b/t < ar
= 30/4 = 7,5 7,5 < 16,14 (memenuhi syarat)
Ar = 16,14
Cek kelangsingan struktur penampang
Syarat kc x lk / Imin < 240 (asumsi aman/
Lk = panjang batang
Kc = 0,8 (ujung dianggap sendi – rol)
Kc x lk / Imin = 1064 / 8,93 = 113,15 < 240 ( memenuhi syarat)
Cek kelangsingan tegangan leleh
Nn ≥ Mu
Nn = Ag x fy
∅ = 0,9
∅ Nn = 98064 N
∅ Nn ≥ Mu
98064 N ≥20865,7 N ok
Cek kekuatan tegangan putus (Fu)
Nn ≥ nu x
x = 8,9 mm
L=¿50 mm
751
2
3
5
7 11
9
8101264
68
69
70 71
72
73
7476777879
80
82
88
84
8685
8781
83
24
u = 1 - xL = 0,82 < 0,9 (diambil 0,88)
∅ = 0,75
Ae = u x Ag
= 0,82 x 454
= 372,28 mm2
∅ Nn = 0,75 x 108,560 = 81720 N
∅ Nn ≥ Mu
81720 N ≥ 20865,7 N OK (memenuhi syarat)
1. Plat Buhul
25
Titik buhul 1
F68 = -2086,57 kg
F79 = 2407,7 kg
D = F68 sin 30o
= -2086,57 sin 30o
= -1043,285 kg ( )
N = F68 cos 30o + F79
= -2086,57 sin 30o + 2407,1
= 600,4206 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 600,4206 (7,5 – 0,89)
= 3968,780 kgcm
1
Gambar 1.4 gambar kuda – kuda 2D
68
7
26
σmaks = NAn + =
Mw
= 600,4206
15 + 3968,780
37,5
= 145,826 < 1600 OK
φ = DAn =
1043,28515 = 69,552
σ = √¿¿σmaks2) + (3 x φ2)
σ = √¿¿2) + (3 x 69,5522)
= 189,178 < 1600 OK
Titik buhul 2
F20 = - 1123,91 kg
F71 = - 1212,56 kg
F88 = 1123,83 kg
D = F88 + F70 sin 30o + F71 sin 30o
= 1123,83 + (-1123,91 sin30o) + (-1212,56 sin30o)
= - 44,405 kg ( )
N = F70 cos 30o + F71 cos 30o
= - 1123,91 cos 30o + (-1212,56 cos 30o)
= - 2023,442 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
7088
70
2
27
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W ¿ Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 2023,442 (7,5 – 0,89)
= 13374,95 kgcm
σmaks = N/An + M/w
= 2023,442
15 + 13374.95
37,5
= 491,56 < 1600 OK
φ = D/An = 44,405
15 = 2,96
σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)
σ = √¿¿2) + (3 x 2,962)
= 491,58 < 1600 OK
Titik buhul 3
F73 = - 2027,83 kg
F74 = 2102,22 kg
D = F73 sin 30o
= -2027,83 sin 30o
= - 1013,92 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
73
74
28
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 346,50 (7,5 – 0,89)
= 2287,50 kgcm
σmaks = NAn + =
Mw
= 346,067
15 + 2287,50
37,5
= 84,071 < 1600 OK
φ = DAn =
1013,9215 = 67,59
σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)
σ = √¿¿2) + (3 x 67,592)
= 144,12 < 1600 OK
Titik buhul 4
F78 = 2405,63kg
F79 = 2407,7 kg
F80 = 177,41 kg
D = F80
= 177,41kg ( )
80
79 78
29
N = F79 + F78
= 2407,7 + 2405,63
= 4813,33kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 4813,33 (7,5 – 0,89)
= 31816,11 kgcm
σmaks = N/An + = M/w
= 4813,33
15 + 31816,11
37,5
= 1169,324 < 1600 OK
φ = D/An = 177,41/15 = 11,83
σ = √((σmaks2) + (3 x φ2)
σ = √((1169,3242) + (3 x 11,832)
= 1169,50 < 1600 OK
Titik buhul 5
69
30
F68 = -2086,57 kg
F69 = -1606,2 kg
F80 = 177,41 kg
F81 = -539,15 kg
D = F68 sin30o + F81 sin30o + F69 sin 30o + F80
= (-2086,57 sin 30o)+(-539,15 sin 30o) +(-1606,2 sin 30o) + 177,41
= -2135,89 kg ( )
N = F68 cos 30o + F69 cos 30o + F81 cos 60o
= (-2086,57 cos 30o) + (-1606,2 cos 30o) + (-539,15 cos 60o)
= -3467,59 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ix/yn= 281,25
7,5 = 37,5 cm2
M = ∑N x (yn – ey)
= 3467,59 (7,5 – 0,89)
= 22920,77 kgcm
σmaks = N/An + = M/w
68 8180
31
= 3467,59
15 + 22920,77
37,5
= 842,37 < 1600 OK
φ = DAn =
2135,8915 = 142,39
σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)
σ = √¿¿2) + (3 x 142,392)
= 1169,50 < 1600 OK
Titik buhul 6
F77= 1938,98 kg
F78 = 2405,63 kg
F81 = -539,15 kg
F82 = 422,89 kg
D = F82 + F81 sin 30o
= 422,89 + (-539,15 sin 30o)
= 153,32 kg ( )
N = F78 + F77 +F81 cos30o
= 2405,63 + 1938,98 + (-539,15 cos30o)
= 3877,69 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
8182
7778
32
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 3877,69 (7,5 – 0,89)
= 25631,53 kgcm
σmaks = NAn +
Mw
= 3877,69
15 + 25631,53
37,5
= 942,02 < 1600 OK
φ = D/An = 153,32/15 = 10,22
σ = √((σmaks2) + (3 x φ2)
σ = √(942,022) + (3 x 10,222)
= 942,186 < a 1600 OK
Titik buhul 7
F69= - 1606,2 kg
F70 = -1123,91 kg
F82 = 422,89 kg
F83 = -716,47 kg
D = F82 + F69 sin 30o + F83 sin 41o + F70 sin 30o
= 422,89 +(-1606,2 sin 30o) + (-716,47 sin 41o) + (-1123,91 sin30o)
= -1412,21 kg ( )
N = F69 cos30o + F83 cos41o + F70 cos 30o
= (-1606,2) + (-716,41 cos 41o)+ (-1123,91 cos30o)
70
83
769
82
33
= -2905,07 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W¿ Ixyn
=281,257,5
=37,5 cm2
M = ∑N x (yn – ey)
= 2905,07 (7,5 – 0,89)
= 19202,5 kgcm
σmaks = N/An + = M/w
= 2905,07
15 + 19202,5
37,5
= 705,730 < 1600 OK
φ = D/An = 1412,21/15 = 94,147
σ = √( σmaks2) + (3 x φ2)
σ = √(705,7302) + (3 x 94,1472)
= 724,32 < 1600 OK
Titik buhul 8
F74= 2102,22 kg
87
75 74
34
F75 = 2100,38 kg
F87 = 177,4 kg
D = F87
= 177,4 kg ( )
N = F75 + F74
= 2100,38 + 2102,22
= 4202,6 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ix/yn = 281,25
7,5 = 37,5 cm2
M = ∑ Nx (yn – ey)
= 4204,6 (7,5 – 0,89)
= 27779,186 kgcm
σmaks = N/An + = M/w
= 4202,6
15 + 27779,86
37,5
= 1161,03 < 1600 OK
φ = D/An = 177,4/15 = 11,83
σ = √( σmaks2) + (3 x φ2)
σ = √( 1161,032) + (3 x 11,832)
= 116,21 < 1600 OK
35
Titik buhul 9
F72 = -1606,38 kg
F73 = - 2027,83 kg
F86 = - 481,03 kg
F87 = 177,4 kg
D = F73 sin 30o + F86 sin 60o + F87 + F72 sin 30o
= (-2027,83 sin30o) + (-481,03 sin60o) + 177,4 + (-1606,38 sin30o)
= -2056,29 kg ( )
N = F72 cos30o +F86 cos 60o + F73 cos 30o
= (-1606,38 cos 30o) + (-481,03 cos60o) _ (-2027,83 cos 30o)
= -3387,83 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W ¿ Ixyn
=281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 3387,83 (7,5 – 0,89)
72
738286
82 87
36
= 22393,56 kgcm
σmaks = N/An + = M/w
= 3387,83
15 + 22393,56
37,5
= 823,002 < 1600 OK
φ = D/An = 2056,29/15 = 137,086
σ = √(() σmaks2) + (3 x φ2)
σ = √(() 823,0022) + (3 x 137,0862)
= 856,57 < 1600 OK
Titik buhul 10
F75 = 2100,38 kg
F76 = 1786,14 kg
F85 = 393,78 kg
F86 = -481,03 kg
D = F85 + F86 sin30o
= 393,78 + (-481,03 sin 30o)
= 153,265 kg ( )
N = F75 + F76 + F86 cos 30o
= 2100,38 + 1786,14 + (-481,03 cos 30o)
= 3469,94 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
8586
76 75
37
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 3469,94 (7,5 – 0,89)
= 22936,30 kgcm
σmaks = NAn + =
Mw
= 3469,94
15 + 22936,30
37,5
= 842,96 < 1600 OK
φ = DAn =
153,26515 = 10,22
σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)
σ = √¿¿2) + (3 x 10,222)
= 843,15 < 1600 OK
Titik buhul 11
F71 = -1212,56 kg
F72 = -1606,38 kg
F84 = -639,04 kg
71
8485
72
38
F85 = 393,78 kg
D = F72 sin30o + F84 sin41o + F85 + F71 sin30o
= (-1606,38 sin30o) +(-639,04 sin41o)+(393,78)+(-1212,56 sin30o)
= -1436,94 kg ( )
N = F71 cos30o + F84 cos41o + F72 cos30o
= (-1212,56 cos30o ) + (-639,04 cos41o) + (-1606,38 cos30o)
= -2923,563 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
= 7,5 cm
W = Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 2923,563 (7,5 – 0,89)
= 19324,75 kgcm
σmaks = NAn + =
Mw
= 2923.563
15 + 19324,75
37,5
= 710,231< 1600 OK
φ = DAn =
1436,9515 = 95,796
σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)
σ = √¿¿2) + (3 x 95,7962)
39
= 729,35 < 1600 OK
Titik buhul 12
F77 = 1738,98 kg
F76 = 1786,14 kg
F83 = -716,47 kg
F84 = - 639,04 kg
F88 = 1123,83 kg
D = F88 + F84 sin 49 o + F83 sin 49 o
= 1123,83 + (-639,04 sin 49 o) + (-716,47 sin49 o)
= 100,8136 kg ( )
N = F76 + F77 + F84 cos 49 o + F83 cos 49 o
= 1686,14 + 1738,98 + (-639,04 cos 49o) + (-716,47 cos49 o)
= 2835,825 kg ( )
Asumsi
T = 1 cm
An = 15 cm2
H = 15 cm
Ix = 1
12 x t x h3
= 1
12 x 1 x 153
= 281,25 cm
Yn = 0,5 x 1 x 15 x Y15
7677
888483
40
= 7,5 cm
W = Ixyn=
281,257,5 = 37,5 cm2
M = ∑ N x (yn – ey)
= 2835,825 (7,5 – 0,89)
= 18744,8 kgcm
σmaks = NAn + =
Mw
= 2835,825
15 + 18744,8
37,5
= 688,92 < 1600 OK
φ = DAn =
100,813615 = 6,72
σ = √¿¿maks2) + (3 x φ2)
σ = √¿¿2) + (3 x 6,722)
= 689,018 < 1600 OK
2. Sambungan
Mutu baja : bj37 , fy = 240 mpa , fu = 370 mpa
1) Persyaratan ukuran las
Minimum = 3 mm
Maksimum = 6 mm
Ukuran las 4 mm = D
Te = 0,707 x 5 = 3,535 ( D – 3)
2) Persyaratan panjang las
10 ≤ ln ≤ 40
50 < ln < 200 mm
Kuda kuda rencana las sudut ukuran 3 mm
∅Rnw = ∅ te x 0,60 x fuw
= 0,75 (3,535) x 0,60 x 460
= 731,745 N/mm
Max ∅Rnw = ∅ te x 0,60 x ru
= 0,75 x 4 x 0,60 x 370
41
= 666,4 N/mm
Sambungan las untuk batang tarik
Profil 2L.30.30.4 dengan cohesifitas 8,9 mm
∅Pn = 92,616 N
Pb = ∅ Rnw x Lw2
= 731,745 x 30 = 21952,35 N
Pb = 92616 x8,9
30 - 21952,35
2
= 27476,08 – 10976,175
= 16499,91 N
Pc = 92616 – 21952,35 – 16499,91 = 54163,74 N
Lw1 = 16499,91731,745 = 122,55 mm
Lw3 =54163,74731,745 = 74,02 mm≈75 mm
Sambungan lass untuk batang tekan
Rencana profil 2L.30.30.4
∅ Rn = 98064 N
Pb = ∅Rn x Lw2
= 21952,35 N
Pa = 98064,5 x8,9
30 – 21952,35
2
= 29092,47 – 10976,175
= 18116,29 N
Pc = 98064 – 21952,35
= 57995,36 N
Lw1 = pa
∅ Rn = 18116,29731,745 = 24,76 mm
Lw3 = pc
∅ Rn = 57995,36731,745 = 79,27 mm≈ 80 mm
Supaya mudah Lw1 dan Lw3 di samakan menjadi 80 mm
42