Bismillah Baja.docx

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 BAB II ANALISA DAN PERHITUNGAN

30° α

5 ton 5,5 m

15 m

Direncanakan bangunan gedung berikut sambungan serta gambar kerjanya dengan data data sebagai berikut : 1. Bentang Kuda – Kuda

= 15 m

2. Profil Kuda – Kuda

= Wide Flange

3. Jumlah Kuda – Kuda (n)

= 6 Kuda - Kuda

4. Jarak Antar Kuda – Kuda (L)

=5m

5. Panjang Bangunan

= 30 m

6. H1

= 5,5 m

7. Sudut Kemiringan

= 30°

8. Beban Angin

= 45 kg/m2

9. Jenis Atap

= Genteng Beton

10. Dinding Samping

= Tebuka

11. Ikatan Angin Dinding

= Rangka Tersusun

12. Mutu Baja

= A36

13. Jenis Sambungan

= Baut (A325)

14. Struktur balok dengan beban bergerak (P)

= 5 ton

1

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

300



Tinggi Kuda-kuda tan 

=

tan 30 =

𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑘𝑢𝑑𝑎−𝑘𝑢𝑑𝑎 1 𝑥 2

𝐿

𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑘𝑢𝑑𝑎−𝑘𝑢𝑑𝑎 1 𝑥 2

15

4,33 m 300 7,5 m

Tinggi kuda-kuda = tan 300 x 7,5 = 4,33 m Dengan Kemiringan: 𝐿 2

Ls = √(2) + 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑘𝑢𝑑𝑎 − 𝑘𝑢𝑑𝑎2

8,66 m 4,33 m

=

7,5  4,33 2

2

300 7,5 m

= 8,66 m 

Jumlah Gording 𝐿𝑠

Jumlah gording = 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑔𝑜𝑟𝑑𝑖𝑛𝑔 =

8,66 1,5

= 5,77 ≈ 6 

Jarak Antar Gording 𝐿𝑠

Jarak antar gording = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑔𝑜𝑟𝑑𝑖𝑛𝑔 =

8,66 6

= 1,44 m

2

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 PERHITUNGAN PEMBEBANAN GORDING  Perhitungan Beban Pada Atap 1. Beban Mati Jarak antar gording : 1,44 m Berat penutup atap (Genteng Beton ducotile) : 41,4 kg/m2 (Termasuk usuk dan reng)

Berat gording yang dicoba menggunakan C200 x 75 x 20 : 6,77 kg/m.

Berat atap, Berat gording,

(1,44 m) x (41,4 kg/m2) = 59,62 kg/m = 6,77 kg/m

+

qD = 66,39 kg/m

3

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

qD = 66,39 kg/m

RD

1

= 2 𝑞𝐷 𝐿 1

= 2 𝑥 66,39 𝑥 5 RDx

qD = 66,39 kg/m

1

= 2 (66,39) (5) cos 30°

RDy =

1 2

(66,39) (2,5) sin 30°

MD

1 8

𝑞𝐷 𝐿2

=

= 165,98 kg = 143,74 kg = 41,49 kg

1

= 207,47 kgm’

1

= 179,67 kgm’

1

= 25,93 kgm’

= 8 𝑥 66,39 𝑥 52 MDx = 8 (66,39) (5)2 cos 30° MDy = 8 (66,39)(2,5)2 sin 30° 2. Beban Hidup Berat pekerja

= 133 kg (ASCE 7 Table 4.1 page 17)

PL = 133 kg

RL

=

1 2

𝑃𝐿

1

= 2 (133) = 66,5 kg

PL = 133 kg

=>

RLx

= (66,5) sin 300

= 33,25 kg

RLy

= (66,5) cos 300

= 57,59 kg

ML

= 4 𝑃𝐿 𝐿

1

1

= 4 𝑥 133 𝑥 5 = 166,25 kgm’ MLx = (166,25) sin 300

= 83,125 kgm’

MLy = (166,25) cos 300

= 143,98 kgm’

4

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 3. Beban Angin Terbuka (Bangunan Gedung Terbuka) 1. Menentukan indikator yang di perlukan seperti : 

q (beban angin) = 45 kg/m2



G / faktor tiupan angin 0,85 (pasal 26.9 SNI 1727-2013)



CNW (koefisien tekanan netto) sisi angin datang



CNL ( koefisien tekanan netto) sisi angin pergi

2. Menentukan CNW dan CNL Dari tabel diatas dapat ditentukan koefisien angin adalah : CNW

= -0,1

CNL

= -0,9

5

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 3. Menghitung beban angin datang dan angin pergi



Beban angin datang

p = qh G CNW = 45 x 0,85 x 0,1 = 3,825 kg/m



Beban angin pergi

p = qh G CNL = 45 x 0,85 x 0,9 = 34,425 kg/m

4. Menghitung reaksi dan momen pada angin datang dan pergi 

Beban Angin datang p = q = 3,825 kg/m 1

Rwx

= 2 x q x L (jarak antar kuda-kuda) 1

= 2 x 3,825 x 5 = 9,56 kg Mwx

1 8 1 8

= x q x L2 = x (3,825) x 52 = 11,95 kg.m

Rwy

=0

Mwy

=0



Beban angin pergi p = q = 34,425 kg/m

Rwx

1 2 1 2

= x q x L (jarak antar kuda-kuda) = x 34,425 x 5 = - 86,06 kg

Mwx

1

= 8 x q x L2 1

= 8 x 34,425 x 52 = - 107,58 kg.m Rwy

=0

Mwy

=0 6

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 4. Kombinasi Pembebanan A. Arah tegak lurus bidang atap RUx1

RUx2

RUx2

RUx3

RUx3

RUx4

RUx4

=

(1,2).(RDx) + (0,5).(RLx)

=

(1,2).(143,74) + (0,5).(33,25)

=

189,11 kg

=

(1,2).(RDx) + (1,6).(RLx) + (0,5).(RWx) (angin datang)

=

(1,2).(143,74) + (1,6).(33,25) + (0,5).(9,56)

=

230,47 kg

=

(1,2).(RDx) + (1,6).(RLx) + (0,5).(RWx) (angin pergi)

=

(1,2).(143,74) + (1,6).(33,25) + (0,5).(-86,06)

=

182,66 kg

=

(1,2).(RDx) + (0,5).( RLx) + (1,0).(RWx) (angin datang)

=

(1,2).(143,74) + (0,5).(33,25) + (1,0).(9,56)

=

198,67 kg

=

(1,2).(RDx) + (0,5).( RLx) + (1,0).(RWx) (angin pergi)

=

(1,2).(143,74) + (0,5).(33,25) + (1,0).(-86,06)

=

103,05 kg

=

(0,9).(RDx) + (1,0).( RWx) (angin datang)

=

(0,9).(143,74) + (1,0).(9,56)

=

138,93 kg

=

(0,9).(RDx) + (1,0).( RWx) (angin pergi)

=

(0,9).(143,74) + (1,0).(-86,06)

=

43,31 kg

7

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

B. Arah sejajar bidang atap RUy1

RUy2

RUy2

RUy3

RUy3

RUy4

RUy4

=

(1,2).(RDy) + (0,5).(RLy)

=

(1,2).(41,49) + (0,5).(57,59)

=

78,58 kg

=

(1,2).(RDy) + (1,6).(RLy) + (0,5).(RWy) (angin datang)

=

(1,2).(41,49) + (1,6).(57,59)+ (0,5).(0)

=

141,93 kg

=

(1,2).(RDy) + (1,6).(RLy) + (0,5).(RWy) (angin pergi)

=

(1,2).(41,49) + (1,6).(57,59) + (0,5).(0)

=

141,93 kg

=

(1,2).(RDy) + (0,5).(RLy) + (1,0).(RWy) (angin datang)

=

(1,2).(41,49) + (0,5).(57,59) + (1,0).(0)

=

78,58 kg

=

(1,2).(RDy) + (0,5).(RLy) + (1,0).(RWy) (angin pergi)

=

(1,2).(41,49) + (0,5).(57,59) + (1,0).(0)

=

78,58 kg

=

(0,9).(RDy) + (1,0).(RWy) (angin datang)

=

(0,9).(41,49) + (1,0).(0)

=

37,34 kg

=

(0,9).(RDy) + (1,0).(RWy) (angin pergi)

=

(0,9).(41,49) + (1,0).(0)

=

37,34 kg

8

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018  Kombinasi Momen 1. Arah Tegak Lurus Bidang Atap MUx1

MUx2

MUx2

MUx3

MUx3

MUx4

MUx4

=

(1,2).(MDx) + (0,5).(MLx)

=

(1,2).(179,67) + (0,5).(83,125)

=

257,17 kg.m’

=

(1,2).(MDx) + (1,6).(MLx) + (0,5).(MWx) (angin datang)

=

(1,2).(179,67) + (1,6).(83,125) + (0,5).(11,95)

=

354,58 kg.m’

=

(1,2).(MDx) + (1,6).(MLx) + (0,5).(MWx) (angin pergi)

=

(1,2).(179,67) + (1,6).(83,125) + (0,5).(-107,58)

=

294,81 kg.m’

=

(1,2).(MDx) + (0,5).(MLx) + (1,0).(MWx) (angin datang)

=

(1,2).(179,67) + (0,5).(83,125) + (1,0).(11,95)

=

269,12 kg.m’

=

(1,2).(MDx) + (0,5).(MLx) + (1,0).(MWx) (angin pergi)

=

(1,2).(179,67) + (0,5).(83,125) + (1,0).(-107,58)

=

149,59 kg.m’

=

(0,9).(MDx) + (1,0).(MWx) (angin datang)

=

(0,9).(179,67) + (1,0).(11,95)

=

173,65 kg.m’

=

(0,9).(MDx) + (1,0).(MWx) (angin pergi)

=

(0,9).(179,67) + (1,0).(-107,58)

=

54,12 kg.m’

9

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 2. Arah Sejajar Bidang Atap MUy1

MUy2

MUy2

MUy3

MUy3

MUy4

MUy4

=

(1,2).(MDy) + (0,5).(MLy)

=

(1,2).(25,93) + (0,5).(143,98)

=

103,11 kg.m’

=

(1,2).(MDy) + (1,6).(MLy) + (0,5).(MWy) (angin datang)

=

(1,2).(25,93) + (1,6).(143,98) + (0,5).(0)

=

261,48 kg.m’

=

(1,2).(MDy) + (1,6).(MLy) + (0,5).(MWy) (angin pergi)

=

(1,2).(25,93) + (1,6).(143,98) + (0,5).(0)

=

261,48 kg.m’

=

(1,2).(MDy) + (0,5).(MLy) + (1,0).(MWy) (angin datang)

=

(1,2).(25,93) + (0,5).(143,98) + (1).(0)

=

103,11 kg.m’

=

(1,2).(MDy) + (0,5).(MLy) + (1,0).(MWy) (angin pergi)

=

(1,2).(25,93) + (0,5).(143,98) + (1).(0)

=

103,11 kg.m’

=

(0,9).(MDy) + (1,0).(MWy) (angin datang)

=

(0,9).(25,93) + (1,0).(0)

=

23,34 kg.m’

=

(0,9).(MDy) + (1,0).(MWy) (angin pergi)

=

(0,9).(25,93) + (1,0).(0)

=

23,34 kg.m’

10

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Tabel Hasil Perhitungan Kombinasi Momen dan Reaksi U = 1.2 D + 1,6 LR + 0,5 W

Kombinasi Beban

Beban yang Bekerja

U = 1.2 D + 0.5 LR

U = 1.2 D + 0.5 LR + 1.0 W

U = 0,9 D + 1,0 W

Angin Datang

Angin Pergi

Angin Datang

Angin Pergi

Angin Datang

Angin Pergi

189,11

230,47

182,66

198,67

103,05

138,93

43,31

78,58

141,93

141,93

78,58

78,58

37,34

37,34

257,17

354,58

294,81

269,12

149,59

173,65

54,12

103,11

261,48

261,48

103,11

103,11

23,34

23,34

RDx = 143,74 kg RLx = 33,25 kg RUx RWx (datang) = 9,56 kg RWx (pergi) = -86,06 kg RDy = 41,49 kg RLy = 57,59 kg RUy RWy (datang) = 0 RWy (pergi) = 0 MDx = 179,67 kg.m MLx = 83,125 kg.m MUx MWx (datang) = 11,95 kg.m MWx (pergi) = -107,58 kg.m MDy = 25,93 kg.m MLy = 143,98 kg.m MUy MWy (datang) = 0 MWy (pergi) = 0

11

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018  Perencanaan Gording Atap Diambil profil C-Channel 150x50x20 dengan tebal 2,5 mm

= 2,30 mm

zx = 71,6 cm3

Cy

= 2,19 cm

A = 11,81 cm

zy = 15,8 cm3

H

= 200 mm

Ix = 716 cm4

rx = 79 cm

B

= 75 mm

Iy = 84 cm4

ry = 2,67 cm

C

= 20 mm

t

q

= 6,77 kg/m

q < qtaksir = 6,77 kg/m = 6,77 kg/m (OK) Mutu Baja = A36 Fy = 36 ksi = 250 MPa = 2547,5 kg/cm2 Fu = 64 ksi = 400 MPa = 4076 kg/cm2

12

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 

Menghitung Penampang C-Channel (H = 20 cm ; B = 7,5 cm ; C = 2 cm) Zx

1

= {4 x H . t2 }+ {C . t (H - C)} +{ t (B-2t) . (H – t)} 1

= {4 x 20 . (0,23)2}+ {2 . 0,23(20-2)} + {(0,23) . (7,5 – 2. 0,23) . (20 – 0,23)} = 0,265 + 8,280 + 32,012 = 40,557 cm3 Zy

1 2

1 2

= {H . t (Cy - t) }+{ 2 C . t (B - Cy - t) + (t) . ( Cy – t )2} +{ t ( B – t – Cy )2 1

1

= {20 . 0,23(2,19 - 2 . 0,23)} + {2 . 2 . 0,23(7,5 – 2,19 – 2 . 0,23}+ {(0,23) . (2,19 – 0,23)2 } + {0,23(7,5 – 0,23 – 2,19)2} = 9,545 + 4,779 + 0,884 + 5,935 = 21,143 cm3

Mnx

= Mp = Fy x Zx

Mnx

= 2547,5 kg/cm2 x 40,557 cm3 = 103318,96 kg.cm

Mny

= Mp = Fy x Zy

Mny

= 2547,5 kg/cm2 x 21,143 cm3 = 53861,79 kg.cm

Persyaratan Momen Biaxial

Mux Muy  < 1,0 Ø x Mnx Ø x Mny

354,58  100 261,48  100  = 0,92 < 1,0 OK 0,9  103318,96 0,9  53861,79

13

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018 Lendutan Pada Profil C ∆max

=

L 240 5000 240 20,83 mm

=

2,083 cm

= =

qD = 66,39 kg/m =>

PL = 133 kg





=>

qDx = (66,39).sin 30°

= 33,19 kg/m

qDy = (66,39).cos 30°

= 57,49 kg/m

PLx = (133).sin 30o

= 66,5 kg

PLy = (133).cos 30°

= 115,18 kg

Lendutan terhadap sumbu x qx = (1,2).qDx = (1,2).(33,19)

=

39,83 kg/m

Px

=

(1,6).PLx =

=

106,4 kg

L

=

5m

E

=

200.000 MPa = 2,039 x 1010 kg/m

Ix

=

716 cm4 = 7,16 x 10-6 m4

∆x

=

3 5 q x .L4 1 Px .L . . + 384 E.I x 48 E.I x

=

5 (39,83).(54 ) 1 (106,4).(53 ) .  . 384 (2 x1010 ).(7,16 x10 6 ) 48 (2 x1010 ).(7,16 x10 6 )

=

0,0023 + 0,0019

=

0,00423 m = 0,423 cm = 4,23 mm

(1,6).(66,5)

Lendutan terhadap sumbu y qy = (1,2).qDy = (1,2).(57,49)

=

Py

=

(1,6).PLy =

(1,6).(115,18) =

Ly

=

2,5 m

E

=

200.000 MPa = 2,039 x 1010 kg/m

Iy

=

84 cm4 = 8,4 x 10-7 m4

68,99 kg/m 184,29 kg

14

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

∆y

∆

=

4 3 1 q y .L 1 Py .L + . . 384 E.I y 48 E.I y

=

5 (68,99).( 2,54 ) 1 (184,29).( 2,53 ) .  . 384 (2 x1010 ).(8,4 x10 7 ) 48 (2 x1010 ).(8,4 x10 7 )

=

0,0021 + 0,0036

=

0,00567 m = 0,567 cm = 5,67 mm

=

( x ) 2  ( y ) 2

=

(4,23)2  (5,67) 2

=

7,07 mm

>

∆max =

l = 20,83 mm OK 240

15

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

 Perencanaan Sag-rod 5m

1,44 m 2,88 m 1,44 m

Kuda - kuda Sag-Rod Gording Karena dipasang sagrod pada tengah bentang, maka besarnya RUy untuk perhitungan sagrod harus dihitung ulang. 

Akibat beban mati RDy



1 1 .q D .L. sin 30 0 = .(66,39).(1,44). sin 30 0 = 47,8 kg 2 2

Akibat beban hidup RLy



=

=

1 1 .PL . sin 300 = .(133). sin 300 = 33,25 kg 2 2

Akibat beban angin RWy

=0

Beban ultimate arah Y 

RUy

= 1,2 RDy + 1,6 RLy

RUy

= (1,2 x 47,8 kg) + (1,6 x 33,25 kg) = 110,56 kg

Perhitungan diameter baja pejal bulat untuk sagrod jika dihitung dengan gaya yang ditahan oleh sagrod : Pu

= 2.Ruy = 2 (110,59) = 221,12 kg 16

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Menghitung dimensi kebutuhan minimal Sagrod Pu

= 221,12 kg

Ø Pn = 0.9 Fy Ag Ø Pn = 0.9 Fy Ag > Pu Pu

221,12

Ag

= 0,9 𝑓𝑦 = 0,9 𝑥 2547,5 = 0,0964 cm2

A

= 4 π× d2

d2

=

d

=

1

4 x Ag π

=

4 x 0,0964 π

= 0,1227 cm

0,1227 = 0,3503 cm ≈ 0,35 cm = 3,5 mm

Sesuai dengan tabel produk sagrod maka digunakan ukuran sagrod Ø 20 mm.

17

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Cek Kelangsingan Sag-Rod



=

Ag

lk i min =

1 × π× d2 4

I=

=

1 ×π ×2,02 4

=

= 3,14 cm2 

=

lk i min

=

1 × π× d4 64

i min =

1 × π × 2,04 64

i min = √

= 0,785 cm4

I Ag 0,785 3,14

i min = 0,50 cm

144(1) = 288 < 300 OK 0,50

Cek Kapasitas Penampang

Ø Pn = 0.9 Ag Fy

> Pu

= 0.9 x 3,14 x 2547,5

> Pu

= 7199,24 kg

> 221,12 kg OK

110,56 kg

Ø 20 mm 110,56 kg

18

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018





PERHITUNGAN IKATAN ANGIN (Bracing) 1. PADA ATAP

Beban Angin Samping (Bagian Atap) Bangunan merupakan bangunan Tipe A dengan konfigurasi atap Terbuka, jadi perhitungan beban angin pada atap direncanakan menggunakan 30 % dari total luas keseluruhan.

Daerah Yang Terbebani Bracing Atap 100% Ag (Terbuka)

4,33 m

5,50 m

15,00 m

19

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Luas bidang

A = ½ ( alas x t ) x 100% = ½ (15 x 4,33) x 100% = 64,95 m2

Beban angin rencana

p = q G Cp = 77 x 0,85 x 0,5 = 32,725 kg/m2

Beban angin permukaan

= 32,725 kg/m2 x 64,95 m2 = 2125,49 kg 1

Beban angin per-nodal (6 nodal) = 6 x 2125,49 kg = 354,25 kg

20

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

GAYA BATANG MAKSIMUM (TARIK)

21

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

8,66 m

5m Top View Bracing Atap NB

: analisa gaya batang disajikan pada lampiran khusus

 Perencanaan Batang Tarik pada Bracing Atap Dalam perencanaan batang Tarik pada brecing atap maka dilakukan uji trial error section maka dicoba menggunakan profil 175x175x12 dengan data tabel propertis dibawah ini :

22

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Panjang bracing atap: L = √52 + 4,332 = 6,61 m = 661 cm 

Cek Kelangsingan

Kelangsingan Batang Tarik λ=

𝑙𝑘 𝑖𝑚𝑖𝑛 661 3,44

λ=

< 300

𝑙𝑘 𝑖𝑚𝑖𝑛 661

< 300

3,44

192,15 < 300 OK



Kelangsingan Batang Tekan < 200 < 200

192,15 < 200 OK

Cek Kapasitas penampang pada Kondisi Leleh Data section profil : H

= 150 mm

A

= 40,52 cm2

Min Iv = 480 cm4

B

= 150 mm

q

= 31,80 kg/m

ix = iy = 5,38 cm

t

= 12 mm

Cx = Cy= 4,73 cm

Max iu = 6,78 cm

r1

= 15 mm

Ix = Iy = 1170 cm4

Min iv = 3,44 cm

r2

= 11 mm

Max Iu = 1860 cm4

Zx = Zy= 91,8 cm3

Mutu baja yang digunakan adalah A36 dengan spesifikasi sebagai berikut : -

Fy = 2547,5 kg/cm2

-

Fu = 4076 kg/cm2

23

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Pn = ∅ ( 𝐹𝑦 . 𝐴𝑔 ) Dimana : Fy = 2547,5 kg/cm2 Ag = 40,52 cm2 ∅ = 0,9 Pn = 0,9 (2547,5 kg/cm2 x 40,52 cm2) = 92902,23 kg = 92902,23 kg > 𝑷𝒖 = 92902,23 kg > 𝟗𝟑𝟕, 𝟐𝟒𝟔 𝐤𝐠 OK 

Cek Kapasitas penampang pada Kondisi Runtuh Tarik ∅Pn = Fu . Ae Dimana : Fu = 4076 kg/cm2 Ae = An . U An = A penampang – A baut A lubang ≤ 15% A penampang ¼ x 3,14 x d2 ≤ 15% ( 40,52 𝑐𝑚2 ) d2 ( 0,78 ) d

≤ 6,078 𝑐𝑚² 6,078

≤ √( 0,78 ) = 2,79 cm ≈ 3 cm

24

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Anetto = 40,52 cm² - ( 3 cm x 1,2 cm ) = 40,52 cm² - 3,6 cm2 = 36,92 cm2

Ae = An . U = 36,92 cm2 x 0,8 = 29,54 cm² = 2954 mm² Jadi, Pn = ∅ ( Fu . Ae ) = 0,75 (4076 kg/cm2 x 29,54 cm²) = 90303,78 kg = 90303,78 kg > 𝑷𝒖 = 90303,78 kg > 𝟗𝟑𝟕, 𝟒𝟔 𝒌𝒈 OK

25

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

1. PADA DINDING



Beban Angin Samping (Bagian Dinding) Bangunan merupakan bangunan Tipe I dengan konfigurasi atap Terbuka, jadi perhitungan beban angin pada atap direncanakan menggunakan 30 % dari total luas keseluruhan.

4,33 m

Daerah Yang Terbebani Bracing Atap 100% Ag (Terbuka)

5,50 m

15 m

26

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Luas bidang

A = (P x L) x 100% = (15 x 5,5) x 100% = 82,5 m2

Angin Datang :

Beban angin rencana

= q x G x CP = 77 x 0,85 x 0,8 = 52,36 kg/m2

Beban angin permukaan

= 52,36 x 82,5 = 4319,7 kg

Beban angin per-nodal (4 nodal)

1

= 4 x 4319,7 = 1079,93 kg

Angin Pergi

:

Beban angin rencana

= q x G x CP = 77 x 0,85 x -0,5 = -32,73 kg/m2

Beban angin permukaan

= -32,73 x 82,5 = 2699,81 kg

Beban angin per-nodal (4 nodal)

1

= 4 x 2699,81 = 874,95 kg

27

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

 Perencanaan Batang Tarik pada Bracing Dinding Dalam perencanaan batang Tarik pada brecing dinding maka dilakukan uji trial error section maka dicoba menggunakan profil 200x200x15 dengan data tabel propertis dibawah ini :

Panjang bracing dinding : L = √52 + 5,52 

= 7,43 m = 743 cm

Cek Kelangsingan

Kelangsingan Batang Tarik λ=𝑖

𝑙𝑘 𝑚𝑖𝑛

743 3,93

< 300 < 300

189,06 < 300 OK

28

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

29

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Cek Kapasitas penampang pada Kondisi Leleh Data section profil : H

= 200 mm

A

= 57,75 cm2

Min Iv = 891 cm4

B

= 200 mm

q

= 45,30 kg/m

ix = iy = 6,14 cm

t

= 15 mm

Cx = Cy= 5,46 cm

Max iu = 7,75 cm

r1

= 17 mm

Ix = Iy = 2180 cm4

Min iv = 3,93 cm

r2

= 12 mm

Max Iu = 3470 cm4

Zx = Zy= 150 cm3

Mutu baja yang digunakan adalah A36 dengan spesifikasi sebagai berikut : -

Fy = 2547,5 kg/cm2

-

Fu = 4076 kg/cm2

Pn = ∅ ( 𝐹𝑦 . 𝐴𝑔 ) Dimana : Fy = 2547,5 kg/cm2 Ag = 57,75 cm2 ∅ = 0,9 Pn = 0,9 (2547,5 kg/cm2 x 57,75 cm2) = 132406,31 kg = 132406,31 kg > 𝑷𝒖 = 132406,31 kg > 𝟖𝟖𝟏, 𝟏𝟔𝟏 kg OK

30

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Cek Kapasitas penampang pada Kondisi Runtuh Tarik ∅Pn = Fu . Ae Dimana : Fu = 4076 kg/cm2 Ae = An . U An = A penampang – A baut A lubang ≤ 15% A penampang 4.d.t

≤ 15% ( 57,75 𝑐𝑚2 )

4 x d x 1,0

≤ 8,66 𝑐𝑚² d ≤

8,66 4,0

= 2,165 cm ≈ 2,2 cm

Anetto = 57,75 cm² - (4 x 2,2 x 1,5) = 57,75 cm² - 13,2 cm2 = 44,55 cm2

Ae = An . U = 44,55 cm2 x 0,80 = 35,64 cm² = 3564 mm² Jadi, Pn = ∅ (Fu . Ae) = 0,75 (4076 kg/cm2 x 35,64 cm²) = 108951,48 kg = 108951,48 kg > 𝑷𝒖 = 108951,48 kg > 𝟖𝟖𝟏, 𝟏𝟔𝟏 kg OK

31

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Perencanaan Batang Tekan pada Bracing Dinding Dalam perencanaan batang Tekan pada brecing dinding maka dilakukan uji trial error section maka dicoba menggunakan profil 200x200x15 dengan data tabel propertis dibawah ini :

Panjang bracing dinding : L = √52 + 5,52 = 7,43 m = 743 cm 

Cek Kelangsingan

Kelangsingan Batang Tekan λ=

𝑙𝑘 𝑖𝑚𝑖𝑛 743 3,93

< 200 < 200

189,06 < 200 OK

32

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

33

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Cek Kapasitas penampang Tekan Data section profil : H

= 200 mm

A

= 57,75 cm2

Min Iv = 891 cm4

B

= 200 mm

q

= 45,30 kg/m

ix = iy = 6,14 cm

t

= 15 mm

Cx = Cy= 5,46 cm

Max iu = 7,75 cm

r1

= 17 mm

Ix = Iy = 2180 cm4

Min iv = 3,93 cm

r2

= 12 mm

Max Iu = 3470 cm4

Zx = Zy= 150 cm3

Mutu baja yang digunakan adalah A36 dengan spesifikasi sebagai berikut : Fy = 2547,5 kg/cm2 Fu = 4076 kg/cm2

Fy

Pn = ∅c x Fcr x Ag Dimana Fcr adalah : Bila

𝐾𝐿 𝑟

𝐸

> 4,71√(𝐹𝑦) =

1 𝑥 7430 17

> 4,71√(

200000 400

)

437,06 > 105,32 Maka Fcr = 0,877 Fe 𝐹𝑒 =

𝜋2 𝐸 𝐾𝐿 2 ( ) 𝑟

=

𝜋 2 200000 (

1𝑥7430 2 ) 17

= 10,33 MPa

34

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Fcr =0,877 Fe = 0,877 x 10,33 MPa = 9,06 MPa Pn = ∅c x Fcr x Ag = 0,9 x 9,06 x 5775 = 47089,35 N = 4708,935 kg > 724,27 kg OK

35

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

 PERENCANAAN CRANE Merencanakan crane bangunan industri harus diidentifikasi menggunakan double girder atau single girder yang pemilihannya berdasarkan pada kapasitas atau peruntukannya. Dalam hal ini perencanaan Tugas struktur baja dengan study kasus bangunan industri menggunakan single girder karena kapasitas crane sebesar 5 ton.

36

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Dalam tugas besar ini, perencaan crane terbagi atas beberapa bagian : 1. Pemilihan jenis hoist 2. Design bridge crane/balok crane 3. Design run-way crane

Pemilihan jenis hoist Spesifikasi hoist crane dari Mitsubishi electric type UM (monorail type) dengan kapasitas 5 Ton.

37

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Desain bridge crane  Spesifikasi hoist crane (UM-5-HMH) Model

: UM-5-HMH

Capacity (t)

:5

Lift (m)

: 12

Dimensions (mm) : A

: 552

N

: 1145

B

: 697

O

: 125

C

: 425

P

: 12000

D

: 566(591)

Q

:-

E1=E2 : 110

R

: 770

F1=F2 : 135

S

:110

H

: 222(272)

T

: 96

J

:-

U

:-

K

: 350

38

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Min.rad.curvature (m)

: Only straight line

Weight (kg)

: 555

Hook block weight (kg)

: 50

Applcable Box Rail Width (mm) : 300 (350)  Preliminary design penampang bridge crane

Diketahui : L = 15 m = 15000 mm = 590,55 in 𝐿 ℎ 𝐿 𝑏 ℎ 𝑡

≤ 25 ≤ 65 ≤

15000 ℎ 15000 𝑏

1000

600

√𝐹𝑦

𝑡

≤ 25 , ℎ = 600 𝑚𝑚 ≤ 65 , 𝑏 = 230,77 𝑚𝑚

≤

1000 √250

, 𝑡 = 9,49 mm

39

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Di ambil ; 15000

h = 650 mm

650 15000

b = 250 mm

250 650

t = 15 mm

15

≤ 25 = 23,08 ≤ 25 OK ≤ 65 = 60 ≤ 65 OK

≤

1000 √250

= 43,33 ≤ 63,25 OK

Analisa pembebanan (Tahap Preliminary) Phoist

= 555 kg

Phook block

= 50 kg

Pcapacity

= 5000 kg

Pfoot walk

= 100 kg

Totalbeban

= 5705 kg

Total

= Total beban + 25% vertical impact = 5705 + (25% x 5705) = 7131,25 kg

P/wheel

=

7131,25 4

= 1782,82 kg (ada 4 roda yang menumpu bersamaan padaflange girder) Pfactored

= 1,6 (1782,82) = 2852,512 kg

40

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

 Menghitung Momen Maksimum dan Gaya Geser (Tahap Preliminary) Penempatan wheel hoist pada bridge crane diambil ¼ λ dan ¾ λ dari titik tengah bridge crane. Yang berdasar dari “AISC 7th Steel Design Guide industrial Buildings Second Edition”

L = 15 m

λ = 0,6 m’ (Lihat Tabel Hoist Crane) λ < 0,586 L λ < 0,586 (15 m) λ < 8,79 m’

𝑃

λ

Mmax = 2𝑥𝐿 (𝐿 − 2)2

V

λ

= P × (2 − ) L

0,6

= 2852,512 × (2 − 15 )

2

Mmax =

2852,512 0,6 × (15 − ) 2(15) 2

= 5562,39 kg = 5,56 t

= 20546,64 kg.m = 20,55 t.m = 5,65 t

41

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Perencanaan Penampang Bridge crane fbxT =

𝑀𝑥 𝑤

=

=

=

𝑃 𝑋𝑒 4

1 𝑥𝑒 6

≤ 0,6 fy

𝑥 𝑡𝑓 2

3 𝑥𝑃 2 𝑡𝑓 2

≤ 0,6 x fy kg/cm2

3 𝑥 2852,512 2 𝑡𝑓 2

≤ 0,6 x 2547,5 kg/cm2 3

= 𝑡𝑓 2

≥ √2,79 = 1,67 cm (Diambil 2,5 cm)

= tf ft

=

𝑥 (2852,512)

≥ 2 0.6 𝑥 2547,5

𝑃 2

7 𝑥 𝑡𝑤

≤ f tarik = fy 𝑃 2

= tw

≥

= tw

≥

= tw

≥ 0,08 mm (diambil 2 cm)

7 𝑥 𝑓𝑦 2852,512 2

7 𝑥 2547,5

200

25

650

600

100

50

250

42

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Cek Stabilitas

NB : Penampang kotak yang memiliki sayap belum diatur pada SNI 1729-2015 namun ANSI- AISC -360-2016 sudah mengatur ketentuan tersebut sehingga perencanaan bridge crane yang menggunakan box girder mengacu pada AISC 2016. -

Tekuk local pada sayap (flanges) 𝑏

100

λ

= 𝑡𝑓 =

λp

= 1,12 𝑥 √𝑓𝑦= 1,12 𝑥 √

25

=4 𝐸

200000 250

= 31,68

( λ ≤ λp ) compact section

-

Tekuk lokal pada badan (webs) 𝐻

(650−25− 25)

λ

= 𝑡𝑤 =

λp

= 2,42 √

20 200000 250

= 30

= 68,45

( λ ≤ λp ) compact section

43

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Penampang Bridge Crane 200

250

 LuasProfil mm2

F1 = 200 x 25

= 5000

F2 = 250 x 25

= 6250 mm2

W1 = 600 x 20

= 12000 mm2

W2 = 600 x 20

= 12000 mm2

 Luas Penampang A

= F1 + F2 + W1 + W2 = 5000 + 6250 + 12000 + 12000 = 35250 mm2

 Garis Berat Penampang Y bawah

= =

(𝐹1∙𝑦1 )+( 𝐹2∙𝑦2)+(𝑊1∙𝑦3)+( 𝑊2∙𝑦4) ∑𝐴 (5000 𝑥 637,5)+ (6250 𝑥 12,5) + (12000 𝑥 325)𝑥2 35250

= 313,92 mm

44

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Y atas

= 650 – 313,92 = 336,08 mm

Xkiri-kanan

= 250/2 = 125 mm

 Momen Inersia arah – x (sumbu kuat penampang) Ix

= Ix1 + Ix2 + Ix3 + Ix4

Ix1

= 12 ∙ b ∙ h3 + A1 ∙ a2

1 1

= 12 x 200 x 253 + 5000 x (336,08 − 12,5)2 = 523530499 mm4 Ix2

1

= 12 ∙ b ∙ h3 + A2 ∙ a2 1

= 12 x 250 x 253 + 6250 x ( 313,92 - 12,5)2 = 568163123,3 mm4 Ix3 = Ix4

1

= 12 ∙ b ∙ h3 + A3 ∙ a2 1

= 12 x 20 x 6003 + 12000 x (336,08 − 325)2 = 361473196,8 mm4 Ix total

= Ix1 + Ix2 + Ix3 + Ix4 = 523530499 + 568163123,3 + 361473196,8 + 361473196,8 = 1814640016 mm4

 Momen inersia arah-y (sumbu lemah penampang) 1

Iy

= 12 𝑥 𝑏 3 𝑥 ℎ + A1 a2

Iy1

= 12 x 2003 x 25 + 5000 ( 0 )2

1

= 16666666,67 mm4 Iy2

1

= 12 𝑥 2503 𝑥 25 + 6250(0)2 = 32552083,33 mm4

Iy3 = Iy4

1

= 12 x 203 x 600 +12000 (10 + 100/2)2 = 43600000 mm4 45

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Iy total

= Iy1 + Iy2 + Iy3 + Iy4 = 16666666,67 + 32552083,33 + 43600000 + 43600000 = 136418750 mm4

Qbs profil = A ∙ σbaja = 35250 mm2 x 7890 kg/m3 = 0,03525 m2 x 7890 kg/m3 = 278,12 kg/m = 0,278 t/m Pu

= 7,13 ton

Tegangan tarik pada web : ft

P

= 7t =

< 𝜎𝑦

w

7131,25

< 2852,512 kg/cm2

7×2

= 509,375 kg/cm2 < σy = 2852,512 kg/cm2 Tegangan lentur pada web : fb

= =

0,75 P

< 𝜎𝑦

t f2 0,75 ∙(7131,25)

kg

< 𝜎𝑦 = 0,6 x 2852,512 cm2

2,52

= 855,75 kg/cm2 Q bs (profil)

= 0,278 t/m’

Q footwalk

= 0,1

Qtotal

= 0,378 t/m’

< 𝜎𝑦 = 1711,51 kg/cm2

t/m’+

0,378 t/m’

L = 15 m

46

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

1

Mmax = 8 q x l2 + (Mp max crane) `

1

= 8 0,378 x 152 + (20,55 tm) = 31,18 tm

V

1

= (2 × q × l) + V 1

= (2 × 0,378 × 15) + 5,56 = 8,39 ton

øMn

= Zx.Fy > Mu

Zx

= Ac.Yc + AT.YT

Ac.Yc = (200 x 25)(336,08 − 12,5) + (336,08 – 25)𝑥 (

600 2

𝑥20)(2)

= 5350860 mm3 AT.YT = (250 x 25)(313,92– 1,25) + (313,92 – 25) x (

600 2

𝑥20)(2)

= 5421227,5 mm3

Zx

= 5350860 + 5421227,5 = 10772087,5 mm3

øMn

= Zx.Fy =0,9x 10772,09 x 2852,512 = 30727515,99 kg.cm

øMn

= Zx.Fy

> Mu

30727515,99 kg.cm > 3118000 kg.cm 307,27 ton.m

> 31,18 ton.m

47

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018



Cek lendutan pada profil Δijin

𝐿

= 600 =

15000 600

= 25 mm = 2,50 cm Lendutan akibat beban merata Δ

5 𝑤𝐿4

= 384 𝐸𝐼 5 𝑥 3,78 𝑥15004

= 384 𝑥 2000000 𝑥 181464,0016 = 0,69 cm Lendutan akibat beban terpusat 𝑝𝑥𝑎 Δ = 24 𝐸𝐼 [3x l2-4a2] 7131,25𝑥 21,7

= 24 𝑥 2000000 𝑥 181464,0016

[3 x 15002 – 4 x 21,72]

= 0,12 cm Δtotal

= 0,69 + 0,12 = 0,81 cm = 0,81 cm < 2,50 cm OK

Profil Balok Crane aman digunakan.

48

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Direncanakan kaki balok girder crane, panjang = 1,5 m

49

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Potongan A-A

 Cek Tahanan Geser Potongan B-B Vn1

= 0,6 x fy x Aw x Cv

Aw

= 2 ht = 2 x ( 65-50) x 2 = 240 cm2

Cv2

Jika

ℎ

𝐾𝑣 𝐸

𝑡𝑤 60 2

≤ 1,1 √

𝐹𝑦

Kv = 5

5 𝑥 20000000

≤ 1,1 √

4588,72

30 ≤ 51,35 Cv2

=1

Vn1

= 0,6 x fy x Aw x Cv = 0,6 x 4588,72x 240 x 1 = 660775,68 kg = 660,8 t

Vu

≤

ø Vn1

5,65 ton ≤ 0,9 x 660,8 ton

Potongan B-B

5,65 ton ≤ 594,72 ton OK

 Cek Tahanan Geser Potongan B-B Vn2

= 0,6 x fy x Aw x Cv 50

Rohmatul Maghfiroh (201610340311039) Tugas Besar Struktur Baja 2018

Aw

= 2 ht = 2 x ( 45-5) x 2 = 180 cm2

Cv2

Jika

ℎ

𝐾𝑣 𝐸

𝑡𝑤 40 2

≤ 1,1 √

𝐹𝑦

Kv = 5

5 𝑥 20000000

≤ 1,1 √

4588,72

20 ≤ 51,35 Cv2

=1

Vn2

= 0,6 x fy x Aw x Cv = 0,6 x 4588,72x 180 x 1 = 495581,76 kg = 495,581 t

Vu

≤

ø Vn2

5,65 ton ≤ 0,9 x 495,581 ton 5,65 ton ≤ 446,02 ton OK

51