Post on 19-Feb-2016
description
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Rangka Kuda-kuda
Direncanakan :
Panjang bentang kuda-kuda = 20.5 m
Sudut kemiringan atap = 30o
Penutup atap = Genteng seng
Berat atap = 10 kg/m2
Jarak antar kuda-kuda = 3,00 m
Plafond + penggantung = 18 kg/m2
Mutu baja yang digunakan = Bj 37
Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2
Modulus elastisitas baja = 2,1 x 106 kg/cm2
1.2 Peraturan yang Digunakan
36
Perhitungan muatan didasarkan pada Peraturan Perencaaan Bangunan Baja
Indonesia (PPBBI) 1983, SKBI 1987, dan Peraturan Pembebanan Indonesia (PPI
– 1983).
1.3 Penempatan Beban
1.3.1 Beban Mati
Beban mati dapat dibagi 2 bagian yaitu :
1. Muatan yang diakibatkan oleh berat sendiri. Yaitu atap, gording dan
kuda-kuda, muatan ini dianggap bekerja pada titik buhul bagian atas.
2. Muatan yang diakibatkan oleh berat plafond, dianggap bekerja pada
titik buhul bagian bawah.
1.3.2 Beban Hidup
Beban hidup yang diakibatkan oleh pekerja dengan peralatannya atau berat
air hujan yang bekerja pada konstruksi kuda-kuda. Berat pekerja minimum
sebesar 100 kg dan beserta air hujan adalah (40 – 0,8 α) kg/m², dimana α adalah
kemiringan atap.
1.3.3 Beban Angin
Angin tekan dan angin hisap yang bekerja dianggap bekerja pada tiap titik
buhul bagian atas dan arahnya tegak lurus bidang atap.
Untuk konstruksi gedung tertutup dengan α < 65º maka :
Koefisien angin tekan = (0,02 α – 0,4) dan
Koefisien angin isap = - 0,4
1.4 Ketentuan Mengenai Tegangan Baja
Jenis baja yang digunakan Bj 37 dengan tegangan leleh (σ1) adalah 2400
kg/cm2 dan tegangan dasar izin adalah 1600 kg/cm2. Modulus Elastisitas baja (E)
adalah 2,10 x 106 kg/cm2 (PPBBI 1983) .
37
1.5 Ketentuan Mengenai Alat Sambung
Alat sambung yang digunakan adalah baut, dimana penentuan dimensi
baut disesuaikan dengan ukuran dan jenis profil baja dengan menggunakan rumus
pada (PPBBI 1983).
1.6 Perhitungan panjang batang
1. Batang vertikal
V1-V11 = 2.60 x (tg α )
= 3,0 x (tg 30o)
= 1.50 m
2. Batang atas
A1 – A12=
A2 – A11 =
3. Batang diagonal
D1 – D10 =
Tabel 1.1 Panjang Batang Kuda-kuda :
Nama Batang Panjang Batang (m)
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
3.002.342.342.342.342.342.342.342.343.00
B1
B2
B3
B4
B5
B6
2.062.062.062.062.062.06
38
B7
B8
B9
B10
2.062.062.062.06
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
3.363.363.363.363.363.363.363.363.363.36
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
V11
1.501.501.501.501.501.501.501.501.501.501.50
H1
H2
3.003.00
39
BAB II
PERENCANAAN GORDING
Direncanakan:
Jarak antar kuda-kuda = 3,00 m
Jarak antar gording = 1.17 m
Jenis atap = Genteng seng
Berat atap = 10 kg/m2
Mutu baja = Bj 37
Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2
Modulus elastisitas baja (E) = 2,1 x 106 kg/cm2
Profil baja rencana : LLC 100 x 50 x 20 x 2,6
Dari tabel baja, diperoleh data profil :
Ix = 89,7 cm4 Iy = 21,0 cm4
Wx = 17,9 cm3 Wy =6,68 cm3
F = 5,796 cm2 q = 4,55 kg/m
Rumus yang digunakan :
Beban terpusat
Bidang momen : M = ¼ PL
Bidang geser : D = ½ P
Lendutan : f =
Beban terbagi rata
Bidang momen : M = 1/8 qL2
Bidang geser : D = ½ qL
Lendutan : f =
40
2.1. Perhitungan Momen Akibat Beban
2.1.1 Beban Mati
Berat sendiri gording = (profil LLC LLC 100 x 50 x 20 x 2,6) = 4,55 kg/m
Berat atap = berat atap x jarak gording
= 10 x 1.17 = 11.7 kg/m+
q = 16,25 Kg/m
qx = q cos α = 16,25 cos 30 = 14,072 kg/m
qy = q sin α = 16,25 sin 30 = 8.125 kg/m
Mx = 1/8 qx L2 = 1/8 (14.072) (3)2 = 15,831 kgm
My = 1/8 qy L2 = 1/8 (8.125) (3)2 = 9,140 kgm
Dx = ½ qx L = ½ (14.072) (3) = 21,108 kg
Dy = ½ qy L = ½ (8.125) (3) = 12,187 kg
Lendutan yang timbul :
fx = =
fy = =
2.1.2 Beban Hidup
41
a. Beban Terpusat ( P = 100 kg)
Px = P cos α = 100 cos 30o = 86.60 kg
Py = P sin α = 100 sin 30o = 50 kg
Mx = ¼ PxL = ¼ (86.60) (3) = 64.95 kgm
My = ¼ PyL = ¼ (50) (3) = 37.5 kgm
Dx = ½ Px = ½ (86.60) = 43.3 kg
Dy = ½ Py = ½ (50) = 25 kg
Lendutan yang timbul :
fx = =
fy = =
b. Beban terbagi rata
q = (40 – 0,8α) = (40 – 0,8 (30)) = 16 kg/m
Beban akibat air hujan yang diterima gording :
q = Beban air hujan x jarak gording
= 16 x 1,17 = 18,72 kg/m
qx = q cos α = 18,72 cos 30o = 16.211 kg/m
qy = q sin α = 18,72 sin 30o = 9.36 kg/m
Mx= 1/8 qx L2 = 1/8 (16.211) (3)2 =18,237 kgm
My= 1/8 qy L2 = 1/8 (9,36 ) (3)2 = 10.53 kgm
Dx = ½ qx L = ½ (16.211) (3) =24,316 kg
Dy = ½ qy L = ½ (9,36) (3) =14.04 kg
Momen akibat beban terpusat > momen akibat beban terbagi rata,
maka tegangan yang timbul ditentukan oleh beban terpusat.
2.1.3 Beban angin
42
Tekanan angin rencana diambil 40 kg/m2 (PPI 1983 hal 22)
a. Angin tekan
α < 65o, maka koefisien angin tekan :
C = 0,02α – 0,4
= 0,02 (30) – 0,4
= 0,2
qx = koef angin x tekanan angin x jarak gording
= 0,2 x 40 x 1,17
= 9,36 kg/m
qy = 0
Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (9,36) (3)2 = 10,53 kgm
My = 0
Dx = ½ qx L = ½ (9,36) (3) = 14,04 kg
Dy = 0
Lendutan yang timbul
Fx = =
Fy = 0
b. Angin hisap
Koef angin hisap = -0,4
qx = koef angin x tek. angin x jarak gording
= - 0,4 x 40 x 1,17
= - 18,72 kg/m
qy = 0
Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (-18,72) (3)2 = 21,06 kgm (-)
My = 0
Dx = ½ qx L = ½ (-18,72) (3) = 28,08 kg (-)
Dy = 0
Lendutan yang timbul
43
fx = =
fy = 0
Tabel 2.1 Momen dan bidang geser akibat variasi dan kombinasi beban
Momen dan
Gaya Geser
Beban Mati
Beban Hidup
Beban Angin tekan
Kombinasi Beban
Primer Sekunder
(1) (2) (3) (4) (2) + (3) (2)+(3)+(4)Mx (kg.m)My (kg.m)
Dx (kg)Dy (kg)
15,8319,14021,10812,187
64.9537.543.325
10,530
14,040
80,78146,64
64,40837,187
91,31146,64
78,44837.187
2.2 Kontrol Kekuatan Gording
Profil baja rencana : LLC 100 x 50 x 20 x 2.6
Dari tabel baja, diperoleh data profil :
Ix = 89,7 cm4 Iy = 21,0 cm4
Wx = 17,9 cm3 Wy =6,68 cm3
F = 5,796 cm2 q = 4,55 kg/m
2.2.1 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan
σlt ytb = < = 1600 kg/cm2 (beban primer)
σlt ytb = < 1,30 x = 1,30 x 1600 kg/cm2 = 2080 kg/cm2 (beban sekunder)
1. Pembebanan primer
44
σlt ytb = = = = 1149,493 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2
............ (aman)
2. Pembebanan sekunder
σlt ytb = = = = 1208,32 kg/cm2 < 1,30 x = 2080 kg/cm2
............. (aman)
2.2.2 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan geser
Tegangan geser yang diizinkan untuk pembebanan tetap, besarnya sama
dengan 0,58 kali tegangan dasar (PPBBI 1983 hal 5)
τ ytb < 0,58 = 0,58 x 1600 = 928 kg/cm2 (beban primer)
τ ytb < 1,30 x 0,58 = 1,30 x 0,58 x 1600 = 1206,4 kg/cm2 (beban sekunder)
Profil LLC 100 x 50 x 20 x 2,6
A = 100 mm = 10 cm
B = 50 mm = 5 cm
C = 20 mm = 2 cm
t = 2,6 mm = 0,26 cm
Cx = 0 cm
Cy = 1,86 cm
Tegangan Geser Maksimum
a. Terhadap sumbu x – x
F1 = 0,26 x 5,0 = 1,3 cm2
F2 = 0,26 x (5 – (2 x 0,26)) = 1,164 cm2
F3 = 0,26 x 2 = 0,52 cm2
y1 = ½ (5) = 2,5cm
45
y2 = 5 – ( ½ x 0,26) = 4,87 cm
y3 = 5 – ( ½ x 2) = 4 cm
Sx = (F1 . y1) + (F2 . y2) + (F3 . y3)
= (2,0 x 1,3) + (1,16 x 4,87) + (0,52 x 4)
=10,329 cm3
bx = 0,26 cm
b. Terhadap sumbu y – y
F1 = 0,26 x 10 = 2,6 cm2
F2 = F3 = 0,26 x (2,5 – 0,26) = 0,582 cm2
x1 = 1,86 – (0,26 / 2) = 1,73 cm
x2 = x3 = ½ (1,86 – 0,26) = 0,8 cm
Sy = (F1 . x1) + (F2 . x2) + (F3 . x3)
= (2,6 x 1,73) + (0,582 x 0,8) + (0,582 x 0,8)
= 5,428 cm3
by = 0,26 x 2 = 0,52 cm
Beban Primer
τytb = +
= = 47,009 kg/cm2 < = 928 kg/cm2
............ (aman)
Beban Sekunder
τytb = +
= = 53,227 kg/cm2 <1206,4 kg/cm2
........... (aman)
46
2.2.3 Kontrol kekuatan gording terhadap lendutan
Batas lendutan maksimum arah vertikal untuk gording batang tunggal menerus
menurut PPBBI – 1983, Bab 15 adalah :
fmaks = = = 1,66 cm
Lendutan yang timbul terhadap sb. x – x
fx = fx beban mati + fx beban hidup + fx beban angin
= + 0,258 + 0,524
= 1,569 cm
Lendutan yang timbul terhadap sb. y – y
fy = fy beban mati + fy beban hidup + fy beban angin
= 0.194+ 0, 637+ 0
= cm
Total lendutan yang dialami gording :
fytb = = = 1,77 cm
fytb = 1,77 cm < fmaks = 1,66 cm ........... ( tak aman)
Gording dengan profil LLC 100 x 50 x 20 x 4,0 dapat digunakan.
47
BAB III
PERHITUNGAN PEMBEBANAN
3.1 Beban Mati
3.1.1. Berat Rangka Kuda-kuda
Berat rangka kuda-kuda dihitung didasarkan rumus Ir. Loa Wan Kiong
q = (L – 2) s/d (L + 5)
= (6 – 2) s/d (6 + 5)
= 4 kg/m2 s/d 11 kg/m2
Diambil 11 kg/m2
Pelimpahan ke titik buhul :
=
= 7.136 kg
Bracing / ikatan angin
Diambil 25% dari berat sendiri kuda-kuda (PPBBI 1983)
P = 25 % x 7,136 = 1.7846 kg
3.1.2 Berat Penutup Atap + Berat Gording
Penutup atap = Genteng seng (5 kg/m2)
Gording = 7,43 kg/m
Jarak gording = 0,60 m
P1 = Berat penutup atap = 5 x jarak kuda-kuda x jarak gording
= 5 x 4,00 x 0,60 = 12 kg
P2 = Berat gording = 7,43 x jarak kuda-kuda
48
= 7,43 x 4,00 = 29,72 kg
P = P1 + P2 = 12 + 29,72 = 41,72 kg
P′ = ½ P1 + P2 = ½ (12) + 29,72 = 35,72 kg
B
a
t
a
n
g
A – tritisan
RA1 = P’ + P
= 35.72 + 41.72
= 119.16 kg
Batang A – F
∑MF = 0
RA2 =
= 76.688 kg
∑V = 0
RF1 = (41.72 x 3) – 78,688
= 125.16 – 78.688
= 48.472
49
Batang F – H
∑MF = 0
RH =
= 53.537 kg
∑V = 0
RF2 = (37,40 x 4) – 53.537
= 71.623 kg
Jadi, beban penutup atap + gording untuk tiap titik buhul :
Titik A = B → P = RA1 + RA2 = 119.160 + 76.688 = 159.848 kg
Titik F = H → P = RF1 + RF2 = 48.472 + 71.623 = 120.096 kg
Titik G → P = 2 x RH = 2 x 53.537 = 107.073 kg
3.1.3. Berat Plafond + Penggantung
Berat plafond dan penggantung = 18 kg/m2 (PPI – 1983)
Titik A = B = ½ B1 x 4 x 18
= ½ (1,5) x 4 x 18
= 54 kg
Titik C = E = ½ (B1 + B2) x 4 x 18
= ½ (1,5+1,5) x 4 x 18
= 108 kg
Titik D = ½ (B2 + B3) x 4 x 18
= ½ (1,5+1,5) x 4 x 18
= 108 kg
3.2 Beban Hidup
3.2.1 Beban orang/pekerja
50
PPI-1983 menegaskan bahwa pada tiap titik buhul bagian atas perlu
ditambah beban sebesar 100 kg yang diakibatkan oleh seorang pekerja dan
peralatannya. Tetapi pada kantilever ditambah beban sebesar 200 kg. Demikian
juga pada titik buhul bagian bawah ditambah 100 kg sebagai akibat dari
pemasangan instalasi listrik. Penyambungan titik buhul dan keduanya merupakan
bagian dari beban hidup.
3.2.2 Beban air hujan
Menurut PPI-1983, beban air hujan yang bekerja pada titik buhul bagian
atas dapat dicari dengan menggunakan rumus :
q = 40 – 0,8 α = 40 – 0,8 (30) = 16 kg/m2
Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 4 x 16
= (½ (1.73) + 1,73) x 4 x 16
= 110,72kg
Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 4 x 16
= ½ (1.73+1.73) x 4 x 16
= 110,72 kg
Titik G = ½ (A2 + A3) x 4 x 16
= ½ (1.73+1.73) x 4 x 16
= 110,72 kg g
3.3 Beban angin
Tekanan angin (w) = 40 kg/m2 , α = 30o
3.3.1 Angin tekanKoef. Angin tekan = 0,02 α – 0,4
= 0,02 (30) – 0,4
= 0,20
Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 4 x 0,20 x 40
= (½ (1,73) + 1,73) x 4 x 0,20 x 40
= 83.04 kg
Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 4 x 0,20 x 40
= ½ (1,73+1,73) x 4 x 0,20 x 40
51
= 55.36 kg
Titik G = ½ (A2) x 4 x 0,20 x 40
= ½ (1,73) x 4 x 0,20 x 40
= 27.68 kg
3.3.2 Angin hisap
Koef. Angin hisap = - 0,4
Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 4 x (-0,4) x 40
= (½ (1,73) + 1,10) x 4 x (-0,4) x 40
= 166.08 kg (-)
Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 4 x (-0,4) x 40
= ½ (1,73 + 1,73) x 4 x (-0,4) x 40
= 110.72 kg (-)
Titik G = ½ (A2) x 4 x (-0,4) x 40
= ½ (1,73) x 4 x (-0,4) x 40
= 55.36 kg (-)
Tabel 3. 1 Pembebanan
TITIK BUHUL
BERAT SENDIRI
berat penutup atap+gording
berat plafond
berat air hujan
beban hidup jumlah pembulatan
A 7.13625 195.848 54 110.72 100 467.704 470B 7.13625 195.848 54 110.72 100 467.704 470C 7.13625 108 100 215.136 220D 7.13625 108 100 215.136 220E 7.13625 108 100 215.136 220F 7.13625 120.096 110.72 100 337.952 350G 7.13625 120.096 110.72 100 337.952 350H 7.13625 107.073 110.72 100 324.930 330
Tabel 3.2 Kombinasi Muatan
52
BATANG PANJANG (m)
BEBAN TETAP
(Kg)
BEBAN ANGIN (Kg) BEBAN HIDUP (Kg)
GAYA MAKSIMUM
(Kg)
GAYA DESAIN
(Kg)
BEBAN ANGIN
KIRI HISAP KANAN
BEBAN ANGIN KANAN HISAP KIRI
SEKUNDER I
SEKUNDER II
-1 -2 -3 -4 -5 (3+4) (3+5) -6 -7
A1 1.73 -1690 -143.95 95.94 -1833.95 -1594.06 -1833.95 -2000
53
A2 1.73 -1690 -175.96 159.99 -1865.96 -1530.01 -1865.96A3 1.73 -1690 64.13 -48.16 -1625.87 -1738.16 -1738.16A4 1.73 -1690 128.15 -80.17 -1561.85 -1770.17 -1770.17B1 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23
1700B2 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23B3 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23B4 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23D1 1.73 -576 63.96 -127.92 -512.04 -703.92 -703.92
-750D2 1.73 -576 127.94 -63.96 -448.06 -639.96 -639.96V1 0.87 -220 0 0 -220 -220 -220 -220V2 1.73 -795 0.085 -223.84 -794.915 -1018.84 -1018.84 -1100V3 0.87 -220 0 0 -220 -220 216 -220
BAB IV
PENDIMENSIAN BATANG
54
Rangka batang kuda-kuda direncanakan dari profil tersusun siku-siku sama
kaki (┘└).
4.1 Ketentuan dan Rumus yang digunakan
(Berdasarkan PPBBI – 1983 hal 20 – 22)
4.1.1 Batang Tarik
Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)
Fn =
Fbr =
Kontrol tegangan
σytb = ≤
Kelangsingan batang tarik
x = (konstruksi aman)
i =
4.1.2 Batang Tekan
Dipengaruhi oleh tekuk
Panjang tekuk (Lk)
Dimana : Lk = L (sendi-sendi, K (koef, tekuk) = 1)
Kelangsingan : λ = ≤
Syarat : λmaks ≤ 140 untuk konstruksi utama (SKBI 1987)
Profil yang dipilih berdasarkan iη = imin
Kelangsingan sumbu masif (λx < 140)
λx =
Kelangsingan sumbu ( λI < 50)
55
λ1 =
Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ]
iy =
Kelangsingan sumbu tidak masif (λy < 140)
λy =
λiy =
Dimana : m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun
Syarat untuk menjaga kestabilan elemen :
λx ≥ 1,2 λ1
λx ≥ 1,2 λ1
Tegangan yang timbul :
σytb = ≤
4.1.3 Kekuatan Kopel
Digunakan pada batang tekan
Pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa seluruh panjang
batang tersusun terdapat gaya lintang sebesar :
D = 0,02 P
Gaya geser memanjang (torsi)
T =
dimana : L1 = jarak kopel
a = (e + ½δ)
Momen pada plat kopel
M = T . ½C
56
dimana : C = jarak antar baut pada profil
C = (2w + δ)
Plat kopel harus cukup kaku, sehingga memenuhi persamaan :
>10 (PPBBI 1983 hal 21)
dimana : IP = Momen inersia plat kopel
a = jarak profil tersusun
Ll = jarak tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan
Il = Iη = Momen inersia minimum 1 profil
4.2 Perhitungan Pendimensian
4.2.1 Perhitungan Batang Tekan
a. Batang A1, A2, A3, dan A4
Gaya design P = 2200 kg (tekan)
Lk = L = 1.73 m = 173 cm
max = 140 →Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )
iη = imin = = = 1,24 cm
Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 45.45.5
Dari tabel baja diperoleh data :
Ix = Iy = 7.83cm4 iη = 0.87cm
F = 4,30 cm2 Iη = 3,25 cm4
Fn = 3,60 cm2 w = 3,18 cm
ix = iy = 1,35 cm e = 1,28 cm
b =0,4 cm
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,5 cm
Kontrol
57
< 140 ......................................... (aman)
> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)
Jarak Plat Kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,5 cm
Jumlah Lapangan, lapangan
= 50 ...................... (aman)
Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [7.83 + 4,3 (1,28 + )2] = 27.20 cm4
<140.............( AMAN)
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 50.00 = 60.00
λx ≥ 1,2 λ1 →81.90 > 60.00 ..............................................................(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →109.37 > 60.00 ................................................................(aman)
Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 81.90
Dari tabel 2 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :
λx = 81.00 diperoleh ω = 1,632
λx = 82.00 diperoleh ω = 1,650
58
λx = 81,90 diperoleh ω = 1,643
Kontrol tegangan :
< = 1600 kg/cm2
Perhitungan Plat Kopel
Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (4.5 + (½ x 0.5)) = 9.5 cm
Jarak antar plat kopel = 43,5 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,3 cm
Direncanakan baut = Ø 3/4" = 1cm
h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1) = 6 diambil h = 6 cm
Jarak baut :
1,5d = 1,5 x 1 = 1,5 cm
3d = 3 x 1 = 3 cm
baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 2000 = 40 kg
M1 = M2
D.L1 = T1(2e + )
T1 = T2 = 608,39 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2(1/2 x 4,5) + 0,3 = 4,8 cm
Momen :
M = T x ½ C = 608,39 x ½ (4,8) = 1460 kg.cm
Kontrol tegangan :
W = 1/6 t h2 = 1/6 (0,3) (6)2 = 1,8 cm3
< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)
59
ytb = 327,09 kg/cm2 < 0,58. = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2
...….........(Aman)
Gaya yang bekerja pada baut
arah vertikal
arah horizontal
Kontrol kekuatan baut :
Terhadap geser
= 0,6 → PPBBI 1984 hal 68
Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran
= ¼ x 1 x 1 x 0,6 x 1600
Pgsr = 1882,241 kg > R = kg ......................(Aman)
Terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 hal 68tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat
= 1 x 0,6 x 1,2 x 1600
Ptu = 1820,16 kg > R = kg ………………(Aman)
Jadi ukuran plat kopel b = 9,3 cm, h = 6 cm, t = 0,3 cm aman untuk
digunakan.
60
4.2.2 Perhitungan Batang tarik
a . Batang B1, B2, B3, dan B4
Gaya design P = 1700 kg (tarik)
Lk = 1,5 m = 1500cm
baja = 1600 kg/cm2
cm
Dipilih profil 30.30.3
F = 1.74 cm2
iη = 0,57 cm
e = 0.84 cm
Iη = 0.57 cm4
Ix = Iy = 1.41 cm4
w = 2.12 cm
ix = iy = 0,90 cm
Kontrol
.....................................(aman)
61
.....................................(aman)
.......(aman)
Tidak memerlukan plat kopel.
b . Batang V1 dan V3
Gaya design P = 220 kg (tekan)
Lk = L = 0.86 m = 86 cm
max = 140 →Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )
iη = imin = = =0.61 cm
Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 35.35.4
Dari tabel baja diperoleh data :
Ix = Iy = 2.96 cm4 iη = 0.68 cm
F = 2.67cm2 Iη = 1.24 cm4
Fn = 2.23 cm2 w = 2.47 cm
ix = iy = 1.05 cm e = 1.00 cm
b =0.4 cm
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,5 cm
Kontrol
< 140 ......................................... (aman)
> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)
Jarak Plat Kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0.68= 34 cm
Jumlah Lapangan, lapangan
62
= 50 ...................... (aman)
Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [2.96 + 2.67 (1.00 + )2] = 11.594 cm4
<140.............( AMAN)
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 50.00 = 60.00
λx ≥ 1,2 λ1 →81.90 > 60.00 ..............................................................(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →76.85 > 60.00 ................................................................(aman)
Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 81.90
Dari tabel 2 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :
λx = 81.00 diperoleh ω = 1,632
λx = 82.00 diperoleh ω = 1,650
λx = 81.90 diperoleh ω = 1,643
Kontrol tegangan :
< = 1600 kg/cm2
Perhitungan Plat Kopel
Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (3.5 + (½ x 0.5)) = 7.5 cm
63
Jarak antar plat kopel = 34 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,3 cm
Direncanakan baut = 1 cm
h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1) = 6 diambil h = 6 cm
Jarak baut :
1,5d = 1,5 x 1 = 1,5 cm
3d = 3 x 1 = 3 cm
baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 220 = 4.4 kg
M1 = M2
D.L1 = T1(2e + )
T1 = T2 = 59.84 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2(3.5/2) + 0,5 = 4 cm
Momen :
M = T x ½ C = 59.84 x ½ (4) = 119.68 kg.cm
Kontrol tegangan :
W = 1/6 t h2 = 1/6 (0,5) (6)2 = 3 cm3
< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)
ytb = 23.936 kg/cm2 < 0,58. = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2
...….........(Aman)
Gaya yang bekerja pada baut
arah vertikal
arah horizontal
64
Kontrol kekuatan baut :
Terhadap geser
= 0,6 → PPBBI 1984 hal 68
Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran
= ¼ x 12 x 2 x 0,6 x 1600
Pgsr = 1507 kg > R = 48.97 kg ......................(Aman)
Terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 hal 68tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat
= 1 x 0,4 x 1,2 x 1600
Ptu = 768 kg > R = 48.97kg ………………(Aman)
Jadi ukuran plat kopel b = 7.5 cm, h = 6 cm, t = 0,5 cm aman untuk
digunakan.
Tabel 4.1 Daftar Profil yang digunakan pada Kuda-kuda
No Batang
Profilbaut kopel (cm)
jumlah pelat kopel
ukuran pelat (mm)
panjang batang (cm)
berat ( kg/
m)
faktor reduks
i
Jumlah berat (kg)
A1 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266A2 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266A3 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266A4 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266B1 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836B2 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836B3 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836B4 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836D1 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266D2 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266V1 ┘└ 35.35.4 1 3 75x6x3 86 2.1 0.9 1.6254
65
V2 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266V3 ┘└ 35.35.4 1 3 75x6x3 86 2.1 0.9 1.6254
Jumlah 34 19.83 47.43342
Karena profil kuda-kuda baja berupa profil ganda,maka :
Berat total = 2 x 47,43 kg
= 94,87 kg
66
BAB V
ZETTING
5.1 Perhitungan zetting
Zetting (penurunan) yang terjadi pada konstruksi kuda-kuda akibat
pembebanan dapat dihitung dengan rumus :
dimana :
fs = Penurunan yang terjadi (cm)
S = Gaya batang akibat beban luar (kg)
L = Panjang masing-masing batang (cm)
U = Gaya akibat beban 1 satuan
F = Luas penampang profil (cm2)
E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)
Penurunan maksimum yang diizinkan dihitung dengan rumus :
(PPBBI, 1983)
dimana :
L = panjang bentang kuda-kuda
Dalam perhitungan zetting, digunakan metode cremona untuk mendapatkan gaya
batang akibat beban 1 satuan yang berada di tengah-tengah konstruksi,
= 3,889 cm
Tabel 5.1 Perhitungan Zetting
67
Batangpanjang batang
(cm)S (ton)
Beban Luar (kg)
E (kg/cm2)
F (cm2) SF(cm)
1 2 3 3 A1 173 -1 -2000 210000 11 0.14978A2 173 -1 -2000 210000 11 0.14978A3 173 -1 -2000 210000 11 0.14978A4 173 -1 -2000 210000 11 0.14978H1 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437H2 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437H3 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437H4 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437V1 173 0 -220 210000 2.67 0V2 173 -1 -750 210000 11 0.05617V3 86 0 -220 210000 2.67 0DI 173 0 -750 210000 11 0D2 86 0 -750 210000 11 0
penurunan (< 3,33) 3.07279
Dari perhitungan diatas,
fs = 3,07 cm < fmax = 3,889 cm............(aman)
68
BAB VI
PERHITUNGAN SAMBUNGAN
Alat sambung yang digunakan adalah baut, Berdasarkan ketentuan PPBBI
1983 hal 68, untuk alat sambung baut, berlaku :
Tegangan geser yang diizinkan :
=0,6
Tegangan tarik yang diizinkan :
= 0,7
Tegangan tumpu yang diizinkan :
= 1,5σ ( untuk S1 ≥ 2d )
= 1,2σ ( untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d )
dimana :
S1 = Jarak dari sumbu baut yang paling luar ke tepi bagian yang
disambung
σbaut = 1600 kg/cm2
σplat = 1600 kg/cm2
Kekuatan baut dengan diameter 3/4" (1cm)
a. Kekuatan baut terhadap geser
Pgsr = Fgsr . τ
= n (1/4 π d2) . 0,3
= 1 x 1/4 π (1)2 x 0,3 x 1600
= 376,8 kg
b. Kekuatan baut terhadap tumpuan
a. t = 0,3 cm
Ptu = Ftu . σtu
= t . d . 1,2σ
= 0,3 x 1x 1,2 x 1600
= 576 kg
69
Pgsr > Ptu, maka perhitungan jumlah baut didasarkan pada harga Ptu dengan rumus :
n =
dimana:
n = jumlah baut
P = Beban / gaya yang bekerja
Ptu = Kekuatan baut terhadap geser
6.1 Perhitungan Titik Buhul
6.1.1 Titik buhul A = B
Tebal plat direncanakan = 0,3 cm
Batang A1 (Tekan)
PA1 tk = 2000 kg
n = = 5,3 6 baut Ø 3/4"
Batang B1 (Tarik)
PB1 tr = 1700 kg
n = = 4,5 5 baut Ø 1 cm
6.1.2 Titik Buhul C = E
Tebal plat direncanakan = 0,3 cm
Batang B1 (Tarik)
PB1 tr = PB2 tr = 1700 kg
n = = 4,5 5 baut Ø ¾
70
Batang V1 (Tekan)
PV1 tk = 220 kg
n = = 0,5 2 baut Ø 3/4"
6.1.3 Titik Buhul D
Tebal plat direncanakan = 0,3 cm
Batang B2 (Tarik)
PB2tr = PB3 tr = 1700 kg
n =5 baut Ø ¾ = 1 cm
Batang V2 (Tekan)
PV2tk = 1100 kg
n = = 2,9 3 baut Ø 3/4"
Batang D1 = D2 (Tekan)
PD1 tk = 750 kg
n = = 1,9 2 baut Ø 3/4"
6.1.4 Titik Buhul F = G
Tebal plat direncanakan = 0,3 cm
Batang A1 = A2 (Tekan)
PA1 tk = 2000 kg
n = 6 baut 3/4"
Batang D1 (Tekan)
PD1 tk = 750 kg
n = 2 baut 3/4"
71
PV1 tk 220 kg
n = 2 Baut 3/4"
6.1.5 Titik Buhul H
Tebal plat direncanakan = 0,3 cm
Batang A2 (Tekan)
PA2 tk = 2000 kg
n = 6 baut 3/4"
Batang V2 (Tekan)
PV2 tr= 1100 kg
n = 3 baut 3/4"
72
Tabel 6.1 Jumlah baut yang digunakan
Titik Buhul BatangBaut yang
digunakan
AA1 6 3/4 "
B1 5 3/4 "
BA4 6 3/4 "
B4 5 3/4 "
CB1 dan B2 5 3/4 "
V1 2 3/4 "
D
B2 dan B3 5 3/4 "
D1 2 3/4 "
D2 2 3/4 "
V2 3 3/4 "
EB3 dan B4 5 3/4 "
V3 2 3/4 "
F
A1 dan A2 6 3/4 "
D1 2 3/4 "
V1 2 3/4 "
G
A2 6 3/4 "
A3 6 3/4 "
V2 3 3/4 "
H
A3 dan A4 6 3/4 "
D2 2 3/4 "
V3 2 3/4 "
73
BAB VII
PERHITUNGAN KUBIKASI
Tabel 7.1 Kubikasi Baja
NO PROFIL LUAS (cm2) PANJANG(cm) VOLUME(cm3)
A1 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9A2 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9A3 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9A4 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9B1 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261B2 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261B3 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261B4 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261D1 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9D2 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9V1 ┘└ 35.35.4 2.67 87 232.29V2 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9V3 ┘└ 35.35.4 2.67 87 232.29
jumlah (m3) 0.00671588
volume profil untuk satu rangka kuda-kuda = 0.00671588 m3 x 2
= 0,01343 m3
Volume profil untuk penyambungan dan pemotongan
= 25 % x 0,01343
= 0,00335 m3
Volume total profil = 0,00335 + 0,01343
0,01678 m3
74