Post on 26-Sep-2015
6
BAB 2
PERENCANAAN GORDING
2.1. Data Perencanaan
Jarak antar kuda kuda (Lb) = 4 m
Penutup Atap = Genteng
Berat Penutup Atap = 50 kg/m2 (PBI 1983 Hal. 12)
Kemiringan Atap 1 (1) = 30o
Kemiringan Atap 2 (2) = 40o
Jarak Gording 1 = 1,15 m
Jarak Gording 2 = 1,31 m
Mutu Baja = BJ37 ; fu = 370 MPa
;fy = 240 MPa
Mutu Tulangan Baja = U24 untuk begel dan U30
Kecepatan Angin = 20 km/ jam
= 5.5556 m/ detik
Sifat Mekanis Baja Struktural yang digunakan :
Modulus Elastisitas (E) = 200.000 MPa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3)
Modulus Geser (G) = 80.000 MPa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3)
2.2. Perencanaan Gording
Penentuan Profil Berdasarkan kontrol bentang
d >20
L
dimana mmL
20020
4000
20
Dari data pada perhitungan dicoba profil C 25090913(Tabel Profil Konstruksi
Baja ( Ir. Morisco hal 32 ).
Data -data Profil C 22080912,5
6
A = 3740 mm
b = 80 mm
tw = 9 mm
tf = 12,5 mm
Kx = 84,8 mm
q = wt = 29,4 kg/m
h = 195 mm
Ix = 26900000 mm4
Iy = 1970000 mm4
Ky = 22,7 mm
Sx = 245000 mm3
Sy = 33600 mm3
Gambar 2.1 KudaKuda
Panjang Jurai = 7,38 m
Penutup atap = Genteng
Spesifikasi genteng = 240 cm x 100 cm ( 1 = 30 )
= 300 cm x 100 cm ( 2 = 40)
Panjang Genteng = 240 cm dan 300 cm
8
2.3. Pembebanan
Gambar 2.2 Distribusi Pembebanan
2.3.1. Pembebanan
1. Beban mati (qD)
Beban mati (qD) untuk 1
a. Beban atap = 50 kg/m2 1,15 m = 57,5 kg/m
b. Berat gording = 29,4 kg/m = 29,4 kg/m
c. Beban tambahan = 20 % 29,4 kg/m = 5,88 kg/m +
qD = 92,78 kg/m
o qDy = qD sin 1
= qD sin 300
= 92,78 sin 30
0
= 46,39 kg/m
o qDx = qD cos 1
= qD cos 300
= 92,78 cos 30
0
= 80,3498 kg/m
Beban mati (qD) untuk 2
a. Beban atap = 50 kg/m2 1,31 m = 65,5 kg/m
b. Berat gording = 29,4 kg/m = 29,4 kg/m
c. Beban tambahan = 20 % 29,4 kg/m = 5,88 kg/m +
qD = 100,78 kg/m
6
o qDy = qD sin 2
o qDx = qD cos 2
= 100,78 sin 400
= 64,7801 kg/m
= 100,78 cos 40
0
= 77,2020 kg/m
2. Beban hidup (qL)
Pl = 100 kg
PLx1 = P cos 300 = 100 cos 30
0 = 86,6025 kg/m
PLy1 = P sin 300 = 100 sin 30
0 = 50 kg/m
PLx2 = P cos 400 = 100 cos 40
0 = 76,6044 kg/m
PLy2 = P sin 400 = 100 sin 40
0 = 64,2788 kg/m
Beban air hujan (qr)
qr1 = (40 0,8 1) jarak gording
= (40 0,8 30 ) 1,15 = 18,4 kg/m
qr2 = (40 0,8 2) jarak gording
= (40 0,8 40 ) 1,31 = 10,48 kg/m
qRx 1 = qR cos 1 = 18,4 cos 300 = 15,9349 kg/m
qRy1 = qR sin 1 = 18,4 sin 300 = 9,2 kg/m
qRx2 = qR cos 2 = 10,48 cos 400 = 8,0281 kg/m
qRy2 = qR sin 2 = 10,48 sin 400
= 6,7364 kg/m
3. Beban angin (qw)
V = 20 km/jam = 5,5556 m/detik
Tekanan tiup angin: daerah jauh dari tepi laut, diambil minimum 25 kg/m2.
(PPUIG 1983, Hal 6)
2222
/25/929,116
5556,5
16mkgmkg
VP
Diambil P = 25 kg/m2
8
Untuk 1
W = jarak gording P
= 1,15 m 25 kg/m2 = 28,75 kg/m
Beban angin tekan (Wt)
Wtekan = koefisien angin tekan W
= (0,02 1 0,4) 28,75
= 5,75 kg/m
Untuk koefisien angin hisap = -0,4
Beban angin hisap (Wh) = Koefisien angin hisap W
= - 0,4 28,75
= -11,5 kg/m
Beban Merata Angin (qW) = (Wtekan + Whisap)cos1
= (5,75 + (-11,5))cos 30
= - 4,9796 kg/m
Untuk 2
W = jarak gording P
= 1,31 m25 kg/m2
= 32,75 kg/m
Beban angin tekan (Wt)
Wtekan = koefisien angin tekan W
= (0,02 2 0,4) 32,75
= 13,1 kg/m
Untuk koefisien angin hisap = -0,4
Beban angin hisap (Wh) = Koefisien angin hisap W
= - 0,4 32,75
= - 13,1 kg/m
Beban Merata Angin (qW) = (Wtekan + Whisap)cos2
= (13,1+ (-13,1))
= 0 kg/m
9
4. Beban gempa (E)
1 : E1 = 10% qdx = 10% 80,3498 = 8,035 kg
2 : E2 = 10% qdx = 10% 77,2020 = 7,720 kg
Tabel 2.1. Rekapitulasi Pembebanan
1 2
x y x y
qD 80,3498 46,39 77,2020 64,7801
qL 86,6025 50 76,6044 64,2788
qR 15,9349 9,2 8,0281 6,7364
qW - 4,9796 0 0 0
E 8,0350 0 7,7202 0
2.4. Kombinasi Pembebanan
Berdasarkan SNI 03-1729-2002 Pasal 6.2.2
Untuk 1
1. Kombinasi (1,4 D)
qux = 1,4 qDx = 112,4898 kg/m
quy = 1,4 qDy = 64,946 kg/m
2. Kombinasi (1,2 D + 1,6 L + 0,5 R)
qux = 1,2 qDx + 0,5 qRx = 104,3872 kg/m
quy = 1,2 qDy + 0,5 qRy = 60,268 kg/m
Pux = 1,6 PLx = 138,5641 kg
Puy = 1,6 PLy = 80 kg
3. Kombinasi (1,2 D + 1,6 R + 0,8 W)
qux = 1,2 qDx+ 1,6 qRx + 0,8 W = 117,9319 kg/m
quy = 1,2 qDy + 1,6 qRy+ 0,8 W = 70,388 kg/m
4. Kombinasi ( 1,2 D + 0,5 L)
10
qux = 1,2qDx = 96,4198 kg/m
quy = 1,2 qDy = 55,668 kg/m
Pux = 0,5 PLx = 43,3013 kg
Puy = 0,5 PLy = 25 kg
5. Kombinasi ( 1,2 D + 1E + 0,5 L)
qux = 1,2qDx = 96,4198 kg/m
quy = 1,2 qDy = 55,668 kg/m
Pux = 0,5 PLx = 43,3013 kg
Puy = 0,5 PLy = 25 kg
E = 8,035 kg
Untuk 2
1. Kombinasi(1,4 D)
qux = 1,4 qDx = 108,0827 kg/m
quy = 1,4 qDy = 90,6922 kg/m
2. Kombinasi(1,2 D + 1,6 L + 0,5 R)
qux = 1,2 qDx + 0,5 qRx = 96,6564 kg/m
quy = 1,2 qDy + 0,5 qRy = 81,1044 kg/m
Pux = 1,6 PLx = 122.5671 kg
Puy = 1,6 PLy = 102.8460 kg
3. Kombinasi(1,2 D + 1,6 R + 0,8 W)
qux = 1,2 qDx+ 1,6 qRx + 0,8 W = 105,4874 kg/m
quy = 1,2 qDy + 1,6 qRy+ 0,8 W = 88,5144 kg/m
4. Kombinasi ( 1,2 D + 0,5 L)
qux = 1,2qDx = 92,6424 kg/m
quy = 1,2 qDy = 77,7362 kg/m
Pux = 0,5 PLx = 38,3022 kg
Puy = 0,5 PLy = 32,1394 kg
11
5. Kombinasi ( 1,2 D + 1E + 0,5 L)
qux = 1,2qDx = 92,6424 kg/m
quy = 1,2 qDy = 77,7362 kg/m
Pux = 0,5 PLx = 38,3022 kg
Puy = 0,5 PLy = 32,1394 kg
E = 7,7202 kg
Kombinasi yang dipakai adalah :
qux = 117,9319 kg/m
quy = 90,6922 kg/m
Pux = 138,5641 kg
Puy = 102,8460 kg
E = 8,035 kg
2.5. Perhitungan Momen
a. Momen Sumbu X
Gambar 2.3 Perpotongan Beam pada Momen X yang Maksimum
Dari hasil analisis menggunakan program SAP v14, didapat momen maksimum :
Mtumpuankiri = 0 kg.m
Mtumpuankanan = 283,78 kg.m
Mlapangan = 232,54 kg.m
12
Mux = 2
)(%10
kanantumpuankiritumpuan
lapangan
MMM
= 2
) 78,8320(%10 232,54
= 246,729 kg.m = 2467290 Nmm
b. Momen Sumbu Y
Gambar 2.4 Perpotongan Beam padaMomen yang Maksimum
Dari hasil analisis menggunakan program SAP v14, didapat momen maksimum :
Mtumpuankiri = 0 kg.m
Mtumpuankanan = 502,45 kg.m
Mlapangan = 428,78 kg.m
Muy = 2
)(%10
kanantumpuankiritumpuan
lapangan
MMM
= 2
)45,0250(%10 428,78
= 453,9025 kg.m = 4539025 Nmm
16
2.6. Perkiraan Dimensi Gording
Penentuan Profil Berdasarkan kontrol lendutan pada bentang
Arah Sumbu X
max =300
4000
300
L = 13,3333 mm
x= IyE
MuL
.48
5 2
13,3333 mm = yI
200000
40004672902
48
5 2
Iy = 1542056,25 mm4 = 154,2056 cm
4
Penentuan Profil berdasarkan Sectional Modulus:
Mp = Mn = Mu /
= (2467290)/0,9
= 2741433,3333 Nmm
Zx perlu = Mp/fy
= 2741433,3333/240
= 11422,6389 mm3
= 11,4226 cm3
Digunakan profil C Iy = 197 cm4(Tabel Profil Konstruksi Baja Ir. Morisco
hal 32).
Cek Lendutan
x = IyE
MuxL
.48
5 2
17
= 1970000200000
40002741433,33
48
5 2
= 10,4369 mm
Kontrol x < max
10,4369 mm < 13,3333 mm
Data - data Profil CNP 22080
(Tabel Profil Konstruksi Baja Ir. Morisco hal34-35).
Gambar 2.5 Sketsa profil CNP
d = 220 mm
b = 80 mm
tf = 12,5 mm
tw = 9 mm
Ag = 3740 mm
h = (220-(212,5)) = 195 mm
Sx = 245 cm3
Sy = 33,6 cm3
Ix = 2690 cm4
Iy = 197 cm4
rx = 8,48 cm
ry = 2,27 cm
Keterangan :
18
Gording dengan mutu BJ37
fy = 240 Mpa, fu = 370 Mpa
E = 2105Nmm
2.7. Pemeriksaan Kekuatan Profil
Periksa Kelangsingan Tampang (LRFD Hal. 62, berdasarkan SNI 03-1729-
2002)
Flens / Sayap
fy
250
2.tf
b
3,2 =2.tf
b
16,1374 =250
fy
OK . . .!
Web/Badan
fy
665
tw
h
21,6667=tw
h
42,9256 =665
fy
OK . . .!
a. Kontrol Terhadap Momen
Kondisi tumpuan jepit sendi k = 0,8
Arah X
Zx = b.tf (d-tf) + tw( d/2 tf )2
= ( 8012,5(22012,5)) + ( 9 (220/2 12,5)2)
= 293056,25 mm3
Mpx = Zxfy = 70333500 Nmm
19
Mrx = Sx (fy-fr) = 245000 (240-(0,3240)) = 41160000 Nmm
o Periksa pengaruh tekuk lateral
mmfy
Ery 1153,3149
240
2000007,2276,176,1Lp
))1(1(L 221 flX
fl
Xry
Dengan :
fl = fy-fr = 240 (0,3240) = 168 MPa
G = 80000 MPa
)6))132(240(3
1()5,850
3
12(
3
1 333 tbJ
= 156411,6667 mm4
MPaEGJA
SX
x
9534,77322
1
mmh
ICw y 872731250014
1951970000
4
22
MPaI
Cw
GJ
SX
y
x 5
2
2 104578,14
2
21 )(11
.frfyx
FrFy
xryLr
26 168104578,111168
9534,27737,22
= 0,5544 m
Lb = 4 m = 4000 mm
Karena memnuhi Lb (4 m) > Lr (0,5544 m), maka merupakan bentang
menengah. Kuat nominal komponen struktur terhadap momen lentur adalah
:
20
= +
Dengan :
= . = 293056,25 240 = 70333500
= .
= 245000 240 0,3 240 = 41160000
Besarnya nilai Cb dapat diperoleh dengan menggunakan rumus SNI hal 37:
=12,5
2,5 + 3 + 4 + 3 2,3
Dengan:
MA = M pada bentang batang yang ditinjau
MB = M pada bentang batang yang di tinjau
MB = M pada bentang batang yang di tinjau
3438,195,34354,232425,182354,2325,2
24,2985,12
Cb
Diperoleh Cb = 1,3438 2,3 . . .OK
Sehingga
= +
= 1,3438 41160000 + 70333500 41160000 0,5544 4
0,5544 1,1533
= 280854807,0209Nmm > Mp (70333500 Nmm)
Maka diambil Mn = 70333500 Nmm
Cek
Kuatlenturrencanabalok :
bMn = 0,970333500
= 63300150 Nmm > Mu = 2467290 Nmm
Jadi profil CNP 22 KUAT menahan Mu
21
Arah Y
Zy = (0,5. b.tf) b + (0,25.tw2 (d-2tf))
= (0,58012,5)80 + (0,2592(220 (212,5)))
= 43948,75 mm3
Mpy = Zyfy = 10547700 Nmm
Mry = Sy( fy-fr) = 33600168 = 5644800 Nmm
o Periksa pengaruh tekuk lateral
mmfy
Erx 4186,3084
240
2000008,8476,176,1Lp
))1(1(L 221 flX
fl
Xrx
Dengan,
fl = fy-fr = 168 MPa
)9))5,122(240(3
1()5,1280
3
12(
3
1 333 tbJ
= 156411,6667 mm4
MPaEGJA
SX
y
74325,022622
1
mmh
ICw x11
22
105572,24
19526900000
4
MPaI
Cw
GJ
SX
x
y 7
2
2 107418,24
2
21 )(11
.frfyx
FrFy
xrxLr
27- 168107418,211
168
74325,202268,84
= 14,4526 m
Lb = 4 m = 4000 mm
22
Karena Lb(4,5 m) > Lr (14,4526 m), maka merupakan bentang menengah.
Kuat nominal komponen struktur terhadap momen lentur adalah :
= +
Dengan :
= . = 43948,75 240 = 10547700
= .
= 33600 240 0,3 240 = 5644800
=12,5
2,5 + 3 + 4 + 3 2,3
4464,107,153378,428407,153378,4285,2
34,2125,12
Cb
Diperoleh Cb = 1,4464 2,3 . . .OK
Sehingga
= +
= 1,4464 5644800 + 10547700 5644800 14,4526 4
14,4526 4,3084
= 15472174,2322 Nmm > Mp (10547700 Nmm)
Maka diambil Mp = 10547700Nmm
Cek
Kuat lentur rencana balok :
bMn = 0,910547700
=9492930 Nmm > Mu = 4539025 Nmm
Jadi profil CNP 22 KUAT menahan Mu
23
b. Kontrol Geser
Menurut SNI halaman 45
1,10
195
9 1,10
140,924 200000
240
21,6667376,9593. . .OK
Dimana :
h = d 2tf = 220 212,5 = 195mm
= 5 +5
2 = 5 +5
3740
195
2 = 140,9240
1.10
, = 0.6
Vn = 0,6. fy. Aw
= 0,6 240(2209) = 285120 N = 285,12 kN
Kuatgeserrencanabalok = Vn
Vn = 0,9285,12 kN = 256,608 kN
Kontrol geser arah x
Gambar2.13Perpotongan BeampadaGeser X yang Maksimum
Vux = 376,09 kg = 3,7609 kN (Hasil analisis SAP)
24
Vn =256,608 kN >Vux = 3,7609 kN (Aman)
Kontrol geser arah y
Gambar 2.7 Perpotongan Beampada Geser yang Maksimum
Vuy = 414,19 kg = 4,1419 kN (Hasil analisis SAP)
Vn = 256,608 kN > Vuy = 4,1419 kN (Aman)
c. Kontrol Lendutan
SNI 03-1729-2002 Tabel 6.4.3(Asumsi beban bekerja pada beam dengan panjang
Lb & memiliki 2 tumpuan jenis sendi)
Arah Sumbu X
=5
4
384+
3
48
=5 0,1179 4000 4
384 2.105 197.104+
138,5641 4000 3
48 2.105 197.104
=0.9977 < 13,3333 mm
Arah Sumbu Y
=5
4
384+
3
48
=5 0,0907 4000 4
384 2.105 269. 104+
102,846 4000 3
48 2.105 2690. 104
=0.0817 mm < 13,3333 mm
25
Kontrol:
SNI hal 15 tabel 6.4.1.
max = L/300 = 15mm
x = 0.9977mm