BAB 2 Perencanaan Gording.pdf

BAB 2

PERENCANAAN GORDING

2.1 Data Perencanaan

Jarak antar kuda – kuda (Lb) = 4 m

Penutup Atap = Genting

Berat Penutup Atap = 50 kg/m2 (PBI 1983 Hal. 12)

Kemiringan Atap 1 (α1) = 20o

Kemiringan Atap 2 (α2) = 27o

Jarak Gording 1 (B1) = 1,07 m

Jarak Gording 2 (B2) = 1,12 m

Mutu Baja = BJ35 ; Fu = 350 MPa

; Fy = 210 MPa

Mutu Tulangan Baja = U30 dengan beugel U24

Kecepatan Angin = 20 km/ jam

= 5,5556 m/ detik

Sifat Mekanis Baja Struktural yang digunakan :

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3)

Modulus Geser (G) = 80000 Mpa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3)

2.2 Perkiraan Dimensi

Penentuan Profil Gording berdasarkan kontrol bentang :

20

bLh ; dimana

20

4

20

mLb 0,2 m = 200 mm

Karena h > 200 mm dipakai untuk bentang panjang, maka digunakan profil

dengan h > 200 mm

Profil Gording yang dipakai Profil C.250.50.50.4,5(Light Channel)

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Ir. Rudy Gunawan dengan petunjuk Ir. Morisco)

Data – data profil C.250.50.50.4,5

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Ir. Rudy Gunawan dengan petunjuk Ir. Morisco)

A = 300 mm

B = 50 mm

t = 4,5 mm

Section Area = 17,33 cm2 = 1733 mm

2

Weight = 13,6 kg/m

Cx = 0 cm = 0 mm

Cy = 0,82 cm = 8,2 mm

Ix = 1850 cm4 = 1850.10

4 mm

4

Iy = 26,8 cm4 = 26,8.10

4 mm

4

ix = 10,3 cm = 103 mm

iy = 1,24 cm = 12,4 mm

Sx = 123 cm3 = 123000 mm

3

Sy = 6,41 cm3 = 6410 mm

3

2.3. Perencanaan Gording

Penutup atap = Genting

Spesifikasi alumunium = 300mm x 200mm

Gambar 2.1.Profil C250.50.50.4,5

Ganbar 2.2. Sketsa profil C

250

2.4 Pembebanan

2.4.1 Pembebanan Potongan I

Kemiringan Atap (α1) = 20o

Jarak Gording (B1) = 1,07 m

a. Beban Mati (qD1)

Beban sendiri gording = 13,8 kg/m

Beban penutup atap genting = 1,07 m x 50 kg/m = 53,5 kg/m

Berat lain – lain = 20% x 13,8 kg/m = 2,72 kg/m

qD1 = 70,02 kg/m

Beban Mati Arah X (qD1x) = qD1.cos α1 = 70,02.cos 20o = 65,7073 kg/m

Beban Mati Arah Y (qD1y) = qD1.sin α1 = 70,02.sin 20o = 23,9483 kg/m

b. Beban Hidup (PL1)

Beban hidup di tengah – tengah gording P = 100 kg

(PBI 1983 Pasal 3.2.(2).b)

Beban Hidup Arah X (PL1x) = P.cos α1 = 100.cos 20o = 93,9693 kg

Beban Hidup Arah Y (PL1y) = P.sin α1 = 100.sin20o = 34,2020 kg

+

Gambar 2.3. Distribusi Pembebanan

c. Beban Air Hujan (qR1)

(PBI 1983 Pasal 3.2.(2).a)

Kemiringan Atap (α1) = 20o (20

o< 50

o ; Beban hujan dianalisis ulang)

Beban Air Hujan (qR perlu) = (40 – 0,8α1) = (40 – 0,8.20o) = 24 kg/m

2

Beban Air Maksimum (qR maks) = 20 kg/m2

dipakai qR perlu = 20 kg/m2

Beban Air Hujan (qR1) =1,07m x 20 kg/m2 = 21,4 kg/m

Beban Air Hujan Arah X = qR1.cosα1 = 21,4. cos20o = 20,1094 kg/m

(qR1x)

Beban Air Hujan Arah Y = qR1.sin α1 = 21,4. sin20o = 7,3192 kg/m

(qR1y)

d. Beban Angin (qW1)

(PBI 1983 Pasal 4.2.(3) & 4.2.(1))

Kecepatan Angin (V) = 5,5556 m/det

Tekanan Tiup (P rumus) = 16

2v = 16

5556,5 2

= 1,929 kg/m2

Beban Angin Minimum (P min) = 25 kg/m2

Prumus<Pmin = 1,929 kg/m2

< 25 kg/m2

dipakai P min = 25 kg/m2

(PBI 1983 Pasal 4.3)

Beban Angin (W) = 1,07 m x 25 kg/m2 = 26,75 kg/m

Beban Angin Tekan (Wtekan) = koefisien angin tekan x W

= (0,02α1 – 0,4) x W (rumus untuk α< 65o)

= (0,02.20o – 0,4) x 26,75 = 0 kg/m

Beban Angin Hisap (Whisap) = koefisien angin hisap x W

= -0,4 x W

=-0,4 x 0 = 0 kg/m

Beban Merata Angin (qW1) = (Wtekan + Whisap). cos α1

= (0 + 0). cos 20o = 0 kg/m

2.4.2 Pembebanan Potongan II

Kemiringan Atap (α2) = 27o

Jarak Gording (B2) = 1,12 m

a. Beban Mati (qD2)

Beban sendiri gording = 13,6 kg/m

Beban penutup atap genting = 1,12 m x 50 kg/m = 56 kg/m

Berat lain – lain = 20% x 13,6 kg/m = 2,72 kg/m

qD2 = 72,32 kg/m

Beban Mati Arah X (qD2x) = qD2.cos α2 = 72,32.cos 27o = 64,4376 kg/m

Beban Mati Arah Y (qD2y) = qD2.sin α2 = 72,32.sin 27o

= 32,8326 kg/m

b. Beban Hidup (PL2)

Beban hidup di tengah – tengah gording

P = 100 kg (PBI 1983 Pasal 3.2.(2).b)

Beban Hidup Arah X (PL2x) = P.cos α2 = 100.cos 27o = 89,1007 kg

Beban Hidup Arah Y (PL2y) = P.sin α2 = 100.sin 27o = 45,3990 kg

c. Beban Air Hujan (qR2)

(PBI 1983 Pasal 3.2.(2).a)

Kemiringan Atap (α1) = 27o (27

o< 50

o ; Beban hujan dianalisis ulang)

Beban Air Hujan (qR perlu) = (40 – 0,8α1) = (40 – 0,8.27o) = 18,4 kg/m

2

Beban Air Maksimum (qR maks) = 18,4 kg/m2

qR perlu < qR maks = 18,4 kg/m2< 20 kg/m

2

dipakai qR perlu = 18,4 kg/m2

Beban Air Hujan (qR2) = 1,12 m x 18,4 kg/m2 = 20,608 kg/m

Beban Air Hujan Arah X = qR2.cos α2 = 20,608.cos 27o = 18,3619 kg/m

(qR2x)

Beban Air Hujan Arah Y = qR2.sin α2 = 20,608.sin 27o = 9,3558 kg/m

(qR2y)

+

d. Beban Angin (qW1)

(PBI 1983 Pasal 4.2.(3) & 4.2.(1))

Kecepatan Angin (V) = 5,5556 m/det

Tekanan Tiup (P rumus) = 16

2v = 16

5556,5 2

= 1,929 kg/m2

Beban Angin Minimum (P min) = 25 kg/m2

Prumus<Pmin = 1,929 kg/m2< 25 kg/m

2

dipakai P min = 25 kg/m2

(PBI 1983 Pasal 4.3)

Beban Angin (W) = 1,12 m x 50 kg/m2 = 56 kg/m

Beban Angin Tekan (Wtekan) = koefisien angin tekan x W

= (0,02α2 – 0,4) x W (rumus untuk α< 65o)

= (0,02.27o – 0,4) x 56 = 7,84 kg/m

Beban Angin Hisap (Whisap) = koefisien angin hisap x W

= -0,4 x W

= -0,4 x 56 = -22,4 kg/m

Beban Merata Angin (qW3) = (Wtekan + Whisap). cos α2

= (7,84 + (-22,4)). cos 27o = -12,973 kg/m

Tabel 2.1 Rekapitulasi Pembebanan yang bekerja

Pembebanan Arah Pembebanan

Potongan I

Pembebanan

Potongan II

Satuan

Beban Mati (qD) x 65,7073 64,4376 kg/m

y 23,9483 32,8326 kg/m

Beban Hidup (PL) x 93,9693 89,1007 kg

y 34,2020 45,3990 kg

Beban Hujan (qR) x 20,1094 18,3619 kg/m

y 7,3192 9,3558 kg/m

Beban Angin (qW) x 0 -12,973 kg/m

2.5 Kombinasi Pembebanan

Berdasarkan SNI 03-1729-2002 Pasal 6.2.2

2.5.1 Kombinasi Pembebanan Potongan I(untuk α1 = 25o; B1 = 1,07 m)

a. Kombinasi 1 (1,4 D)

Beban Merata

qux = 1,4. qD1x = 91,9902 kg/m

quy = 1,4. qD1y = 33,5276 kg/m

b. Kombinasi 2 (1,2 D + 1,6 L + 0,5 R)

Beban Merata

qux = 1,2. qD1x + 0,5. qR1x = 88,035 kg/m

quy = 1,2. qD1y + 0,5. qR1y = 32,3976 kg/m

Beban Titik

Pux = 1,6. PL1x = 150,3509 kg

Puy = 1,6. PL1y = 54,7232 kg

c. Kombinasi 3 (1,2 D + 1,6 R + 0,8W)

Beban Merata

qux = 1,2. qD1x + 1,6. qR1x + 0,8.qW1 = 111,9838 kg/m

quy =1,2. qD1y + 0,5. qR1y = 32,3976 kg/m

d. Kombinasi 4 (1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 R)

Beban Merata

qux = 1,2. qD1x + 1,3.qW1+ 0,5. qR1x = 88,9035 kg/m

quy =1,2. qD1y + 1,6. qR1y = 40,4489 kg/m

Beban Titik

Pux = 0,5. PL1x = 46,9847 kg

Puy = 0,5. PL1y = 17,101 kg

e. Kombinasi 5 (1,2 D + 0,5 L)

Beban Merata

qux = 1,2. qD1x = 78,8488 kg/m

quy = 1,2. qD1y = 28,738 kg/m

Beban Titik

Pux = 0,5. PL1x = 46,9847 kg

Puy = 0,5. PL1y = 17,101 kg

2.5.2 Kombinasi PembebananPotongan II (untuk α2 = 30o; B2 = 1,12 m)

a. Kombinasi 1 (1,4 D)

Beban Merata

qux = 1,4. qD2x = 90,2126 kg/m

quy = 1,4. qD2y = 45,9656 kg/m

b. Kombinasi 2 (1,2 D + 1,6 L + 0,5 R)

Beban Merata

qux = 1,2. qD2x + 0,5. qR2x = 86,5061 kg/m

quy = 1,2. qD2y + 0,5. qR2y = 44,077 kg/m

Beban Titik

Pux = 1,6. PL2x = 142,5611 kg

Puy = 1,6. PL2y = 72,6384 kg

c. Kombinasi 3 (1,2 D + 1,6 R + 0,8W)

Beban Merata

qux = 1,2. qD2x + 1,6. qR2x + 0,8.qW2 = 65,1381 kg/m

quy =1,2. qD2y + 1,6. qR2y = 40,6050 kg/m

d. Kombinasi 4 (1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 R)

Beban Merata

qux = 1,2. qD2x + 1,3.qW2+ 0,5. qR2x = 89,4967 kg/m

quy =1,2. qD2y + 0,5. qR2y =44,0770 kg/m

Beban Titik

Pux = 0,5. PL2x = 43,3012 kg

Puy = 0,5. PL2y = 25 kg

e. Kombinasi 5 (1,2 D + 0,5 L)

Beban Merata

qux = 1,2. qD2x = 45,3896 kg/m

quy = 1,2. qD2y = 42,2965 kg/m

Beban Titik

Pux = 0,5. PL2x = 89,1007 kg

Puy = 0,5. PL2y = 22,6995kg

2.5.3 Pembebanan Akhir

Dari hasil uji setiap kombinasi menggunakan program SAP v14, maka didapat

Momen Terfaktor Maksimum & Minimum pada,

a. Gaya Terfaktor Potongan I (untuk α1 = 25o; B1 = 1,07 m)

qux = 88,035 kg/m

quy = 32,3976 kg/m

Pux = 150,3509 kg

Puy = 54,7232 kg

b. Gaya Terfaktor Potongan II (untuk α1 = 30o; B2 = 1,12 m)

qux = 86,5061 kg/m

quy = 44,077 kg/m

Pux = 142,5611 kg

Puy = 72,6384 kg

2.6 Perhitungan Momen

2.6.1 Momen Potongan I

a. Momen Arah Sumbu X

Gambar 2.4. Momen Arah Sumbu X

Dari hasil analisis menggunakan program SAP v14, didapat momen maksimum :

Mtumpuan kiri = 0 kg.m

Mtumpuan kanan = 242,68 kg.m

Mlapangan = 206,82 kg.m

Mu1x = 2

)(%10

kanantumpuankiritumpuan

lapangan

MMM

= 2

)68,2420(%1082,206

= 218,954 kg.m

b. Momen Arah Sumbu Y

Gambar 2.6. Momen Arah Sumbu Y


Mtumpuan kiri = 196,28 kg.m



Gambar 2.5. Perpotongan Beam

Pada Momen yang maksimum

Mu1y = 2

)(%10


lapangan

MMM

= 2

)28,19628,196(%10172,35

= 191,978 kg.m

2.6.2 Momen Potongan II

a. Momen Arah Sumbu X

Gambar 2.8. Momen arah sumbu X


Mtumpuan kiri = 0 kg.m



Mu2x = 2

)(%10


lapangan

MMM

= 2

)79,2330(%1068,198

= 210,3695 kg.m





b. Momen Arah Sumbu Y

Gambar 2.10. Momen arah sumbu Y


Mtumpuan kiri = 265,35 kg.m



Mu2y = 2

)(%10


lapangan

MMM

= 2

)35,26535,265(%1055,232

= 259,085 kg.m

Dari analisis momen diatas, maka momen maksimal yang bekerja pada gording :

Mux = 218,954 kg.m = 2189540 N.mm

Muy = 259,085 kg.m = 2590850 N.mm

Dengan gaya – gaya yang bekerja pada gording :

qux = 88,035 kg/m

quy = 44,077 kg/m

Pux = 150,3509 kg

Puy = 72,6384 kg



Momen dari hasil perhitungan secara manual berdasarkan konsep analisa struktur

(Asumsi beban bekerja pada beam dengan panjang Lb & memiliki 2 tumpuan

jenis sendi)

Gambar 2.12. Momen Maks

Muxmax = LbPuxLbqux ..4

1..

8

1 2

= 326,4209 kg.m

= 3264209 N.mm

Muymax = LbPuyLbquy ..4

1..

8

1 2

= 160,7924 kg.m

= 1607924 N.mm

4,0 m

2.7 Kontrol Kekuatan Profil

2.7.1 Kontrol Kelangsingan Penampang

SNI 03-1729-2002 Tabel 7.5-1

Asumsi Penampang Kompak

Check :

Flens/ Sayap Web/ Badan

λf ≤ λp λw ≤ λt

flenst

b ≤

fy

500

webt

h ≤

fy

1680

t

B ≤

fy

500

t

A ≤

fy

1680

5,4

50 ≤

210

500

5,4

300 ≤

210

1680

11,1111 ≤ 34,5033 66,6667 ≤ 115,931

Penampang Kompak Penampang Kompak

Maka Asumsi Profil adalah Penampang Kompak adalah Benar.

2.7.2 Kontrol Lendutan

SNI 03-1729-2002 Tabel 6.4.3

(Asumsi beban bekerja pada beam dengan panjang Lb & memiliki 2 tumpuan

jenis sendi)

a. Displacement Arah Sumbu X

∆max = IxE

LbPux

IxE

Lbqux

..48

.

..384

..5 34

≤ 360

Lb

= 45

33

45

433

10.185010.248

)10.4(3509,150

10.185010.2384

)10.4(10035,885

≤ 360

10.4 3

= 0,1335 ≤ 11,1111

(Memenuhi syarat)

b. Displacement Arah Sumbu Y

∆max = IyE

LbPuy

IyE

Lbquy

..48

.

..384

..5 34

≤ 360

Lb

= 45

33

45

433

10.8,2610.248

)10.4(6384,72

10.8,2610.2384

)10.4(10077,445

≤ 360

10.4 3

= 4,548 ≤ 11,1111

(Memenuhi syarat)

2.7.3 Kontrol Tahanan Nominal Lentur Penampang Terhadap Tekuk

Lokal

SNI 03-1729-2002 Tabel 8.2

Dari hasil analisis kelangsingan penampang pada sub bab 2.6.1 diketahui bahwa

profil yang digunakan merupakan penampang kompak, maka berlaku :

Mn = Mp

a. Mencari Momen Inersia dari Profil yang dipakai

½ Zx =

2.).(

22

1..

2

tAttB

At

A

=

tAtBAt ).(

4

1.

2

=

5,4300).5,450(300

4

1.5,4

2

= 161753,625 mm3

= 161,7536 cm3

Gambar 2.15 Momen inersia profil C

Zy =

2

..22

...22

..2 t

cBtc

ttct

ctA y

y

yy

=

22

2.. yyy cBtc

tcAt

=

222,8505,42,8

2

5,42,8.300.5,4

= 15956,685 mm3

= 15,9567 cm3

b. Mencari Momen Nominal yang bekerja pada Profil

Mnx = Zx. Fy

= 161753,625 mm3 x 210 N/mm

2

= 33968261,25 N.mm

Mny = Zy. Fy

= 15956,685 mm3 x 210 N/mm

2

= 3350903,85 N.mm

Kontrol Tegangan Lentur

Berdasarkan momen yang dianalisis menggunakan program SAP v14

Mnyb

Muy

Mnxb

Mux

.. ≤ 1,0

85,33509039,0

2590850

25,339682619,0

2189540

≤ 1,0

0,9307 ≤ 1,0

(Memenuhi syarat!!, Aman Terhadap Tekuk Lokal)

Berdasarkan momen yang dianalisis menggunakan perhitungan manual

Mnyb

Muy

Mnxb

Mux

...

maxmax

≤ 1,0

85,33509039,0

1607924

25,339682619,0

3264209

≤ 1,0

0,6399 ≤ 1,0

(Memenuhi syarat!!, Aman Terhadap Tekuk Lokal)

2.7.4 Kontrol Tahanan Nominal Lentur Penampang Terhadap Tekuk

Lateral

SNI 03-1729-2002 Tabel 8.3

Dipakai jarak antar sokongan lateral/ sekerup cladding (L) = 1,1 m

a. Kontrol Syarat 1 terhadap Tekuk Lateral (L ≤ Lp)

Lp = fy

Ery..76,1 ; ry = iy

= 210

200000.4,12.76,1

= 673,5033 mm

= 0,6735 m < L = 1,1 m

Tidak memenuhi untuk syarat 1, sehingga perlu di analisis lebih lanjut. Jika ingin

syarat 1 tetap terpenuhi, maka jarak sekerup cladding dapat dikurangi sebesar

kurang dari Lp sehingga bisa di dapat keadaan Complete Lateral Stability.

b. Kontrol Syarat 2 terhadap Tekuk Lateral (Lp ≤ L ≤ Lr)

Lr = 2

21 .11. L

L

fXf

Xry

FL = Fy – Fr

= 210 N/mm2– 70 N/mm

2

= 140 N/mm2

X1 = 2

EGJA

S x

Sx = 123000 mm3

G = 80000 Mpa

J = 3..3

1tb

=

33 5,4300

3

15,45,450

3

12

= 11876,625 mm4

X1 = 2

300 11876,62580000200000

123000

= 4309,99 Mpa

X2 = y

wx

I

I

GJ

S2

.4

; Iw = Cw

Iy = 268000 mm4

Cw =

4.

2tfh

Iy =

4.

2tA

Iy

=

4

5,4300.268000

2

= 5,8 x 10-9

X2 = 268000

108,5

625,1187680000

1230004

92

= 0,001451

Lr = 2

21 .11. L

L

fXf

Xry

= 2140.001451,011

140

2,119414,12

= 2681,058 mm

= 2,6811 m

Check,

Lp ≤ L ≤ Lr

0,6735 m ≤ 1,1 m ≤ 2,6811

(Memenuhi Kontrol Untuk Syarat 2 terhadap Tekuk Lateral)

Jika ketentuan 2 terpenuhi, maka momen nominal:

Diasumsikan beban bekerja pada beam dengan panjang Lb dan 2 tumpuan jenis

sendi, dihitung dengan SAPv14:

Mmax = 2590850 N.mm

MA = 1012950 N.mm

MB = 982850 N.mm

MC = 2007250 N.mm

Cb = 1,663 ≤ 2,3 Ok!

Mp = Zx. Fy

= 161753,625 mm3 x 210 N/mm

2

= 33968261,25 N.mm

Mr = Sx. (fy-fr)

= 123000 mm3 x 140 N/mm

2

= 17220000 N.mm

Mn = 50572187,73 N.mm

Cek

Kuat lentur rencana balok :

Jadi profil C300.50.50.4,5 KUAT menahan Mu.

2.7.5 Kontrol Geser

SNI 03-1729-2002 Tabel 8.8

Ketentuan 1

OK!

Vn = 0,6. fy. Aw

= 218358 N

Gambar 2.15. Gaya geser maksimum

Berdasarakan hasil analisi menggunakan program SAPv14, didapat:

Vu = 212,63 kg = 2126,3 N

Check,

Vu ≤ Vn

2126,3 N ≤ 218358 N OK, AMAN TERHADAP GESER

Berdasarkan hasil perhitungan secara manual, asumsi beban bekerja pada beam

dengan panjang Lb & 2 tumpuan jenis sendi

Vu =

= 427,315 kg

= 4273,15 N

Check,

Vu ≤ Vn

4273,15 N ≤ 218358 N OK, AMAN TERHADAP GESER

BAB 2 Perencanaan Gording.pdf

Documents

Transcript of BAB 2 Perencanaan Gording.pdf