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