TUGAS PERENCANAAN RANGKA ATAP BAJA

UNIVERSITAS ACHMAD YANI 2009

TUGAS STRUKTUR BAJA 11

Bangunan gedung dengan struktur atap dibuat dengan struktur rangka baja. Bentang struktur bangunan, beban gravitasi, beban angin dan mutu bahan, dijelaskan pada data teknis berikut.

DATA TEKNISTipe Rangka : Tipe 3Panjang Bentang Rangka (B) : 16 mJarak Antar Kuda – kuda (L) : 5 mSudut kemiringan rangka (α) : 23°Mutu Baja : BJ41, Fy=2400 kg/cm2, Fu=4100 kg/cm2

Penutup Atap : Genteng betonSambungan : LasProfil Rangka yang dipakai : Double SikuProfil Gording : Light Lip Channel

TAMPAK DEPAN RANGKA ATAP MODEL 3

TAMPAK ATAS RANGKA ATAP MODEL 3


TAMPAK ATAS RANGKA ATAP MODEL 3``



BAB IPERENCANAAN GORDING

1. DATAMutu baja : BJ41, Fy = 250 MPaJarak antar kuda – kuda (L) : 5 mJarak antar Gording (B) : 1 mKemiringan atap (α) : 23°Profil Gording yang dipakai : C.150.75.20.4,5Data gording dari Tabel : q = 11 kg/m

Ix = 4890000 mm4

Iy = 992000 mm4

Zx = 65200 mm3

Zy = 19800 mm3

fy (BJ 41) = 250 MPAJarak kuda - kuda (L) = 5 mJarak Gording (B) = 1 mKemiringan atap (α) = 23 ° 75Dicoba Profil yang dipakai = C 150.75.20.4,5 20Data Gording dari Tabel :

q = 11 kg/mIx = 4890000 mm4 150 t= 4,5Iy = 992000 mm4

Zx = 65200 mm3

Zy = 19800 cm3 2075

Gambar 1.1 Penampang Gording

Gambar 1.1 Penampang Gording

2. PERHITUNGAN PEMBEBANANa. Data Pembebanan

- Beban Mati (DL)Beban Genteng Jenis Beton 70 kg/m2

Beban penutup atap genteng Beton = 70 kg/mBerat sendiri Gording = 11 kg/m

q = 81 kg/m

- Beban Hidup (La)Beban hidup terpusat sebesar p = 100 kg

- Beban Angin (Wind)Besar beban tekanan angin diperhitungkan sebesar

=25 kg/m2

Koefisien angin tekan = 0.02 (α) - 0.4 = 0.06



Koefisien angin isap = - 0.4

Tekanan angin tekan W tekan = 1.5 kg/mW hisap = 10 kg/m

3. MENCARI MOMEN YANG BEKERJA PADA GORDINGa. Akibat Beban Mati

Gambar 1.2 Pembebanan pada Groding akibat beban mati

q = 81 kg/mqx = q x cos α = 74.5608931 kg/mqy = q x sin α = 31.6492214 kg/m

Mx = 1/8 . qx . L2 = 233.00 kgm

My = 1/8 . qy . 1/2L2 = 24.73 kgm

b. Akibat Beban Hidup

Gambar 1.2 Pembebanan pada Groding akibat beban hidup

P = 100 kgPx = P.cos α = 92.05 kg/mPy = P.sin α = 39.07 kg/m



Mx = 1/4 . Px . L = 115.06 kgmMy = 1/4 . Py . 0.5L = 24.42 kgm

c. Akibat Beban AnginW tekan = = 1.5 kg/m

Wx = 1/8 . Wtekan . L2 = 4.6875 kgmCatatan : Hanya tekanan angin tekan yang diperhitungkan

4. KOMBINASI PEMBEBANANTabel 1.1 Kombinasi Pembebanan pada Gording

Kombinasi Pembebanan Arah X (kg.m) Arah Y (kg.m)

1 U = 1.4D 326.204 34.6162 U = 1.2D + 0.5La 337.135 41.8813 U = 1.2D + 1.6La 463.704 68.744 U = 1.2D + 1.6La + 0.8W 467.454 68.7444 U = 1.2D + 1.3W + 0.5La 343.229 41.881

5 U = 0.9D ± 1.3W 215.796 22.253203.609 22.253

Jadi, besar momen yang menentukan adalah :

Mx = 467.454 kg.m = 4674543.199 N.mmMy = 68.744 kg.m = 687442.579 N.mm

5. MENGHITUNG KAPASITAS PENAMPANGAsumsi penampang kompak

Mnx = Zx . fy = 16300000 N.mmMny = Zy . fy = 4950000 N.mm

Untuk mengantisipasi puntir, maka besar momen y dapat dibagi 2 sehingga :

Jika ф = 0.9

M ux

φ .M nx

+M uy

φ . M ny /2

4674543 .1990 .9×16300000

+687442.5790 . 9×4950000 /2

=0 . 6273≤1 OK



BAB IIPERENCANAAN RANGKA ATAP

1. DATA STRUKTUR

Jarak antar kuda – kuda (L) : 5 mJarak antar Gording (B) : 1 mKemiringan atap (α) : 23°


Gambar 2.1 Rangka atap rencana

2. PERHITUNGAN PEMBEBANAN

a. Beban Mati (qDL)

Beban Penutup atap genteng beton sebesar (W) = 70 kg/m2Beban penutup plafon diperhitungkan sebesar (P) = 18 kg/m2

=Berat penutup atap genteng beton (B x L x W) = 350 kgBerat sendiri gording (L x q) = 55 kg

405 kg

b. Beban Plafon = 0.93 x P x L = 0.93 x 18 x 5 = 83.7 kg

c. Beban Hidup

Pada atap gedung, yang dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil minimum sebesar 100 kg/m2 bidang datar.

d. Beban Angin (Wind)

Beban angin diperhitungkan sebesar (w) = 25 kg/m2

Koefisien angin tekan = 0.02 (α) - 0.4 = 0.06Koefisien angin isap = - 0.4



Tekanan angin tekan 0.06 x B x L x w = 7.5 kgTekanan angin hisap 0.4 x B x L x w = 50 kg

3. PERENCANAAN BATANG TARIK

Pada perencanaan batang tarik, batang - batang yang ditinjau sesuai pada gambar 2.1 berikut.


1

Gambar 2.1 Batang yang ditinjau untuk analisa batang tarik

a. Perencanaan Batang Tarik Pada Detail 1

Gambar 2.2 Detail 1 batang tarik pada P35

Tabel 2.1 Hasil Perhitungan Batang Tarik pada P35

No. Batang Pu (kg) Profil

Jumlah Profil

Ag (cm2)

Ae = 0.85xAg

(cm2)

ØtNu (kg) Nn (kg)

Nu Nn

P356276.9

7L.40.40.

4 2 3.08 2.618 0.9 0.75 1386016100.

7Diambil yang terkecil 13860

Nu=φt .Fy . 2 . Ag

Nn=φt×Fu×2×Ae



RASIO 0.45 < 1 OK

Penampang Siku Ganda L.40.40.4 kuat

b. Perencanaan Batang Tarik Pada Detail 2

Gambar 2.3 Detail 2 batang tarik pada P69

Tabel 2.2 Hasil Perhitungan Batang Tarik pada P69

No. Batang Pu (kg) Profil Jumlah

ProfilAg

(cm2)

Ae = 0.85xAg

(cm2)

ØtNu (kg) Nn (kg)

Nu Nn

P691829.3

9L.40.40.

4 2 3.08 2.618 0.9 0.75 1386016100.

7Diambil yang terkecil 13860

RASIO 0.13 < 1 OKPenampang Siku Ganda L.40.40.4 kuat

4. PERENCANAAN BATANG TEKAN

Pada perencanaan batang tarik, batang - batang yang ditinjau sesuai pada gambar 2.4 berikut.



Gambar 2.4 Detail 1 batang tarik pada P17, P64 dan P65

Gambar 2.5 Detail 2 batang tarik pada P34 dan P70

a. Penampang menekuk terhadap sumbu bahan Sb (X-X)

Tabel 2.3 Hasil analisa penampang menekuk terhadap Sb X-X pada detail 1

No. Btg k L (cm) k.L Ix1 (cm4) A (cm2) ay (berimpit) Ix (cm4)

P65 1 92.75 92.75 11 4.8 0 22P17 1 105.88 105.88 4.48 3.08 0 8.96P64 1 92.75 92.75 4.48 3.08 0 8.96

λx

76.9087.7961.27

Profil

2L.40.40.42L.40.40.42L.50.50.5

rx (cm)

1.211.211.51

Tabel 2.4 Hasil analisa penampang menekuk terhadap Sb X-X pada detail 2

No. Btg k L (cm) k.L Ix1 (cm4) A (cm2) ay (berimpit) Ix (cm4)

P34 1 92.75 92.75 4.48 3.08 0 8.96P70 1 105.88 105.88 4.48 3.08 0 8.96

Profil rx (cm) λx

2L.40.40.4 1.21 76.902L.40.40.4 1.21 87.79

b. Penampang menekuk terhadap sumbu bahan Sb (Y-Y)

Y y1y1

X1 X

ax

10

Y y1y1

X1 X

ax

10



Seluruh Penampang

Tabel 2.5 Hasil analisa penampang menekuk terhadap Sb Y-Y pada detail 1No. Btg k L (cm) k.L Iy1 (cm4) A (cm2) ax Ix (cm4)

P65 1 92.75 92.75 11 4.8 1.9 56.66P17 1 105.88 105.88 4.48 3.08 1.62 25.13P64 1 92.75 92.75 4.48 3.08 1.62 25.13

Profil ry (cm) λy

2.02 45.92

2L.50.50.5 2.43 38.182L.40.40.4 2.02 52.432L.40.40.4

Tabel 2.6 Hasil analisa penampang menekuk terhadap Sb Y-Y pada detail 2No. Btg k L (cm) k.L Iy1 (cm4) A (cm2) ax Ix (cm4)

P34 1 92.75 92.75 4.48 3.08 1.62 25.13P70 1 105.88 105.88 4.48 3.08 1.62 25.13

Profil ry (cm) λy2L.40.40.4 2.02 45.922L.40.40.4 2.02 52.43

Satu Penampang

Tabel 2.7 Kelangsingan (λ1) pada detail 1No. Btg Profil Lk1 (cm) λ1

P65 2L.50.50.5 46.37 47.32P17 2L.40.40.4 52.94 67.87P64 2L.40.40.4 46.37 59.45

Tabel 2.8 Kelangsingan (λ1) pada detail 2

No. Btg Profil Lk1 (cm) λ1

P34 2L.40.40.4 46.37 59.45P70 2L.40.40.4 52.94 67.87

c. Kelangsingan Sumbu Bebas Bahan

Tabel 2.9 Kelangsingan Sumbu Bebas Bahan pada detail 1No. Btg Profil m λy λ1 λyiP65 2L.50.50.5 2 38.18 47.32 60.80P17 2L.40.40.4 2 52.43 67.87 85.76P64 2L.40.40.4 2 45.92 59.45 75.12

Tabel 2.9 Kelangsingan Sumbu Bebas Bahan pada detail 2No. Btg Profil m λy λ1 λyiP34 2L.40.40.4 2 45.92 59.45 75.12P70 2L.40.40.4 2 52.43 67.87 85.76

d. Kelangsingan Kritis (λc)

Kelangsingan kritis terjadi pada sumbu x

λ yi=√ λy2+m2

×λy1

2

λc= k×Lπ×r

×√ FyE



Tabel 2.10 Kelangsingan Kritis (λc) pada detail 1No. Btg Profil k.L r λcP65 2L.50.50.5 92.75 1.51 0.024P17 2L.40.40.4 105.88 1.21 0.035P64 2L.40.40.4 92.75 1.21 0.031

Tabel 2.11 Kelangsingan Kritis (λc) pada detail 2No. Btg Profil k.L r λcP34 2L.40.40.4 92.75 1.21 0.031P70 2L.40.40.4 105.88 1.21 0.035

e. Kuat Tekan Rencana (Nu)

Tabel 2.11 Kuat tekan rencana (Nu) dan Rasio kapasitas pada detail 1No. Btg ω Ag (cm2) Nn (kg) Nu (kg) Pu (kg) Rasio Ket

P65 1 9.6 24000 20400 9953.8 0.49 < 1.0P17 1 6.16 15400 13090 4202.11 0.32 < 1.0P64 1 6.16 15400 13090 4974.1 0.38 < 1.0 OK

OKOK

StatusProfil2L.50.50.52L.40.40.42L.40.40.4

Tabel 2.11 Kuat tekan rencana (Nu) dan Rasio kapasitas pada detail 2No. Btg ω Ag (cm2) Nn (kg) Nu (kg) Pu (kg) Rasio Ket

P34 1 6.16 15400 13090 6509.35 0.50 < 1.0P70 1 6.16 15400 13090 3691.78 0.28 < 1.02L.40.40.4 OK

Profil Status2L.40.40.4 OK

0.125.0 c

cc

67.06.1

43.12.125.0

λc≥1 . 2⇒ω=1 . 25 λc2



BAB IIIPERENCANAAN SAMBUNGAN LAS

1. DATA PERENCANAAN

Las yang dipakai yaitu las sudut (fillet) dengan data – data sebagai berikut.

Tebal las yang digunakan : 0.4 cmMutu bahan : BJ41

Fy : 2500 kg/cm2

Fu : 4100 kg/cm2

2. MENGHITUNG KEKUATAN LAS

a. Bahan Las

ØRnw = 0.75 x tt x (0.6 x Fuw)= 521.77 kg

b. Bahan dasar

ØRnw = 0.75 x t x (0.6 x Fu)= 738 kg

Diambil nilai terkecil = 521.77 kg

3. MENENTUKAN PANJANG LAS YANG DIGUNAKAN

Sambungan yang digunakan yaitu sambungan las tipe B.



Gambar 3.1 Sambungan las pada detail 1

Gambar 3.2 Sambungan las pada detail 2

Tabel 3.1 Hasil perhitungan panjang las yang diperlukan untuk detail 1

F1 F2 Lw1 Lw2P64 2L.40.40.4 4416.79 1.12 4 1236.70 3180.09 2 6P17 2L.40.40.4 4242.68 1.12 4 1187.95 3054.73 2 6P35 2L.40.40.4 6333.85 1.12 4 1773.48 4560.37 3 9P65 2L.50.50.5 9442.88 1.4 5 2644.01 6798.87 5 13

Panjang Las (cm)Pu (kg)

Gaya yang dipikul (kg)Kode Batang Profil h (cm)e (cm)

Tabel 3.1 Hasil perhitungan panjang las yang diperlukan untuk detail 2



F1 F2 Lw1 Lw2P69 40.40.4 1829.39 1.4 4 640.29 1189.10 1 2P34 50.50.5 6562.3 1.69 5 2218.06 4344.24 4 8P35 40.40.4 6333.85 1.4 4 2216.85 4117.00 4 8P70 40.40.4 3741.79 1.4 4 1309.63 2432.16 3 5

Kode Batang Profil Pu (kg) e (cm) h (cm)Gaya yang dipikul (kg) Panjang Las (cm)

BAB IVPERENCANAAN PELAT DASAR (BASE PLATE)

1. DATA PERENCANAAN

Penampang Kolom = 2L.40.40.4d = 130 mm

bf = 60 mmMutu Baja = BJ41

Fy = 240 MPaE = 200000 MPa

Mutu Beton (f'c) = 20 MPa

фc = 0.6Gaya Aksial Kolom = 6562.3 kg = 65623 N

2. MENENTUKAN LUAS PELAT DASAR YANG DIPERLUKAN

Jika luas beton menumpu pelat dasar,

A1 = 6433.63 mm2

kalau luas pelat dasar sebesar ukuran kolom

A1 = 3600 mm2

A1≥Pu

φC .(0. 85×f ' c )



Optimasi ukuran pelat dasar

2

85.095.0 bfd

Δ = 26.75 mm

N = 86.75 mm

B = 41.50 mm

dicoba B = 60 mmN = 100 mm

A1 = 6000 mm2

3. MENENTUKAN TEBAL PELAT DASAR

m = 7.25 mmn = 14 mm

jika luas beton menumpu seluruh pelat dasarØc Pp = Øc (0.85 x f'c x A1) = 61200 N

X = 0.914

λ = 1.48 > 1 Diambil 1

λn' = 15.00 mm

l = 17.25 mm (Diambil nilai terbesar antara m, n dan λn')

Tebal pelat dasar (t)

2

95.0 dNm

N=√A1+

B=A1

N

n=B−0 .8bf2

X=[ 4d .bf

(d+bf )2 ] Puφc .Pp

λ= 2√X1+√1−X

λn '= λ √d .bf4

t=ℓ √ 2Pu0 . 9. fy .B .N



t = 2 mm

TUGAS PERENCANAAN RANGKA ATAP BAJA

Documents

Transcript of TUGAS PERENCANAAN RANGKA ATAP BAJA