PERENCANAAN KONSTRUKSI BAJA TIPE GABLE FRAME PADA BANGUNAN PABRIK Aif Firman 097011024 (
[email protected]) Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Siliwangi Jl. Siliwangi No. 24 Tasikmalaya 46115 (Tasikmalaya, April 2014) ABSTRAK Dalam pembangunan Pabrik, umumnya struktur bangunan menggunakan material baja, hal ini karena kebutuhan jarak antar kolom yang jauh sedangkan atap biasanya merupakan atap metal yang ringan. Dengan material baja, dengan kekakuan 10x lipat dari beton didapat strutkur yang lebih kecil dan ringan.Untuk bentang antar kolom yang tidak terlalu panjang (misal 10m), bisa digunakan baja profil biasa, untuk yang lebih panjang dapat digunakan castileted, yaitu profil baja misal baja I/WF (wide flange). Di dalam perencanaan ini dibutuhkan pemahaman yang mendalam tentang prinsip statika, dinamika, mekanika, karakteristik bahan dan analisis struktur, ini dimaksudkan agar didapatkan struktur yang ekonomis dan aman serta sesuai dengan tujuan pembuatannya. Banyak Software yang dipakai dalam menganalisis perhitungan suatu struktur, salah satunya adalah SAP 2000 v.14. Dari hasil analisis SAP 2000 v. 14 didalam perencanaan kontruksi baja ini di dapat gaya-gaya dalam yang bekerja sehingga bisa memudahkan dalam perencanaan dan mendapatkan hasil yang sesuai dengan kebutuhan yang direncanakan. Kata Kunci : Struktur bangunan pabrik, SAP 2000 v.14
1.
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkembangan teknologi pada zaman sekarang berkembang dengan pesat, berbagai industry teknologi mengalami pertumbuhan yang cukup pesat baik industri pangan, elektronik, mesin, maupun industri lainya.Indonesia merupakan Negara yang sedang mengalami perkembangan dan merupakan Negara tujuan industri dunia. Di dalam sebuah industri pasti membutuhkan suatu pabrik dimana fungsi pabrik merupakan tempat atau suatu bangunan industri besar di mana para pekerja mengolah benda atau mengawasi pemrosesan mesin dari satu produk menjadi produk lain, sehingga mendapatkan nilai tambah. 1.2 Tujuan Penulisan 1. Menghitung gaya-gaya dalam yang terjadi akibat beban kerja. 2. Melakukan analisa penampang untuk dapat menahan lentur akibat gaya-gaya yang bekerja. 3. Menuangkan hasil analisa struktur kedalam gambar teknik. 1.3 SistematikaPenulisan BAB I : PENDAHULUAN Pada bab ini membahas latar belakang perencanaan, identifikasi masalah, tujuan perencanaan, batasan masalah, dan sistematika penyusunan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini diuraikan mengenai landasan teoritis dan gambaran umum perencanaan yang meliputi deskripsi analisa perencanaan struktur. BAB III : METODE PERENCANAAN Pada bab ini berisi tentang Pemodelan Pabrik, pembebanan, data perencanaan, cara penelitian dan alur. BAB IV : ANALISIS PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Pada bab ini menguraikan tentang analisa perhitungan Struktur Pabrik tipe Portal Kaku (Gable Frame). BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Merupakan penutup dari Laporan Tugas Akhir yang berisi kesimpulan dan saran.
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Konstruksi Portal Kaku (Gable Frame) Dalam perencanaan suatu struktur gedung, faktor kekuatan mendapat perhatian utama. Penerapan faktor kekuatan dalam struktur bangunan bertujuan untuk mengendalikan kemungkinan terjadinya runtuh yang dapat membahayakan bagi penghuni. Sehingga dalam penerapannya perlu ditetapkan suatu kebutuhan relatif yang ingin dicapai, dimana nantinya gedung akan dapat menerima beban yang lebih besar dari beban yang direncanakan. Kriteria dasar dari kuat rencana yaitu kekuatan yang tersedia ≥ kekuatan yang dibutuhkan, di mana “kekuatan yang tersedia“ (seperti kekuatan momen) dihitung sesuai dengan perat Konstruksi ini adalah statis tak tentu. Diselesaikan dengan cara cross, clapeyron, slope deflection, tabel, dan sebagainya. Gaya yang bekerja pada batang-batangnya N, D dan M. Batang menerima Nu dan Mu → perhitungan sebagai beam column. Suatu Gable Frame mempunyai berbagai macam komponen yang berperan dalam menunjang kekuatan strukturnya secara keseluruhan, yaitu antara lain rafter, kolom, base plate, haunch, dan stiffener. Dalam perhitungan atau pemodelan struktur, beberapa komponen tersebut seringkali tidak diperhitungkan. Demikian juga halnya dengan haunch (pengaku). Dalam pelaksanaan di lapangan, gable frame biasanya diberi pengaku. Biasanya pengaku diberi untuk memuat alat penyambung baut dan mencukupi kekuatan sambungan. Sedangkan pengaku sebagai salah satu komponen gable frame tersebut mempunyai pengaruh terhadap kekuatan struktur secara keseluruhan. 2.2. Sifat Mekanis Baja Sifat mekanik tiap jenis baja dapat dilihat dalam tabel berikut, Tegangan Putus Tegangan Leleh Peregangan Jenis Baja Minimum fu Minimumfy Minimum (MPa) (MPa) (%) BJ 34 340 210 22 BJ 37 370 240 20 BJ 41 410 250 18 BJ 50 500 290 16 BJ 56 550 410 13 Sifat-sifat mekanis lainnya baja struktural untuk maksud perencanaan ditetapkan (SNI 03- 1729-2002) sebagai berikut: Modulus elastisitas : E = 200.000 MPa Modulus geser : G = 80.000 MPa Nisbah poisson : μ = 0,3 Koefisien pemuaian : α = 12 x 10−6 /𝑜 C
3. METODE DAN LANGKAH PERENCANAAN 3.1 Data Teknis Tipe Konstruksi : Portal kaku (Gable Frame) Bahan penutup Atap : Asbes Gelombang Jarak Antar Portal : 6 meter Bentang Kuda-Kuda (L) : 30 meter Jarak Gording : 1,5 meter Tingg Kolom (H) : 8 meter Kemiringan Atap (a) : 20o Beban Angin : 40 kg/m2 Beban Hidup : 100 kg Beban Mati : Berat Sendiri Profil Alat Sambung : Baut dan Las Baja Profil : BJ 41 Mutu Beton : fc’ = 25 MPa Mutu Baja : fy = 250 MPa Tegangan Ijin Baja : 1666 kg/cm2 Berat Penutup Atap : 11 kg/m
3.2. Langkah Perencanaan Struktur Metode Perencanaan Struktur Pabrik Portal Gable ini mengacu pada SNI 03–1729–2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung dan Peraturan yang berlaku dalam pengerjaan struktur portal baja sampai desain pondasi. MULAI
Data : GambarRencanaStruktur Portal Gable
Asumsi : BebanAngin, BebanHidup, σ tanah, fc’, fy
PERLIMINARY DESIGN
HITUNG BEBAN-BEBAN YANG BEKERJA
PROSES PROGRAM SAP 2000
OUTPUT GAYA DALAM & GAYA BATANG Asumsi Data Teknis : Fc’, fy, profil
YA PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR
A
B
TIDAK
KONTROL SYARAT BATAS
PERENCANAAN SAMBUNGAN TIDAK
KONTROL SYARAT BATAS
YA SAMBUNGAN TERPASANG
SELESAI Flow Chart 3.2. Langkah perencanaan struktur pabrik
4.
ANALISIS PERHITUNGAN
4.1. Perhitungan Struktur 4.1.1. Perhitungan Gording
sb y
D r
C
x = 12 L
y
F
sb x
Gambar 4.1. Perhitungan Balok Kuda-kuda a.
Menghitung Panjang Balok
Diketahui (L) = 30 m Jarak C – D 𝑥 cos 20𝑜 = 𝑟 𝑥 15 𝑟 = = 𝑜 cos 20 cos 20𝑜 = 𝟏𝟔 𝒎 Jarak D – F 𝑦 sin 20𝑜 = 𝑟 𝑦 = sin 20𝑜 . 𝑟 = tan 20𝑜 . 16 𝑦 = sin 20𝑜 . 16 = 5,5 m Jarak gording yang direncanakan = 1,5 m Banyaknya gording yang dibutuhkan, 16/1,5 + 1 =12 buah Jarak gording yang sebennarnya, 16/12= 1,3 m b. Pembebanan pada Gording Berat Sendiri Berat gording = 11,0 kg/m Berat penutup atap (1,5 m x 11 kg/m2) = 16,5 kg/m Muatan angina 0,02. 20o − 0,4 . 40. 1,3 = 0 kg/m Berat alat penyambung (10% x 27,5) = 2,15 kg/m + ∑q = 29,65 kg/m c. Kontrol Tegangan
P kg q (kg/m)
Karena simetris M1 = M2 1 1 𝑀1 = 𝑀2 = 𝑞𝑙 2 = 𝑥29,65𝑥62 = 133,4 𝑘𝑔𝑚 8 8 1 1 𝑀1 = 𝑀2 = 𝑃𝑙 = 𝑥100𝑥6 = 150 𝑘𝑔 4 4 6 𝑞𝑙𝑥 1 2 𝐴1 = − 𝑞𝑥 𝑑𝑥 2 2 0
P kg q (kg/m)
6
𝐴1 = 0 6
29,65𝑥6𝑥𝑋 1 − 𝑥29,65𝑥𝑋 2 𝑑𝑥 2 2 88,95𝑋 − 14,825𝑋 2 𝑑𝑥
𝐴1 = 0
𝐴1 = 44,48𝑋 2 − 4,94𝑋 3 |60 𝐴1 = 1601,28 − 1069,2 = 532,08 𝑐𝑚2 1 𝐴′1 = 𝑥6𝑥150 = 450 𝑐𝑚2 2 Persamaan Tiga Momen Bentang ABC 𝛼1 𝐴1 +𝐴′ 1 𝐿1 𝐿1 𝐿2 𝐿2 𝐴′ 2 + 𝐴2 𝛼2 𝑀𝐴 + 2𝑀𝐵 + + 𝑀𝐶 = −6 −6 𝐼1 𝐼1 𝐼2 𝐼2 𝐼𝐿1 𝐼𝐿2 6 6 6 532,08 + 450 3 6 532,08 + 450 3 0 + 2𝑀𝐵 + + 0 = − − 𝐼 𝐼 6 6 2𝑀𝐵(12) = −5892,48 MB = - 246 kgm
Ditengah Bentang
133,4 kgm
133,4 kgm
Momen akibat beban (momen positif)
150 kg
150 kg
Akibat momen ujung (momen negatif) 246 kgm
123 kgm
123 kgm
M1 = M2 Bentang AB = BC = 133,4 + 150 – 123 = 160,4 kgm Gambar Diagram Momen
246 kgm
A
160,4 kgm
B
160,4 kgm
C
Ambil momen yang terbesar, M = 246 kgm 𝑀𝑥 = 𝑀 sin 20𝑜 = 246 𝑥 sin 20𝑜 = 84,137 𝑘𝑔𝑚 = 8414 𝑘𝑔𝑐𝑚 𝑀𝑦 = 𝑀 cos 20𝑜 = 246 𝑥 cos 20𝑜 = 231,16 𝑘𝑔𝑚 = 23116 𝑘𝑔𝑐𝑚 d. Perhitungan Dimensi Gording Dipilih profil Light Lip Channel Profil baja C 150.75.20.4,5 - A = 13,97 cm2 - Ix = 489 cm4 - q = 11,0 kg/m - Iy = 99,2 cm4 - ix = 5,92 - Wx = 65,2 cm3 iy = 2,66 cm - Wy = 19,8 cm3 e. Kontrol Tegangan dan Lendutan 1) Terhadap beban tetap 𝑀𝑥 𝑀𝑦 𝜎= + < 𝜎𝑖𝑗𝑖𝑛 𝑊𝑥 𝑊𝑦 8414 23116 𝜎= + < 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 65,2 19,8 1297 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ……………………….. OK 2) Terhadap beban sementara 𝑀𝑥 𝑀𝑦 𝜎= + < 1,3. 𝜎𝑖𝑗𝑖𝑛 𝑊𝑥 𝑊𝑦 8414 23116 𝜎= + < 2166 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 65,2 19,8 1297 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 2166 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ……………………….. OK 3) Terhadap lendutan 1 1 𝑓𝑖𝑗𝑖𝑛 = .𝐿 = . 600 = 2,4 𝑐𝑚 250 250 o qx = 29,65 . sin 20 = 10,14 kg/m = 0,1014 kg/cm qy = 29,65 . cos 20o = 27,86 kg/m = 0,2786 kg/cm Px = 100 .sin 20o = 34,2 kg/m Py = 100 .cos 20o = 93,97 kg/m 5 . 𝑞𝑥 . 𝐿4 1 . 𝑃𝑥 . 𝐿3 𝑓𝑥 = + 348 . 𝐸 . 𝐼𝑦 48 . 𝐸 . 𝐼𝑦 5. (0,1014). 6004 34,2. 6003 𝑓𝑥 = + = 1,56 𝑐𝑚 6 384𝑥2,1. 10 𝑥99,2 48𝑥2,1. 106 𝑥99,2 5 . 𝑞𝑦 . 𝐿4 1 . 𝑃𝑦 . 𝐿3 𝑓𝑦 = + 348 . 𝐸 . 𝐼𝑥 48 . 𝐸 . 𝐼𝑥 5. (0,2786). 6004 93,97. 6003 𝑓𝑥 = + = 0,87 𝑐𝑚 384𝑥2,1. 106 𝑥489 48𝑥2,1. 106 𝑥489 𝑓 = 𝑓𝑥 2 + 𝑓𝑥 2 < 𝑓𝑖𝑗𝑖𝑛 = (1,562 + 0,872 < 2,4 𝑐𝑚 = 1,79 cm < 2,4 𝑐𝑚 … … … … … … … … … … … . 𝑂𝐾 Kesimpulan: Profil C 150 x 75 x 20 x 4,5 dapat di pakai 4.1.2. Perhitungan Batang Tarik (Trackstang) Batang tarik (trackstang) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah sumbu x (miring atap) sekaligus untuk mengurangi tegangan lendutan yang timbul pada arah x. Beban-beban yang dipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap (sumbu x), maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik Gx dan Px. Gx = berat sendiri gording + penutup atap sepanjang gording arah sumbu x Px = beban hidup arah sumbu x P total = Gx + Px = (qx . L) + Px qx= q . sina = 29,65 . sin 20o = 10,14 kg/m Px = P .sina = 100 . sin 20o = 34,2 kg/m Karena batang tarik dipasang dua buah, jadi per-batang tarik adalah : P = Ptotal / 2 = (qx . L) + Px) / 2 = {(10,14 . 6) + 34,2} / 2
= 47,52 kg 𝑃 = 𝐹𝑛 ≤ 𝜎 = 1666 kg/cm2, dimana diambil σ = 𝜎 𝑃 47,52 𝐹𝑛 = = = 0,028 𝑐𝑚2 𝜎 1666 Fbr = 125% . Fn = 1,25 . 0,028= 0,035 cm2 Fbr = ¼ .𝜋 . d2, dimana : σ
4 . 𝑓𝑏𝑟 = 𝜋
𝑑=
4 . 0,035 = 0,21 𝑐𝑚 ≈ 2,1 𝑚𝑚 3,14
Maka batang tarik yang dipakai adalah Ø 6 mm 4.1.3. Perhitungan Ikatan Angin Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal (axial) tarik saja. Adapun cara kerjanya adalah apabila salah satu ikatan angin bekerja sebagai batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan gaya apa-apa. Sebaliknya apabila arah angin berubah, maka secara bergantian batang tersebut bekerja sebagai batang tarik.
gording P
P
Nx
h kuda-kuda P
b ikatan angin
Gambar 4.2. Ikatan angin N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya / tekanan angin 8 Tg𝛽 = 6 = 2,67 ⇒ 𝛽 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 2,67 = 52,43𝑜 P = (40 x 8) = 320 kg/m ∑ H = 0 ⇒ Nx = P ⇒ N cos 𝛽 = P 𝑃 320 N = cos 𝛽 = cos 52,43 𝑜 = 524,8 𝑁
𝑁
524,8
𝜎 = 𝐹𝑛 ⇒ 𝐹𝑛 = 𝜎 = 1666 = 0,315 𝑐𝑚2 Fbr = 125% . Fn = 1,25 . 0,315= 0,397 cm2 Fbr = ¼ 𝜋 d2 d=
4 . 𝐹𝑏𝑟 𝜋
=
4 . 0,397 3,14
= 0,7 𝑐𝑚 ≈ 7 𝑚𝑚
digunakan ikatan angin Ø 10 mm 4.1.4. Perhitungan Dimensi Balok dan Kolom Kuda-kuda 1. Pembebanan pada Balok Gable
N N
Ny
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
P11
P12
D
P11 P10
P9
P8
P7
P6
P5
P4
P3
P2
P1
E
C
B
A
Gambar 4.3. Pembebanan pada balok gable Pembebanan pada balok gable akibat beban-beban yang dipikul oleh 1 gording dengan 6 m : a. Beban Gording Beban mati - Berat sendiri penutup atap : 11 kg/m2 x 6 m = 66 kg/m - Berat sendiri gording : = 11 kg/m - Berat alat penyambung : 10% x qWF (77 kg/m ) = 7,7 kg/m+ 84,7 kg/m - Beban hidup (P) = 100 kg
84,7 kg/m
84,7 kg/m
Gambar 4.4. Pembebanan akibar berat sendiri struktur b. Tekanan Angin pada Bidang Atap Muatan angin q = 40 kg/m2 ; α = 20 O - Angin desak / tekan → P = ( 0,02 α – 0,4 ) q = ( 0,02 ( 20 )– 0,4 ) 40 = 0 kg/m2 - Angin hisap/ isap → P = (-0,4 . q ) = (-0,4 . 40 ) = - 16 kg/m2 Arah angin dari kiri/ kiri isap - Besar angin tekan :
c.
Joint ujung → P = ½ .6 .0 = 0 kg/m Joint tengah → P = 6 . 0 = 0 kg/m - Besar angin isap Joint ujung → P = ½ .6 .(-16) = - 48 kg/m Joint tengah → P = 6 . (-16) = -96 kg/m Arah angin dari kanan / kanan isap - Besar angin tekan Joint ujung→ P = ½ .6. 0 = 0 kg/m Joint tengah→ P = 6. 0 = 0 kg/m - Besar angin isap Joint ujung → P = ½ .6. -16 = - 48 kg/m Joint tengah → P = 6. -16 = -96 kg/m Tekanan Angin pada Bidang Dinding Koefisien angin tekan C1h = 0,9⇔ Wt = 0,9 . 40 . 6 = 216 kg/m Koefisien angin hisap C’hs = -0,4⇔ Wh = -0,4 . 40 . 6 = -96 kg/m Untuk kombinasi pembebanan ini beban angin dirubah menjadi vertikal : q = 48 . cos 20o = 45,11 kg/m q’ = -96 . cos 20o = -90,21 kg/m P= 96 kg/m
Chs= 96 kg/m
C1h= 216 kg/m
P= 0 kg/m
Gambar 4.5. Koefisien angin dalam bangunan d. Beban Portal Berat Portal
= 2476 kg
Perhitungan Beban Gempa Perhitungan beban gempa ekivalen mengacu pada SNI – 1726 – 2002 Tabel 4.1. Berat struktur gudang yang dianalisis Konstruksi
Wi ( kg )
H (W)
2476 ∑W 2476 Lokasi = Tasikmalaya ( wilayah gempa zona 4) Struktur di atas tanah sedang I = 1 R = 5,5 3
= 0,085.H . 4
T
3
= 0,085.13,5 4 = 0,42 Didapat,
hi ( kg )
Wi. hi
13,5 ∑ W.h
33426 33426
0.42 T (untuk tanah sedang) 0.42 = 1 0.42 C.I = .Wt R
C
=
C V
=
1.1 .2476 5,5
= 450 kg Perhitungan beban gempa ekivalen untuk joint pada portal Untuk joint H( F) F = e.
W .H .V W .h
=
33426 .450 33426
= 450 kg
Kontrol balok yang direncanakan Terhadap Rafter tekanan (Wx) Mmax = 11771,56 kgm = 1177156 kgcm 𝑀𝑚𝑎𝑥 1177156 Wx = 𝜎 = 1666 = 706,6 𝑐𝑚3 Profil baja I WF 300.300.7.14 dengan harga Wx hitung = 706,6 cm3< Wx rencana = 775 …….. ok Kuda-kuda yang direncanakan menggunakan I WF 350.175.7.11 - H = 350 mm - b = 175 mm - ts = 11 mm - tb = 7 mm - Wx = 775 cm3 - Wy = 112 cm3 4 - Ix = 13600 cm - Iy = 984 cm4 - ix =14,7 cm - iy = 3,95 cm - A = 63,1 cm2 - q = 49,6 kg/m
Gambar 4.6. Penampang Balok Rafter Cek profil berubah bentuk atau tidak - 𝑡𝑏 ≤ 75 35 ≤ 75 0,7 50 ≤ 75 … … … . . 𝑜𝑘 𝑙 1,25.𝑏 - ≥ 𝑡𝑠 1600 1,25.17,5 ≥ 35 1,1 45,7 ≥ 19,9 … … … … . 𝑜𝑘
Penampang tidak berubah bentuk Terhadap bahaya lipatan KIP 𝐿. 1600 . 35 C1 = 𝑏 . 𝑡𝑠 = 17,5 . 1,1 = 2909 2,1𝑥10 6
𝐸
C2 = 0,63.𝜎 = 0,63. 1666 = 794,11 C1 > C2maka : 𝐶 794,11 𝜎𝑘𝑖𝑝 = 𝐶2 𝑥 0,7 𝑥 𝜎 = 2909 𝑥 0,7 𝑥 1666 = 318,35 kg/cm2 1
𝜎𝑘𝑖𝑝 ≤ 0,042 𝑥 C1x C2 x
𝑡𝑏 3
x𝜎 0,7 3
0,042 x 2909 x 794,11 x 35 x 1666 318,35 kg/cm2 ≤ 1293 kg/cm2................. ok Cek Tegangan Syarat (PPBBI) N = 3742,61 (output SAP 2000 v14) 𝑁 𝜎 = 𝜔𝐴 Dimana 𝜆𝑥 = =
1600 14,7
Lkx ix
= 109 ⇒ 𝜔𝑥 = 2,208 𝑁
𝜎 = 𝜔 𝐴 = 2,208 .
f.
dimana Lkx = 16 m 3742 ,61 𝑘𝑔 63,1 𝑐𝑚
= 130,96 kg/cm2 < 1666 kg/cm2.........ok Kontrol terhadap tegangan lentur yang terjadi 𝑀𝑚𝑎𝑥 𝜎 = 𝑊𝑥 ≤ 𝜎 = 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 1177156
g.
𝜎= = 1518,9 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 775 1518,9 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ≤ 𝜎 = 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 …………. Ok Kontrol terhadap tegangan geser yang terjadi Tegangan geser yang diijinkan 𝜏 = 0,6. 𝜎 = 0,6. 1666 = 999,6 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐷. 𝑆𝑥 𝜏= 𝑡𝑏. 𝐼𝑥 D = 3018,95 kg Tegangan geser yang diijinkan 𝜏 = 0,6. 𝜎 = 0,6. 1666 = 999,6 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝑆𝑥 = 𝐹1 . 𝑦1 + 𝐹2 . 𝑦2 = 17,5 𝑥 1,1 12 + 0,7 𝑥 16,4 8,2 = 241,136 𝑐𝑚 3018,95. 241,136 𝜏= 0,7.13600 = 76,5 ≤ 999,6 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 Jadi balok aman terhadap tegangan geser
h. Kontrol terhadap lendutan q = 184,7 kg/m = 1,847 kg/cm 5 𝑞. 𝐿4 𝑓𝑥 = . 384 𝐸. 𝐼𝑥 5 1,847. 16004 = . = 5,5 𝑐𝑚 384 2.1 . 106 . 13600 1 1 𝑓𝑚𝑎𝑥 = .𝐿 = . 1600 = 6,4 𝑐𝑚 250 250 5,5 cm < 6,4 cm …… OK i. Kontrol kolom yang direncanakan Dari hasil analisa SAP didapatkan Pu kolom sebesar 4957,68 kg Dimana nilai kc pada kolom dengan asumsi ujung jepit sendi : 0,7 Tinggi kolom = 8 m = 800 cm Lk = 0,7 x 800 = 560 cm 𝐿 560 rmin ≥ 250 = 250 = 2,24 𝑐𝑚 Mencari luas bruto minimum :
Min Ag =
𝑃𝑢 .𝜔 ∅ .𝑓𝑦
∶ 𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 ∅ = 0,85
Nilai 𝜔 berdasarkan nilai 𝜆 : 𝜆𝑐=
1 𝐿𝑘 𝑥 𝜋 𝑟𝑚𝑖𝑛
𝑓𝑦 1 560 2500 = 𝑥 = 2,74 𝐸 3,14 2,24 2,1.106
Karena nilai 𝜆 𝑐 > 1,2 maka nilai 𝜔 = 1,25 𝜆𝑐 2 = 1,25 (2,74)2 = 9,38 4957 ,68 . (9,38) Maka nilai Ag = 0,85 . 2500 = 21,88 𝑐𝑚2 Kolom yang direncanakan menggunakan I WF 300.300.9.14 - H = 300 mm - b = 300 mm - Ts = 14 mm - tb = 9 mm - Wx = 1270 cm3 - Wy = 417 cm3 4 - Ix = 18800 cm - Iy = 6240 cm4 - ix =13,0 cm - iy = 7,51 cm - A = 110,8 cm2 - q = 87,0 kg/m
Gambar 4.7. Penampang kolom Kontrol penampang : 1. Cek kelangsingan penampang a. Pelat sayap 𝜆 < 𝜆𝑝 𝑏 300 𝜆= = = 21,4 𝑡𝑠 14 1680 1680 𝜆𝑝 = 𝑓𝑦 = 250 = 106,26 b.
2.
3.
4.
21,4 < 106,26..............OK Pelat badan 𝜆 < 𝜆𝑝 300 𝜆= = = 33,3 𝑡𝑏 9 1680 1680 𝜆𝑝 = 𝑓𝑦 = 250 = 106,26
33,3 < 106,26..............OK Kuat tekan rencana kolom, øPn øPn = 0,85 . A . Fy = 0,85 . 110,8 . 2500 = 235450 kg 𝑃𝑢 ≤ 0,2 øPn 4957 ,68 = 0,02 ≤ 0,2 maka digunakan persamaan : 235350 𝑃𝑢 𝑀𝑢𝑥 + ≤ 1,0 2øPn øbMnx Kuat lentur rencana kolom øMnx Mnx = Fy x Wx = 2500 x 1270= 3175000 kgcm = 31750 kgm Diperoleh nilai Mmax = 22498,77 kgm Rasio tegangan total 𝑃𝑢 𝑀𝑚𝑎𝑥 + ≤ 1,0 2øPn øbMnx
4957 ,68 2 .235350
22498 ,77
+ 1,4 .31750 = 0,52 ≤ 1,0..........OK
Jadi kolom I WF 300.300.9.14 kuat menerima beban dan memenuhi syarat 4.1.5.
Perencanaan Base Plate Pu Mu Vu
Gambar 4.8. Detail Base Plate Data Tumpuan Beban kolom Pu = 49576,8 N Mu = 22498770 Nmm Vu = 5669,82 Eksentrisitas Beban Mu = Pu. e Mu 22498770 e = Pu = 49576 ,8 = 453,82 mm h = ht – tf = 300 – 14 = 286 mm h 286 et = f + = 75 + = 218 mm 2 2 h ec = − f 2 286 = − 75 = 93 mm 2 Jumlah angkur total n = nt + nc = 2 + 2 = 4 buah Tahanan tumpu beton ec 93 Pt = P u x = 49576,8 x et 218 = 21150 MPa Puc = P u + P t = 49576,8 + 21150 = 70727 N 3 𝑥 (𝐿 – )
Y= 2 3 𝑥 (400 – 286) = = 171 𝑚𝑚 2 A1 = B x L = 400 x 400 = 160000 mm2 A2 = I x J = 450 x 450 = 202500 mm2
fcn = 0,85. fc′ . A2 A1
= 0,85.25. 202500 160000 = 23,906 MPa fcn = 1,7.25 = 42,500 MPa Tegangan tumpu nominal beton yang digunakan fcn = 23,906 MPa Tagangan tumpu beton yang diijinkan 𝜃. fcn = 0,65. 23906 = 15,539 MPa Tegangan tumpu maksimum yang terjadi pada beton 2. 𝑃𝑢𝑐 𝑓𝑐𝑢 = 𝑌. 𝐵 2.70727 = 171.400 = 2,068 MPa 𝑓𝑐𝑢 ≤ 𝜃. fcn 2,068 MPa ≤ 15,539 MPa……….. ok Kontrol dimensi plat tumpuan 𝑃𝑢𝑐 𝐵𝑝𝑚𝑖𝑛 = 0,5. 𝜃. fcn . Y 70727 = = 53 mm 0,5.15,539.23,906.171 Syarat yang harus dipenuhi Bpmin ≤ B 53 mm ≤ 400 mm ………………. Ok Panjang bagian plat tumpuan jepit besi a = (L – 0,95. ht)/2 = (400 – 0,95.300)/2 = 57,5 mm a fcu 1 = 1 − . fcu Y 57,5 = 1− . 2,069 171 = 1,373 MPa 1 Z = . B. t 2 4 1 = . 400. 202 = 40000 mm2 4 1 1 𝑀𝑢𝑝 = . 𝐵. 𝑓𝑐𝑢 1 . a2 + . 𝐵. (𝑓𝑐𝑢 − 𝑓𝑐𝑢 1 ). a2 2 3 1 1 2 = . 400.1,373. 57,5 + . 400. 2,068 − 1,373 . 57,52 2 3 = 1214208 Nmm 𝑀𝑛 = 𝑓𝑦 . 𝑍 = 250. 40000 = 10000000 Nmm θb . Mn = 0,90.10000000 = 9000000 Nmm 1214208 Nmm ≤ 9000000 Nmm……………. Ok Gaya tarik pada angkur baut 𝑃𝑡 𝑇𝑢1 = 𝑁𝑡 21150 = = 10575 𝑁 2 Luas penampang angkur baut 1 𝐴𝑏 = . 𝜋. 𝑑 2 4
1 . 3.14. 192 = 284 𝑚𝑚2 4 Tahanan tarik angkur baut Tn = 0,75. Ab . fub = 0,75.284.825 = 175433 N 𝜃. Tn = 0,9. 175433 = 157890 𝑁 𝑇𝑢1 ≤ 𝜃. Tn 10575 𝑁 ≤ 157890 𝑁 … … … … … … … … . . 𝑜𝑘 Gaya geser pada angkur baut 𝑉𝑢 𝑉𝑢1 = 𝑛 5669,82 = = 1417 𝑁 4 Luas penampang angkur baut 1 𝐴𝑏 = . 𝜋. 𝑑 2 4 1 = . 3.14. 192 = 284 𝑚𝑚2 4 Tahanan geser nominal Vn = r1 . m. Ab . fub = 0,4.1.284.825 = 93564 N 𝜃. Vn = 0,75. 93564 = 70173 𝑁 𝑉𝑢1 ≤ 𝜃. Vn 1417 𝑁 ≤ 70173 𝑁 … … … … … … … … . . 𝑜𝑘 Kontrol panjang angkur baut 𝐿𝑚𝑖𝑛 = 𝑓𝑦 . (4. 𝑓𝑐 ′ ) = 400. 4. 25 = 380 𝑚𝑚 380 𝑚𝑚 ≤ 500 𝑚𝑚 … … … … … . . 𝑜𝑘 Sambungan las plat kaki A las =((30 x 4) + (30 x 2)) x 1 satuan = 180 𝑐𝑚2 𝑁𝐴 5148,4 𝜎 𝑙𝑎𝑠 = = = 28,6 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐴. 𝑙𝑎𝑠 180 𝐷𝐴 5669,82 𝜏 𝑙𝑎𝑠 = = = 31,5 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐴. 𝑙𝑎𝑠 180 𝜎𝑖 𝑙𝑎𝑠 = 𝜎 2 + 3. 𝜏 2 = 28,62 + 3. 31,52 61,6 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ≤ 966,28 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝜎𝑖 𝑙𝑎𝑠 61 ,6 Tebal las = 𝜎 𝑙𝑎𝑠 = 966,28 = 0,06 𝑐𝑚 =
Dipakai a = 6 mm
4.1.6.
Sambungan a. Pertemuan balok dan kolom
A
A
Gambar 4.9. Detail Sambungan Balok-Kolom
Data Sambungan Vu = 3018,95 Kg Mu = 1177156 Kgcm Perhitungan Kelompok Baut Metode Elastis Luasan Transformasi Gaya tarik pada baut Luas penampang baut 1 𝐴𝑏 = . 𝜋. 𝑑 2 4 1 = . 3.14. 192 4 = 284 mm2 ≈ 2,84 cm2 Gaya tarik yang terjadi pada baut baris teratas 𝐴𝑏 . 𝑛 𝑏𝑒 = a 2,84.2 = = 0,71 8 Mencari letak garis netral 𝑦𝑎
=
𝑦𝑏 =
𝑏 𝑏𝑒
17,5 =5 0,71
𝑦𝑎 = 5. 𝑦𝑏 𝑦𝑎 + 𝑦𝑏 = = 57 𝑐𝑚 ya = 47,5 cm yb = 9,5 cm Momen inersia dari luasan transformasi 1 1 𝐼 = . 𝑏𝑒. 𝑦𝑎2 + . 𝑏. 𝑦𝑏2 3 3 1 1 2 = . 0,71. 47,5 + . 17,5. 9,52 = 102527,76 𝑐𝑚2 3 3 Tegangan tarik max
Potongan A-A
𝑀𝑢. 𝑦𝑎 1177156.47,5 = 𝐼 102527,76 = 543,36 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 Beban tarik baut 𝑇𝑢1 = 𝑓𝑚𝑎𝑥. 𝐴𝑏 = 543,36 𝑥 2,84 = 1543,38 kg ≈ 15433,8 N 𝑇𝑛 = 0,7. 𝐴𝑏 . 𝑓𝑢𝑏 = 0,7.284.825 = 164010 𝑁 Syarat yang harus dipenuhi 𝑇𝑢1 ≤ 𝑇𝑛 15433,8 N ≤ 164010 N………..ok Gaya geser pada baut 𝑉𝑢 𝑉𝑠 = 𝑛 30189,5 = = 2515,8 𝑁 12 𝑉𝑛 = 0,6. 𝐴𝑏 . 𝑓𝑢𝑏 = 0,6.284.825 = 140580 𝑁 Syarat yang harus dipenuhi 𝑉𝑠1 ≤ 𝑉𝑛 2515,8 𝑁 ≤ 140580 N………..ok Daya Dukung Momen Baut 𝑓𝑚𝑎𝑥 =
y
x
𝑅 = 6. 𝑇𝑛 = 6.16401 = 98406 𝑘𝑔 Momen yang dapat ditahan oleh baut (Mb) Mb = R.e = 98406.28,4 = 2794730 kgcm Syarat yang harus dipenuhi 𝑀𝑏 ≥ 𝑀𝑢 2794730 kgcm ≥ 1177156 Kgcm………….. ok Daya dukung baut terhadap tarik 𝑉𝑢 𝑀. 𝑥 𝑃= + 𝑛 𝑦2 𝑦 2 = 2. 𝑑12 + 2. 𝑑22 + 2. 𝑑32 𝑥 2 = 2. 22,32 + 2. 14,22 + 2. 5,92 𝑥 2 = 2934,96 𝑐𝑚2 3018,95 1177156.22,3 𝑃= + 12 2934,96
= 9195,6 Kg Syarat yang harus dipenuhi P ≤ 𝑇𝑛 9195,6 Kg ≤ 16401 𝐾𝑔…………..ok
b. Perhitungan sambungan di titik buhul
A
A Gambar 4.10. Detail Sambungan Titik Buhul Data Sambungan Vu = 1727 Kg Mu = 376359 Kgcm Perhitungan Kelompok Baut Metode Elastis Luasan Transformasi Gaya tarik pada baut Luas penampang baut 1 𝐴𝑏 = . 𝜋. 162 4 1 = . 3.14. 162 4 = 201 mm2 ≈ 2,01 cm2 Gaya tarik yang terjadi pada baut baris teratas 𝐴𝑏 . 𝑛 𝑏𝑒 = a 2,01.2 = = 0,48 8,3 Mencari letak garis netral
𝑦𝑎
𝑦𝑏 =
𝑏 = 𝑏𝑒
17,5 =6 0,48
𝑦𝑎 = 6. 𝑦𝑏 𝑦𝑎 + 𝑦𝑏 = = 48 𝑐𝑚 ya = 41,4 cm yb = 6,9 cm Momen inersia dari luasan transformasi 1 1 𝐼 = . 𝑏𝑒. 𝑦𝑎3 + . 𝑏. 𝑦𝑏3 3 3 1 1 3 = . 0,48. 41,4 + . 17,5. 6,93 = 13269,57 𝑐𝑚2 3 3 Tegangan tarik max 𝑀𝑢. 𝑦𝑎 𝑓𝑚𝑎𝑥 = 𝐼 376359 .41,4 = = 1174,2 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 13269,57 Beban tarik baut 𝑇𝑢1 = 𝑓𝑚𝑎𝑥. 𝐴𝑏
Potongan A-A
= 1174,2 𝑥 2,01 = 2360,16 kg ≈ 23601,6 N 𝑇𝑛 = 0,7. 𝐴𝑏 . 𝑓𝑢𝑏 = 0,7.201.825 = 116077,5 𝑁 ≈ 11607,75 𝐾𝑔 Syarat yang harus dipenuhi 𝑇𝑢1 ≤ 𝑇𝑛 23601,6 N ≤ 116077,5 𝑁 ………..ok Gaya geser pada baut 𝑉𝑢 𝑉𝑠 = 𝑛 1727 = = 172,7 𝑘𝑔 ≈ 1727 𝑁 10 𝑉𝑛 = 0,6. 𝐴𝑏 . 𝑓𝑢𝑏 = 0,6.284.825 = 140580 𝑁 Syarat yang harus dipenuhi 𝑉𝑠1 ≤ 𝑉𝑛 1727 𝑁 ≤ 140580 𝑁 ………..ok Daya Dukung Momen Baut
y
x
𝑅 = 4. 𝑇𝑛 = 4.11607,75 = 46431 𝑘𝑔 Momen yang dapat ditahan oleh baut (Mb) Mb = R.e = 46431.23,9 = 1109701 kgcm Syarat yang harus dipenuhi 𝑀𝑏 ≥ 𝑀𝑢 1109701 kgcm ≥ 376359 Kgcm………….. ok Daya dukung baut terhadap tarik 𝑉𝑢 𝑀. 𝑥 𝑃= + 𝑛 𝑦2 𝑦 2 = 2. 𝑑12 + 2. 𝑑22 𝑥 2
c.
= 2. 17,42 + 2. 9,12 𝑥 2 = 771,14 𝑐𝑚2 1727 376359 .17,4 𝑃= + 10 771,14 = 8664,9 Kg Syarat yang harus dipenuhi P ≤ 𝑇𝑛 8664,9 Kg ≤ 11607,75 𝐾𝑔…………..ok Perhitungan las pelat sambungan arah sejajar kolom Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm
Panjang las (lbr) = 36 cm P = N balok = 3742,61 kg Beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, masing-masing sebesar P kiri dan P kanan, dimana : Pki = Pka = ½ . P = ½ . 3742,61 = 1871,3 kg Ln = lbr – 3a = 36 – (3 . 0,4) = 34,8 cm D = Pki . sin 45o = 1871,3 sin 45o = 1323,2 kg 𝑃 𝑃 1871,3 𝜏= = = = 129,95 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 𝜏 = 999,6 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐹𝑔𝑠 𝑙𝑏𝑟. 𝑎 36 . 0,4 𝑁 𝑁 1871,3 𝜎= = = = 134,4 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 𝜎 = 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐹𝑡𝑟 𝑙𝑛 . 𝑎 34,8 .0,4 Kontrol : 𝜎𝑖 = 𝜎 2 + 3𝜏 2 = 134,42 + 3 .129,952
d.
4.1.7.
= 262,2𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 𝜎 = 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ........ok Kesimpulan : tebal las 0,4 cm dapat digunakan pada pelat penyambung arah sejajar kolom. Perhitungan las pelat sambungan arah sejajar balok Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm Panjang las (lbr) = 100 cm Mc = 376359 kgcm Ln = lbr – 3a = 100 – (3 . 0,4) = 98,8 cm e = 1/3 . h + ¼ . 0,4 . 2 = 1/3 . 63,85 + ¼ . 0,4 . 2 = 21,42 cm 𝑀 376359 D = 𝑒 = 21,42 = 17570 𝑘𝑔 D = N = D sin 45o = 17570 sin 45o = 12424 kg 𝐷 𝐷 12424 𝜏= = = = 311 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 𝜏 = 999,6 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐹𝑔𝑠 𝑙𝑏𝑟. 𝑎 100 . 0,4 𝑁 𝑁 12424 𝜎= = = = 314 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 𝜎 = 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 𝐹𝑡𝑟 𝑙𝑛 . 𝑎 98,8 .0,4 Kontrol : 𝜎𝑖 = 𝜎 2 + 3𝜏 2 = 3142 + 3 .3112 = 624 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 < 𝜎 = 1666 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ..............ok Kesimpulan : tebal las 0,4 cm dapat digunakan pada pelat penyambung arah sejajar balok. Perhitungan Pondasi Telapak
Pu Mu
Df hf
Data Dimensi Pondasi: Gambar 4.18. Panjang Pondasi (L) Lebar Pondasi (B) Tebal pile cap Tinggi pedestal Tebal kolom Tebal tanah diatas pile cup Data tanah:
L Perencanaan Pondasi Telapak = 1,5 m = 2,2 m = 0,4 m =2m = 0,45 x 0,45 m = 1,6 m
a.
Berat jenis tanah (𝛾) = 19 kN/m3 Kohesi (c) = 50 kN/m3 𝑜 Sedut geser (𝜃) = 30 Data bahan: Mutu beton (fc’) = 25 Mpa Mutu Baja (fy) = 250 Mpa Data reaksi pembebanan: PU = 504,8 KN Mux = 220,6 KNm Muy = 0,69 KNm Perhitungan daya dukung tanah Teori targazhi: 𝑞𝑢 = 𝑐 𝑁𝑐. (1 + 0,3.B/L) + 𝛾 𝐷𝑓 𝑁𝑞 + 0,5 𝛾 𝐵 𝑁𝛾(1 − 0,2.B/L) Untuk: 𝜃 : 30𝑜 ; 𝑁𝑐 : 37,2; 𝑁𝑞 : 22,5; 𝑁𝛾 : 19,7 𝑞𝑢 = 50. 37,2. (1 + 0,3.2.2/1,5) + 19 .2. 22,5 + 0,5 .19. 2.2 .19,7. (1 − 0,2.2.2/1,5) = 3824 kN/m2 𝑞𝑢 3824 𝑞𝑖 = = = 1275 kN/m2 𝑛 3 Kontrol tegangan tanah yang terjadi Pu Plat beton Berat pedestal Berat tanah σmax =
= 2.2 × 1,5 × 0,4 × 24 = 0,45× 0,45 × 2 × 24 = (2.2× 1,5 – 0,45 × 0,45) × 1,6 × 19
Mu.y Pu Mu.x ±1 ±1 ≤ σt B. L . L. B 2 . B. L2 6
6
640,37 220,6 0,69 σmax = ± ± 2,2.1,5 1 . 1,5. 2,22 1 . 2,2. 1,52 6 6 = 194 ± 182 ± 0,8 σmax = 376,8 kN/m2 376,8 kN/m2 ≤ 1275 kN/m2 .................... ok b.
σmin = 11,2 kN/m2 ≥ 0 Kontrol tegangan geser 1 arah 19 𝑑𝑠 = 75 + = 84,5 𝑚𝑚 ≈ 85 𝑚𝑚 2 d = 400 – 85 = 315 𝐵 𝑘 a= − −𝑑 2 2 2200 450 = − − 315 2 2 = 560 𝑚𝑚 = 0,560 𝑚 𝐵 − a . (𝜎𝑚𝑎𝑥 − 𝜎𝑚𝑖𝑛 ) 𝜎𝑎 = 𝜎𝑚𝑖𝑛 + 𝐵 2,2 − 0,560 . (376,8 − 11,2) = 11,2 + 2,2 = 283,7 kN/m2 Gaya tekan ke atas dari tanah (𝑉𝑢 ): a. 𝐵. 𝜎𝑚𝑎𝑥 + 𝜎𝑎 𝑉𝑢 = 2 0,560 .2,2.(376,8+283 ,7) = 2 = 406,9 𝑘𝑁 Gaya geser yang dapat ditahan beton (∅. 𝑉𝑐 ):
= 504,8 kN = 31,68 kN = 9,72 kN = 94,17 kN + Qu = 640,37 kN
𝑓𝑐′ . 𝐵. 𝑑 6 25 = 0,75. . 2200.315 6 = 433125 𝑁 = 433,125 𝑘𝑁 Jadi (𝑉𝑢 = 406,9 𝑘𝑁) ≤ (∅. 𝑉𝑐 = 433,125 𝑘𝑁)……… aman Kontrol tegangan geser 2 arah (geser pons) Dimensi kolom, b = h = 450 mm 𝑏 + 𝑑 = + 𝑑 = 450 + 315 = 765 𝑚𝑚 = 0,765 𝑚 Gaya tekan ke atas gaya (gaya geser pons): 𝜎𝑚𝑎𝑥 + 𝜎𝑚𝑖𝑛 𝑉𝑢 = 𝐵. 𝐿 − 𝑏 + 𝑑 . ( + 𝑑) . 2 376,8 + 11,2) = 2,2.1,5 − 0,765 . (0,765) . = 343,38 𝑘𝑁 2 𝑘 450 𝛽𝑐 = = =1 𝑏𝑘 450 𝑏𝑜 = 2. 𝑏𝑘 + 𝑑 + (𝑘 + 𝑑) = 2. 765 + 765 = 3060 𝑚𝑚 Gaya geser yang dapat ditahan beton (∅. 𝑉𝑐 ): 2 𝑓𝑐′ . 𝑏𝑜 . 𝑑 𝑉𝑐 = 1 + . 𝛽𝑐 6 ∅. 𝑉𝑐 = ∅.
c.
2
25.3060 .315
= 1+1 . 6 = 2409750 N = 2409,75 kN 𝜎𝑠 . 𝑑 𝑓𝑐′ . 𝑏𝑜 . 𝑑 𝑉𝑐 = 2 + . ⇒ 𝜎𝑠 = 30 𝑏0 12 30.315 25. 3060.315 = 2+ . 3060 12 = 2043563 𝑁 = 2043,56 𝑘𝑁 1 𝑉𝑐 = . 𝑓𝑐′ . 𝑏𝑜 . 𝑑 3 1 = . 25. 3060.315 = 1606500 𝑁 = 1606,5 𝑘𝑁 3 Dipilih 𝑉𝑐 yang terkecil, jadi ∅. 𝑉𝑐 = 0,75.1606,5 = 1204,125 𝑘𝑁 Jadi (𝑉𝑢 = 343,38 𝑘𝑁) ≤ (∅. 𝑉𝑐 = 1204,125 𝑘𝑁 ) … … … … … . (𝑎𝑚𝑎𝑛) d. Hitungan tulangan pondasi Tulangan sejajar sisi panjang: 19 𝑑𝑠 = 75 + = 84,5 𝑚𝑚 ≈ 85 𝑚𝑚 2 𝑑 = 𝑓 − 𝑑𝑠 = 400 − 85 = 315 𝑚𝑚 𝐵 𝑘 𝑥= − 2 2 2,20 0,450 = 2 − 2 = 0,875 𝑚 𝐵−𝑥 𝜎𝑥 = 𝜎𝑚𝑖𝑛 + . (𝜎𝑚𝑎𝑥 − 𝜎𝑚𝑖𝑛 ) 2 = 11,2 + 2,2 − 0,875 .
376,8 − 11,2 2
= 253,4 𝑘𝑁/𝑚2 1 1 𝑀𝑢 = . 𝜎𝑥 . 𝑥 2 + . 𝜎𝑚𝑎𝑥 − 𝜎𝑥 . 𝑥 2 2 3 1 1 = . 253,4. 0,8752 + . 376,8 − 253,4 . 0,8752 2 3 = 128,5 𝑘𝑁𝑚 𝑀𝑢 𝐾 = ∅. 𝑏. 𝑑 2
128,5. 106 = 1,6 𝑀𝑃𝑎 0,8.1000. 3152 382,5. 𝛽1 . 600 + 𝑓𝑦 − 225. 𝛽1 . 𝑓𝑐′ 𝐾𝑚𝑎𝑥 = (600 + 𝑓𝑦 )2 382,5.0,85. 600 + 250 − 225.0,85 . 25 = (250 + 410)2 = 7,4 MPa Jadi K < K max (memenuhi syarat) =
2.𝐾
a = 1 − 1 − 0,85.𝑓 ′ . 𝑑 𝑐
2.1,6
= 1 − 1 − 0,85.25 . 315 = 24,68 mm 0,85. 𝑓𝑐′ . a. b fy 0,85. 25.24,68 .1000 = = 2097,8 𝑚𝑚2 250 𝑓𝑐′ < 31,36 𝑀𝑃𝑎 1,4. 𝑏. 𝑑 1,4.1000.315 𝐴𝑠,𝑢 = = = 1764 𝑚𝑚2 fy 250 Jarak tulangan: 1 . 𝜋. 𝐷2 . 𝑆 1 . 𝜋. 192 . 1000 𝑠= 4 = 4 = 160,6 𝑚𝑚 𝐴𝑠,𝑢 1764 𝑠 ≤ (2. 𝑓 = 2.400 = 800 𝑚𝑚) 𝑠 ≤ 450 𝑚𝑚 Dipilih yang kecil, yaitu s = 160 mm Jadi dipakai tilangan D19 – 160 1771 𝑚𝑚2 > 𝐴𝑠,𝑢 = 1764 𝑚𝑚2 ……… OK Tulangan sejajar sisi pendek 19 𝑑𝑠 = 75 + 19 + = 103,5 𝑚𝑚 ≈ 104 𝑚𝑚 2 𝑑 = 𝑓 − 𝑑𝑠 = 400 − 104 = 296 𝑚𝑚 𝐿 𝑏𝑘 1,5 0,450 𝑥= − = − = 0,525 𝑚 2 2 2 2 𝐴𝑠,𝑢 =
1 𝑀𝑢 = . 𝜎𝑚𝑎𝑥 . 𝑥 2 2 1 = . 376,8. 0,5252 = 51,9 𝑘𝑁𝑚 2 𝑀𝑢 𝐾= ∅. 𝑏. 𝑑 2 52,9. 106 = = 0,74 𝑀𝑃𝑎 0,8.1000. 2962 Jadi K < K max (memenuhi syarat) 2.𝐾
a = 1 − 1 − 0,85.𝑓 ′ . 𝑑 𝑐
2.0,74
= 1 − 1 − 0,85.25 . 296 = 10,4 mm 0,85. 𝑓𝑐′ . a. b fy 0,85. 25.10,4.1000 = = 884 𝑚𝑚2 250 𝑓𝑐′ < 31,36 𝑀𝑃𝑎 1,4. 𝑏. 𝑑 1,4.1000.296 𝐴𝑠,𝑢 = = = 1657,6 𝑚𝑚2 fy 250 Dipilih yang besar, yaitu 𝐴𝑠,𝑢 = 1657,6 𝑚𝑚2
𝐴𝑠,𝑢 =
e.
Untuk jalur pusat selebar L = 1,5 m 2. 𝐿. 𝐴𝑠,𝑢 𝐴𝑠,𝑝𝑢𝑠𝑎𝑡 = 𝐿+𝐵 2.1,5.1657,6 = 1,5 + 2,2 = 1506,9 𝑚𝑚2 Jarak tulangan: 1 . 𝜋. 𝐷2 . 𝑆 𝑠= 4 𝐴𝑠,𝑢𝑠𝑎𝑡 1 . 𝜋. 192 . 1000 = 4 = 188 𝑚𝑚 1506,9 𝑠 ≤ (2. 𝑓 = 2.400 = 800 𝑚𝑚) 𝑠 ≤ 450 𝑚𝑚 Dipilih yang kecil, yaitu s = 180 mm Jadi dipakai tilangan D19 – 180 1574 𝑚𝑚2 > 𝐴𝑠,𝑝𝑢𝑠𝑎𝑡 = 1506,9 𝑚𝑚2 ……… OK Untuk jalur tepi (diluar jalur pusat): 𝐴𝑠,𝑡𝑒𝑝𝑖 = 𝐴𝑠,𝑢 − 𝐴𝑠,𝑝𝑢𝑠𝑎𝑡 = 1657,6 − 1506,9 = 150,7 𝑚𝑚2 Jarak tulangan: 1 . 𝜋. 𝐷2 . 𝑆 𝑠= 4 𝐴𝑠,𝑡𝑒𝑝𝑖 1 . 𝜋. 192 . 1000 = 4 = 1880,45 𝑚𝑚 150,7 𝑠 ≤ (2. 𝑓 = 2.400 = 800 𝑚𝑚) 𝑠 ≤ 450 𝑚𝑚 Dipilih yang kecil, yaitu s = 450 mm Jadi dipakai tulangan D19 – 450 630,064 𝑚𝑚2 > 150,7 𝑚𝑚2 ………………. ok Kuat dukung pondasi 𝑃𝑢 = ∅. 0,85. 𝑓𝑐 . 𝐴1 = 0,7.0,85.25.450.450 = 3012187,5 𝑁 = 3012,18 𝐾𝑁 𝑃𝑢,𝑘 = 504,8 𝐾𝑁 < 3012,18 𝐾𝑁 ……………….. ok BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan Dari uraian pada bab-bab sebelumnya dapat disimpulkan antara lain : 1. Baja merupakan bahan yang mempunyai sifat struktur yang sangat baik, terlebih untuk bangunan pabrik karena kebutuhan jarak antar kolom yang jauh sedangkan atap biasanya merupakan atap metal yang ringan. 2. Profil baja untuk balok/kuda-kuda yang digunakan dalam perencanaan ini adalah baja I WF 350.175.7.11. 3. Profil baja untuk Kolom yang digunakan dalam perencanaan ini adalah baja I WF 300.300.8.14. 4. Sedangkan untuk gording digunakan profil baja Light Lip Channel C 150.75.20.4,5. 5. Dengan kondisi tanah setempat yang keadaan tanahnya tidak keras dan daya dukungnya cukup baik, maka pondasi telapak atau foot plate yang digunakan. Dengan kedalaman pondasi 2 meter lebar pondasi 2,2 x 1,5 meter, tebal pondasi 0,4 meter, dan lebar kolom 0,45 x 0,45 meter. 5.2. Saran 1. Untuk merelisasikan hasil perhitungan dengan di lapangan maka diperlukan pengawasan yang benar-benar teliti.
2.
3.
Pondasi yang direncanakan harus kuat menahan beban yang bekerja padanya. Selain itu tanah tempat pondasi diletakan juga harus bisa memberikan daya dukung yang cukup kuat agar pondasi tidak mengalami penurunan yang melebihi batas toleransi. Pada keseluruhan pembangunan pabrik ini seluruh material harus benar-benar sesuai dengan hasil perhitungan.
DAFTAR PUSTAKA Wigroho H, (2001). Analisis Perencanaan Struktur Frame Menggunakan SAP 2000 Versi 7.42, Andi, Yogyakarta. Prabawati Arie, (2010). Analisis Struktur Bangunan dan Gedung dengan 2000 Versi 14, Andi, Yogyakarta. Asroni Ali, (2010). Kolom Pondasi dan Balok ‘T’ Beton Bertulang, Graha Ilmu, Yogyakarta. ………., (2002). Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, Departemen Pekerjaan Umum. ………., (1984). Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI), Yayasan lembaga penyelidikan masalah bangunan. Gunawan,Ir. Rudi, (1988). Tabel Profil Kontruksi Baja, Kanisius, Yogyakarta.
