OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANG KONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015. (Skripsi) Oleh ARDINI YULIASTRI PUTRI

OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANG KONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015

(Skripsi)

Oleh ARDINI YULIASTRI PUTRI

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017

ABSTRAK OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANG KONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015


Meningkatnya pertumbuhan dan perkembangan perekonomian di Indonesia menyebabkan meningkatnya pembangunan gudang untuk menunjang pengembangan usaha. Namun, dikarenakan anggapan tentang mahalnya harga baja, menyebabkan penggunaan baja pada bangunan gudang menjadi tidak optimal, sehingga diperlukan perhitungan mengenai penentuan model gable frame serta dimensi profil baja, agar penggunaan baja dapat dioptimalkan. Pada penelitian ini, model portal dibatasi pada empat tipe yang memiliki perbedaan pada bentang haunch yang digunakan. Penelitian ini juga menggunakan Metode Kekakuan Langsung pada perhitungan analisis struktur dan panduan SNI 1729:2015 pada perhitungan analisis penampang. Dari perhitungan analisis struktur dan analisis penampang, didapat berat pada masing-masing tipe portal. Portal Tipe 1 adalah 4.771,89 kg, Portal Tipe 2 adalah 3.348,18 kg, Portal Tipe 3 adalah 3.682,24 kg, dan Portal Tipe 4 adalah 10.541,1506 kg. Berdasarkan hasil dari perhitungan berat yang didapat pada masing-masing tipe portal, dapat dilihat bahwa Portal Tipe 2 merupakan tipe portal yang memiliki berat yang paling kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa portal tersebut paling optimal.

Kata kunci : konstruksi gable frame, SNI 1729:2015, Metode Kekakuan Langsung

ABSTRACT OPTIMALISATION STEEL IWF PROFILE IN WAREHOUSE BUILDING GABLE FRAME CONSTRUCTION BASE ON SNI 1729:2015

By ARDINI YULIASTRI PUTRI

The increasement and development of economic growth in Indonesia cause increasement of the construction of warehouse to support business expansion. However, there is an opinion about expensive steel prices which is causes the use of the steel its self is not optimum. In this case, there must be a calculation to determine the model of gable frame and the dimension of steel profiles for the warehouse. In this study, the frame model is limited of four types that have differences in haunch span. This study also use the Direct Stiffness Method to calculate structural analysis and SNI 1729: 2015 to calculate section analysis. From structural and section analysis, obtained weight for each type of frame. Frame Type 1 has 4.771,89 kg, Frame Type 2 has 3.348,18 kg, Frame Type 3 has 3.682,24 kg and Frame Type 4 has 10.541,1506 kg. Based on the volume and weight calculation in each frame type, Frame Type 2 has the lowest weight. Hence, this type of portal can be considered as the most optimum portal type. Keywords: gable frame construction, SNI 1729: 2015, Direct Stiffness Method

OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANG KONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015


Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Jaya, 19 Juli 1995, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Sriyono, B.E. dan Ibu Endang Ratnawati, S.E. Pendidikan Taman Kanak-kanak (TK) Al Azhar 6 Jatimulyo, Lampung Selatan diselesaikan tahun 2001, Sekolah Dasar diselesaikan di SD Negeri 02 Jatimulyo Kecamatan Jatiagung, Kabupaten Lampung Selatan tahun 2007, Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 19 Bandar Lampung pada tahun 2010, dan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 09 Bandar Lampung pada tahun 2013. Tahun 2013, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Pada bulan Oktober sampai Desember 2015, penulis melaksanakan Kerja Praktik di Proyek Pembangunan Bahan Bangunan Mitra 10 Bandar Lampung. Pada bulan Januari sampai Maret 2016 penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Mulyo Dadi, Kecamatan Rawa Pitu, Kabupaten Tulang Bawang. Selama menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten dosen mata kuliah Analisis Struktur I Tahun ajaran 2015/2016, Analisis Struktur II Tahun ajaran 2016/2016 dan Hidrologi Terapan Tahun ajaran 2016/2017.

Penulis selama perkuliahan aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Lampung (HIMATEKS UNILA) sebagai anggota dan sebagai Sekertaris

Divisi

Pengembangan

pada

Departermen

Pengembangan Periode tahun ajaran 2015/206.

Penelitian

dan

Penulis juga pernah masuk

sepuluh besar pada Lomba Beton Nasional pada tahun ajaran 2014/2015.

Tanpa mengurangi rasa syukurku pada Allah Subhanahu Wata”ala, kupersembahkan karyaku

Kepada Bapak dan Ibu tersayang Terimakasih atas bimbingan, didikan, kasih sayang, kesabaran, serta doa yang selalu kalian berikan kepadaku sehingga aku bisa sampai di tahap ini.

Kepada Keluargaku tercinta Kakak dan adik serta keponakan yang selalu mendoakan dan mengharapkan

keberhasilanku atas kasih sayang, perhatian, dan dorongan semangatnya takkan pernah aku lupakan.

Kepada Sahabat dan Teman-temanku Atas dukungan, kesabaran dan bantuannya sehingga karya ini dapat selesai.

Serta

Almamater tercinta

Fakultas Teknik Universitas Lampung

“…Hal-hal terbaik dalam hidup justru seringnya harus melalui usaha yang lama dan menguji kesabaran dulu.” (Ika Natassa dalam Novel Critical Eleven)

“Ilmu jangan hanya objek hafalan, ilmu untuk memahami dan menuntaskan persoalan” (Najwa Shihab)

“Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi pula kamu menyukai sesuatu padahal ia amat buruk bagimu; Allah mengetahui, sedangkan kamu tidak mengetahui.” (QS. Al-Baqarah :216)

“Menjalankan sesuatu sesuai dengan apa yang sudah kita rencanakan adalah sesuatu yang cerdas. Tapi menjalankan sesuatu dengan menerima apa yang sudah direncanakan-Nya adalah sesuatu yang jauh lebih baik.” (Ardini Yuliastri Putri)

SANWACANA

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayahNya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan Judul “Optimalisasi Profil Baja IWF pada Bangunan Gudang Konstruksi Gable Frame berdasarkan SNI 1729:2015”. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang tulus kepada : 1.

Bapak Bayzoni, S.T.,M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan ilmu pengetahuan, saran, kritik, semangat dan bimbingan dalam penelitian.

2.

Ibu Dr. Eng. Ratna Widyawati, S.T., M.T., selaku Pembimbing Kedua yang telah memberikan ilmu pengetahuan, saran, kritik, semangat dan bimbingan dalam penelitian ini.

3.

Ibu Hasti Riakara Husni, S.T.,M.T., selaku Penguji bukan Pembimbing atas saran, kritik, dan bimbingan dalam penelitian ini.

4.

Bapak Suyadi, S.T.,M.T., selaku Pembimbing Akademik saya.

5.

Bapak Dr. Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., selaku Ketua Bidang Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

6.

Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

7.

Bapak Prof. Dr. Ir. Hasriadi Mat Akin, M.P., selaku Rektor Universitas Lampung.

8.

Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung atas ilmu bidang sipil yang telah diberikan selama perkuliahan.

9.

Bapak dan Ibu Staf Administrasi dan pegawai Jurusan Teknik Sipil dan Fakultas Teknik Universitas Lampung, yang telah banyak membantu dalam persiapan pelaksanaan seminar dan penyelesaian skripsi.

10. Bapak, Ibu, Mbak, Adek, Mas dan Ponakan tercinta yang tidak hentinya mendoakan dan memberikan dukungan dalam menyelesaikan perkuliahan di Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung. 11. Keluarga besar saya yang selalu memberikan dukungan serta do’a untuk kesuksesan saya dalam menyelesaikan perkuliahan di Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung. 12. Teman sekaligus sahabat seperjuangan penelitian Sella Anggraini, terima kasih atas bantuan, kerja sama, saran, dan kritik selama penelitian berlangsung. 13. Sahabat-sahabatku seperjuangan Teknik Sipil, Lintang Kurnia Aridini, Alvio Rini, Fakhriyah Putri, Devie Arisandy Sumantri, dan Diah Ayu terimakasih atas bantua, do’a, persahabatan, persaudaraan, serta dukungannya selama ini. 14. Teman-teman seperjuangan Teknik Sipil 2013, Rara, Putri, Clara, Novia, Sani, Melly, Ismawan, Tulus, Andrey, Yogo, Fazario, Yusrizal, Reston, Adit, Kasri, Ucup, Efri, Septi, Angel, Poppy, Reni dan teman-teman lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih telah memberikan semangat, bantuan dan rasa persaudaraan selama kuliah.

15. Sahabat terbaikku sedari bangku Sekolah Menengah Atas Nurul, Aderia, Nanda, Endy, Anggi, Dini, Reva, Fadillah dan Sophi yang selalu memberikan semangat. 16. Teman-teman semasa KKN, Jenisa, Mba Jayanti, Ratu, Bisart, Herze, dan Bang Rio, atas rasa persaudaraan yang dibentuk selama 60 hari, sehingga penulis dapan menyelesaikan KKN dengan baik. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, tetapi saya berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bandar Lampung, Penulis,

Juli 2017

Ardini Yuliastri Putri

x

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR GAMBAR......................................................................................

xii

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

xiii

DAFTAR NOTASI.........................................................................................

xiv

I. PENDAHULUAN A. B. C. D. E.

Latar Belakang ..................................................................................... Rumusan Masalah ................................................................................ Batasan Masalah .................................................................................. Tujuan Penelitian ................................................................................. Manfaat Penelitian ...............................................................................

1 2 2 3 3

II. TINJAUAN PUSTAKA A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. M. N.

Konstruksi Gable Franme.................................................................... Profil Wide Flange ............................................................................... Konsep Optimalisasi ............................................................................ Definisi Balok-Kolom.......................................................................... Beban ................................................................................................... Gording ................................................................................................ Batang Tarik (Trackstang) ................................................................... Ikatan Angin (Bracing) ........................................................................ Metode Kekakuan Langsung ............................................................... Persyaratan Desain............................................................................... Perencanaan Komponen Lentur ........................................................... Perencanaan Komponen Struktur untuk Geser .................................... Desain Komponen Struktur untuk Tekan ............................................ Desain Komponen Struktur untuk Kombinasi Gaya dan Torsi ...........

4 5 6 7 9 15 17 17 18 20 23 35 37 43

III.METODOLOGI PENELITIAN A. Umum .................................................................................................. B. Bahan dan Alat..................................................................................... C. Metode Penelitian ................................................................................

45 45 46

xi

D. Model Portal......................................................................................... E. Diagram Alir Penelitian .......................................................................

47 48

IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. B. C. D. E. F. G. H. I. J.

Tinjauan Umum ................................................................................... Penentuan Jarak Antar Gording ........................................................... Penentuan Tekanan Angin ................................................................... Perencanaan Goding ............................................................................ Perencanaan Trackstang ...................................................................... Perencanaan Bracing............................................................................ Pembebanan pada Gable Frame .......................................................... Hasil Analisis Struktur ......................................................................... Profil Balok dan Kolom ....................................................................... Volume Profil pada Portal Gable Frame .............................................

50 51 52 55 65 66 68 69 70 71

V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan .............................................................................................. B. Saran ....................................................................................................

73 74

DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................

75

LAMPIRAN A. PERHITUNGAN 1. Penentuan Jarak Antar Gording ........................................................... 2. Penentuan Tekanan Angin ................................................................... 3. Perencanaan Gording ........................................................................... 4. Perencanaan Treckstang....................................................................... 5. Perencanaan Bracing............................................................................ 6. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 1 ................................................ 7. Metode Kekakuan Langsung Tipe 1 .................................................... 8. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 1 ....................................... 9. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 2 ................................................ 10. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 2 ....................................... 11. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 3 ................................................ 12. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 3 ....................................... 13. Pembebanan pada Balok Gable Tipe 4 ................................................ 14. Evaluasi Rasio Kekuatan pada Portal Tipe 4 ....................................... 15. Tabel Pemilihan Profil Gording, Balok dan Atap................................

79 80 82 89 91 92 97 150 160 168 179 187 198 205 214

LAMPIRAN B. LEMBAR ASISTENSI ...................................................... 218 LAMPIRAN C. SURAT MENYURAT........................................................ 224

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1. Konstruksi Gable Frame ....................................................................

5

2. Profil Baja Wide Flange .....................................................................

6

3. Struktur Portal Statis Tak Tentu .........................................................

8

4. Distribusi Koefisien Tekanan Eksternal .............................................

14

5. Bagian-Bagian Penutup Atap .............................................................

15

6. Perletakan Batang Tarik .....................................................................

16

7. Ikatan Angin .......................................................................................

17

8. Matriks Transformasi .........................................................................

18

9. Matriks Kekakuan Elemen .................................................................

19

10. Penyusunan Matriks Kekakuan Struktur ............................................

20

11. Balok Terkekang Secara Lateral ........................................................

23

12. Portal Gable Frame dengan Haunch 1/8 bentang ..............................

47

13. Portal Gable Frame dengan Haunch ¼ bentang ................................

47

14. Portal Gable Frame dengan Haunch ½ bentang ................................

47

15. Portal Gable Frame dengan Haunch 1 bentang .................................

48

16. Diagram Alir Penelitian......................................................................

48

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

1. Beban Hidup Gedung ..........................................................................

10

2. Faktor Arah Angin (Kd).......................................................................

11

3. Kekasaran Permukaan .........................................................................

12

4. Koefisien Tekanan Internal (GCpi).....................................................

12

5. Koefisien Eksposur Tekanan Velositas...............................................

13

6. Koefisien Tekanan Atap (Cp) ..............................................................

15

7. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal F SNI 1729:2015..............

24

8. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan Komponen Struktur Menahan Lentur ..................................................................................

24

9. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal E SNI 1729:2015 .............

38

10. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan Komponen Struktur Menahan lentur....................................................................................

38

11. Beban pada Sisi Kiri Atap Gable Frame ............................................

68

12. Beban pada Sisi Kanan Atap Gable Frame ........................................

69

13. Beban pada Sisi Kiri Dinding Gable Frame .......................................

69

14. Beban pada Sisi Kanan Dinding Gable Frame ...................................

69

15. Gaya Lentur, Gaya Normal dan Gaya Geser Maksimum ...................

70

16. Profil pada Konstruksi Gable Frame ..................................................

71

17. Berat dan Volume Baja Masing-Masing Portal ..................................

71

xv

DAFTAR NOTASI

A

: Luas trackstang (cm2)

Aatap

: Luas atap (m2)

Abracing

: Luass bracing (cm2)

Ag

: Luas bruto penampang dari komponen struktur (mm2)

Aw

: Luas dari badan, tinggi keseluruhan dikalikan dengan ketebalan badan (mm2)

bf

: Lebar sayap (mm)

C

: Penampang baja kompak

Cb

: Faktor modifikasi tekuk torsi-lateral untuk diagram momen tidak merata

Cp

: Koefisien tekanan eksternal

Cv

: Koefisien geser badan

Cw

: Konstanta pilin (mm6)

D

: Beban mati (N)

d

: Diameter (mm)

dg

: Jarak antar gording (m)

dk

: Jarak antar portal (m)

E

: Modulus elastis baja = 29.000 ksi (200.000 MPa)

Fcr

: Tegangan kritis (MPa)

Fcry

: Tegangan kritis terhadap sumbu y simetris (MPa)

Fcrz

: Tegangan tekuk torsi kritis (MPa)

Fe

: Tegangan tekuk elastis (MPa)

fijin

: Tegangan leleh/putus ijin (MPa)

FL

: Besaran tegangan lentur pada sayap tekan dimana tekuk lokal sayap atau tekuk lateral-torsi dipengaruhi oleh pelelehan (Mpa)

xvi

Fn

: Tegangan nominal (MPa)

Fy

: Tegangan leleh minimum yang disyaratkan dari tipe baja yang digunakan (Mpa)

G

: Faktor efek tiupan angin

G

: Modulus elastis geser dari baja (MPa)

GCpi

: Koefisien tekanan internal

h

: Jarak bersih antara sayap (mm)

H

: Tinggi kolom (m)

ho

: Jarak antara titik berat sayap (mm)

Ix,Iy

: Momen inersia di sumbu utama (mm4)

J

: Konstanta torsi (mm4)

kc

: Koefisien untuk elemen langsing tak-diperkaku

Kd

: Faktor arah angin

kv

: Koefisien tekuk geser pelat badan

Kx

: Faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu x

Ky

: Faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu y

Kz

: Faktor panjang efektif untuk tekuk torsi

Kz atau Kh

: Koefisien eksposur tekanan velositas

Kzt

: Faktor topografi

L

: Beban hidup (N)

L

: Panjang tanpa di breising lateral dari komponen struktur (mm)

L

: Bentang kuda-kuda (m)

Lb

: Panjang antara titik-titik yang dibreis untuk mencegah peralihan lateral sayap tekan atau dibreis untuk mencegah puntir penampang melintang (mm)

Lp

: Pembatasan panjang tidak dibreis secara lateral untuk kondisi batas leleh (mm)

Lr

: Pembatasan panjang tidak dibreis secara lateral untuk kondisi batas tekuk torsi-lateral inelastis (mm)

Mc

: Kekuatan lentur tersedia (N-mm)

Mcr

: Momen kritis (N-mm)

MDx

: Momen beban mati arah x (N-mm)

xvii

MDy

: Momen beban mati arah y (N-mm)

Mn

: Kekuatan lentur nominal (N-mm)

Mp

: Momen lentur plastis (N-mm)

MPx

: Momen beban hidup arah x (N-mm)

MPy

: Momen beban hidup arah y (N-mm)

Mr

: Kekuatan lentur perlu menggunakan kombinasi beban DFBK (N-mm)

MRx

: Momen beban merata air hujan arah x (N-mm)

MRy

: Momen beban merata air hujan arah y (N-mm)

Mux

: Momen ultimate arah x (N-mm)

Mux 1

: Momen ultimate arah x kombinsasi 1 (N-mm)

Mux 2


Mux 3


Mux 4


Mux 5


Muy

: Momen ultimate arah y (N-mm)

Muy 1

: Momen ultimate arah y kombinsasi 1 (N-mm)

Muy 2


Muy 3


Muy 4


Muy 5


Mw3x

: Momen beban angin atap kiri arah x (N-mm)

Mw3y

: Momen beban angin atap kiri arah y (N-mm)

MW4x

: Momen beban angin atap kanan arah x (N-mm)

MW4y

: Momen beban angin atap kanan arah y (N-mm)

Myc

: Momen di pelelehan serat terluar pada sayap tekan (N-mm)

n

: Banyak gording

NC

: Penampang baja nonkompak

Øb

: Faktor ketahanan untuk lentur = 0,90

Øc

: Faktor ketahanan untuk tekan = 0,90

P

: Beban (N)

xviii

P

: Beban hidup atap (N)

p1

: Tekanan dinding angin kiri (N/mm2)

P1

: Beban terpusat akibat beban mati trackstang (kg)

p2

: Tekanan dinding angin kanan (N/mm2)

P2

: Beban terpusat akibat beban air hujan trackstang (kg)

p3

: Tekanan atap angin kiri (N/mm2)

P3

: Beban terpusat akibat beban hidup trackstang (kg)

p4

: Tekanan atap angin kanan (N/mm2)

Pc

: Kekuatan aksial tersedia (N)

PDx

: Beban terpusat mati arah x (kg)

PDy

: Beban terpusat mati arah y (kg)

PLx

: Beban terpusat hidup arah x (kg)

PLy

: Beban terpusat hidup arah y (kg)

Pn

: Kekuatan tekan nominal (N)

Pr

: Kekuatan aksial perlu menggunakan kombinasi beban DFBK (N)

ɸRn

: Kekuatan desain (N)

Pux

: Beban terpusat ultimate arah x (kg)

Pux 1

: Beban terpusat ultimate arah x kombinasi 1 (kg)

Pux 2


Pux 3


Pux 4


Pux 5


Puy

: Beban terpusat ultimate arah y (kg)

Puy 1

: Beban terpusat ultimate arah y kombinasi 1 (kg)

Puy 2


Puy 3


Puy 4


Puy 5


PWx

: Beban terpusat angin arah x (kg)

PWy

: Beban terpusat angin arah y (kg)

xix

Px

: Beban hidup atap arah x (kg)

Py

: Beban hidup atap arah y (kg)

Q

: Faktor reduksi neto yang untuk semua elemen tekan langsing

qa

: Berat atap (kg)

qD

: Beban merata mati (kg/m)

qDx

: Beban merata mati arah x (kg/m)

qDy

: Beban merata mati arah y (kg/m)

qg

: Berat gording (kg)

qR

: Beban merata air hujan (kg/m)

qw3

: Beban merata atap angin kiri (kg/m)

qw4

: Beban merata atap angin kanan (kg/m)

qz

: Tekanan velositas (N/m2)

R

: Beban hujan (kg)

r

: Radius girasi (mm)

r

: Panjang sisi miring atap (m)

Rn

: Kekuatan nominal (N)

Rpc

: Faktor plastifikasi badan

rt

: Radius girasi efektif untuk tekuk lateral (mm)

rts

: Radius girasi efektif (mm)

Ru

: Kekuatan perlu menggunakan kombinasi beban DFBK (N)

rx

: Radius girasi di sumbu x (mm)

Rx

: Beban merata air hujan arah x (kg/m)

ry

: Radius girasi di sumbu y (mm)

Ry

: Beban merata air hujan arah y (kg/m)

S

: Beban salju (kg)

S

: Penampang baja langsing

Sx

: Modulus penampang elastis di sumbu x (mm3)

Sxc.Sxt

: Modulus penampang elastis untuk sayap tekan dan tarik (mm3)

tw

: Ketebalan badan (mm)

V

: Kecepatan angin (m/s)

Vn

: Kekuatan geser nominal (N)

xx

Vu

: Kekuatan geser ultimate (N)

W

: Beban angin (kg)

Wbracing

: Berat bracing (kg)

Wtrekstang

: Berat trackstang (kg)

x

: Indeks sehubungan dengan sumbu kuat lentur

x

: Jarak setengan bentang kuda-kuda (mm)

xo,yo

: Koordinat pusat geser sehubungan dengan titik berat (mm)

Y

: Pelelehan

y

: Indeks sehubungan dengan sumbu lemah lentur

y

: Tinggi kuda-kuda (m)

Zx

: Modulus penampang plastis di sumbu x, in3 (mm3)

α

: Kemiringan atap (o)

Δx

: Lendutan akibat beban arah x (mm)

Δy

: Lendutan akibat beban arah y (mm)

λ

: Parameter kelangsingan

λp

: Parameter batas kelangsingan untuk elemen kompak

λr

: Parameter batas kelangsingan untuk elemen nonkompak

π

: Pi (3,14 atau 22/7)

φ

: Fakror ketahanan

1

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Semakin meningkatnya pertumbuhan dan perkembangan perekonomian Indonesia di era globalisasi seperti sekarang ini, membuat meningkatnya pula pembangunan gedung dan prasarana lainnya yang dapat menunjang pengembangan usaha perusahaan-perusahaan yang bergerak di bidang produksi, salah satunya adalah gudang. Namun, konstruksi bangunan besar seperti gudang, memerlukan ruangan yang cukup luas tanpa tiang-tiang penyanga di tengah ruangan, sehingga diperlukan suatu konstruksi yang dapat digunakan untuk bentang yang cukup besar . Konstruksi tersebut adalah konstruksi gable frame, yaitu merupakan konstruksi dimana sering kali digunakan sebagai konstruksi bangunan gudang dengan bahan konstruksi yang digunakan adalah baja profil IWF. Tujuan perencanaan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang memenuhi kriteria terhadap kekuatan, kemampu layanan dan ekonomis. Sehingga dalam memilih bahan material konstruksi juga harus dipilih, apakah itu kayu, beton atau baja, yang mana dasar pemilihannya adalah kekuatan, kekakuan dan daktilitas dari suatu bahan konstruksi tersebut. (Dewobroto, 2016)

2

Meskiput begitu, material yang unggul pada ketiga kriteria tersebut tidak mesti banyak dipakai, misalnya saja material baja yang mempunyai kriteria lebih unggul dibanding beton atau kayu, tetapi di lapangan menunjukan bahwa konstruksi baja masih kalah populer dibanding beton, dengan alasan harga yang mahal. Sehingga dikarenakan dengan alasan tersebut, konstruksi baja menjadi tidak optimal. Oleh karena itu, penentuan model gable frame serta dimensi profil baja yang akan digunakan pada konstruksi perlu diperhitungkan sebagai upaya dalam mengoptimalkan pemakaian baja. B. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah bagaimana penggunaan profil baja IWF yang paling optimal pada bangunan gudang konstruksi gable frame berdasarkan SNI 1729-2015. C. Batasan Masalah Berdasarkan permasalahan–permasalahan yang telah di uraikan diatas, agar tidak menyimpang dari tugas akhir ini maka dibuat suatu batasan masalah. Batasan–batasan masalah dalam pembahasan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Menentukan data profil (mutu dan dimensi) penutup atap untuk struktur bangunan dengan bentang 30 m dengan beberapa variasi bentang haunch. 2. Mehitung pembebanan menggunakan panduan SNI 1727-2013. 3. Menganalisis struktur portal menggunakan bantuan Program Microsoft Excel.

3

4. Menghitung desain struktur menggunakan panduan SNI 03-1729-2015. D. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Merencanakan profil baja untuk bangunan gudang konstruki gable frame. 2. Mengetahui profil baja IWF yang paling optimal jika digunakan pada konstruksi gable frame. E. Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Memberikan pengetahuan dan pemahaman bagi pembaca dan perancang struktur dalam menghitung dan memilih dimensi profil baja yang tepat untuk variasi gable frame tertentu. 2. Dapat digunakan sebagai pedoman penentuan profil baja pada konstruksi gudang yang serupa.

4

II.

A.

TINJAUAN PUSTAKA

Konstruksi Gable Frame

Faktor kekuatan merupakan hal yang paling utama dalam perencanaan suatu struktur gedung. Dimana penerapannnya 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 . (Firman, 2014)

Konstruksi gable frame adalah statis tak tentu yang memiliki komponenkomponen yang berperan dalam menunjang kekuatan strukturnya, yaitu rafter, kolom, base plate, dan haunch seperti yang dapat dilihat pada Gambar 1.. Penyelesaian perhitungan statis tak tentu pada konstruksi gable frame yaitu dengan cara bermacam-macam, namun salah satunya adalah metode kekakuan langsung dengan gaya-gaya yang bekerja pada batangbatangnya adalah N, D dan M.

5

Gambar 1. Konstruksi Gable Frame. 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, untuk memuat alat penyambung baut dan mencukupi kekuatan sambungan, serta mempunyai pengaruh terhadap kekuatan struktur secara keseluruhan.

B.

Profil Wide Flange

Profil Wide Flange adalah profil berpenampang H atau I dengan sumbu simetri ganda, yang dihasilkan dari proses canai panas (Hot rolling mill) atau profil tersusun buatan. Baja Profil WF-beam memiliki dimensi tinggi badan (H), lebar sayap (B), tebal badan (t1), tebal sayap (t2) merata dari ujung hingga pangkal radius (r) dengan penjelasan seperti pada Gambar 2 berikut ini.

6

Gambar 2. Profil Baja Wide Flange.

C.

Konsep Optimalisasi

Dalam pelaksanaan pembangunan proyek konstruksi sering mengalami keterlambatan akibat berbagai hal yang menyebabkan terjadinya kerugian materi dan waktu. Oleh karena itu dilaksanakan optimalisasi sumber daya yang ada khususnya sumber daya biaya dan waktu.

Adapun tujuan

mengoptimalkan suatu proyek adalah agar dapat memperoleh keuntungan yang lebih baik tanpa mengurangi kualitas (mutu) suatu kontruksi. Optimalisasi berasal dari kata dasar optimal yang berarti yang terbaik. Jadi optimalisasi adalah proses pencapaian suatu pekerjaan dengan hasil dan keuntungan yang besar tanpa harus mengurangi mutu dan kualitas dari suatu pekerjaan.

Pengertian optimalisasi menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia adalah optimalisasi berasal dari kata optimal yang berarti terbaik, tertinggi, jadi optimalisasi adalah suatu proses meninggikan atau meningkatkan.

7

Pengertian optimalisasi menurut Wikipedia adalah serangkaian proses yang dilakukan secara sistematis yang bertujuan untuk meninggikan volume dan kualitas grafik kunjungan melalui mesin mencari menuju situs web tertentu dengan memanfaatkan mekanisme kerja atau alogaritma mesin pencari tersebut. Berdasarkan

pengertian

diatas

penulis

menyimpulkan

pengertian

optimalisasi adalah suatu proses yang dilakukan dengan cara terbaik dalam suatu pekerjaan untuk mendapatkan keuntungan tanpa harus mengurangi kualitas pekerjaan.

D.

Definisi Balok-Kolom

Suatu komponen struktur harus mampu memikul beban aksial (tarik/tekan) serta momen lentur. Apabila besarnya gaya aksial yang bekerja cukup kecil dibandingkan momen lentur yang bekerja, maka efek dari gaya aksial tersebut dapat diabaikan dan komponen struktur tersebut dapat didesain sebagai komponen balok lentur.

Namun apabila komponen struktur

memikul gaya aksial dan momen lentur tidak dapat diabaikan salah satunya, maka komponen struktur tersebut dinamakan balok-kolom (Setiawan, 2008).

Bila

lentur

digabungkan

ketidakstabilannya

menjadi

dengan berkurang

tarikan dan

aksial,

kemungkinan

kelelehannya

biasanya

membatasi perencanaan. Sedangkan untuk gabungan lentur dengan tekan aksial, kemungkinan ketidakstabilannya menjadi meningkat.

8

Elemen balok-kolom umumnya dijumpai pada struktur-struktur statis tak tertentu, yang dimisalkan pada struktur portal statis tak tertentu pada Gambar 3 berikut ini.

Gambar 3. Struktur Portal Statis Tak Tentu. Akibat kondisi pembebanan yang bekerja, maka batang AB tidak hanya memikul beban merata saja namun juga memikul beban lateral P1. Dalam hal ini efek lentur dan gaya tekan P1 yang bekerja pada batang AB harus dipertimbangkan dalam proses desain penampang batang AB, maka batang AB harus didesain sebagai suatu elemen balok-kolom. Selain batang AB yang didesain sebagai elemen balok-kolom, batang AC, BD, CE, DF, juga didesain sebagai elemen balok-kolom. Karena selain memikul gaya aksial akibat reaksi dari balok-balok AB dan CD, efek lentur dan efek gaya aksial yang bekerja tidak bisa diabaikan salah satunya. Berbeda dengan batang CD yang hanya didominasi oleh efek lentur, gaya lateral P2 telah dipikul oleh pengaku-pengaku (bracing) bentuk X. Sehingga batang CD dapat didesain sebagai suatu elemen balok tanpa pengaruh gaya aksial. (Setiawan, 2008).

9

E.

Beban

Beban adalah gaya luar yang bekerja pada suatu struktur. Penentuan secara pasti besarnya beban yang bekerja pada suatu struktur selama umur layannya merupakan salah satu pekerjaan yang cukup sulit.

Dan pada

umumnya penentuan besarnya beban hanya merupakan suatu estimasi saja. Meskipun beban yang bekerja pada suatu lokasi dari struktur dapat diketahui secara pasti, namun distribusi beban dari elemen ke elemen, dalam suatu struktur umumnya memerlukan asumsi dan pendekatan.

Beberapa jenis

beban yang sering dijumpai antara lain: 1.

Beban Mati Beban mati merupakan semua berat sendiri gedung dan segala unsur tambahan yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung tersebut. Sesuai SNI 1727:2013, yang termasuk beban mati adalah seperti dinding, lantai, atap, plafon, tangga, finishing dan lain-lain.

2.

Beban Hidup Beban hidup adalah beban gravitasi yang bekerja pada struktur dalam masa layanan, dan timbul akibat gangguan suatu gedung. Termasuk beban ini adalah berat manusia, perabutan yang dapat dipindah-pindah, kendaraan, dan barang-barang lain. Karena besar dan lokasi beban yang senantiasa berubah-ubah, maka penentuan beban hidup secara pasti adalah merupakan suatu hal yang cukup sulit (Setiawan, 2008). Beberapa beban hidup berdasarkan SNI 1727:2013 ditampilkan dalam Tabel 1 berikut ini.

10

Tabel 1. Beban Hidup Gedung Hunian atau Penggunaan Atap Atap dasar, berbubung, dan lengkung Atap digunakan untuk taman atap Atap yang digunakan untuk tujuan lain Atap yang digunakan untuk hunian lainnya Awning dan kanopi Konstruksi pabrik yang didukung oleh struktur rangka Rangka tumpu layar tertutup Semua konstruksi lainnya Komponen struktur atap, yang terhubung langsung dengan pekerjaan lantai Titik panel tunggal dari batang bawah rangka atap atau setiap titik sepanjang komponen struktur utama yang mendukung atap diatas pabrik, gudang, dan perbaikan garasi Semua komponen struktur utama atap lainnya Semua permukaan atap dengan beban pekerja pemeliharaan Sekolah Ruang kelas Koridor di atas lantai pertama Koridor lantai pertama Bak-bak/scuttles, rusuk untuk atap kaca dan langit-langit yang dapat diakses Pinggir jalan untuk pejalan kaki, jalan lintas kendaraan, dan lahan/jalan untuk truk-truk Tangga dan jalan keluar Rumah tinggal untuk satu dan dua keluarga saja Gudang di atas langit-langit Gudang penyimpan barang sebelum disalurkan ke pengecer (jika diantisipasi menjadi gudang penyimpanan, harus dirancang untuk beban lebih berat) Ringan Berat Sumber : SNI 1727-2013

Merata psf (kN/m2)

Terpusat lb (kN)

20 (0,96) 100 (4,79) Sama seperti hunian dilayani

5 (0,24) 5 (0,24) 20 (0,96)

200 (0,89) 2000 (8,9)

300 (1,33)

300 (1,33)

40 (1,92) 80 (3,83) 100 (4,79)

1000 (4,45) 1000 (4,45) 1000 (4,45) 200 (0,89)

250 (11,97)

8000 (35,6)

100 (4,79) 40 (1,92)

300 300

20 (0,96)

125 (6,00) 250 (11,97)

11

3.

Beban Air Hujan Berdasarkan SNI 1727:2013 beban air hujan rencana dirancang pada setiap bagian dari suatu atap dan mampu menahan beban dari semua air hujan, yang dihitung berdasarkan persamaan 2.1 berikut ini R = 0,0098(ds + dh) .........................................................................(2.1) Keterangan R

= beban air hujan pada atap yang tidak melendut, lb/ft2. (N/mm2)

ds

= kedalaman air pada atap yang tidak melendut meningkat ke lubang masuk sistem drainase sekunder apabila system drainase perimer tertutup (tinggi statis), in. (mm)

dh

= tambahan kedalaman air pada atap yang tidak melendut di atas lubang masuk sistem drainase sekunder pada aliran air rencana (tinggi hidrolik), in. (mm)

4.

Beban Angin Penentuan beban angin dapat dilakukan dengan menentukan parameterparameter dasar yang diasumsikan berdasarkan Pasal 26 dan Pasal 27 SNI 1727 :2013. Beban angin diasumsikan datang dari segala arah horizontal serta beban angin dapat diperbesar jika catatan atau pengalaman menunjukan bahwa kecepatan angin lebih tinggi daripada yang ditentukan. (SNI 1727:2013) a. Penentuan parameter dasar berdasarkan Pasal 26 SNI 1727:2013 1) Kecepatan angin dasar (V), ditentukan berdasarkan instansi yang berwenang, sesuai kategori risiko bangunan dan struktur

12

2) Faktor arah angin (Kd), ditentukan berdasarkan Pasal 26.6 SNI 1727:2013 yang beberapa ditampilkan pada Tabel 2 dibawah ini Tabel 2. Faktor Arah Angin (Kd). Faktor Arah Angin, Kd

Tipe Struktur Bangunan Gedung Sistem Penahan Beban Angin Utama Komponen dan Klading Bangunan Gedung Atap Lengkung Cerobong asap, Tangki, dan Struktur yang sama Segi empat Segi enam Bundar

0,85 0,85 0,85

0,90 0,95 0,95

Sumber : SNI 1727-2013

3) Eksposur, untuk setiap arah angin yang diperhitungkan, yang didasarkan pada kekasaran permukaan tanah yang ditentukan dari topografi alam, vegetasi, dan fasilitas dibangun, kategori kekasaran permukaan ditampilkan pada Tabel 3 berikut ini Table 3. Kekasaran Permukaan Kategori Kekasaran B

C

D

Daerah Daerah perkotaan dan pinggir kota, daerah berhutan atau daerah lain dengan penghalang berjarak dekat yang banyak memiliki ukuran dari tempat tinggal keluarga-tunggal atau lebih besar. Dataran terbuka dengan penghalang tersebar yang memiliki tinggi umumnya kurang dari30 ft(9,1m). Kategori ini mencakup daerah terbuka datardan padang rumput. Area datar,area tidak terhalang dan permukaan air.Kategori ini berisi lumpur halus, padang garam, dan es tak terputus


4) Faktor Topografi (Kzt), digunakan untuk menentukan efek peningkatan kecepatan angin, jika kondisi situs dan lokasi gedung dan struktur bangunan lain tidak memenuhi semua

13

kondisi yang disyaratkan dalam Pasal 26.8.1 SNI 1727:2013, Kzt = 1,0.

5) Faktor Efek Tiupan Angin (G), untuk suatu bangunan gedung dan struktur lain yang kaku boleh diambil sebesar 0,85. 6) Koefisien Tekanan Internal (GCpi), diklasifikasikan pada Tabel 4 di bawah ini. Tabel 4. Koefisien Tekanan Internal (GCpi) Klasifikasi Ketertutupan

GCpi

Bangunan gedung terbuka Bangunan gedung tertutup sebagian Bangunan gedung tertutup

0,00 0,55 0,18


b. Penentuan koefisien eksposur tekanan velositas, Kz atau Kh Koefisien eksposur tekanan velositas ditentukan dalam Tabel 5 berikut ini. Tabel 5. Koefisien Eksposur Tekanan Velositas Tinggi Atas Level Tanah (z) Ft (m) 0-15 (0-4,6) 20 (6,1) 25 (7,6) 30 (9,1) 40 (12,2) 50 (15,2) 60 (18)

Eksposur B 0,57 0,62 0,66 0,70 0,76 0,81 0,85

C 0,85 0,90 0,94 0,98 1,04 1,09 1,13

D 1,03 1,03 1,08 1,12 1,16 1,22 1,27


c. Tekanan Velositas Tekanan velositas, qz, dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung dengan persamaan berikut: [Dalam SI: qz= 0,613KzKztKdV2 (N/m2); V dalam m/s].......(2.2)

14

Keterangan Kd

= faktor arah angin, Tabel 2 (hal. 12)

Kz

= koefisien eksposur tekanan velositas, Tabel 5 (hal. 13)

Kzt

= faktor topografi tertentu

V

= kecepatan angin dasar

qz

= tekanan velositas dihitung menggunakan Persamaan 2.2

qh

= tekanan velositas dihitung menggunakan Persamaan 2.2

d. Beban Angin Beban angin untuk bangunan bangunan gedung dari semua ketinggian harus ditentukan persamaan berikut: p = qGCp – qi(GCpi) (lb/ft2) (N/m2) ..........................................(2.3) Keterangan q

= qz untuk dinding di sisi angin datang yang diukur pada ketinggian z di atas permukaan tanah

q

= qh untuk dinding di sisi angin pergi, dinding samping, dan atap yang diukur pada ketinggian h

G

= faktor efek-tiupan angin, lihat Subbab E.3.(5)

Cp

= koefisien tekanan eksternal dari Tabel 6 (hal. 15)

(GCpi) = koefisien tekanan internal dari Tabel 4 (hal. 13) e. Koefisien tekanan eksternal (Cp) Koefisien tekanan eksternal ditentukan secara bersamaan pada dinding dan atap berdasarkan Gambar 4 dan dalam Tabel 6 berikut ini.

15

Sumber : SNI 1727:2013

Gambar 4. Distribusi Koefisien Tekanan Eksternal. Tabel 6. Koefisien Tekanan Atap (Cp) Koefisien Tekanan Dinding Permukaan L/B Dinding di sisi angin datang Dinding di sisi angin pergi Dinding tepi

Arah Angin Tegak lurus terhadap bubungan untuk θ ≥ 10°

Cp

Seluruh nilai

0,8

0-1

-0,5

2

-0,3

≥4

-0,2

Seluruh

-0,7

Koefisien Tekanan Atap Di sisi angin datang Sudut, θ (derajat) h/L 10 15

Di sisi Angin Pergi Sudut, θ (derajat) 10 15

≤0,25

-0,7

-0,5

-0,3

-0,6

0,5

-0,9

-0,7

-0,5

-0,6

*Nilai disediakan untuk interpolasi


F.

Gording

Gording membagi bentangan atap dalam jarak-jarak yang lebih kecil pada proyeksi horisontal. Gording meneruskan beban dari penutup atap, reng, usuk, orang, beban angin, beban air hujan pada titik-titik buhul kuda-kuda.

16

Gambar 5. Bagian-Bagian Penutup Atap. Gording berada di atas kuda-kuda, biasanya tegak lurus dengan arah kudakuda. Gording menjadi tempat ikatan bagi usuk, dan posisi gording harus disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia. Gording harus berada di atas titik buhul kuda-kuda, sehingga bentuk kuda-kuda sebaiknya disesuaikan dengan panjang usuk yang tersedia.

Bahan- bahan untuk gording, terbuat dari baja profil canal atau profil WF. Pada gording dari baja, gording satu dengan lainnya akan dihubungkan dengan bracing dan trackstang untuk memperkuat dan mencegah dari terjadinya pergerakan.

Untuk merencanakan gording diperlukan langkah-langkah sebagai berikut: 1.

Menetukan jarak gording

2.

Menentukan profil gording

3.

Menghitung beban hidup dan beban mati pada gording

4.

Kontrol kekuatan gording.

17

G.

Batang Tarik (Trackstang)

Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording dan tegangan yang timbul pada arah sumbu x atau miring atap.

Gambar 6. Perletakan Batang Tarik. Untuk menentukan diameter batang tarik diperlukan langkah-langkah sebagai berikut:

H.

1.

Menentukan jarak trackstang

2.

Menghitung beban hidup dan beban mati pada trackstang

3.

Menentukan diameter trackstang

4.

Kontrol keamanan trackstang

Ikatan Angin (Bracing)

Penentuan diameter bracing sama dengan penentuan diameter pada trackstang. Ikatan angin bekerja untuk menahan gaya normal. P pada Gambar 7 digambarkan sebagai tekanan angin.

Gambar 7. Ikatan Angin.

18

I.

Metode Kekakuan Langsung

Metode matriks adalah suatu pemikiran pada analisis struktur, yang berkembang bersamaan dengan makin populernya penggunaan komputer otomatis untuk operasi-operasi perhitungan aritmatika. Metode matriks ini digunakan untuk konstruksi statis tak tentu yang sudah tidak mungkin lagi diselesaikan hanya dengan memakai persamaan-persamaan kesetimbangan, untuk memenuhi persyaratan dasar analisi, yaitu 1.

Keseimbangan

2.

Hubungan gaya dalam dan deformasi

3.

Kompabiliti

Dalam matriks ini, yang dipakai adalah Metode Kekakuan Langsung, yang dikerjakan dengan prosedur solusi sebagai berikut : 1.

Menentukan derajad kebebasan struktur dan beban join ekuivalen

2.

Menentukan transformasi koordinat, sesuai dengan Gambar 8 berikut ini

Gambar 8. Matriks Transformasi.

19

3.

Menentukan matriks kekakuan elemen, sesuai dengan Gambar 9 berikut ini

Gambar 9. Matriks Kekakuan Elemen. Untuk penampang non prismatis besaran kekakuannya dihitung berdasarkan : EIx

= EIo

EAx = EAo

.....................................................................(2.4)

....................................................................(2.5)

Dimana EIo

= Modulus elastisitas baja x momen inersia penampang. (Nmm)

EAo = Modulus elastisitas baja x luas penampang. (N)

4.

h

= Tinggi elemen pertama. (mm)

y

= Tinggi elemen kedua. (mm)

Menentukan matriks kekakuan struktur Matriks kekakuan struktur dirakit dari komponen matriks kekakuan elemen yang derajat kebebasannya sesuai, yang dirakit berdasarkan Gambar 10 berikut ini

20

Gambar 10. Penyusunan Matriks Kekakuan Struktur. 5.

Menentukan perpindahan dan reaksi perletakan struktur Matriks perpindahan elemen ditentukan berdasarkan persamaan 2.6 berikut ini DA

= [kAA]-1[(FA - Ffa) – kAADR].................................................(2.6)

dan matriks reasksi perletakkan ditentukan berdasarkan persamaan 2.7 berikut ini FR 6.

= Ffr + KRADA + KRRDR ........................................................(2.7)

Menentukan gaya dalam member Gaya dalam member ditentukan berdasarkan persamaan 2.8 berikut ini F = Ffa + (ki.Ti)Di ............................................................................(2.8)

J.

Persyaratan Desain

1.

Ketentuan Umum Desain dari komponen struktur dan sambungan harus konsisten dengan perilaku dimaksud dari sistem portal dan asumsi yang dibuat dalam analisis struktur. Kecuali dibatasi oleh peraturan bangunan gedung yang berlaku, ketahanan terhadap beban lateral dan stabilitas bisa menggunakan setiap kombinasi komponen struktur dan sambungan.

21

2.

Kombinasi Beban Beban dan kombinasi beban harus seperti ditetapkan oleh peraturan bangunan gedung yang berlaku. Pada pasal ini dan yang akan digunakan sebagai acuan selanjutnya adalah kombinasi pembebanan berdasarkan : Desain Faktor Beban dan Kekuatan (DFBK)

3.

1)

1,4D

2)

1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau S atau R)

3)

1,2D + 1,6 (Lr atau S atau R) + (L atau 0,5W)

4)

1,2D + 1,0W + L + 0,5 (Lr atau S atau R)

5)

1,2D + 1,0E + L + 0,2S

6)

0,9D + 1,0W

7)

0,9D + 1,0 E

Dasar Desain Desain harus dibuat sesuai dengan ketentuan Desain Faktor Beban dan Ketahanan (DFBK). a.

Kekuatan Perlu Kekuatan perlu komponen struktur dan sambungan harus ditentukan melalui analisis struktur untuk kombinasi beban yang sesuai Subbab J.2. Desain boleh dilakukan dengan analisis elastis, analisis inelastis atau analisis plastis.

22

b.

Keadaan Batas Desain harus berdasarkan pada prinsip bahwa kekuatan atau keadaan batas kemampuan layan tidak dilampaui saat struktur menahan semua kombinasi beban yang sesuai. Desain untuk persyaratan integritas struktur dari peraturan bangunan gedung yang berlaku harus berdasarkan kekuatan nominal daripada kekuatan desain (DFBK), kecuali secara khusus dinyatakan lain dalam peraturan bangunan gedung yang berlaku. Keadaan batas untuk sambungan yang berdasarkan pembatasan deformasi atau pelelehan dari komponen sambungan tidak perlu memenuhi persyaratan integritas struktur. Untuk memenuhi persyaratan integritas struktur dari peraturan bangunan gedung yang berlaku, baut tipe tumpu di sambungan diizinkan memiliki lubang-lubang berslot pendek paralel terhadap arah beban tarik, dan harus diasumsikan terdapat pada ujung slot tersebut.

c.

Desain Kekuatan Berdasarkan Desain Faktor Beban dan Ketahanan (DFBK) Desain yang sesuai dengan ketentuan untuk desain faktor beban dan ketahanan (DFBK) memenuhi persyaratan spesifikasi ini bila kekuatan desain setiap komponen struktural sama atau melebihi kekuatan perlu yang ditentukan berdasarkan kombinasi beban DFBK.

23

Desain harus dilakukan sesuai dengan persamaan Ru ≤ ɸRn .................................................................................(2.9) Keterangan Ru = kekuatan perlu menggunakan kombinasi beban DFBK Rn = kekuatan nominal ɸ

= faktor ketahanan

ɸRn= kekuatan desain

K.

Perancangan Komponen Lentur

1.

Asumsi pada Komponen Lentur Titik-titik support dari balok terkekang secara lateral (tidak bisa mengalami perpindahan pada arah lateral dan tidak bisa mengalami torsi).

Gambar 11. Balok Terkekang Secara Lateral. 2.

Perancangan

Komponen

Lentur

Berdasarkan

Bab

F SNI

1729:2015 Bab F SNI 1729:2015 diterapkan untuk komponen struktur yang menahan lentur sederhana di satu sumbu utama.

Untuk lentur

sederhana, komponen struktur dibebani di suatu bidang paralel terhadap

24

sumbu utama yang melewati pusat geser atau yang ditahan terhadap puntir di titik-titik beban dan penumpu. Tabel 7. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal F SNI 1729:2015 Pasal dalam Bab F

Kelangsingan Sayap

Kelangsingan Badan

Keadaan Batas

F2

C

C

Y, LTB

F3

NC, S

C

LTB, FLB

F4

C, NC, S

C, NC

Y, LTB, FLB, TFY

F5

C, NC, S

S

Y, LTB, FLB, TFY

N/A

N/A

Semua keadaan batas

F12

Penampang Melintang

Bentuk tidak simetris, selain siku tunggal

Y = Pelelehan, LTB = tekuk tosi-lateral, FLB = tekuk lokal sayap, TFY = pelelehan sayap tarik, C = kompak, NC = non kompak, S = langsing, N/A = non/asimetris Sumber : SNI 1729-2015

Kemudian klasifikasi penampang menggunakan Tabel 8. dibawah ini Tabel 8. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan Komponen Struktur Menahan lentur Batas Rasio TebalLebar

Kasu s

Deskripsi Elemen

Rasio Ketebalan terhadap Lebar

1

Sayap dari profil I canai panas , kanal, dan T

b/t

2

Sayap dari profil tersusun bentuk I simetris ganda dan tunggal

b/t

0,38

3

Badan dari profil I simetris ganda dan kanal

h/tw

3,76


λp (kompak)

0,38

λr (non kompak)

1,0

0,95

5,70

Contoh

25

a.

Ketentuan Umum Ketentuan lentur desain, ɸbMn, harus ditentukan sebagai berikut: Untuk semua ketentuan dalam bab ini ɸb = 0,90 (DFBK) dan kekuatan lentur nominal, Mn, harus ditentukan sesuai dengan Pasal F2, F3, F4, F5 dan F12.

b.

Komponen Struktur Profil I Kompak Simetris Ganda dan Kanal Melengkung di Sumbu Mayor (F2) 1)

Pelelehan Mn = Mp = FyZx ................................................................(2.10) Keterangan : Fy = tegangan leleh minimum yang disyaratkan dari tipe baja yang digunakan (Mpa) Zx = modulus penampang plastis di sumbu x, in3 (mm3)

2)

Tekuk Torsi-Lateral (a) Bila Lb ≤ Lp , keadaan batas dari tekuk torsi-lateral tidak boleh digunakan (b) Bila Lp < Lb ≤ Lr M = C

M − M − 0,7F S

(c) Bila Lb > Lr

≤ M ...(2.11)

Mn = FcrSx ≤ Mp ........................................................(2.12) Keterangan : Lb = panjang antara titik-titik, baik yang dibresing melawan perpindahan lateral sayap tekan atau dibreising melawan puntir penampang melintang, in. (mm)

26

F

=

1 + 0,087

................................(2.13)

Keterangan E = modulus elastis baja = 29.000 ksi (200.000 MPa) J

= konstanta torsi, in4. (mm4)

Sx = modulus penampang elastis di sumbu x, in3. (mm3) ho = jarak antara titik berat sayap, in. (mm) Persamaan Spesifikasi DFBK AISC : M

= C

EI GJ +

I C .................................(2.14)

Pembatasan panjang L = 1,76r L = 1,95r

.............................................................(2.15)

+

,

+ 6,76

,

.....(2.16)

Dimana r =

......................................................................(2.17)

Dan koefisien c ditentukan sebagai berikut: (a) Untuk profil I simetris ganda : c = 1 (b) Untuk kanal c=

.................................................................(2.18)

C =

..................................................................(2.19)

(c) Untuk profil I simetris ganda dengan sayap pesegi ,

27

Dan persamaan 2.17 menjadi r =

.........................................................................(2.20)

rts boleh diperkirakan secara teliti dan konservatif sebagai radius girasi dari sayap tekan ditambah seperenam dari badan: r = c.

............................................................(2.21)

Komponen Struktur Profil I Simetris Ganda dengan Badan Kompak dan Non Kompak atau Sayap Langsing Melengkung pada Sumbu Major (F3) 1. Tekuk Lokal Sayap Tekan (a)Untuk penampang dengan sayap nonkompak M = M − (M − 0,7F S )

. .....................(2.22)

(b) Untuk penampang dengan sayap langsing M =

,

. ............................................................(2.23)

Keterangan λpf = λp λpf = λp adalah batasan kelangsingan untuk sayap kompak, Tabel 8 (hal. 24) λrf = λr adalah batasan kelangsingan untuk sayap nonkompak, Tabel 8 (hal. 24) k

=

dan tidak boleh diambil kecil dari 0,35 maupun lebih besar dari 0,76 untuk tujuan perhitungan.

28

d.

Komponen Struktur Profil I Lainnya dengan Badan Kompak atau Nonkompak Melengkung di Sumbu Major (F4) 1) Pelelehan Sayap Tekan Mn = RpcMyc = RpcFySxc.....................................................(2.24) Keterangan Myc = momen 2) Tekuk Torsi-Lateral (a) Bila Lb ≤ Lp keadaan batas dari tekuk torsi-lateral tidak boleh diterapkan. (b) Bila Lp < Lb ≤ Lr M = C R M

R M

− R M

−F S

≤

.......................................................................(2.25)

(c) Bila Lb > Lr Mn = FcrSx ≤ R M

..................................................(2.26)

Keterangan :

Myc = FySxc ......................................................................(2.27) F

=

Untuk

1 + 0,078

................................(2.28)

≤ 0,23 , J harus diambil sebesar nol

Keterangan Iyc = momen inersia sayap tekan di sumbu y, in.4 (mm4) Tegangan, FL, ditentukan sebagai berikut (a) Untuk

≥ 0,7

FL = 0,7 Fy ..................................................................(2.29)

29

(b) Untuk

< 0,7

F = F

≥ 0,5F . ..................................................(2.30)

Pembatasan panjang tanpa dibreising secara lateral untuk keadaan batas dari leleh, L p ,ditentukan sebagai L = 1,1 r

. .................................................................(2.31)

Pembatasan panjang tanpa dibreising untuk keadaan batas tekuk torsi-lateral inelastis, Lr ditentukan sebagai

L = 1,95r

+

+ 6,76

.............(2.32)

Faktor plastifikasi badan, Rpc , harus ditentukan sebagai berikut: (a) Bila IycIIy > 0,23 (i) Bila R

=

(ii) Bila R

=

≤ λpw

. .............................................................(2.33)

≤ λpw

−

(b) Bila Bila IycIIy > 0,23

−1

≤

. ........(2.34)

Rpc = 1,0 ......................................................................(2.35) Keterangan Mp= FyZx ≤ 1,6FySxc ..........................................................(2.36) Sxc.Sxt

= modulus penampang elastis untuk sayap tekan dan tarik, in.3 (mm3)

30

λ

=

λpw

= λP, batasan kelangsingan untuk suatu badan kompak

λrw

= λr, batasan kelangsingan untuk suatu badan nonkompak, Tabel 8 (hal.24)

hc

= dua kali jarak dari titik berat terhadap yang berikut: muka bagian dalam dari sayap tekan dikurangi fillet atau radius sudut, untuk profil canai panas; deretan terdekat dari pengencang pada sayap tekan atau muka bagian dalam dari sayap tekan bila las yang digunakan, untuk penampang tersusun, in. (mm)

Radius girasi efektif untuk tekuk torsi-lateral, rt, ditentukan sebagai berikut: (a) Untuk profil I dengan sayap tekan persegi : r =

. ...................................................(2.37)

Keterangan: aw

=

......................................................................(2.38)

btc = lebar sayap tekan, in. (mm) ttc

= ketebalan

(b) Untuk profil I dengan suatu tutup kanal atau pelat penutup yang disambungkan ke sayap tekan:

31

rt

= radius girasi komponen sayap dalam tekan lentur ditambah sepertiga dari area badan dalam tekan akibat penerapan sumbu major momen lentur saja,in. (mm)

aw

= rasio dari dua kali luas badan dalam tekan akibat penerapan dari sumbu major momen lentur saja terhadap area dari komponen sayap tekan

Catatan: Untuk profil I dengan sayap tekan persegi, rt

dapat

diperkirakan secara teliti dan secara konservatif sebagai radius girasi sayap tekan ditambah sepertiga dari bagian tekan badan; dengan kata lain,

3)

r =

...............................................................(2.39)

√

Tekuk Lokal Sayap Tekan (a) Untuk penampang dengan sayap kompak, keadaan batas dari tekuk lokal tidak boleh digunakan. (b) Untuk penampang dengan sayap nonkompak M = R M

− R M

−F S

.......(2.40)

(c) Untuk penampang dengan sayap langsing Mn =

0,9Ek c Sxc

Keterangan

λ2

...............................................................(2.41)

FL didefinisikan dalam Persamaan 2.29 dan 2.30 Rpc = faktor plastifikasi badan, ditentukan oleh Persamaan 2.33-2.35

32

kc =

dan tidak boleh diambil kecil dari 0,35 maupun lebih besar dari 0,76 untuk tujuan perhitungan.

λ

=

λpt = λp, batasan kelangsingan untuk sayap kompak, Tabel 8 (hal. 24) λfr = λr, batasan kelangsingan untuk sayap nonkompak, Tabel 8 (hal. 24) 4)

Leleh Sayap Tarik (a) Bila Sxt ≥ Sxc, keadaan batas dari leleh sayap tarik tidak diterapkan. (b) Bila Sxt < Sxc Mn = RptMyt ...............................................................(2.42) Dimana Myt = FySxt .......................................................................(2.43) Faktor plastifikasi badan yang sesuai dengan keadaan batas leleh sayap tarik, Rpt , ditentukan sebagai berikut: ≤ λpw

(i) Bila R

=

≤ λpw

(ii) Bila R

Keterangan λ

=

............................................................(2.44)

=

−

−1

λ λ λ

λ

≤

. .......(2.45)

33

λpw = λp

batasan

kelangsingan

untuk

badan

kompak,

didefinisikan dalam Tabel 8 (hal. 24) λrw = λr batasan kelangsingan untuk badan nonkompak, didefinisikan dalam Tabel 8 (hal. 24) e.

Komponen Struktur Profil I Simetris Ganda dan Simetris Tunggal dengan Badan Langsing Melengkung di Sumbu Major (F5) 1)

Leleh sayap tekan Mn = RpgFySxc ..................................................................(2.46)

2)

Tekuk Torsi-Lateral Mn = RpgFcrSx ...................................................................(2.47) (a) Bila Lb ≤ Lp, keadaan batas dari tekuk torsi-lateral tidak boleh digunakan (b) Bila Lb < Lp ≤ Lr F

= C

F

=

F − 0,3F

≤ F ....................(2.48)

(c) Bila Lb ≤ Lp π

≤ F . ......................................................(2.49)

Keterangan Lp didefinisikan oleh Persamaan 2.31 Lr = πr

,

...................................................................(2.50)

Rpg adalah faktor reduksi kekuatan lentur ditentukan sebagai berikut: R

= 1−

− 5,7

≤ 1,0...................(2.51)

34

Keterangan aw didefinisikan oleh Persamaan 2.38 tetapi tidak boleh melebihi 10 rt adalah radius girasi efektif untuk tekuk lateral seperti didefinisikan dalam poin d. 3)

Tekuk Lokal Sayap Tekan Mn = RpgFcrSxc ..................................................................(2.52) (a) Untuk penampang dengan sayap kompak, keadaan batas dari tekuk lokal sayap tekan tidak boleh digunakan. (b) Untuk penampang dengan sayap nonkompak F

= F − 0,3F

F

=

λ λ λ

λ

................................(2.53)

(c) Untuk penampang dengan sayap langsing ,

. ...............................................................(2.54)

Keterangan k = λ = λpf =

dan tidak boleh diambil kecil dari 0,35 maupun lebih besar dari 0,76 untuk tujuan perhitungan . λp batasan kelangsingan untuk sayap kompak, Tabel 8 (hal. 24)

λrf =

λr batasan kelangsingan untuk sayap nonkompak, Tabel 8 (hal. 24)

4) Leleh Sayap Tarik (a) Bila Sxt ≥ Sxc, keadaan batas dari leleh sayap tarik tidak

35

diterapkan. (b) Bila Sxt < Sxc Mn = FySxt ..................................................................(2.55) f.

Profil-profil Tidak Simetris (F12) Kekuatan lentur nominal, Mn, harus nilai terendah yang diperoleh sesuai dengan keadaan batas dari leleh (momen leleh), tekuk torsilateral dan tekuk lokal dimana Mn = FnSmin..............................................................................(2.56) 1)

Pelelehan Fn = Fy ..............................................................................(2.57)

2)

Tekuk Torsi-Lateral Fn = Fcr ≤ Fy .....................................................................(2.58)

Keterangan Smin

= modulus penampang elastis terendah relatif pada sumbu lentur, in3. (mm3)

Fcr

= tegangan

tekuk

lokal

untuk

penampang

seperti

ditentukan oleh analisis, ksi. (MPa)

L.

Perencanaan Komponen Struktur untuk Geser Berdasarkan SNI 1729:2015

1.

Ketentuan Umum Metode untuk menghitung kekuatan geser disajikan di bawah ini. Metode yang dijelaskan dalam Subbab L.2 tidak menggunakan kekuatan pasca tekuk komponen struktur (aksi medan tarik).

36

Kekuatan geser desain, ФvVn, harus ditentukan sebagai berikut: Untuk seluruh ketentuan dalam Pasal ini kecuali Subbab L.2.a(a): Фv = 0,90 (DFBK) 2.

Komponen Struktur Dengan Badan Tidak Diperkaku Atau Diperkaku a.

Kekuatan Geser Vn =0,6FyAwCv ........................................................................(2.59) 1)

Untuk badan komponen struktur profil-I canai panas dengan h/tw ≤ 2,24 E/F

Фv = 1,00 (DFBK) Dan Cv= 1,0 .............................................................................(2.60) Untuk badan dari semua profil simetris ganda dan profil simetris tunggal serta kanal lainnya, kecuali PSB bundar, koefisien geser badan, Cv, ditentukan sebagai berikut: a)

Bila h/tw ≤ 1,10

Ek v fy

Cv= 1,0 .....................................................................(2.61) b)

Bila 1,10 k E/F < h/tw ≤ 1,37 k E/F C =

,

/

.......................................................(2.62)

c) Bila h/tw > 1,37 k E/F C =(

,

/

)

. ...........................................................(2.63)

37

Keterangan : Aw = luas dari badan, tinggi keseluruhan dikalikan dengan ketebalan badan, dtw, in2 (mm2) h

= untuk profil canai panas, jarak bersih antara sayap dikurangi jari-jari sudut atau las sudut = untuk penampang tersusun yang dilas, jarak bersih antara sayap, in. (mm) = untuk penampang tersusun yang dibaut, jarak antara sumbu pengencang, in. (mm) = untuk profil T, tinggi keseluruhan, in. (mm)

tW = ketebalan badan, in. (mm) Koefisien tekuk geser pelat badan, kv, ditentukan sebagai berikut: a) Untuk badan tanpa pengaku transversal dan dengan h/tw < 260 kv

=5

kecuali untuk badan profil T dimana kv = 1,2.

L.

Desain Komponen Struktur untuk Tekan

1.

Ketentuan Umum Kekuatan desain, ϕcPn, ditentukan sebagai berikut. Kekuatan tekan nominal Pn, harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan pada keadaan batas dari tekuk lentur, tekuk torsi, dan tekuk torsi-lentur. ϕc = 0,90 (DFBK)

38

Tabel 9. Tabel Pemilihan untuk Penggunaan Pasal E SNI 1729:2015 Penampang Melintang

Tanpa Elemen Langsing

Dengan Elemen Langsing

Penampang pada Bab E

Keadaan Batas

Penampang pada Bab E

E3 E4

FB TB

E7

LB FB TB

E3 E4

FB FTB

E7

LB FB FTB

Keadaan Batas

FB = tekuk lentur, TB = tekuk torsi, FTB = tekuk torsi-lentur, LB = tekuk lokal Sumber : SNI 1729-2015

Kemudian klasifikasi penampang digunakan Tabel 10 dibawah ini Tabel 10. Rasio Tebal Terhadap Lebar : Elemen Tekan Komponen Struktur Menahan lentur Batasan Rasio Tebal Terhadap Lebar

Kasus

Deskripsi Elemen

Rasio Tebal Terhadap Lebar

1

Sayap dari profil I canai panas, pelat yang diproyeksikan dari profil I canai panas

b/t

0,56

2

Badan dari profil I simetris ganda dan kanal

b/t

1,49

Contoh


2.

Panjang Efektif Faktor panjang efektif K, untuk perhitungan komponen kelangsingan struktur, KL/r harus ditentukan menurut Lampiran 7 SNI 1729:2015. Keterangan : L = panjang tanpa di breising lateral dari komponen struktur,in (mm) r = radius girasi, in (mm)

39

catatan : untuk komponen struktur yang dirancang berdasarkan tekan, sebaiknya ≤ 200 3.

Tekuk Lentur dari komponen struktur Tanpa Elemen Langsing (E3) Pasal ini diterapkan untuk komponen struktur tekan, elemen nonlangsing seperti dijelaskan dalam Tabel 10 (hal. 38) untuk elemen dalam tekan merata. Kekuatan tekan nominal Pn, harus ditentukan berdasarkan keadaan batas dari tekuk lentur. Pn = FcrAg .......................................................................................(2.64) Tegangan kritis, Fcr ditentukan sebagai berikut: a. Bila

≤ 4,71

(atau

≤ 2,25)

Fcr = [0,658Fy/Fe] ........................................................................(2.65) b. Bila

> 4,71

(atau

> 2,25)

Fcr = 0,877Fe .............................................................................(2.66) Keterangan: Fe = tegangan tekuk kritis elastis ditentukan sesuai dengan pers 2.67 Fe =

(

)

.................................................................................(2.67)

Catatan: dua ketidaksetaraan untuk perhitungan batas dan penerapan Subbab L.3.a dan L.3.b, satu berdasarkan pada satu berdasarkan pada

, memberi hasil yang sama.

dan

40

4.

Tekuk Torsi dan Tekuk Torsi-Lentur dari Komponen Struktur Tanpa Elemen Langsing (E4) Pasal ini diterapkan untuk komponen struktur simetris tunggal dan asimetris, dan komponen struktu simetris ganda tetentu, seperti didefinisikan pada Tabel 10 (hal. 38) untuk elemen dalam tekan merata. Sebagai tambahan, pasal ini diterapkan untuk semua komponen struktur simetris ganda tanpa elemen langsing bila panjang tanpa breising tors melebihi panjang tanpa breising lateral. Ketentuan ini diperlukan untuk siku tunggal dengan b/t > 20. Kekuatan tekan nominal, Pn harus ditentukan berdasarkan pada keadaan batas dari tekuk torsi dan tekuk torsi-lentur sebagai berikut: Pn = FcrAg .......................................................................................(2.68) Fcr harus ditentukan sesuai dengan Persamaan 2.65 atau 2.66, dengan menggunakan tegangan tekuk elastis torsi atau torsi-lentur, Fe untuk komponen struktur simetris ganda ditentukan sebagai berikut: Fe =

(

)

+ GJ

.................................................................(2.69)

Keterangan

Ag = luas bruto penampang dari komponen struktur, in2 (mm2) Cw = konstanta pilin, in6 (mm6) G = modulus elastis geser dari baja = 11200 ksi (77200MPa) H =1-

..................................................................................(2.70)

Keterangan : Ix , Iy = momen inersia di sumbu utama, in4 (mm4) J = konstanta torsi, in4 (mm4)

41

Kx = faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu x Ky = faktor panjang efektif untuk tekuk lentur di sumbu y Kz = faktor panjang efektif untuk tekuk torsi ̅ = radius girasi polar di pusat geser, in (mm)

r̅ = xo2 + yo2 +

......................................................................(2.71)

rx = radius girasi di sumbu x, in (mm) ry = radius girasi di sumbu y, in (mm) xo,yo = koordinat pusat geser sehubungan dengan titik berat, in (mm) catatan : untuk profil I simetris ganda, Cw boleh diambil sebagai Iyho2/4, dimana ho adalah jarak antara titik berat sayap, sebagai pengganti dari analisis lebih teliti. Untuk T dan siku ganda, menhilangkan istilah dengan C w bila dihitung Fez dan diambil xo sebesar 0. 5.

Komponen Struktur dengan Elemen Langsing (E7) Pasal ini diterapkan untuk komponen struktur tekan elemen-langsing, seperti dijelaskan dalam Tabel 10 (hal. 38) untuk elemen-elemen dalam tekan merata. Kekuatan tekan nominal, Pn, harus nilai terendah berdasarkan pada keadaan batas dari tekuk lentur, tekuk torsi dan tekuk torsi-lentur yang sesuai: Pn = FcrAg .......................................................................................(2.72)

42

Tegangan kritis, Fcr harus ditentukan sebagai berikut: a. Bila

≤ 4,71

Fcr = Q 0,658 b. Bila

> 4,71

(atau

≤ 2,25 )

Fy .............................................................(2.73)

(atau

QFy Fe

> 2,25 )

Fcr = 0,877Fe ............................................................................(2.74) Keterangan: Fe = tegangan tekuk elastis, dihitung dengan menggunakan persamaan 2.67 dan 2.69 untuk komponen struktur simetris ganda Q = faktor reduksi neto yang untuk semua elemen tekan langsing = 1,0 untuk komponen struktur tanpa elemen langsing = QsQa untuk komponen struktur dengan penampang elemenlangsing, seperti Catatan : Untuk penampang melintang yang hanya terdiri dari elemen langsing tidak diperkaku, Qs(Qa = 1,0). Untuk penampang melintang yang hanya terdiri dari elemen langsing diperkaku, Q = Qa (Qs = 1,0). Untuk penampang melintang yang terdiri dari beberapa elemen langsing tidak diperkaku, hal yang konservatif untuk penggunaan Qs terkecil dari elemen langsing lebih dalam penentuan kekuatan komponen struktur untuk tekan murni.

43

M.

Desain Komponen Struktur Untuk Kombinasi Gaya Dan Torsi

Komponen Struktur Simetris Ganda dan Tunggal Menahan Lentur dan Tekan a.

≥ 0,2

Bila +

b.

Keterangan Pr

≤ 1,0 ................................................................(2.75)

+

≤ 1,0.................................................................(2.76)

≥ 0,2

Bila +

+

= kekuatan aksial perlu menggunakan kombinasi beban DFBK, kips (N)

Pc

= kekuatan aksial tersedia, kips (N)

Mr

= kekuatan lentur perlu menggunakan kombinasi beban DFBK, kip-in. (N-mm)

Mc

= kekuatan lentur tersedia, kip-in. (N-mm)

x

= indeks sehubungan dengan sumbu kuat lentur

y

= indeks sehubungan dengan sumbu lemah lentur

Untuk desain sesuai dengan Subbab I.3.c (DFBK) Pr

= kekuatan aksial-perlu menggunakan kombinasi beban DFBK, kips (N)

Pc

= ØbPn = kekuatan aksial desain, ditentukan menurut Subbab L

Mr

= kekuatan lentur perlu menggunakan kombinasi beban DFBK, kip-in. (N-mm)

44

Mc

=

ØbMn = kekuatan lentur desain ditentukan menurut Subbab J, kip-in. (N-mm)

Øc

= faktor ketahanan untuk tekan = 0,90

Øb

= faktor ketahanan untuk lentur = 0,90

45

III. METODOLOGI PENELITIAN

A.

Umum Metodologi penelitian merupakan suatu cara peneliti bekerja untuk memperoleh data yang dibutuhkan yang selanjutnya akan digunakan untuk dianalisis sehingga memperoleh kesimpulan yang ingin dicapai dalam penelitian.

Metodologi penelitian ini bertujuan untuk mempermudah

pelaksanaan dalam melakukan penelitian guna memperoleh pemecahan masalah dengan maksud dan tujuan yang telah ditetapkan secara sistematis. B.

Bahan dan Alat 1.

Bahan Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a.

Materi mengenai contoh perhitungan konstruksi Portal Gable Frame.

b. 2.

SNI 1729:2015 dan SNI 1727:2013

Alat Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: a.

Komputer atau laptop Dalam penelitian ini saya menggunakan laptop Samsung NC108, dengan Processor Intel Atom Inside, RAM 2 GB, System tipe 32bit operating system.

46

b.

Mouse dan Keyboard

c.

Perangkat lunak Perangkat lunak atau software yang dipakai dalam analisis perhitungan, meliputi: 1) Program Microsoft Word 2) Program Microsoft Excel 3) Program AutoCAD 2007

C.

Metode Penelitian Dalam pelaksanaan penelitian ini perhitungan analisisnya menggunakan Metode Kekakuan Langsung. Secara garis besar, perhitungan optimalisasi Baja IWF pada Portal Gable Frame akan melalui beberapa tahap, yaitu: 1.

Menentukan data profil (mutu dan dimensi) penutup atap untuk struktur bangunan dengan bentang 30 m dengan beberapa variasi bentang haunch.

2.

Mehitung pembebanan menggunakan panduan SNI 1727:2013.

3.

Menghitung analisis portal menggunakan bantuan Program Microsoft Excel.

4.

Menghitung

analisis

penampang

menggunakan

panduan

SNI

1729:2015. 5.

Menghitung volume dan berat kebutuhan baja dari masing-masing tipe gable frame.

47

D.

Model Portal Beberapa Tipe Portal yang akan dianalisa antara lain : 1.

Portal Gable Frame dengan Haunch 1/8 bentang

Gambar 12. Portal Gable Frame dengan Haunch 1/8 bentang 2.

Portal Gable Frame dengan Haunch ¼ bentang

Gambar 13. Portal Gable Frame dengan Haunch ¼ bentang 3.

Portal Gable Frame dengan Haunch ½ bentang

Gambar 14. Portal Gable Frame dengan Haunch ½ bentang

48

4.

Portal Gable Frame dengan Haunch 1 bentang

Gambar 15. Portal Gable Frame dengan Haunch 1 bentang E.

Diagram Alir Penelitian

49

Gambar 16. Diagram Alir Penelitian

73

V. SIMPULAN DAN SARAN

A.

Simpulan Dari hasil penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : 1. Profil baja yang digunakan pada balok konstruksi gable frame untuk Tipe 1 adalah WF 390x300x10x15, untuk Tipe 2 WF 294x200x8x12 dan WF 400x200x8x13, untuk Tipe 3 adalah WF 250x250x9x14 dan WF 194x150x6x9, serta Tipe 4 adalah WF 400x400x13x21. 2. Profil baja yang digunakan pada kolom konstruksi gable frame untuk Tipe 1 adalah WF 300x300x10x15, untuk Tipe 2 adalah WF 340x250x9x14, untuk Tipe 3 adalah WF 294x200x8x12, serta untuk Tipe 4 adalah WF 400x400x13x21. 3. Volume baja yang digunakan konstruksi gable frame Tipe 1 adalah 0,6079, dengan berat 4.771,894 kg, Tipe 2 adalah 0,4265 m3, dengan berat 3.348,1755 kg, Tipe 3 adalah 0,4691 m3, dengan berat 3.682,2385 dan Tipe 4 adalah 1.3428 m3, dengan berat 10.541,1506 kg. 4. Berdasarkan hasil dari volume dan berat baja yang digunakan pada masing-masing tipe gable frame, Tipe 2 merupakan tipe gable frame dengan volume dan berat yang paling rendah dan meningkat ke Tipe 3, Tipe 1 dan Tipe 4. Hal tersebut dikarenakan perbedaan momen yang diterima konstruksi gable frame karena pengaruh perbedaan jarak haunch.

74

5. Konstruksi gable frame Tipe 2 merupakan tipe gable frame yang paling optimal jika digunakan pada konstruksi gable frame, dikarenakan volume dan berat baja yang digunakan pada konstruksi merupakan volume dan berat yang paling rendah. B.

Saran 1. Perlu dilakukan penelitian untuk bentang konstuksi gable frame yang lain. 2. Perlu dilakukan penelitian untuk jenis konstruksi bangunan yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2015. SNI 1729:2015 Tentang Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja Struktural. Badan Standardisasi Nasional. 289 hlm. Anonim. 2013. SNI 1727:2013 Tentang Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung Struktur Lain. Badan Standardisasi Nasional. 196 hlm. Anonim. Roof and Wall. Sheeting. Gunung Steel Group. http://www.gunungsteel.com/index.php?option=com_content&view=ar ticle&id=89&Itemid=193. Diakses pada 2 Mei 2017. Anonim. Lipped Chanel. Gunung Steel Group. http://www.gunungsteel.com/ index.php? option=com_content&view=article&id=80&Itemid=185. Diakses pada 2 Mei 2017. Dewobroto, Wiryanto. 2016. Struktur Baja : Perilaku, Analisis dan Desain – AISC 2010. Tanggerang : Penerbit Jurusan Teknik Sipil UPH. 973 hlm. Firman, Afif. 2014. Perencanaan Konstruksi Baja Tipe Gable Frame pada Bangunan Pabrik. (Jurnal). Universitas Siliwangi. Tasikmalaya. 25pp Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Jakarta : Erlangga. 336 hlm Supartono, F.X. dan Teddy Boen. 1980. Analisa Struktur dengan Metode Matrix. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia

OPTIMALISASI PROFIL BAJA IWF PADA BANGUNAN GUDANG KONSTRUKSI GABLE FRAME BERDASARKAN SNI 1729:2015. (Skripsi) Oleh ARDINI YULIASTRI PUTRI

Recommend Documents