BAB 2 Perencanaan Gording.pdf
Post on 19-Jan-2016
146 Views
Preview:
DESCRIPTION
Transcript
BAB 2
PERENCANAAN GORDING
2.1 Data Perencanaan
Jarak antar kuda – kuda (Lb) = 4 m
Penutup Atap = Genting
Berat Penutup Atap = 50 kg/m2 (PBI 1983 Hal. 12)
Kemiringan Atap 1 (α1) = 20o
Kemiringan Atap 2 (α2) = 27o
Jarak Gording 1 (B1) = 1,07 m
Jarak Gording 2 (B2) = 1,12 m
Mutu Baja = BJ35 ; Fu = 350 MPa
; Fy = 210 MPa
Mutu Tulangan Baja = U30 dengan beugel U24
Kecepatan Angin = 20 km/ jam
= 5,5556 m/ detik
Sifat Mekanis Baja Struktural yang digunakan :
Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3)
Modulus Geser (G) = 80000 Mpa (SNI 03-1729-2002 Point 5.1.3)
2.2 Perkiraan Dimensi
Penentuan Profil Gording berdasarkan kontrol bentang :
20
bLh ; dimana
20
4
20
mLb 0,2 m = 200 mm
Karena h > 200 mm dipakai untuk bentang panjang, maka digunakan profil
dengan h > 200 mm
Profil Gording yang dipakai Profil C.250.50.50.4,5(Light Channel)
(Tabel Profil Konstruksi Baja, Ir. Rudy Gunawan dengan petunjuk Ir. Morisco)
Data – data profil C.250.50.50.4,5
(Tabel Profil Konstruksi Baja, Ir. Rudy Gunawan dengan petunjuk Ir. Morisco)
A = 300 mm
B = 50 mm
t = 4,5 mm
Section Area = 17,33 cm2 = 1733 mm
2
Weight = 13,6 kg/m
Cx = 0 cm = 0 mm
Cy = 0,82 cm = 8,2 mm
Ix = 1850 cm4 = 1850.10
4 mm
4
Iy = 26,8 cm4 = 26,8.10
4 mm
4
ix = 10,3 cm = 103 mm
iy = 1,24 cm = 12,4 mm
Sx = 123 cm3 = 123000 mm
3
Sy = 6,41 cm3 = 6410 mm
3
2.3. Perencanaan Gording
Penutup atap = Genting
Spesifikasi alumunium = 300mm x 200mm
Gambar 2.1.Profil C250.50.50.4,5
Ganbar 2.2. Sketsa profil C
250
2.4 Pembebanan
2.4.1 Pembebanan Potongan I
Kemiringan Atap (α1) = 20o
Jarak Gording (B1) = 1,07 m
a. Beban Mati (qD1)
Beban sendiri gording = 13,8 kg/m
Beban penutup atap genting = 1,07 m x 50 kg/m = 53,5 kg/m
Berat lain – lain = 20% x 13,8 kg/m = 2,72 kg/m
qD1 = 70,02 kg/m
Beban Mati Arah X (qD1x) = qD1.cos α1 = 70,02.cos 20o = 65,7073 kg/m
Beban Mati Arah Y (qD1y) = qD1.sin α1 = 70,02.sin 20o = 23,9483 kg/m
b. Beban Hidup (PL1)
Beban hidup di tengah – tengah gording P = 100 kg
(PBI 1983 Pasal 3.2.(2).b)
Beban Hidup Arah X (PL1x) = P.cos α1 = 100.cos 20o = 93,9693 kg
Beban Hidup Arah Y (PL1y) = P.sin α1 = 100.sin20o = 34,2020 kg
+
Gambar 2.3. Distribusi Pembebanan
c. Beban Air Hujan (qR1)
(PBI 1983 Pasal 3.2.(2).a)
Kemiringan Atap (α1) = 20o (20
o< 50
o ; Beban hujan dianalisis ulang)
Beban Air Hujan (qR perlu) = (40 – 0,8α1) = (40 – 0,8.20o) = 24 kg/m
2
Beban Air Maksimum (qR maks) = 20 kg/m2
dipakai qR perlu = 20 kg/m2
Beban Air Hujan (qR1) =1,07m x 20 kg/m2 = 21,4 kg/m
Beban Air Hujan Arah X = qR1.cosα1 = 21,4. cos20o = 20,1094 kg/m
(qR1x)
Beban Air Hujan Arah Y = qR1.sin α1 = 21,4. sin20o = 7,3192 kg/m
(qR1y)
d. Beban Angin (qW1)
(PBI 1983 Pasal 4.2.(3) & 4.2.(1))
Kecepatan Angin (V) = 5,5556 m/det
Tekanan Tiup (P rumus) = 16
2v = 16
5556,5 2
= 1,929 kg/m2
Beban Angin Minimum (P min) = 25 kg/m2
Prumus<Pmin = 1,929 kg/m2
< 25 kg/m2
dipakai P min = 25 kg/m2
(PBI 1983 Pasal 4.3)
Beban Angin (W) = 1,07 m x 25 kg/m2 = 26,75 kg/m
Beban Angin Tekan (Wtekan) = koefisien angin tekan x W
= (0,02α1 – 0,4) x W (rumus untuk α< 65o)
= (0,02.20o – 0,4) x 26,75 = 0 kg/m
Beban Angin Hisap (Whisap) = koefisien angin hisap x W
= -0,4 x W
=-0,4 x 0 = 0 kg/m
Beban Merata Angin (qW1) = (Wtekan + Whisap). cos α1
= (0 + 0). cos 20o = 0 kg/m
2.4.2 Pembebanan Potongan II
Kemiringan Atap (α2) = 27o
Jarak Gording (B2) = 1,12 m
a. Beban Mati (qD2)
Beban sendiri gording = 13,6 kg/m
Beban penutup atap genting = 1,12 m x 50 kg/m = 56 kg/m
Berat lain – lain = 20% x 13,6 kg/m = 2,72 kg/m
qD2 = 72,32 kg/m
Beban Mati Arah X (qD2x) = qD2.cos α2 = 72,32.cos 27o = 64,4376 kg/m
Beban Mati Arah Y (qD2y) = qD2.sin α2 = 72,32.sin 27o
= 32,8326 kg/m
b. Beban Hidup (PL2)
Beban hidup di tengah – tengah gording
P = 100 kg (PBI 1983 Pasal 3.2.(2).b)
Beban Hidup Arah X (PL2x) = P.cos α2 = 100.cos 27o = 89,1007 kg
Beban Hidup Arah Y (PL2y) = P.sin α2 = 100.sin 27o = 45,3990 kg
c. Beban Air Hujan (qR2)
(PBI 1983 Pasal 3.2.(2).a)
Kemiringan Atap (α1) = 27o (27
o< 50
o ; Beban hujan dianalisis ulang)
Beban Air Hujan (qR perlu) = (40 – 0,8α1) = (40 – 0,8.27o) = 18,4 kg/m
2
Beban Air Maksimum (qR maks) = 18,4 kg/m2
qR perlu < qR maks = 18,4 kg/m2< 20 kg/m
2
dipakai qR perlu = 18,4 kg/m2
Beban Air Hujan (qR2) = 1,12 m x 18,4 kg/m2 = 20,608 kg/m
Beban Air Hujan Arah X = qR2.cos α2 = 20,608.cos 27o = 18,3619 kg/m
(qR2x)
Beban Air Hujan Arah Y = qR2.sin α2 = 20,608.sin 27o = 9,3558 kg/m
(qR2y)
+
d. Beban Angin (qW1)
(PBI 1983 Pasal 4.2.(3) & 4.2.(1))
Kecepatan Angin (V) = 5,5556 m/det
Tekanan Tiup (P rumus) = 16
2v = 16
5556,5 2
= 1,929 kg/m2
Beban Angin Minimum (P min) = 25 kg/m2
Prumus<Pmin = 1,929 kg/m2< 25 kg/m
2
dipakai P min = 25 kg/m2
(PBI 1983 Pasal 4.3)
Beban Angin (W) = 1,12 m x 50 kg/m2 = 56 kg/m
Beban Angin Tekan (Wtekan) = koefisien angin tekan x W
= (0,02α2 – 0,4) x W (rumus untuk α< 65o)
= (0,02.27o – 0,4) x 56 = 7,84 kg/m
Beban Angin Hisap (Whisap) = koefisien angin hisap x W
= -0,4 x W
= -0,4 x 56 = -22,4 kg/m
Beban Merata Angin (qW3) = (Wtekan + Whisap). cos α2
= (7,84 + (-22,4)). cos 27o = -12,973 kg/m
Tabel 2.1 Rekapitulasi Pembebanan yang bekerja
Pembebanan Arah Pembebanan
Potongan I
Pembebanan
Potongan II
Satuan
Beban Mati (qD) x 65,7073 64,4376 kg/m
y 23,9483 32,8326 kg/m
Beban Hidup (PL) x 93,9693 89,1007 kg
y 34,2020 45,3990 kg
Beban Hujan (qR) x 20,1094 18,3619 kg/m
y 7,3192 9,3558 kg/m
Beban Angin (qW) x 0 -12,973 kg/m
2.5 Kombinasi Pembebanan
Berdasarkan SNI 03-1729-2002 Pasal 6.2.2
2.5.1 Kombinasi Pembebanan Potongan I(untuk α1 = 25o; B1 = 1,07 m)
a. Kombinasi 1 (1,4 D)
Beban Merata
qux = 1,4. qD1x = 91,9902 kg/m
quy = 1,4. qD1y = 33,5276 kg/m
b. Kombinasi 2 (1,2 D + 1,6 L + 0,5 R)
Beban Merata
qux = 1,2. qD1x + 0,5. qR1x = 88,035 kg/m
quy = 1,2. qD1y + 0,5. qR1y = 32,3976 kg/m
Beban Titik
Pux = 1,6. PL1x = 150,3509 kg
Puy = 1,6. PL1y = 54,7232 kg
c. Kombinasi 3 (1,2 D + 1,6 R + 0,8W)
Beban Merata
qux = 1,2. qD1x + 1,6. qR1x + 0,8.qW1 = 111,9838 kg/m
quy =1,2. qD1y + 0,5. qR1y = 32,3976 kg/m
d. Kombinasi 4 (1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 R)
Beban Merata
qux = 1,2. qD1x + 1,3.qW1+ 0,5. qR1x = 88,9035 kg/m
quy =1,2. qD1y + 1,6. qR1y = 40,4489 kg/m
Beban Titik
Pux = 0,5. PL1x = 46,9847 kg
Puy = 0,5. PL1y = 17,101 kg
e. Kombinasi 5 (1,2 D + 0,5 L)
Beban Merata
qux = 1,2. qD1x = 78,8488 kg/m
quy = 1,2. qD1y = 28,738 kg/m
Beban Titik
Pux = 0,5. PL1x = 46,9847 kg
Puy = 0,5. PL1y = 17,101 kg
2.5.2 Kombinasi PembebananPotongan II (untuk α2 = 30o; B2 = 1,12 m)
a. Kombinasi 1 (1,4 D)
Beban Merata
qux = 1,4. qD2x = 90,2126 kg/m
quy = 1,4. qD2y = 45,9656 kg/m
b. Kombinasi 2 (1,2 D + 1,6 L + 0,5 R)
Beban Merata
qux = 1,2. qD2x + 0,5. qR2x = 86,5061 kg/m
quy = 1,2. qD2y + 0,5. qR2y = 44,077 kg/m
Beban Titik
Pux = 1,6. PL2x = 142,5611 kg
Puy = 1,6. PL2y = 72,6384 kg
c. Kombinasi 3 (1,2 D + 1,6 R + 0,8W)
Beban Merata
qux = 1,2. qD2x + 1,6. qR2x + 0,8.qW2 = 65,1381 kg/m
quy =1,2. qD2y + 1,6. qR2y = 40,6050 kg/m
d. Kombinasi 4 (1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 R)
Beban Merata
qux = 1,2. qD2x + 1,3.qW2+ 0,5. qR2x = 89,4967 kg/m
quy =1,2. qD2y + 0,5. qR2y =44,0770 kg/m
Beban Titik
Pux = 0,5. PL2x = 43,3012 kg
Puy = 0,5. PL2y = 25 kg
e. Kombinasi 5 (1,2 D + 0,5 L)
Beban Merata
qux = 1,2. qD2x = 45,3896 kg/m
quy = 1,2. qD2y = 42,2965 kg/m
Beban Titik
Pux = 0,5. PL2x = 89,1007 kg
Puy = 0,5. PL2y = 22,6995kg
2.5.3 Pembebanan Akhir
Dari hasil uji setiap kombinasi menggunakan program SAP v14, maka didapat
Momen Terfaktor Maksimum & Minimum pada,
a. Gaya Terfaktor Potongan I (untuk α1 = 25o; B1 = 1,07 m)
qux = 88,035 kg/m
quy = 32,3976 kg/m
Pux = 150,3509 kg
Puy = 54,7232 kg
b. Gaya Terfaktor Potongan II (untuk α1 = 30o; B2 = 1,12 m)
qux = 86,5061 kg/m
quy = 44,077 kg/m
Pux = 142,5611 kg
Puy = 72,6384 kg
2.6 Perhitungan Momen
2.6.1 Momen Potongan I
a. Momen Arah Sumbu X
Gambar 2.4. Momen Arah Sumbu X
Dari hasil analisis menggunakan program SAP v14, didapat momen maksimum :
Mtumpuan kiri = 0 kg.m
Mtumpuan kanan = 242,68 kg.m
Mlapangan = 206,82 kg.m
Mu1x = 2
)(%10
kanantumpuankiritumpuan
lapangan
MMM
= 2
)68,2420(%1082,206
= 218,954 kg.m
b. Momen Arah Sumbu Y
Gambar 2.6. Momen Arah Sumbu Y
Dari hasil analisis menggunakan program SAP v14, didapat momen maksimum :
Mtumpuan kiri = 196,28 kg.m
Mtumpuan kanan = 196,28 kg.m
Mlapangan = 172,35 kg.m
Gambar 2.5. Perpotongan Beam
Pada Momen yang maksimum
Mu1y = 2
)(%10
kanantumpuankiritumpuan
lapangan
MMM
= 2
)28,19628,196(%10172,35
= 191,978 kg.m
2.6.2 Momen Potongan II
a. Momen Arah Sumbu X
Gambar 2.8. Momen arah sumbu X
Dari hasil analisis menggunakan program SAP v14, didapat momen maksimum :
Mtumpuan kiri = 0 kg.m
Mtumpuan kanan = 198,68 kg.m
Mlapangan = 233,79 kg.m
Mu2x = 2
)(%10
kanantumpuankiritumpuan
lapangan
MMM
= 2
)79,2330(%1068,198
= 210,3695 kg.m
Gambar 2.7. Perpotongan Beam
Pada Momen yang maksimum
Gambar 2.9. Perpotongan Beam
Pada Momen yang maksimum
b. Momen Arah Sumbu Y
Gambar 2.10. Momen arah sumbu Y
Dari hasil analisis menggunakan program SAP v14, didapat momen maksimum :
Mtumpuan kiri = 265,35 kg.m
Mtumpuan kanan = 265,35 kg.m
Mlapangan = 232,55 kg.m
Mu2y = 2
)(%10
kanantumpuankiritumpuan
lapangan
MMM
= 2
)35,26535,265(%1055,232
= 259,085 kg.m
Dari analisis momen diatas, maka momen maksimal yang bekerja pada gording :
Mux = 218,954 kg.m = 2189540 N.mm
Muy = 259,085 kg.m = 2590850 N.mm
Dengan gaya – gaya yang bekerja pada gording :
qux = 88,035 kg/m
quy = 44,077 kg/m
Pux = 150,3509 kg
Puy = 72,6384 kg
Gambar 2.11. Perpotongan Beam
Pada Momen yang maksimum
Momen dari hasil perhitungan secara manual berdasarkan konsep analisa struktur
(Asumsi beban bekerja pada beam dengan panjang Lb & memiliki 2 tumpuan
jenis sendi)
Gambar 2.12. Momen Maks
Muxmax = LbPuxLbqux ..4
1..
8
1 2
= 326,4209 kg.m
= 3264209 N.mm
Muymax = LbPuyLbquy ..4
1..
8
1 2
= 160,7924 kg.m
= 1607924 N.mm
4,0 m
2.7 Kontrol Kekuatan Profil
2.7.1 Kontrol Kelangsingan Penampang
SNI 03-1729-2002 Tabel 7.5-1
Asumsi Penampang Kompak
Check :
Flens/ Sayap Web/ Badan
λf ≤ λp λw ≤ λt
flenst
b ≤
fy
500
webt
h ≤
fy
1680
t
B ≤
fy
500
t
A ≤
fy
1680
5,4
50 ≤
210
500
5,4
300 ≤
210
1680
11,1111 ≤ 34,5033 66,6667 ≤ 115,931
Penampang Kompak Penampang Kompak
Maka Asumsi Profil adalah Penampang Kompak adalah Benar.
2.7.2 Kontrol Lendutan
SNI 03-1729-2002 Tabel 6.4.3
(Asumsi beban bekerja pada beam dengan panjang Lb & memiliki 2 tumpuan
jenis sendi)
a. Displacement Arah Sumbu X
∆max = IxE
LbPux
IxE
Lbqux
..48
.
..384
..5 34
≤ 360
Lb
= 45
33
45
433
10.185010.248
)10.4(3509,150
10.185010.2384
)10.4(10035,885
≤ 360
10.4 3
= 0,1335 ≤ 11,1111
(Memenuhi syarat)
b. Displacement Arah Sumbu Y
∆max = IyE
LbPuy
IyE
Lbquy
..48
.
..384
..5 34
≤ 360
Lb
= 45
33
45
433
10.8,2610.248
)10.4(6384,72
10.8,2610.2384
)10.4(10077,445
≤ 360
10.4 3
= 4,548 ≤ 11,1111
(Memenuhi syarat)
2.7.3 Kontrol Tahanan Nominal Lentur Penampang Terhadap Tekuk
Lokal
SNI 03-1729-2002 Tabel 8.2
Dari hasil analisis kelangsingan penampang pada sub bab 2.6.1 diketahui bahwa
profil yang digunakan merupakan penampang kompak, maka berlaku :
Mn = Mp
a. Mencari Momen Inersia dari Profil yang dipakai
½ Zx =
2.).(
22
1..
2
tAttB
At
A
=
tAtBAt ).(
4
1.
2
=
5,4300).5,450(300
4
1.5,4
2
= 161753,625 mm3
= 161,7536 cm3
Gambar 2.15 Momen inersia profil C
Zy =
2
..22
...22
..2 t
cBtc
ttct
ctA y
y
yy
=
22
2.. yyy cBtc
tcAt
=
222,8505,42,8
2
5,42,8.300.5,4
= 15956,685 mm3
= 15,9567 cm3
b. Mencari Momen Nominal yang bekerja pada Profil
Mnx = Zx. Fy
= 161753,625 mm3 x 210 N/mm
2
= 33968261,25 N.mm
Mny = Zy. Fy
= 15956,685 mm3 x 210 N/mm
2
= 3350903,85 N.mm
Kontrol Tegangan Lentur
Berdasarkan momen yang dianalisis menggunakan program SAP v14
Mnyb
Muy
Mnxb
Mux
.. ≤ 1,0
85,33509039,0
2590850
25,339682619,0
2189540
≤ 1,0
0,9307 ≤ 1,0
(Memenuhi syarat!!, Aman Terhadap Tekuk Lokal)
Berdasarkan momen yang dianalisis menggunakan perhitungan manual
Mnyb
Muy
Mnxb
Mux
...
maxmax
≤ 1,0
85,33509039,0
1607924
25,339682619,0
3264209
≤ 1,0
0,6399 ≤ 1,0
(Memenuhi syarat!!, Aman Terhadap Tekuk Lokal)
2.7.4 Kontrol Tahanan Nominal Lentur Penampang Terhadap Tekuk
Lateral
SNI 03-1729-2002 Tabel 8.3
Dipakai jarak antar sokongan lateral/ sekerup cladding (L) = 1,1 m
a. Kontrol Syarat 1 terhadap Tekuk Lateral (L ≤ Lp)
Lp = fy
Ery..76,1 ; ry = iy
= 210
200000.4,12.76,1
= 673,5033 mm
= 0,6735 m < L = 1,1 m
Tidak memenuhi untuk syarat 1, sehingga perlu di analisis lebih lanjut. Jika ingin
syarat 1 tetap terpenuhi, maka jarak sekerup cladding dapat dikurangi sebesar
kurang dari Lp sehingga bisa di dapat keadaan Complete Lateral Stability.
b. Kontrol Syarat 2 terhadap Tekuk Lateral (Lp ≤ L ≤ Lr)
Lr = 2
21 .11. L
L
fXf
Xry
FL = Fy – Fr
= 210 N/mm2– 70 N/mm
2
= 140 N/mm2
X1 = 2
EGJA
S x
Sx = 123000 mm3
G = 80000 Mpa
J = 3..3
1tb
=
33 5,4300
3
15,45,450
3
12
= 11876,625 mm4
X1 = 2
300 11876,62580000200000
123000
= 4309,99 Mpa
X2 = y
wx
I
I
GJ
S2
.4
; Iw = Cw
Iy = 268000 mm4
Cw =
4.
2tfh
Iy =
4.
2tA
Iy
=
4
5,4300.268000
2
= 5,8 x 10-9
X2 = 268000
108,5
625,1187680000
1230004
92
= 0,001451
Lr = 2
21 .11. L
L
fXf
Xry
= 2140.001451,011
140
2,119414,12
= 2681,058 mm
= 2,6811 m
Check,
Lp ≤ L ≤ Lr
0,6735 m ≤ 1,1 m ≤ 2,6811
(Memenuhi Kontrol Untuk Syarat 2 terhadap Tekuk Lateral)
Jika ketentuan 2 terpenuhi, maka momen nominal:
Diasumsikan beban bekerja pada beam dengan panjang Lb dan 2 tumpuan jenis
sendi, dihitung dengan SAPv14:
Mmax = 2590850 N.mm
MA = 1012950 N.mm
MB = 982850 N.mm
MC = 2007250 N.mm
Cb = 1,663 ≤ 2,3 Ok!
Mp = Zx. Fy
= 161753,625 mm3 x 210 N/mm
2
= 33968261,25 N.mm
Mr = Sx. (fy-fr)
= 123000 mm3 x 140 N/mm
2
= 17220000 N.mm
Mn = 50572187,73 N.mm
Cek
Kuat lentur rencana balok :
Jadi profil C300.50.50.4,5 KUAT menahan Mu.
2.7.5 Kontrol Geser
SNI 03-1729-2002 Tabel 8.8
Ketentuan 1
OK!
Vn = 0,6. fy. Aw
= 218358 N
Gambar 2.15. Gaya geser maksimum
Berdasarakan hasil analisi menggunakan program SAPv14, didapat:
Vu = 212,63 kg = 2126,3 N
Check,
Vu ≤ Vn
2126,3 N ≤ 218358 N OK, AMAN TERHADAP GESER
Berdasarkan hasil perhitungan secara manual, asumsi beban bekerja pada beam
dengan panjang Lb & 2 tumpuan jenis sendi
Vu =
= 427,315 kg
= 4273,15 N
Check,
Vu ≤ Vn
4273,15 N ≤ 218358 N OK, AMAN TERHADAP GESER
top related