Baja masih belajar

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Pengertian Baja.

Baja adalah suatu bahan homogen yang terdiri dari bahan campuran Ferrum (Fe) dan

Carbon (C). Besarnya Carbon adalah 0,04-1,6 %. Baja berasal dari bijih besi yang berasal

dari dapur tinggi, pembuatan baja dilakukan dalam temperatur yang sangat tinggi yang

setelah melalia proses pengolaha atau tempa hingga mencapai zat arang dibawah 1,7 %.

Baja yang dipergunakan untuk bangunan dalai bahan baja yang berupa batangan dan

plat yang dipergunakan untuk keperluan seperti rumah tinggal, bangunan pabrik,jembatan

dan lain-lain.

1.2 Proses Pembuatan Baja.

Pembuatan baja dilakukan dengan proses dapur tinggi dengan bahan utamanya adalah

Fe dan bahan campuran yang terdiri dari Si,mn,C,P dan serta O untuk pembakarannya. Yang

dimaksud dengan dapur tinggi adalah corong yang tingginya 20-30 meter dan bawahnya

dilapisi batu yang tahan panas. Didalam dapur ini besi tersebut dipecahkan dari

persenyawaannya dan sebanyak mungkin di pisahkan dari mineral-mineral lain.

Bahan reduksi utama digunakan kokas (arang kayu) agar berbentuk terak yang agak

lumer yang dapat menghisap bagian –bagian yang tidak diinginkan maka diperlukan bahan-

bahan tambahan seperti batu kapur atau dolomit. Dari bawah dimasukkan suhu sebesar 2000

c dan diatas keluar gas denga suhu tinggi yang dipergunakan untuk memenaskan udara yang

akan ditiupkan dari bawah. Kapasitas dapur tinggi tersebut adalah 2400 ton besi mentah. Besi

lumer yang keluar dari lubang tinggi dalai terak. Terak tersebut dibuat batu ramuan,batu

jalan,semen besi,semen dapur tinggi,dan lain-lain.

Besi mentah tersebut mengandung C sebanyak 3-5 % tidak dapat

ditempa,digiling,dipalu,atau tidk dapat memikul perubahan bentuk dengan cara bagaimana

pun dalam keadaan dingin ataupun panas. Kebanyakan masih mengandung cairan dalam suhu

relatif rendah yaitu 1075-1275 C.

Ubaidilla Indah Putri (0900550) Page 1

Ada tiga macam besi mentah diantaranya :

1. Besi mentah putih

Dalam bahan C terikat bahan kimia pada sebagian besi yang merupakan

Fecarbide,bahan ini getas,keras dan cairannya kental. Jadi tidak baik untuk

pembuatan besi tuang,hanya hasil peralihan untuk mendapatkan besi yang

ditempa, strukturnya berbentuk sinar,warnanya putih perak,titik lebur ±11000C

dan berat jenis 7,25.

2. Besi mentah kelabu

Karbon sebagian karbite, yang memberikan warna kelabu padanya, yang mudah

mencapai kelabu tua namun bahan ini lembek tetapi lebih kenyal dan dalam

keadaan cair akan lebih encer. Karena itu akan lebih baik digunakan untuk besi

tuang. Titik leburnya ±12000 C sedangkan berat jenisnya adalah 7,25.

3. Besi mentah bentuk antara

Bahan ini memiliki sifat dan warna yang merupakan peralihan antara besi mentah

putih dan besi mentah kelabu. Besi mentah tersebut bisa didinginkan dalam

cetakan dari pasir dan merupakan balok-balok yang mudah untuk di angkut. Dapat

diangkut dlam keadaan cair dengan menggunakan kancah dari besi yang bagian

dalamnya diisi lpisan yang tahan panas dan menggunakan roda.

Ada beberapa cara atau metoda dalam pelakanaan pembuatan baja menurut proses

dapur tinggi, antara lain :

a. Proses Bassemer (1855 )

Baja ini diberi tanda B. Dapurnya seperti sebuah per yang dinamakan

Converton yang sebelah dalamnya berlapis bahan-bahan yang asam. Bahan

dasar yang digunakan berupa besi mentah yang kadar P-nya rendah, dan

kapasitasnya kecil.


b. Proses Thomas (1879)

Baja ini diberi tanda Th. Dapurnya disebut Concerthothomas dan lapisan

dalamnya terdiri dari bahan-bahan basa dan kapur.

Bahan dasar yang digunakan adalah besi mentah yang mempunyai kadar P

tinggi (1,8 %). Proses ini hanya dapat memberikan jumlah baja yang kecil

(kapasitas kecil). Untuk mengeluarkan bahan yang tidak dari bawah ditiup

udara 2 atm, oksigen dalam udara membakar bahan-bahan yang tidak berguna

tersebut. Setelah dikeluarkan kemudian ditambahkan bahan-bahan tambahan

yaitu Ferromangan + besr cermin. Dengan kadar C tinggi (6-7,5 %), kadar Mn

tinggi (30-80 %), kadar C tinggi (4-5 %) dan kadar Mn tinggi (5-30 %).

Sebagai keuntungan ialah harga yang murah, sedangkan kerigiannya adalah

kontrol baru dapat dilakukan pada tahap akhir.

c. Proses dengan Dapur Elektro

Pada proses ini baja diberi simbol M. Melalui lubang tertentu di masukan gas

generator dengan suhu ±13000 C dan hawa udara. Selain gas generator dan

udara juga dapat digunakan gas dapur tinggi.

Bahandasar yang digunakan merupakan besi mentah dengan kadar P kecil atau

dapat juga Schroot, yaitu sisa potongan besi yang tidak terpakai, karena

Schroot digunakan sebagai bahan dasar maka temperatur sampai ±20000 C.

jika dapur proses I kapasitas satu pengisian (Charge) 20-50 ton dan proses II

50-200 ton, maka pada proses III ini bahan yang keluar lebih mahal tetapi

memiliki keuntungan-keuntungan sebagai berikut :

Kontrol bahan-bahan dapat dilakukan tiap waktu dan tiap tingkatan proses,

oleh karena itu susunan kimia lebih diatur dan dijaga jadi hasilnya

berkualitas.

Besi mentah berkadar P tinggi pada proses ini hilang.

Besi mentah yang berkadar P tidak bisa digunakan dalam proses Thomas,

disini dapat digunakan.

Besi tua dan potongan-potongan baja dapat digunakan sebagai bahan

dasar.


d. Proses dengan Dapur Elektro

Baja ini diberi tanda E. Proses ini menggunakan busur cahaya atau induksi.

Dimana besi mentah tertutuprapat dari hawa luar. Juga pada suhu-suhu ynag

sangat tinggi, pengontrolan dilakukan dengan cepat dan tepat,serta tidak

menggunakan bahan yang tidak menimbulkan gelombang. Oleh karena itu

hasil baja diperoleh sangat kuat dan kenyal.

e. Proses dengan menggunakan Sneltkrees

Proses ini sudah digunakan ±200 tahun untuk pembuatan baj luar biasa dan

bernilai tinggi, tapi karena adanya dapur elektro maka proses ini terdesak.

Pembuatan baja menurut proses dilakukan dalam cawan kiri yang tingginya 4-

5 meter,yang terdiri dari grafiet yang ditutup dengan tudung grafiet pula.

Bahan dasar proses ini merupakan baja yang sudah ditempa (bukan baja

mentah).

Pemanasan dilakukan dalam dapur gas pelebur (Smeet Oven)yang tujuan

utamanya melumerkan baja dan tertutup dari udara luar, sehingga didapatkan

sifat-sifat yang merata, misalnya baja untuk kabel jembatan gantung.

f. Proses aduk (Pudlle Procesa)

Proses ini diketemukan pada tahun 1784. Di sini yang dibuat adalah besi

tempa. Bahan dasar yang digunakan berupa besi mentah dan Schoot. Bahan

dasar ini dimasukkan kedalam dapur nyala api dengan volume 300-500 kg dan

disana dilumerkan dengan terak sehingga Osygenium terlepas untuk

memberikan bahan yang tidak perlu.

Bahan dasar dihubungkan langsung dengan bahan arang batu, dengan

senantiasa diaduk, maka bahan lumer itu dibiarkan kontak dengan udara

hingga membakar bahan C yang lebih. Dengan berkurangnya kadar C, titik

lebur meningkat lebih tinggi dan berbentuk lebih kental. Akhinya dalam

bentuk tepung adonan dapat di angkat dengan palu uap, terak-terak yang


masih ada dipukul keluar. Selanjutnya bahan ini ditempa, digiling dan

dijadikan profil tertentu.

1.3 Sifat –sifat Baja

sifat yang dimiliki baja yaitu kekakuanya dalam berbagai macam keadaan

pembebanan atu muatan. Terutama tergantung dari :

Cara peleburannya

Jenis dan banyaknya logam campuran

Proses yang digunakan dalam pembuatan.

Berikut ini ada beberapa dalil yang menyangkut sifat-sifat baja :

Dalil I

Besi murni tidak mempunyai sifat-sifat yang dibutuhkan untuk dipergunakan sebagai bahan

penanggung konstruksi.

Dalil II

Peningkatan nilai dari sifat-sifat tertentu, lazim dengan tidak dapat dihindarkan senantiasa

mengakibatkan pengurangan dari nilai sifat-sifat lain, misalnya baja dengan keteguhan

tinggi, istimewa lazimnya kurang kenyal.

Dalam praktek terdapat satu hal yang sangat penting bahwa sifai-sifat konstruksi dapat

berarti runtuhnya seluruh konstruksi, oleh karena itu :


1. Penentuan syarat minimum harus dimuat didalam deluruh kontrak pemesanan,

pembelian, atau penyerahan bahan.

2. Garansi tentang meratanya sifat-sifat itu harus didapatkan dengan dilakukanya

pengujian pada waktu penyerahan bahan.

3. Tuntutan yang tinggi tetapi tidak perlu benar, sebab beban tidak bernilai

tinggi itu lebih mahal atau ekonomis.

4. Sifat –sifat ynag kita kehendaki harus ada, bukan saja pada waktu sudah

dikerjakan, yaitu setelah dipotong, digergaji, di bor, ditempa, dibengkokan ,

dan lain-lain.

5. Sifat-sifat yang kita kehendaki harus ada bukan saja merugikan dengan cara-

cara yang tidak dapat dipertanggung jawabkan .

6. bentuk-bentuk dari bagian-bagian bangunan dan sambungannya harus di

terapkan.

1.4 Bentuk-bentuk baja dalam perdagangan

bahan baja yang dipergunakan untuk bangunan berupa bahan batangan dan plat.

Penampang dari bahn baja biasanya disebut profil. Dalam perdagangan baik profil maupun

panjang batang sudah memilikistandarrisasi. Mengingat terbatasnya panjang terbatasnya

panjang batang yang hanya maksimal 18 meter, maka untuk keperluan batng konstruksi yang

lebih dari itu perlu dibuatkan sambungan.

Selain untuk menambah panjang konstruksi sambungan diperlukan pula untuk

menyatukan bagian-bagian konstruksi yang harus disatukan. Addpun macam-macam profil

yang terdapat di pasaran antara lain sebagai berikut :

1. Profil baja tunggal

Baja siku-siku sama kaki

Baja siku tidak sama kaki (baja T)

Baja siku tidak sama kaki (baja L)


Baja I

Baja Canal

Baja

2. Profil Gabungan

Dua baja L sama kaki

Dua baja L tidak sama kaki

Dua baja I

3. Profil susun

Dua baja I atau lebih

1.5. Percobaan pada baja

1.5.1 Percobaan tarik

Percobaan tarik dilakukan diatas bangku penerik denag menggunakan suatu batang

percobaan yang bentuk atau ukurannya telah ditetapkan.

Btang percobaan dena panjang awal L dan penampang F pada batang ini di beri gaya

tarik P secatra berangsur-angsur sampai terjadi patah. Batang yang ditarik akan memberikan

perpanjangan sebasar Δ L dan pada setiap penampang batang akan terjadi tegangan. Hasil

percobaan tarik dapat dibuat diagram tarik yang menunjukkan hubungan antara tegangan dan

regangaan.

1.5.2. Percobaan Geser


Percobaan geser dilakukan pada dua batang yang disambungkan denga rigi-rigi las

denag menempatkan dua batang lainnya.

1.5.3. Percobaan Lentur

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui kekenyalan suatu bahan. Batang yang

diletakan diatas rol dan tengah-tengahnya di beri gaya yang berangsur-angsur secara perlaha-

lahan diperbesar.

1.5.4. Percobaan Takik Pukul

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pakah suatu batang mempunyai takik yang

cukup kuat sebelum putus merubah bentuk secara plastis. Percobaan dilakukan dengan mesin

pukul dari Charpy. Mesin berputar pada as palu, lalu diangkat dan dilepaskan hingga jatuh

sampai memukul putus batang percobaan. Palu akan melewati batang lalu berhenti berhenti

sehingga beda tinggi menjadi suatu ukuran untuk daya kerja dalam memutuskan batang

percobaan dan dapat diketahui dengan mudah pada mesin dengan jarum yang digeserkan oleh

palu tersebut.

1.5.5. percobaan Tarik Pukul

Percobaan ini dilakukan pula oleh mesin percobaan Charpy. Palu dimesin dibuat

lubang dimana batang-batang perobaan diulir masuk. Plat tidak masuk dan batang akan

tertarik dan karena palu dijatuhkan maka terjadi kejutan. Percobaan penting untuk bahan

konstruksi yang nantinya akan memikul kejutan dan tumpuan.

1.6 Macam-macam bentuk kuda-kuda Baja

a. Pratt Truss

Kemiringan atap = tg α ,dimana h: tinggi kuda-kuda

L: Bentang kuda-kuda

b. Hows Truss

c. Pink Truss

d. Modified Pink Truss

e. Mansarde Truss

f. Modified Pratt Truss


g. Crescent Truss

1.7 Keuntungan dan kerugian Pengunaan Baja.

Dibandigkan dengan bahan konstruksi lain seperti beton atau kayu pemakaian baja

sebagai bahan konstruksi mempunyai keuntungan dan kerugian, sebagai berikut:

Keuntungan:

1. Bila dibandingkan dengan beton maka baja lebih ringan.

2. Apabila suatu saat konstruksi harus diubah,maka bahan baja akan lebih mudah

untuk dipindahkan.

3. Bila konstruksi harus dibongkar, baja akan dapt dipergunakan lagi sedangkan

konstruksi dengan beton tidak dapt digunakan lagi.

4. Pekerjaan konstruksi baja dapat dilakukan di bengkel sehingga pelaksanaannya

tidak membutuhkan waktu lama.

5. Bahan baja sudah mempunyai ukuran dan mutu tertentu dari pabrik.

Kerugian:

1. Biala konstruksi terbakar, maka kekuatannya akan berkurang, pada batas yang

besar juga dapat merubah konstruksi.

2. Bahan baja dapat terkena karat, sehingga memerlukan perawatan.

3. Karena memiliki berat yang cukup besar, dalam melakukan pengangkutan

memerlukan biaya yang besar.

4. Dalam pelaksanaan konstruksi diperlikan tenaga ahli dan berpengalaman dalam

hal konstruksi baja.

1.8 Jenis-jenis alat Penyambung baja


Alat penyambung baja yang biasa digunakanuntuk menyambung bagian-bagian

konstruksi baja berupa|

a. Baut

b. Paku keling

c. Las lumer

1.8.1 Baut

Pemakaian baut diperlukan bila:

1. Tidak cukup tempat untuk pekerjaan paku keling

2. Jumlah plat yang akan disambung> 5d (d diameter baut)

3. Dipergunakan untuk pegangn sementara

4. Konstruksi yang dapat dibongkar pasang

Bentuk baut dan bagian-bagiannya

1.8.2 Paku Keling

Sambungan paku keling dipergunakan pada konstruksi yang tetap, berarti tidak dapt

dibongkar pasang.Jumlah tebal pelat yang akan disambung tidak boleh>6d ( diameter paku

keling).Beberapa bentuk kepala paku keling:

Paku yang dipergunakan pada tiap pertemuan minimal menggunakan 2 paku dan

maksimal 5 paku dalam satu baris.Penempatan paku pada plat ialah:

Jarak dari tepi plat el

1.8.3

Ada 2 macam las lumer menurut bentuknya, yaitu:

1. Las tumpul

2. Las sudut

BAB II

DASAR-DASAR PERHITUNGAN


2.1 Macam-macam pembebanan

Pembebanan pada kuda-kuda terdiri dari:

a. Beban mati,yang terdiri dari:

1. Berat sendiri kuda-kuda

2. Berat penutup atap

3. beban berguna

b. Beban angin

1.Angin tekan

2.Angin hisap

c. Beban plafond

2.2 Perhitungan dimensi gording

Gording diletakan diatas beberapa kuda-kuda dengan fungsinya menahan beban atap

dan perkayuannya,yang kemudian beban tersebut disalurkan pada kuda-kuda.

Pembebanan pada gording berat sendiri gording dan penutup atap

Dimana: a = jarak gording

L = jarak kuda-kuda

G = (1/2a+1/2a)x L meter x berat per m² penutup atap per m² gording

= ax berat penutup atap per m²

catatan: Berat penutup atap tergantung dari jenis penetup atap

Berat jenis gording diperoleh dengan menaksirkan terlebih dahulu dimensi gording, biasanya

gording menggunakan profil I, C, dan [setelah ditaksir dimensi gording dari tabel profil di

dapat berat per m, gording

Berat sendiri gording = g2 kg/m

Berat mati = b.s penutup atap + b.s gording

= (g1 + g2) kg/m


Gording di letakkan tegak lurus bidang penutup atap, beban mati (g) bekerja vertikal.

gx = g cos α

gy = g sin α

Gording diletakkan diatas beberapa kuda-kuda, jadi merupakan balik penerus diatas beberapa

balok tumpuan (continuous beam ). Untuk memudahkan perhitungan dapat dianggap sebagai

balok diatas dua tumpuan statis tertentu dengan mereduksi momen lentur.

Mmax = 1/8 gl2

Ambil M = 20 % (1/8 gl2)

Mmax = 80 % (1/8 gl2)

Mmax = 0,80 (1/8 gl2)

Dmax = 1/2 gl

akibat gx Mgl = 0,80 (1/8 gx l2)

= 0,80 (1/8 sin α l2)

akibat gy Myl = 0,8 (1/8 gy l2)

= 0,80 (1/8 g cos α l2)

2.2.1. Beban berguna ( P = 100 kg )

Beban berguna P = 100 kg bekerja di tengah-tengah gording

Mmax = 80 % ( ¼ PL)


Akibat Px Mx2 = 0,80 ( ¼ PxL )

= 0,80 ( ¼ P sin α L )

Akibat Py My2 = 0,80 ( ¼ Py L )

= 0,80 ( ¼ P cos α L )

2.2.2. Beban angin W

Beban angin dianggap bekerja tegak lurus bidang atap

Beban angin yang di tahan gording

W = a . x tekanan angin per meter = ……….kg/m2

Mmax = 80 % ( 1/8 WL2 )

= 0,80 ( 1/8 WL2 )

Akibat Wx Mx3 = 0

Akibat Wy My3 = 0,80 ( 1/8 WyL2 )

= 0,80 ( 1/8 W L2 )

2.2.3. kombinasi pembebanan

I Mx total = Mx1 + Mx2

My total = My1 + My2

II Beban mati + Beban berguna + Beban angin

Mx total = Mx1 + Mx2


My total = My1 + My2 + My3

2.2.4 kontrol tegangan

kombinasi I

σ=MxtotalWy

+ MytotalWx

≤σ : σ=1600 kg /cm2

catatan: jika σ : σ , maka dimensi gording diperbesar

kombinasi II

σ=MxtotalWy

+ MytotalWx

+¿σ :≤1, 25 σ

catatan :jika σ≥1 ,25 σ , maka di mensi gording di perbasar

2.2.5 Kontol lendutan

Akibat beban mati:

Fxl=5 qx L4

384 EI y

cm F=5q y L4

384 EI x

cm

Akibat beban berguna

Fx 2=Px L3

48 EI x

cm F y 2=5 W y L3

48 EI y

cm

Akibat beban angin


Fx 3=0 cmF y3=

5 W y L4

384 EI x

cm

Fx total = (Fx1+Fx2),¿ F

Fy total = (Fy1+Fy2+Fy3), ¿ F

F1=√ f x2+ f y

2≤f

catatan : jika F>F maka dimensi gording di perbesar

2.3. Perhitungan Dimensi Tracstan (Batang Tarik)

Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah sumbu x

(kemiringan atap dan sekaligus untuk mengurangi tegangan lentur pada arah sumbu x

Batang tarik menahan gaya tarik Gx dan Px, maka

:

Gx = berat sendiri gording + penutup atap arah sumbu x

Px = beban berguna arah sumbu x

Pbs =Gx + Px

Karena batang tarik di pasang dua buah, per batang tarik :


Pts=Gx +Px

2

σ= FFn

≤σ⇒ambil σ

=

Gx+Px2

Fn

=σ⇒ Fn=Gx+Px2σ

Fbr =125 % Fn

Fbr = ¼ п d2

Dimana : Fn = luas netto

Fbr = luas brutto

A = diameter batang tarik (diper oleh dari tabel baja )

2.4. Perhitungan Ikatan Angin

Ikatan angin hanya menahan gaya normal atau axial saja. Cara bekerjanya, jika satu

bekerja sebagai batang tarik maka yang lainnya tidak menahan apa-apa sebaliknya

kalau arah angin berubah, maka secara berganti batang tersebut bekerja sebagai

batang tarik.

Rumus umum :

σ= PFn

≤σ⇒ambil σ=σ

Fbr = 125 % Fn

Fbr = ¼ п d


Fn= Nσ

= Pσ cosα

2.5. Perhitungan Dimensi Batang

Untuk kuda-kuda yang relatif kecil, biasanya dimensi batang disamakan yaitu untuk

batang tepi bawah satu dimensi, demikian pula untuk batang tegak atau batang

diagonal. Hal ini berguna untuk dapat mempermudah pengadaan bahan pemasangan.

2.5.1. Batang Tarik

Fn =

pσ

Dimana: Fn = Luas penampang netto

P = Gaya batang

σ = Tegangan yang diijinkan

Fbr = Fn + ∆ F ⇒ Fbr = 125%

2.5.2. Batang Tekan

Imin = 1,69 P.Lk²

Dimana: Imin = momen inersia minimum cm4

P = gaya batang tekan, Kg

Lk = panjang tekuk, cm

Setelah diperoleh Imin lihat tabel propil maka diperoleh dimensi/ukuran propil.

Kontrol:

1. terhadap sumbu bahan

2. terhadap sumbu bebas bahan

Untuk profil rangkap dipasang kopel plat atau plat kopling

Catatan:

a. Konstruksi rangka baja kuda-kuda biasanya dipakai prfil C


b. Pada batang tarik yang menggunakan profil rangkap perlu dipasang kopel plat

satu buah ditengah-tengah bentang

c. Pada batang tekan pemasangan kopel plat mulai mulai dari ujung batang tengah ke

tengah bentang dengan jumlah ganjil

2.6. Perhitungan Gaya-gaya Batang

Besarnya gaya batang tidak dapat langsung tidak dapat langsung dicari dengan cara

cremona, karena ada momen lentur pada kolom.Perhitungan dapat diselesaikan

dengan membuat batang-batang tambahan(fiktif)

Selanjutnya dapat diselesaikan dengan cara cremona.

Ada dua cara untuk mencari besarnya gaya batang yaitu dengan cara :

1. Grafis, yaitu dengan cara cremona dan car cullman

2. Analistis, yaitu dengan cara ritter, cara Henenberg, cara keseimbangan titik

kumpul.

Untuk mencari gaya batang pada konstuksi kuda-kuda, biasanya dipakai dengan cara

cremona kemudian di kontrol dengan cara ritter. Selisih kesalahan cara cremona ddan

cara ritter maksimum 3 %jika lebih maka perhitungan harus di ulang.

Ada beberapa asumsi yang di ambil dalam penyelesaian konsrtuksi rangka batang,

terutama untuk mencari besarnya gaya batang, yaitu :

1. Titik simpul dianggap sebagai sendi (M=o)

2. Tiap batang hanya memikulgaya normal atau axial tarik atau tekan

3. Beban dianggap bekerja pada titik simpul

a. Beban mati dianggap bekerja vertikal pada tiap-tiap titik simpul batang

tepi atas

b. Beban angin, dianggap bekerja tegak lurus bidang atap pada tiap-tiap

simpul batang tepi atas

c. Bahan flapon, dianggap bekerja vertikal pada tiap-tiap titik simpul batang

tepi bawah

4. Gaya batang tekan arahnya mendekati titik simpul dan gaya batang tarik arahnya

menjauhi titik simpul

2.6.1. Cara Cremona ( Cara Grafis )


Dalam menyelesaikan cara cremona perlu diperhatikan beberapa patokan sebagai

berikut:

1. Ditetapkan segala gaya ,yaitu dari satuan Kg/ton menjadi satuan cm.

2. Penggambaran gaya batang dimulai dari titik simpul yang hanya terdapat

maksimum dua gaya batang yang belum diketahui.

3. Urutan penggambaran dapat searah jarum jam atau berlawanan arah jarum

jam.Keduanya jangan dikombinasikan.

4. Akhir dari penggambaran gaya batang harus kembali pada titik ,dimana dimulai

penggambaran gaya batang.

Prosedure penyelesaian cara cremona:

1. Gambar bentuk kuda-kuda rencana dengan skala yang benar,lengkap dengan

ukuran gaya-gaya yang bekerja.

2. Tetapkan skala gaya dari Kg atau ton menjadi cm.

3. Cari besar resultan dari gaya yang bekerja.

4. Cari besar arah dan titik tangkap dari reaksi perletakan.

5. Tetapkan perjanjian arah urutan penggambarandari masing-masing gaya batang

pada titik simpul searah jarum jam atau berlawanan jarum jam.

6. Gambar masing-masing gaya batang sesuai ketentuan pada patokan yang berlaku.

7. Ukuran panjang gaya batangn dan tetapkan tandanya, tarik (+),atau tekan (-).

8. Besarnya gaya yang dicari adalah panjang gaya batang dikalikan skala gaya.

2.6.2. Cara Ritter ( Analisis )

Mencari gaya-gaya dengan cara ritter bersifat analitis dan perlu diperhatikan

ketentuan berikut:

a. Membuat garis potong yang memotong beberapa batang yang akan dicari.

b. Batang yang terpotong diasumsikan sebagai batang tarik.Arah gaya menjauhi

titik simpul.

Catatan :

Sebaikanya ditinjau bagian konstruksi yangterdapat gaya lebih sedikit, hal ini untuk

mempercepat perhitungan

Urutan cara penggambaran:


1. Gambar bentuk konstruksi rangka batang yang akan dicari ,gaya batang lengkap

dengan ukuran dan gaya-gaya yang bekerja.

2. Cari besar reaksi perletakan

3. buat garis potong yang memotong batang yang akan dicari gaya batangnya.

4. Tinjau bagian konstruksi yang terpotong tersebut dimana terdapat gaya-gaya yang

lebih sedikit.

5. Tandai arah gaya dari batang yang terpotong tersebut dimana terdapat gaya yang

lebih sedikit.

6. Cari jarak gaya trhadap titik yang ditinjau.

7. Selanjutnya didapat gaya batang yang dicari.

2.6.3. Daftar Gaya Batang

Hasil dari perhitungan panjang batang dan gaya batang disusun dalam bentuk

daftar.Daftar gaya batang ini berguna untuk menentukan gaya batang rencana ,yang

selanjutnya digunakan untuk keperluan mendimensi batang dan perhitungan

sambungan titik simpul.

Contoh daftar gaya batang

Nama Berat sendiri Be

rat

Plafond Ga

ya

Maksimum Ga

ya

Rencana

batang Tekan

(-)

Tarik

(+)

Tekan

(-)

Tarik

(+)

Tekan

(-)

Tarik (+) Tekan

(-)

Tarik

(+)

2.7. Sambungan Paku Keling

Dalam perhitungan konstruksi baja dengan menggunakan paku keling yang perlu

dipeerhitungkan adalah terhadap tegangan geser dan tegangan tumpu.

Adapun besar tegangan adalah:


τ gs=0,8 .σ geser dan

τ tp=2 .σ→ tumpu

Daya pikul satu paku keling adalah:

Ngs=2. 1/4 . πd ² , geser dan

Ntp=d . Smin . τ tp ,tumpu

Sehingga akan didapat Nmin,dimana akan ditentukan dari hasil terkecil.Apakah itu

dari geser ataupun tumpu.Kemudian menghitung jumlah paku keling diambil dari

gaya maksimum dibagi dengan Nmin

n= pN min

Perhitungan dilakukan pada beberapa titik simpul saja sebagai perwakilan.Dan

biasanya perencanaan dianggap sama.Setelah semua data diketahui maka dapat

dimulai penggambaran ganbar kerja konstruksi baja sesuai skala.

BAB III

RANCANGAN KONSTRUKSI BAJA


Ketentuan-Ketentuan :

Type konstruksi atap = A

Bahan penutup atap = Seng

Bentang kap (L) = 15 m

Kemiringan atap = 350

Jarak gading-gading kap = 4 m

Beban angin kiri = 55 Kg/m2

Beban angin kanan = 40 Kg/m2

Beban plafon = 10 Kg/m2

Beban berguna = 100 Kg/m

Alat sambungan = Paku keling

Tegangan baja yang diijinkan = 1600 Kg/cm2

BAB VI

PERHITUNGAN PANJANG BATANG


A. PANJANG BATANG TEPI ATAS (A)

A=β/cosα =1,5/cos 35o

A1=A2 = A3 = A4 = A4 = A5 = A6 = A7 = A8 = A9 = A10 a = 1,83 m

B. MENGHITUNG BATANG TEPI BAWAH (B)

15/10 = B1 = B2 = B3 =……………B10 = b = 1,5 m

C. MENGHITUNG BATANG DIAGONAL (D)

D1 = D8 = √V 12+B 2

2

=√(1,5 )2+(2,1 )2 )= 2,58 m

D2 = D7 =√V 22+B 3

2

=√(1,5 )2+(3 , 15 )2)= 3,49 m

D3 = D6 = √V 32+B 4

2

=√(1,5 )2+(4,2)2 )= 4,46 m

D4 = D5 =√V 32+B 4

2

=√(1,5 )2+(5 , 25 )2 )= 5,46

D. MENGHITUNG BATANG VERTIKAL (V)

V1 = V9 = B1 tan 30° = 1,5 tan 35° = 1,05 m

V2 = V8 = 2B1 tan 30° = 2. 1,5 tan 35° = 2,1m

V3 = V7 = 3B1 tan 30° = 3. 1,5 tan 35° = 3,15 m

V4 = V6 = 3B1 tan 30° = 4. 1,5 tan 35° = 4,2 m

V5 = 4B1 tan 30° = 5. 1,5 tan 35° = 5,25 m

DAFTAR PANJANG BATANG


BAB V


NOBATANG

A B V D

1 1,83 m 1,5 m 1,05 m 2,58 m

2 1,83 m 1,5 m 2,1 m 3,49 m

3 1,83 m 1,5 m 3,15 m 4,46 m

4 1,83 m 1,5 m 4,2 m 5,46 m

5 1,83 m 1,5 m 5,25 m 5,46 m

6 1,83 m 1,5 m 4,2 m 4,46 m

7 1,83 m 1,5 m 3,15 m 3,49 m

8 1,83 m 1,5 m 2,1 m 2,58 m

9 1,83 m 1,5 m 1,05 m -

10 1,83 m 1,5 m - -

PERHITUNGAN DIMENSIGORDING, TRAKSTANG & IKATAN ANGIN

A. GORDING DIPENGARUHI OLEH:

Muatan mati, yaitu: -berat sendiri gording (kg/m)

-berat sendiri penutup atap (kg/m2)

Muatan hidup, yaitu berat orang dengan berat P = 100 Kg

Muatan angin (kg/m2)

Ketentuan :

Jarak antara gording : 1,83 m

Sudut kemiringan : 350

Jarak gading-gading kap : 4 m

Berat seng : 11 Kg/m2

B. PERHITUNGAN BERAT PENUTUP ATAP

Beban yang dilakukan gording akibat berat sendiri atap dan berat sendiri gording :

Karena satuannya tidak sama maka disamakan dahulu dengan jarak gording.

Berat yang didukung gording : 1,83 x 11 = 20,13 Kg/m

Berat sendiri gording ditaksir : C -8 = 8,64 Kg/m

P = 28,77 Kg/m

Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap dan beban mati Px bekerja

vertical, P diuraikan pada sumbu X dan sumbu Y, sehingga diperoleh:

Dengan jarak gading-gading 3,5 m dan kemiringan sudut 37,50


Px = P sin 350 Py = P cos 350

= 28,77 sin 350 = 28,77 cos 350

= 16,50 Kg/m = 23,57 Kg/m

Momen akibat Beban mati

Karena dianggap sebagai balok menerus di atas beberapa tumpuan (continous beam)

maka untuk memperoleh perhitungan dapat diasumsikan sebagai berat bertumpuan di

ujung.

Mx = 1/8 . Px . (l/2)2 . 80% My = 1/8 . Py . (l)2 . 80%

= 1/8 . 16,50 . (4/2)2 .0,8 = 1/8 . 23,57 . (4)2 .0,8

= 6,6 Kg m = 37,712 Kg m

PERHITUNGAN BEBAN BERGUNA

Beban berguna atau beban hidup adalah beban terpusat yang bekerja di tengah-tengah

bentang gording, beban ini diperhitungkan kalau ada orang yang bekerja di atas gording.

Diambil beban orang Po = 100 Kg

Pox = Po sin 350 Poy = Po cos 37,50

= 100 sin 350 = 100 cos 350

= 57,375 Kg = 81,915 Kg

Momen yang timbul akibat beban terpusat dianggap Continous Beam.

Momen akibat beban hidup

Mox = ¼ . Pox . l /2. 80 % Moy = ¼ . Poy . l . 80 %

= ¼ . 57,375 . (4/2) .0,8 = ¼ . 81,915 . (4) . 0,8

= 22,94 Kg m = 65,53 Kg m


PERHITUNGAN MUATAN ANGIN

Beban angin dianggap bekerja tegak lurus bidang atap

Ketentuan :

Koefisien angin tekan ( c ) = (0,02 . - 0,4)

Koefisien angin hisap ( c’ ) = - 0,4

Beban angin kiri (q1) = 55 Kg/m2

Beban angin kanan (q2) = 40Kg/m2

Kemiringan atap () = 350

Kefisien Angin

Angin tekan ( c ) = (0,02 . - 0,4)

= (0,02 . 350 - 0,4)

= 0,3

Angin hisap ( c1) = -0,4

1 . Angin kiri-

Tekan (w) = c .q . 1 (jarak gording)

= 0,3 . 55. (1,83)

= 30,195Kg/m

Hisap (w1) = c1 .q . 1 (jarak gording)

= -0,4 . 55. (1,83)

= - 40,26 Kg/m


2. Angin kanan

Tekan (w) = c .q . l (jarak gording)

= 0,3 . 40. (1,83)

= 21,96 Kg/m

Hisap (w1) = c1 .q . i(jarak gording)

= -0,4 . 40. (1,83) = - 29,28 Kg/m

Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar)

W max = 30,195 Kg/m

W x = 0

Wy = 30,195 Kg/m

Jadi momen akibat beban angin adalah :

MWx = 1/8 . Wx . (I/2)2 . 80 % MWy = 1/8 . Wy . (I)2 . 80 %

= 1/8 . 0 . (4/2)2 .0,8 = 1/8 . 30,195. (4)2 . 0,8

= 0 Kg m = 48,312 Kg m


P dan M

Atap + Gording Beban Orang

Angin

(Beban Mati) (Beban Hidup)

P28,77 Kg/m 100 Kg 30,195 Kg/m

Px 16,50 Kg/m 57,357 Kg 0

Py 23,57 Kg/m 81,915 Kg 30,195 Kg/m

Mx 6,6 Kgm 22,94 Kgm 0

My 37,712 Kgm 65,53 Kgm 48,312 Kgm

KONTROL GORDING

Kontrol gording terhadap tegangan

Dari tebel profil baja dapat diketahui bahwa C – 8

Wx = 26,5 cm3

Wy = 6,36 cm3

Kombinasi 1

Mx total = beban mati + beban hidup

= 6,6 + 22,94

= 29,54 Kg m = 2954 Kgcm

My total = beban mati + beban hidup


= 37,712 + 65,53

= 103,24 Kgm = 10324 Kgcm

σ = Mx totalWy

+ My totalWx

σ = 2954 Kg cm

6 , 36 cm3+ 10324 Kg cm

26 , 5 cm3

σ = 854,05 Kg/cm2

Sehingga didapat σ = 854,05 Kg/cm2 ≤ σ = 1600 Kg/cm2………Ok

Kombinasi 2

Mx total = (beban mati + beban hidup )+ Beban angin

= (6,6 + 22,94) + 0

= 29,54 Kgm = 2954 Kgcm

My total = (beban mati + beban hidup) + beban angin

= (37,712+ 65,53) + 48,312

= 151,55 Kgm = 15155 Kgcm

σ = Mx totalWy

+ My totalWx

σ = 2956 Kg cm

6 ,36 cm3+ 15155 Kg cm

26 ,5cm3

σ = 1036,67 Kg/cm2

Sehingga didapat σ = 1036,67 Kg/cm2 ≤ σ = 1400 Kg/cm2………Ok

KONTROL TERHADAP BEBAN LENDUTAN

Diketahui :


E = 2,1 . 106 Kg/cm2

l = 4 m = 400 cm

Ix = 106 cm4

Iy = 19,4 cm4

Syarat lendutan yang diizinkan akibat berat sendiri dan muatan hidup adalah :

f̄ = 1 /250 . l = 1 / 250 x 400 cm = 1,6 cm

1. Kontrol terhadap beban atap dan beban gording

Fx1 =

5. Px .( l /2)4

384 . .E . Iy=

5 . 0 , 1650 . (400/2 )4

384 . 2,1 . 106 . 19 , 4= 0 , 084 cm

Fy1 =

5 . Py . L4

384 . .E . Ix=

5 . 0 ,2357 (400 )4

384 . 2,1 . 106 . 106= 0 , 389 cm

2. Kontrol terhadap beban berguna

Fx2 =

P . x . l3

48 . . E . Iy=

0 , 57357. ( 400/2 )3

48 . 2,1 . 106 . 19 , 4= 0 , 002346 cm

Fy2 =

P . y .l3

48 . . E . Ix=

0 ,81915 . (400 )3

48 . 2,1 . 106 . 106= 0 , 004906 cm

3. Kontrol terhadap beban angin

Px = 0

Py =

5 .Wy .l4

384 . .E . Ix=

5 .0 , 30195 ( 400 )4

384 . 2,1 . 106 . .106= 0 , 452 cm

Jadi pelenturan adalah sebagai berikut :

Fx total = Fx1 + Fx2 + Fx3

= 0,084 + 0,002346 + 0

= 0,086346 cm < F̄ = 1,6cm …………..Ok


Fy total = Fy1 + Fy2 + Fy3

= 0,389 + 0,004906 + 0,452

= 0,845906 cm < F̄ = 1,6 cm …………..Ok

F1 = √ ( Fx )2 + ( Fy )2

= √ (0 , 086346 )2 + (0 ,845906 )2

=0,8955 cm < F̄ = 1,6 cm …………..Ok

MENDIMENSI BATANG TARIK (TRAKSTANG)

Trakstang berfungsi untuk menahan atau mengurangi lendutan pada gording arah x dan

sekaligus untuk mengurangi tegangan lentur yang timbul pada arah sumbu x batang

trakstang dipasang dua buah.

qx =sin 35. ( beban gording. Jarak gording) +sin 35( beban seng . jarak gording.jarak

kuda-kuda)

qx = 54,90 Kg / m

Px = 54,90.sin 35 = 38,83 Kg / m

Pts = qx + Px

= 54,90+ 38,83

= 96,18 Kg

Karena batang tarik yang dipakai double, jadi perbatang tarik.

P = Pts

2= 96 ,18

2= 48 ,09 Kg

σ = P

fn≤σ=1600 Kg /m

2m2

→ fn = Pσ

= 48 ,091600

= 0 ,03 cm2


Fbr = 1,25 Fn

= 1,25 x 0,03

= 0,0375 cm2

Fbr = ¼ π . d2

d2 =

Fbr1/4 π

= 0 ,03751/4 . 3 ,14

= 0 ,048 cm

d = 0,218 cm ………………= 2,18 mm = 3 mm

Karena dalam tabel nilai d yang paling kecil adalah d = 6 mm, maka dimbil d = 6 mm.

PERHITUNGAN DIMENSI IKATAN ANGIN

Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal atau gaya axial tarik saja. Cara

kerjanya kalau yang satu bekerjanya sebagai batang tarik, maka yang lainnya tidak

menahan apa-apa. Sebaliknya kalau arah anginya berubah, maka secara berganti-ganti

batang tersebut bekerja sebagai batang tarik.

Perubahan pada ikatan angin ini datang dari arah depan atau belakang kuda-kuda. Beban

angin yang diperhitungkan adalah beban angin terbesar yang disini adalah angin sebelah

kanan yaitu:55 Kg/ m2


P = Gaya / Tekan angin

N = Dicari dengan syarat keseimbangan

ΣH = 0

Nx = P

N cos β = P …… tan β = 1,83/4 = 0,4575=24,58kg/m2

N =

Pcos β

=55cos24 ,58

=60 ,48

Rumus umum

σ= Pfn

.. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. P angin = 55 Kg / cm2

Luas kuda-kuda = ½ . L . h

= ½ 15 . 5,25

= 39,375 m2

Jumlah titk simpul (n) = 11 buah

P = N x luas kuda−kuda

n−1

=

60 , 48 . 39 ,37511−1

= 238 ,14 Kg

σ = P

fn≤σ=1600 Kg /m2→ fn = P

σ= 238 ,14

1600= 0 , 149cm2

Fbr = 1,25 Fn

= 1,25 x 0,149


= 0,186 cm2

Fbr = ¼ π . d2

d2 =

Fbr1/4 π

= 0 , 1861/4 . 3 ,14

= 0 , 237 cm

d = 0,487………………= 4,85 mm = 5 mm

Karena dalam tabel nilai d yang paling kecil adalah d = 5 mm, maka dimbil ikatan angin

d = 5 mm


BAB VI

PERHITUNGAN

KONSTRUKSI RANGKA BATANG

AKIBAT BERAT SENDIRI

Gaya-gaya berat sendiri bekerja pada titik simpul batang tepi atas berat sendiri itu

diakibatkan oleh:

1. Berat Sendiri Penutup Atap

Diketahui :

Penutup atap seng = 11 Kg /m

Jarak gording (A) = 1,83 m

Jarak gading-gading kap = 4 m

Pa = A . berat atap . gading-gading kap

= 1,83 .11 . 4

= 80,52 Kg

2. Berat akibat beban berguna (beban hidup)

Berat sendiri orang (Po) =100 Kg

3. Berat sendiri gording

Dari tabel profil baja berat C – 8 adalah = 8,64Kg / m

Pq = gading-gading kap x berat gording

= 4 x 8,64

= 34,56 Kg

4. Berat sendiri kuda-kuda

Rumus dasar:


Gk = (L – 2) . l s/d (L + 4)

Pkl = (L – 2) l

= ( 15– 2). 4

= 52 Kg / m

Pk2 = ( L + 4) l

= ( 15 + 4) 4

= 76 Kg /m

Pk =

52+ 762

= 64 Kg /m

Dikarenakan bentangnya 14 m, jumlah titik simpul pada batang tepi atas 11 (buah),

maka berat total kuda-kuda adalah 15 x 64= 960 Kg / m.

sedangkan pada titik simpul adalah

Gk =

berat total kuda−kuda11−1

=

96010

= 96 Kg

5. Berat sendiri ikatan angin

Diketahui :

C = 0,3 q1 = 55 kg /m2

C’ = - 0,4 q2 = 40 kg /m2

Angin kiri

W = C . A . l . q1 W’ = C . A . l . q1

= (0,3) . 1,83. 4 . 55 =(-0,4) . 1,83 . 4 . 55


= 120,78 Kg = - 161,04Kg

Angin kanan

W = C . A . l . q2 W’ = C . A . l . q2

= (0,3) . 1,83 . 4 . 40 = (-0,4). 1,83 . 4 . 40

= 87,84 Kg = -117,12 Kg

Untuk ikatan angin (brancing) diperhitungkan sebagai berikut:

Brancing = 20% x Berat sendiri kuda-kuda

= 20% x 96 Kg

= 24 Kg

Jadi berat total pada titik simpul adalah :

G = Pa + Po + Pq + Pk + Brancing

= 80,52 + 100 + 34,56 + 96 + 24

= 335,08 Kg

6. Akibat berat plafon

Diketahui :

Berat sendiri Plafon asbes + penggantunya (qf) = 10 Kg / m

Jarak gading-gading kap (l) = 4 m

(angka kelangsingan) = 1,5


Gaya pada titik simpul adalah :

Pf1 = λ . l . qf

= 1,5 . 4. 10

= 60 kg


BAB VII

DIMENSIORING DAN SAMBUNGAN

A. Dimensi batang atas (A)

a. Batang terdiri dari batang A1 sampai dengan batang A10

b. Diketahui :

Gaya batang maksimum = 3211,3 kg = 3,2113 ton

Panjang batang = 1,83 m = 183 cm

Tegangan ijin (τ) = 1600 kg/cm2

Digunakan profil rangkap baja siku sama kaki

c. perhitungan

Imin = 1,69.P.lk2

= 1,69 . 3,2113 (1,83)2

= 18,175cm4

Batang A merupakan batang tekan ; dipakai profil rangkap.

I Profil =

Im in2

=

18,175 2

=9 , 0875 cm4

Dari table profil diambil ∟ 55.55.8

Iη = 9,35 cm4 = I min

Ix = Iy = 22,1 cm4

ix=iy = 1,64 cm

F = 8,23 cm2

e = 1,64 cm

iη = 1,07cm

Kontrol :


1. Terhadap sumbu bahan (x)

λx

Lkix

=1831 , 64

=111 ,585=111 ,6⇐Tabel⇒ ¿ = 0,337

ϖ x =

1¿= 1

0 ,337=2 ,97

σ=ϖx . pFtot

=2 , 97 .3211,3 2. 8 , 23

=579 , 44 kg/cm2

σ=579 ,44 kg/cm2≤σ=1600 kg/cm2

2. Terhadap sumbu bebas bahan (Y)

Dipasang 4 plat kopling

L =

1834−1

=61 cmcm

Potongan I-I tebal pelat kopling t = 10 mm =1 cm

e0 = e + ½. t

= 1,64 + ½ .1

= 2,14 cm

Iy tot = 2 (ΣIy + ΣF .e02 )

= 2 {22,1 + 8,23.(2,14)2}

= 119,58 cm4

iy = √ IyFtot

=√119 , 582 . 8 ,23

=2,7cm

λy= Lkiy

=1832,7

=67 , 78⇐Tabel⇒ω=1 , 46


Syarat pemasangan kopling:

l≤12

λx(4−3ωy . P

F .σ )

61¿1

2.111 ,6 (4−3

1, 46.3211,3 2.8 ,23 .1600

)=193,4 cm ≥ 61cm ⇒ 61 cm memenuhi

syarat.....Ok!!!

B. Dimensi batang bawah ( B )

a. Batang terdiri dari batang B1 sampai dengan batang B10

b. Diketahui :

Gaya batang maksimum (P) = 3335,16 kg = 3,33516 ton

Panjang batang = 1,5 m = 150 cm



c. perhitungan

σ =

PFn

≤σ = 1600 kg/cm2 ⇒ Fn=

Pσ

Fn =

3335,16 kg

1600 kg /cm2=2 ,08 cm2

Fbr = Fn + F ⇒ F = 20 %

= (2,08 + (20 % x 2,08)) cm2

= 2,496 cm2

Batang B merupakan batang tarik

digunakan profil rangkap

⇒ Fbr =

2,496 2

cm2

= 1,248 cm2

Tabel Profil ⇒ ∟ 25.25.3.⇒ F = 1,42 cm2


Karena Profil minimum yang diijinkan untuk konstruksi ringan adalah ∟ 45.45.5

Jadi dimensi Profil yang didapat F table = 4,30 cm2 > Fbr = 1,182 cm2, jadi konstruksi yang

digunakan adalah ∟ 45.45.5.

Fn = Fbr - F ⇒ F = 20 %

Fn = 4,3 – (20 % x 4,3)

Fn = 3,44 cm2

σ =

PFn

≤σ = 1600 kg/cm2

σ =

3335,16 3 , 44

=969 ,52kg /cm2≤σ=1600kg /cm2

σ=969 , 52 kg/cm2 ¿σ=1600kg /cm2 . .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .Ok !!!

C. Dimensi batang diagonal ( D )

a. batang terdiri dari batang D1 sampai dengan batang D8

b. diketahui

Gaya batang maksimum = 1410,55kg = 1,41055ton

Panjang batang maks = 5,46 m = 546 cm



o Perhitungan

σ =

PFn

≤σ = 1600 kg/cm2 ⇒ Fn =

Pσ

Fn =

1410,55 kg

1600 kg /cm2=0 ,88 cm2

Fbr = Fn + F ⇒ F = 20 %

= 0,88+ (20 % x 0,88) cm2

= 1,056 cm2


Batang B merupakan batang tarik ; digunakan profil rangkap

⇒ Fbr =

1,056 2

cm2

= 0,528 cm2

Tabel Profil ⇒ ∟ 15.15.3 ⇒ F = 0,82 cm2

Karena Profil minimum yang diijinkan untuk konstruksi ringan adalah ∟ 45.45.5

Maka dimensi Profil yang didapat F tabel = 4,30 cm2 > Fbr = 0,4812 cm2, jadi

konstruksi yang digunakan adalah ∟ 45.45.5.

Fn = Fbr - F ⇒ F = 20 %

Fn = 4,3 – (20 % x 4,3)

Fn = 3,44 cm2

σ =

PFn

≤σ = 1600 kg/cm2

σ =

1410,55 3 ,44

=410 , 04≤σ=1600 kg /cm2

σ=410 , 04 kg/cm2 ¿σ=1600 kg /cm2 . .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .Ok !!!

D. Dimensi batang vertikal ( V )

1.

a. Batang terdiri dari batang V5

b. Diketahui :

Gaya batang maksimum (P) = 1296,38 kg = 1,29638 ton

Panjang batang maks = 5,25 m = 525 cm



c. Perhitungan

Imin = 1,69.P.lk2

= 1,69 . 1,29638 (5,25)2

= 60,386 cm4


Batang V merupakan batang tekan ; dipakai profil rangkap.

I profil =

60,386 2

=30 ,193cm4

Dari table profil diambil ∟ 75.75.12

Iη = 34,7 cm4 = Imin

Ix = Iy = 82,4 cm4

dimana :

ix = iy = 2,22 cm4

F = 16,7 cm2

e = 2,29 cm

iη = 1,44 cm

Kontrol :

1. Terhadap sumbu bahan (x)

λx =

525 2,22

=236 , 49 ⇐Tabel⇒

ω = 9,43

σ=ϖx . pFtot

=9 , 43 . 1296,38 2 .16 , 7

=366 , 01 kg/cm2

σ=366 , 01 kg/ cm2≤σ=1600kg/cm2

2. Terhadap sumbu bebas bahan (Y)

Dipasang 4 plat kopling


L =

5254−1

=175cm

Potongan I-I tebal pelat kopling t = 10 mm =1 cm

e0 = e + ½. t

= 2,29 + ½ .1 = 2,79 cm

Iy tot = 2 ( Iy + F .e02 )

= 2 [82,4 + 2 . 16,7 (2,79)2]

= 684,777 cm4

iy = √ IyFtot

=√684 ,7772 .16 ,7

=4 ,53cm

λ= lkiy

=5254 ,53

=115 , 89⇐Tabel⇒ω=3 ,185

Syarat pemasangan kopling:

l≤12

λx(4−3ωy . P

F . σ )

175¿1

2236 , 49(4−3

3 ,185 . 1 296 ,38 2 .16 , 7 . 1600

)

175¿118 ,245( 4−0 , 077 )

175cm ¿ 463,875 cm ⇒ 175 cm memenuhi syarat……………Ok

DAFTAR DIMENSI BATANG

DAFTAR DIMENSI BATANG

NO NAMA BATANG DIMENSI BATANG KETERANGAN


1. A1- A10 ∟ 55.55.8 Tekan

2. B1- B10 ∟ 45.45.5 Tarik

3. D1-D8 ∟ 45.45.5. Tarik

4. V1-V9 ∟ 75.75.12 Tekan

PERHITUNGAN SAMBUNGAN PAKU KELING

Perhitungan Kekuatan Paku Keling

Tebal pelat diambil 5 mm diameter paku 17 mm

Jadi s = dp = 5 mm = 0,5 cm= s min.

Ngs = 2 .

14

π .d2 . τ ⇒ τ=0,8 .σ=1280 kg/cm2

=2 .

14

. 3 ,14 .(1,7)2 cm2 x 1280 kg/cm2

= 5813,03 kg

Ntp = d . s min . σ tp⇒σ tp=2 .σ=3200 kg /cm2

=1,7 cm . 0,5 cm . 3200 kg /cm2

= 2720 kg

Nmin = 2720 kg

Jadi kekutan sebuah paku = 2720 kg

n=Pn

N min


Jumlah paku pada titik simpul A

Batang A1

n =

3126,76 2720

=1,15≈2buah

Batang B1

n =

3335,16 2720

=1,23≈2buah

Jumlah paku pada titik simpul B

Batang A1 & A2

n =

3126,76-3211,32720

=0 ,031≈2buah

Batang V1

n =

482,512720

=0 ,1277≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul C

Batang A2 dan A3

n =

3211 , 3−2822,832720

=0 ,143≈2 buah

Batang D1

n =

666,692720

=0 ,245≈2 buah

Batang V2

n =

753,772720

=0 .277≈2buah

Jumlah paku pada titik simpul D

Batang A3 dan A4

n =

2822,83−2434,362720

=0 , 43≈2buah

Batang D2


n =

901,322720

=0 ,33≈2 buah

Batang V3

n =

1025,022720

=0 ,38≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul E

Batang A4 dan A5

n =

2434,36−2066,812720

=0 ,135≈2buah

Batang D3

n =

1152,142720

=0 , 424≈2 buah

Batang V4

n =

1296,382720

=0 , 48≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul F

Batang A5

n =

2066,812720

=0 ,76≈2buah

` Batang A6

n =

2066,812720

=0 ,76≈2 buah

Batang D4

n =

1410,552720

=0 ,52≈2 buah

Batang D5

n =

1305,992720

=0 ,48≈2buah


Batang V5

n =

602720

=0 , 022≈2buah

Jumlah paku pada titik simpul G

Batang A6 dan A7

n =

2428,14−2066,812720

=0 ,13≈2buah

Batang D6

n =

1066,742720

=0 , 392≈2 buah

Batang V6

n =

1195,752720

=0 , 44≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul H

Batang A7 dan A8

n =

2804,6−2428,142720

=0 ,14≈2buah

Batang D7

n =

834,512720

=0 ,30≈2 buah

Batang V7

n =

944,62720

=0 ,35≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul I

Batang A8 dan A9

n =

3181,07−2 804 , 62720

=0 ,138≈2buah

Batang D8


n =

617,272720

=0 ,23≈2 buah

Batang V8

n =

693,452720

=0 .26≈2buah

Jumlah paku pada titik simpul J

Batang A9 dan A10

n =

3119,59−3181 ,072720

=0 ,03≈2buah

Batang V9

n =

442,32720

=0 , 163≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul K

Batang A10

n =

3119,59 2720

=1 ,14≈2buah

Batang B10

n =

2539,8 2720

=0 , 93≈2buah

Jumlah paku pada titik simpul L

Batang B1 dan B2

n =

3335,16−2947,652720

=0 ,14≈2buah

Batang V1

n =

482,512720

=0 ,1277≈2 buah

Batang D1

n =

666,692720

=0 ,245≈2 buah


Jumlah paku pada titik simpul M

Batang B2 dan B3

n =

2947,65-2560,142720

=0 ,14≈2buah

Batang V2

n =

753,772720

=0 .277≈2buah

Batang D2

n =

901,322720

=0 ,33≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul N

Batang B3 dan B4

n =

2560,14-2172,632720

=0 , 14≈2buah

Batang V3

n =

1025,022720

=0 ,38≈2 buah

Batang D3

n =

1152,142720

=0 , 424≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul O

Batang B4 dan B5

n =

2172,63-1785,132720

=0 , 14≈2buah

Batang D4

n =

1410,552720

=0 ,52≈2 buah

Batang V4


n =

1296,382720

=0 ,48≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul P

Batang B5 dan B6

n =

1785,13-1785,132720

=0 ,≈2buah

Batang V5

n =

602720

=0 , 022≈2buah

Jumlah paku pada titik simpul Q

Batang B6 dan B7

n =

1926,92-1785,132720

=0 ,052≈2buah

Batang D5

n =

1305,992720

=0 ,48≈2buah

Batang V6

n =

1195,752720

=0 ,44≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul R

Batang B7dan B8

n =

2068,71-1975,42720

=0 , 034≈2buah

Batang V7

n =

944,62720

=0 , 35≈2 buah

Batang D6

n =

1066,742720

=0 , 392≈2 buah

Jumlah paku pada titik simpul S


Batang B8dan B9

n =

2257,6-2068,712720

=0 ,069≈2buah

Batang D7

n =

834,512720

=0 ,30≈2 buah

Batang V8

n =

693,452720

=0 .26≈2buah

Jumlah paku pada titik simpul T

Batang B9 dan B10

n =

2539,8−2257,62720

=0 ,103≈2buah

Batang V8

n =

693,452720

=0 .26≈2buah

Batang V9

n =

442,32720

=0 , 163≈2 buah



Baja masih belajar

Documents