Upload
rizky-m-faisal
View
221
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
1/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
A. DATA PERHITUNGAN
24o
1
5
4
Data yang diperoleh :
1. Type konstruksi : Portal Gable
2. Bahan penutup atap : Asbes
3. Jarak antar portal (l) : 4 meter
4. Bentang kuda-kuda : 28 meter
5. Jarak gording : 1.703 meter
6. Tinggi kolom : 5 meter
7. Kemiringan atap : 24o
8. Beban angin kanan : 55 kg/m2
9. Beban angin kiri : 55 kg/m3
10. Beban berguna : 100 kg
11. Alat sambung : Baut dan Las
12. Mutu baja : Fe360
13. Modulus elastisitas Baja : kg/cm2
14. Tegangan izin baja : kg/cm3
15. Berat penutup atap : 11 kg/m3
16. Berat Crane : 7 ton = kg
B. PERHITUNGAN GORDING
6.23
2814 14
1600
2100000
15.32
2,1x105Mpa =
PERHITUNGAN KONSTRUKSI BAJA II
PORTAL GABLE
7000
Page 1
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
2/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
1. Menghitung Panjang Balok
Jarak C-D
x 14
r r
cos 24
Jarak D-F
y = y
x 14
y = tan 24 x 14
= m
Jarak gording yang direncanakan = 2 meter
Banyak gording yang dibutuhkan =
maka dibulatkan, dan jumlah gording yang digunakan menjadi 9 buah
Jarak gording yang sebenarnya =
15.3249079 m
=
o
1.702767544 m
2=
r =
=
9=
15.3249079
=
15.32490798.66245395
24
o24
14=
tan
cos
+ 1
6.233201594
Page 2
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
3/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
2. Perhitungan Dimensi Gording
Untuk dimensi gording dicoba dengan menggunakan profil baja Light Lip Channel :
A = cm2 q = kg/m
Ix = cm4
Wx = cm3
Iy = cm4
Wy = cm3
a. Beban mati / Dead Load
Berat sendiri gording = kg/m
Berat penutup atap= x 11 = kg/m
berat sambungan 10% berat gording = kg/m
Q = kg/m
24o
qx = q x sin qy = q x cos
= x sin 24 = x cos 24
= kg/m = kg/m
2 3
1 l
8 3
1 4
11
19.8
buah, maka dibagi :
C150
99.2
489
13.97
65.2
x
2
dengan data sebagai berikut :
Gording ditempatkan tegak lurus bidang penutup atap atap dan beban mati qx bekerja vertikal, q
diuraikan pada sumbu X dn sumbu Y, sehingga diperoleh:
= 80%
1.1
12.53987089
30.83044299
(
Pembebanan pada gording
qx x
28.16501115
xMx
Gording diletakkan di atas beberapa tumpuan (kuda-kuda), sehingga merupakan balok menerus di atas
beberapa tumpuan dengan reduksi momen lentur maksimum adalah 80%
M max akibat beban mati dengan memperhitungkan trackstang sebany
30.83044299
)2
1.702767544 18.73044299
11
30.83044299
=
Page 3
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
4/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
8 3
= kgm
1
8
1
8
= kgm
b. Beban Hidup ( Live Load)
24o
Px = P x sin Py = P x sin
= 100 x sin 24 = 100 x cos 24
= kg = kg
Momen yang timbul akibat beban hidup :
1 l
4 3
1 4
4 3
= kgm
1
4
1
4
Mx
My
My x ( )2
28.16501115 (
40.67366431 x ( )
10.84631048
x 91.35454576= ( )4x
)
)2
l
4
x Py x l ) x
x
80%
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. Besarnya beban hidup
diambil dari PPIUG 1987, P=100 kg
x qy
2.22931038
x 80%
x 80%
x 80%
45.06401784
40.67366431 91.35454576
.
x
x
x
80%
80%
x
=
=
=
(
=
x Px x (
=
Page 4
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
5/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
= kgm
c. Beban Angin
240
ketentuan:
Koefisien angin tekan (c) = (0,02*-0,4) = 0.08
Koefisien angin hisap (c') = -0.4
Beban angin kiri (q1) = 55 kg/m2
Beban angin kanan (q2) = 55 kg/m2
Kemiringan atap () = 24o
Jarak gording (A) = m
Angin Kiri
Tekan (wt) = c x q x A
= 0.08 x 55 x
= kg/m
1.702767544
7.492177195
73.08363661
1.702767544
Beban angin diperhitungkan dengan menganggap adanya tekanan positif (tiup) dan tekanan negatif
(hisap), yang bekerja tegak lurus pada bidang atap. Menurut PPIUG 1987, tekanan tiup harus diambil
minimal 25 kg/m2. Dalam perencanaan ini, besarnya tekanan angin (w) diambil sebesar 50 kg/m
2untuk
angin kanan dan 38 kg/m2 untuk angin kiri.
Page 5
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
6/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
Hisap (wh) = c' x q x A
= -0.4 x 55 x
= kg/m
Angin Kanan
Tekan (wt) = c x q x A
= 0.08 x 55 x
= kg/m
Hisap (wh) = c' x q x A
= -0.4 x 55 x
= kg/m
Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar)
Wmax= kg/m
Wx = 0 , karena arah beban angin tegak lurus sumbu batang balok
Momen akibat beban angin :
1 l
8 3
1 4
8 3
= kgm
1
8
1
8
= kgm
80%
Mx
( )2= x 7.492177195 x
80%My
0
=
=
x ( )2 x 80%
= x Wy x ( )2
80%4
11.98748351
7.492177195
x x
1.702767544
-37.46088598
7.492177195
x Wx
x
x
l
1.702767544
0 ( )2
-37.46088598
1.702767544
x
Page 6
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
7/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
d. Kontrol Gording terhadap Tegangan
Kombinasi I
Mx = Mx Beban Mati + Mx Beban Hidup
= +
= kgm = kgcm
My = My Beban Mati + My Beban Hidup
= +
= kgm = kgcm
= kgcm2
= 1600 kgcm2
.........
11814.76544
=1307.562086
+11814.76544
19.8 65.2
247.2465482
10.84631048 0
0
45.06401784 73.08363661
P dan M Atap+Gording
100 7.492177195
2.22931038
Mx total
Wy+
73.08363661 11.98748351
2.22931038 10.84631048
13.07562086 1307.562086
=
91.35454576 7.492177195
Beban Hidup Angin
=
My (kgm)
30.83044299
12.53987089
28.16501115
1600 kg/cm2
qx/Px/Wx
(kg/m, kg)
qy/Py/Wy
(kg/m, kg)
118.1476544
45.06401784
Q/P
(kg/m, kg)
Mx (kgm)
40.67366431
Wx
Mytotal
Daftar Beban dan Momen
OK
Page 7
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
8/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
Kombinasi II
Mx = Mx Beban Mati + Mx Beban Hidup + Mx Beban Angin
= + + 0
= kgm = kgcm
My = My Beban Mati + My Beban Hidup + My Beban Angin
= + +
= kgm = kgcm
= kgcm2
= 1600 kgcm2
.........
e. Kontrol Beban Lendutan
- E = kg/cm2
- l = 4 m = 400 cm
- Ix = 489 cm4
- Iy = 99.2 cm4
l 400
240 240
1 1000
240 2
1. Kontrol terhadap beban mati
qx = kg/m = kg/cm
qy = kg/m = kg/cm0.281650111
kg/cm2
13.07562086
11.98748351
0.125398709
1307.562086
45.06401784 73.08363661
130.135138 13013.5138
Mx total+
= x = 1.667 cm
12.53987089
28.16501115
Mytotal= 1600
Wy Wx
=
= 2.083 cm
=1307.562086
+13013.5138
19.8 65.2
265.6322591
2100000
2.22931038 10.84631048
= x
OK
Lendutan yang diizinkan untuk gording (pada arah x tersiri dari 2 wilayah yang ditahan oleh
trackstang). Diketahui:
Page 8
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
9/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
l
3
384 x E x Iy
400
3
384 x x 99.2
= cm
fy 5 x qy x ( l )4
384 x E x Ix
= 5 x x ( 400 )4
384 x x 489
= cm
2. Akibat Beban Hidup
Px = kg
Py = kg
l
3
48 x E x Iy
400
3
48 x x 99.2
= cm
48 x E x Ix
0.009641782
)4
fy =Py x ( )
3
0.281650111
2100000
0.091424063
40.67366431
91.35454576
x
( )3Px x
=
=fx
=
5 x qx ( )4
5 x x (0.125398709
2100000
0.00247717
( )340.67366431
=fxx
=
l
2100000
Page 9
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
10/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
48 x x 489
= cm
3. Akibat Beban Angin
Wx = 0 kg/m
Wy = kg/m = kg/cm
l
3
384 x E x Iy
400
3
384 x x 99.2
= cm
fy 5 x Wy x ( l )4
384 x E x Ix
= 5 x x ( 400 )4
384 x x 489
= cm
Fx total = fx1 + fx2 + fx3
= + + 0
= cm = 2.08 cm ..........
fx =
2100000
(5 x Wx
=5 x 0 x ( )
4
2100000
0
=
0.074921772
2100000
0.118615309
0.012118952
0.024319723
0.00247717 0.009641782
400=
(
0.074921772
91.35454576 x
)
4
)3
OK
7.492177195
x
Page 10
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
11/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
Fy total = fy1 + fy2 + fy3
= + +
= cm = 1.67 cm ..........
F1 =
= +
= cm = 1.67 cm ..........
3. Perhitungan Batang Tarik (Trackstang)
2
Gx = Berat sendiri gording + penutup atap sepanjang gording arah sumbu x
Px = Beban berguna arah sumbu x
P total = Gx + Px =
= (qx x l) + Px = x 4 +
= kg
P
Fn
P
Fbr = Fn x 125 %
kg/m2
Fn =
0.012118952 0.234359096
0.118615309
cm2
, dimana diambil
=
45.41657392
0.024319723
Trackstang yang digunakan adalah sebanyak
0.091424063
=
0.234359096
0.234672228
=
2
1600
45.416573920.028385359=
1600
P =
12.53987089 40.6736643
OK
OK
buah
Batang tarik berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah sumbu x (miring atap)
sekaligus untuk mengurangi tegangan lendutan yang timbul pada arah x. Beban-beban yang yangdipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap (sumbu x), maka gaya yang bekerja
adalah gaya tarik Gx dan Px.
((qx x l) + Px)
2
22
P total
()2 + ()2
=
( )2 ( )2
Page 11
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
12/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
= x
= cm2
1
4
4 x
d2 =
d = cm
= mm
Maka batang tarik yang dipakai adalah 10 mm
Fbr =
=d2
0.212602013
x x d2
2.126020126
3.141592654
0.045199616
0.028385359 1.25
0.035481698
0.035481698
=
Page 12
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
13/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
4. Perhitungan Ikatan Angin
7.66
7.66
N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya / tekanan angin.
= arc tg
4 =o
P = 55 x
= kg
H = 0 Nx = P
15.3249079
842.8699344
15.3249079
75.3714324
3.831226973.831226975=
15.3249079
,=tan
4
Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal (axial) tarik saja. Adapun cara kerjanya adalah
apabila salah satu ikatan ikatan angin bekerja sebagai batang tarik, maka yang lainnya tidak menahan
gaya apa-apa. Sebaliknya apabila arah angin berubah, maka secara bergantian batang tersebut bekerja
sebagai batang tarik.
Page 13
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
14/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
N cos = P
P
cos
= kg
cos
N
Fn
Fn
Fbr = 125 % x Fn = 1.25 x
= cm2
1
4
4
Maka batang tarik yang dipakai adalah 10 mm
=
= 2.085883588 cm2
2.085883588
=
x
3337.41374
N
=842.8699344
75.37143236
x d2
2.607354485
=
= 1.822490242 cm= mm18.2
1600
=
d
Fbr =
2.607354485
3.14
3337.41374
=
x
Page 14
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
15/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
Peraturan dan standar perencanaan
Tata cara perencanaan baja untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002
Pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung (PPPURG 1987)
Tabel Profil Baja
PPBBI
1. Pembebanan pada Balok Gable
Data teknis:
Penutup asbes = 11 kg/m2
Bentang portal (L) = 28 meter
Jarak gording (A) = meter
Berat sendiri gording (q) = 11 kg/m
Jarak antar portal (l) = 4 meter
Tegangan putus minimum (fu) = 370 Mpa
Tegangan leleh minimum (fc) = 240 Mpa
sudut kemiringan () = 24o
Berat sambungan gording = 1.10 kg/m
Berat Crane = 7.00
H = mm b = mm
Tb = mm Ts = mm
q = kg/m A = cm2
r = mm
Wx = cm3
Wy = cm3
Ix = cm4
Iy = cm4
ix = cm iy = cm
249
13
3350
801
9930
84.7
Perhitungan Pembebanan pada Portal Gable
1.702767544
10.8 6.29
IWF250.250.8.13
248
8
66.5
16
269
TAHANAN MOMEN
MOMEN INERSIA
JARI-JARI INERSIA
Page 15
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
16/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
124
222
8
1. Akibat Berat Sendiri
4 meter adalah :
11 kg/m2
P = x A x l
= 11 x x 4
= kg
P = x l
= 11 x 4
= kg
P = berat sambungan x l
= 1.10 x 4
= kg
q = kg
74.92177195
44
1.702767544
berat penutup atap
berat sendiri gording
d. Berat balok gable
Pembebanan pada balok gable akibat beban-beban yang dipikul oleh gording dengan jarak antar
111
248
249
portal
c. Berat sambungan gording ( + dengan trackstang dan ikatan angin, 10% berat gording)
b. Berat sendiri gording
a. Berat penutup atap =
Sebelum mendimensi portal gable, hal terpenting yang pertama dilakukan adalah mengidentifikasi
beban yang bekerja pada konstruksi. Beban tersebut nantinya akan menentukan ekonomis atau
tidaknya suatu dimensi portal. Distribusi pembebanan pada bangunan gedung sebagai berikut :
13
4.4
113.23404
Page 16
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
17/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
q = 10 % x berat balok gable
= 0.1 x
= kg
Catatan :
9
8
Tabel pembebanan terpusat
No 9 (kg) 8 (kg)
1
2
3
4
5
Beban Merata : q = berat sendiri balok + berat sambungan balok
= +
= kg/m
Beban crane : di titik ujung crane sebesar 7 ton = kg
2. Akibat beban hidup
Beban yang bekerja apabila terdapat orang yang sedang bekerja atau berada di atasnya adalah
100 kg
3. Akibat beban angin
Ketentuan :
22
2.2
11.32340417
113.2340417
5.661702085
56.61702085
Berat alat penyambung
Berat balok gerber
44
4.4
e. Berat alat penyambung (10% . Berat balok gable)
G2 s.d. G
123.9396089
74.9217719537.46088598
gording 2 s.d. gording
gording 1 dan gording (karena terletak di ujung balok maka menerima beban 1/2 jarak)
(menerima beban 2x setengah jarak gording)
sebesar
P 247.8792178
Pembebanan
Berat penutup atap
Berat sendiri gording
113.2340417
11.323404
Berat sambungan gording
G1 dan G
113.234042 11.323404
124.5574459
7000
Page 17
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
18/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
Koefisien angin tekan (c) = (0,02*-0,4) = 0.08
Koefisien angin hisap (c') = -0.4
Beban angin kiri (q1) = 40 kg/m2
Beban angin kanan (q2) = 40 kg/m2
Kemiringan atap ( ) = 24 o
Jarak gording (A) = m
Jarak antar portal (l) = 4 m
Angin tekan (Wt)
Angin Kiri
Wt = C x q1 x A x l
= 0.08 x 40 x 1.7 x 4
= kg
Angin Kanan
Wt = C x q1 x A x l
= 0.08 x 40 x 1.7 x 4
= kg
Angin Hisap (Wh)
Angin Kiri
Wt = C' x q1 x A x l
= -0.4 x 40 x 1.7 x 4
= kg
Angin Kanan
Wt = C' x q1 x A x l
= -0.4 x 40 x 1.7 x 4
= kg
Tabel pembebanan terpusat
1.702767544
21.79542457
-108.9771228
-108.9771228
21.79542457
Page 18
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
19/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
No 9 (kg) 8 (kg)
1
2
3
4
Angin pada dinding
Dalam perhitungan diambil harga w (tekan terbesar ) angin yaitu kanan.
Angin pada Dinding
Koefisien angin tekan Ctk = 0.9 maka Wt = 0.9 x 40 x 4 = 144 kg/m
Koefisien angin hisap Ctk = -0.4 maka Wh = -0.4 x 40 x 4 = -64 kg/m
Kombinasi pembebanan
Kombinasi I 1,4 DL
Kombinasi II 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H
Kombinasi III 1,2 D + 1,6 L + 0,8 WL
Kombinasi IV 1,2 D + 1,6 L + 0,8 WL + 0,5 H
Keterangan:
D =
L =
La =
H =
W =
E =
adalah beban angin
adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-1989, atau penggantiannya dengan
L = 0,5 bila L< 5 kPa, dan L= 1 bila L 5 kPa
G2 s.d. G
Beban angin tekan kiri 10.89771228 21.79542457
Beban angin tekan kanan 21.79542457
Pembebanan G1 dan G
adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai,
atap, plafond, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.
adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak
termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain.
adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan
material, atau, selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.
adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkeun genangan air.
Beban angin hisap kiri -54.48856142 -108.9771228
Beban angin hisap kanan -54.48856142 -108.9771228
Berdasarkan beban-beban tersebut di atas maka struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi
pembebanan di bawah ini :
10.89771228
Page 19
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
20/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
Kombinasi Pembebanan Metode LRFD
U =
U =
U =
U =
U =
U =
U =
kontrol balok yang direncanakan
terhadap momen tahanan (Wx)
Mmax = kgm = kg cm
Wx = m2
IWF 250.250.8.13
m2
< Wx rencana = cm3
Maka profil dapat digunakan, Ok!
H = mm b = mm ix =
Tb = mm Ts = mm iy =
Wx = cm3
Ix = cm4
Kekecualian : faktor beban untuk L di dalam kombinasi pembebanan pada persamaan 6. 2-3, dan 6. 2-5
harus sama dengan 1,0 untuk garasi parkir, daerah yang digunakan untuk pertemuan umum, dan srmua
daerah dimana beban hidup lebih besar daripada 5 kPa
Arah x (kgm)
3.121034531
20.02926923
13.52148294
IWF 250.250.8.13
10.8
6.29
249
801
a. Terhadap balok yang dibebani lentur
63.08962497
127.160458
1,4 D
1,2D + 1,6 L + 0,5H
=
1600
447.49625
1,2D + 1,6 H + L L
1,2D + 1,6 H + 0,8W
1,2D + 1,3 W + L L + 0,5H
0,9D + 1,3 W
Mu
Kombinasi Beban
171.01064
715994
801
8
248
dengan harga Wx hitung =
profil baja dengan baja
13
9930
7159.94
715994
0,9D - 1,3 W
Arah y (kgm)
447.49625
Page 20
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
21/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
Wy = cm3
Iy = cm4
248
13
h
tb
L 1.25 x b
h
cm 23.9 cm
maka pada penampang terjdi pewrubahan bentuk
1 Tb1 = 1 x ( 249 -13 -13 ) = 37.2 mm = 3.717 cm
6 6
ly bidang yang diarir :
1 1.3 24.9 + 1 3.72 0.8=
24.9
6.83842387
31
3350
170.276754
75
ts
269
7524.8
0.8
=
31.125
1.3
=
249
8
Ok
Cek perbahan bentuk atau tidak
=
Terhadap bahaya lipatan KIP
( )3( )3( ) ( )
Page 21
8/13/2019 250.250.8.13 Menghitung Portal Baja _ Rizky Muhammad Faisal
22/138
PERHITUNGAN PORTAL BAJA
12 12
= +
= cm4
1.3 24.8 + 3.72 0.8
A = 32.2 + 2.973
A = 35.2 cm2
iy = 0.5 ly 0.5 1673 cm < 6.29 cm
l = LK 170
iy 4.87
w = 1.11 - 1.1 1
=
tabel yang digunakan tabel PBBI faktor tekuk
syarat berubah bentuk
3.142
1532 /
x 210
=