baja gua - 2,6

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Rangka Kuda-kuda

Direncanakan :

Panjang bentang kuda-kuda = 20.5 m

Sudut kemiringan atap = 30o

Penutup atap = Genteng seng

Berat atap = 10 kg/m2

Jarak antar kuda-kuda = 3,00 m

Plafond + penggantung = 18 kg/m2

Mutu baja yang digunakan = Bj 37

Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2

Modulus elastisitas baja = 2,1 x 106 kg/cm2

1.2 Peraturan yang Digunakan

36

Perhitungan muatan didasarkan pada Peraturan Perencaaan Bangunan Baja

Indonesia (PPBBI) 1983, SKBI 1987, dan Peraturan Pembebanan Indonesia (PPI

– 1983).

1.3 Penempatan Beban

1.3.1 Beban Mati

Beban mati dapat dibagi 2 bagian yaitu :

1. Muatan yang diakibatkan oleh berat sendiri. Yaitu atap, gording dan

kuda-kuda, muatan ini dianggap bekerja pada titik buhul bagian atas.

2. Muatan yang diakibatkan oleh berat plafond, dianggap bekerja pada

titik buhul bagian bawah.

1.3.2 Beban Hidup

Beban hidup yang diakibatkan oleh pekerja dengan peralatannya atau berat

air hujan yang bekerja pada konstruksi kuda-kuda. Berat pekerja minimum

sebesar 100 kg dan beserta air hujan adalah (40 – 0,8 α) kg/m², dimana α adalah

kemiringan atap.

1.3.3 Beban Angin

Angin tekan dan angin hisap yang bekerja dianggap bekerja pada tiap titik

buhul bagian atas dan arahnya tegak lurus bidang atap.

Untuk konstruksi gedung tertutup dengan α < 65º maka :

Koefisien angin tekan = (0,02 α – 0,4) dan

Koefisien angin isap = - 0,4

1.4 Ketentuan Mengenai Tegangan Baja

Jenis baja yang digunakan Bj 37 dengan tegangan leleh (σ1) adalah 2400

kg/cm2 dan tegangan dasar izin adalah 1600 kg/cm2. Modulus Elastisitas baja (E)

adalah 2,10 x 106 kg/cm2 (PPBBI 1983) .

37

1.5 Ketentuan Mengenai Alat Sambung

Alat sambung yang digunakan adalah baut, dimana penentuan dimensi

baut disesuaikan dengan ukuran dan jenis profil baja dengan menggunakan rumus

pada (PPBBI 1983).

1.6 Perhitungan panjang batang

1. Batang vertikal

V1-V11 = 2.60 x (tg α )

= 3,0 x (tg 30o)

= 1.50 m

2. Batang atas

A1 – A12=

A2 – A11 =

3. Batang diagonal

D1 – D10 =

Tabel 1.1 Panjang Batang Kuda-kuda :

Nama Batang Panjang Batang (m)

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

3.002.342.342.342.342.342.342.342.343.00

B1

B2

B3

B4

B5

B6

2.062.062.062.062.062.06

38

B7

B8

B9

B10

2.062.062.062.06

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

3.363.363.363.363.363.363.363.363.363.36

V1

V2

V3

V4

V5

V6

V7

V8

V9

V10

V11

1.501.501.501.501.501.501.501.501.501.501.50

H1

H2

3.003.00

39

BAB II

PERENCANAAN GORDING

Direncanakan:

Jarak antar kuda-kuda = 3,00 m

Jarak antar gording = 1.17 m

Jenis atap = Genteng seng

Berat atap = 10 kg/m2

Mutu baja = Bj 37

Tegangan dasar izin ( ) = 1600 kg/cm2

Modulus elastisitas baja (E) = 2,1 x 106 kg/cm2

Profil baja rencana : LLC 100 x 50 x 20 x 2,6

Dari tabel baja, diperoleh data profil :

Ix = 89,7 cm4 Iy = 21,0 cm4

Wx = 17,9 cm3 Wy =6,68 cm3

F = 5,796 cm2 q = 4,55 kg/m

Rumus yang digunakan :

Beban terpusat

Bidang momen : M = ¼ PL

Bidang geser : D = ½ P

Lendutan : f =

Beban terbagi rata

Bidang momen : M = 1/8 qL2

Bidang geser : D = ½ qL

Lendutan : f =

40

2.1. Perhitungan Momen Akibat Beban

2.1.1 Beban Mati

Berat sendiri gording = (profil LLC LLC 100 x 50 x 20 x 2,6) = 4,55 kg/m

Berat atap = berat atap x jarak gording

= 10 x 1.17 = 11.7 kg/m+

q = 16,25 Kg/m

qx = q cos α = 16,25 cos 30 = 14,072 kg/m

qy = q sin α = 16,25 sin 30 = 8.125 kg/m

Mx = 1/8 qx L2 = 1/8 (14.072) (3)2 = 15,831 kgm

My = 1/8 qy L2 = 1/8 (8.125) (3)2 = 9,140 kgm

Dx = ½ qx L = ½ (14.072) (3) = 21,108 kg

Dy = ½ qy L = ½ (8.125) (3) = 12,187 kg

Lendutan yang timbul :

fx = =

fy = =

2.1.2 Beban Hidup

41

a. Beban Terpusat ( P = 100 kg)

Px = P cos α = 100 cos 30o = 86.60 kg

Py = P sin α = 100 sin 30o = 50 kg

Mx = ¼ PxL = ¼ (86.60) (3) = 64.95 kgm

My = ¼ PyL = ¼ (50) (3) = 37.5 kgm

Dx = ½ Px = ½ (86.60) = 43.3 kg

Dy = ½ Py = ½ (50) = 25 kg

Lendutan yang timbul :

fx = =

fy = =

b. Beban terbagi rata

q = (40 – 0,8α) = (40 – 0,8 (30)) = 16 kg/m

Beban akibat air hujan yang diterima gording :

q = Beban air hujan x jarak gording

= 16 x 1,17 = 18,72 kg/m

qx = q cos α = 18,72 cos 30o = 16.211 kg/m

qy = q sin α = 18,72 sin 30o = 9.36 kg/m

Mx= 1/8 qx L2 = 1/8 (16.211) (3)2 =18,237 kgm

My= 1/8 qy L2 = 1/8 (9,36 ) (3)2 = 10.53 kgm

Dx = ½ qx L = ½ (16.211) (3) =24,316 kg

Dy = ½ qy L = ½ (9,36) (3) =14.04 kg

Momen akibat beban terpusat > momen akibat beban terbagi rata,

maka tegangan yang timbul ditentukan oleh beban terpusat.

2.1.3 Beban angin

42

Tekanan angin rencana diambil 40 kg/m2 (PPI 1983 hal 22)

a. Angin tekan

α < 65o, maka koefisien angin tekan :

C = 0,02α – 0,4

= 0,02 (30) – 0,4

= 0,2

qx = koef angin x tekanan angin x jarak gording

= 0,2 x 40 x 1,17

= 9,36 kg/m

qy = 0

Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (9,36) (3)2 = 10,53 kgm

My = 0

Dx = ½ qx L = ½ (9,36) (3) = 14,04 kg

Dy = 0

Lendutan yang timbul

Fx = =

Fy = 0

b. Angin hisap

Koef angin hisap = -0,4

qx = koef angin x tek. angin x jarak gording

= - 0,4 x 40 x 1,17

= - 18,72 kg/m

qy = 0

Mx = 1/8 qxL2 = 1/8 (-18,72) (3)2 = 21,06 kgm (-)

My = 0

Dx = ½ qx L = ½ (-18,72) (3) = 28,08 kg (-)

Dy = 0

Lendutan yang timbul

43

fx = =

fy = 0

Tabel 2.1 Momen dan bidang geser akibat variasi dan kombinasi beban

Momen dan

Gaya Geser

Beban Mati

Beban Hidup

Beban Angin tekan

Kombinasi Beban

Primer Sekunder

(1) (2) (3) (4) (2) + (3) (2)+(3)+(4)Mx (kg.m)My (kg.m)

Dx (kg)Dy (kg)

15,8319,14021,10812,187

64.9537.543.325

10,530

14,040

80,78146,64

64,40837,187

91,31146,64

78,44837.187

2.2 Kontrol Kekuatan Gording

Profil baja rencana : LLC 100 x 50 x 20 x 2.6

Dari tabel baja, diperoleh data profil :

Ix = 89,7 cm4 Iy = 21,0 cm4

Wx = 17,9 cm3 Wy =6,68 cm3

F = 5,796 cm2 q = 4,55 kg/m

2.2.1 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan

σlt ytb = < = 1600 kg/cm2 (beban primer)

σlt ytb = < 1,30 x = 1,30 x 1600 kg/cm2 = 2080 kg/cm2 (beban sekunder)

1. Pembebanan primer

44

σlt ytb = = = = 1149,493 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2

............ (aman)

2. Pembebanan sekunder

σlt ytb = = = = 1208,32 kg/cm2 < 1,30 x = 2080 kg/cm2

............. (aman)

2.2.2 Kontrol kekuatan gording terhadap tegangan geser

Tegangan geser yang diizinkan untuk pembebanan tetap, besarnya sama

dengan 0,58 kali tegangan dasar (PPBBI 1983 hal 5)

τ ytb < 0,58 = 0,58 x 1600 = 928 kg/cm2 (beban primer)

τ ytb < 1,30 x 0,58 = 1,30 x 0,58 x 1600 = 1206,4 kg/cm2 (beban sekunder)

Profil LLC 100 x 50 x 20 x 2,6

A = 100 mm = 10 cm

B = 50 mm = 5 cm

C = 20 mm = 2 cm

t = 2,6 mm = 0,26 cm

Cx = 0 cm

Cy = 1,86 cm

Tegangan Geser Maksimum

a. Terhadap sumbu x – x

F1 = 0,26 x 5,0 = 1,3 cm2

F2 = 0,26 x (5 – (2 x 0,26)) = 1,164 cm2

F3 = 0,26 x 2 = 0,52 cm2

y1 = ½ (5) = 2,5cm

45

y2 = 5 – ( ½ x 0,26) = 4,87 cm

y3 = 5 – ( ½ x 2) = 4 cm

Sx = (F1 . y1) + (F2 . y2) + (F3 . y3)

= (2,0 x 1,3) + (1,16 x 4,87) + (0,52 x 4)

=10,329 cm3

bx = 0,26 cm

b. Terhadap sumbu y – y

F1 = 0,26 x 10 = 2,6 cm2

F2 = F3 = 0,26 x (2,5 – 0,26) = 0,582 cm2

x1 = 1,86 – (0,26 / 2) = 1,73 cm

x2 = x3 = ½ (1,86 – 0,26) = 0,8 cm

Sy = (F1 . x1) + (F2 . x2) + (F3 . x3)

= (2,6 x 1,73) + (0,582 x 0,8) + (0,582 x 0,8)

= 5,428 cm3

by = 0,26 x 2 = 0,52 cm

Beban Primer

τytb = +

= = 47,009 kg/cm2 < = 928 kg/cm2

............ (aman)

Beban Sekunder

τytb = +

= = 53,227 kg/cm2 <1206,4 kg/cm2

........... (aman)

46

2.2.3 Kontrol kekuatan gording terhadap lendutan

Batas lendutan maksimum arah vertikal untuk gording batang tunggal menerus

menurut PPBBI – 1983, Bab 15 adalah :

fmaks = = = 1,66 cm

Lendutan yang timbul terhadap sb. x – x

fx = fx beban mati + fx beban hidup + fx beban angin

= + 0,258 + 0,524

= 1,569 cm

Lendutan yang timbul terhadap sb. y – y

fy = fy beban mati + fy beban hidup + fy beban angin

= 0.194+ 0, 637+ 0

= cm

Total lendutan yang dialami gording :

fytb = = = 1,77 cm

fytb = 1,77 cm < fmaks = 1,66 cm ........... ( tak aman)

Gording dengan profil LLC 100 x 50 x 20 x 4,0 dapat digunakan.

47

BAB III

PERHITUNGAN PEMBEBANAN

3.1 Beban Mati

3.1.1. Berat Rangka Kuda-kuda

Berat rangka kuda-kuda dihitung didasarkan rumus Ir. Loa Wan Kiong

q = (L – 2) s/d (L + 5)

= (6 – 2) s/d (6 + 5)

= 4 kg/m2 s/d 11 kg/m2

Diambil 11 kg/m2

Pelimpahan ke titik buhul :

=

= 7.136 kg

Bracing / ikatan angin

Diambil 25% dari berat sendiri kuda-kuda (PPBBI 1983)

P = 25 % x 7,136 = 1.7846 kg

3.1.2 Berat Penutup Atap + Berat Gording

Penutup atap = Genteng seng (5 kg/m2)

Gording = 7,43 kg/m

Jarak gording = 0,60 m

P1 = Berat penutup atap = 5 x jarak kuda-kuda x jarak gording

= 5 x 4,00 x 0,60 = 12 kg

P2 = Berat gording = 7,43 x jarak kuda-kuda

48

= 7,43 x 4,00 = 29,72 kg

P = P1 + P2 = 12 + 29,72 = 41,72 kg

P′ = ½ P1 + P2 = ½ (12) + 29,72 = 35,72 kg

B

a

t

a

n

g

A – tritisan

RA1 = P’ + P

= 35.72 + 41.72

= 119.16 kg

Batang A – F

∑MF = 0

RA2 =

= 76.688 kg

∑V = 0

RF1 = (41.72 x 3) – 78,688

= 125.16 – 78.688

= 48.472

49

Batang F – H

∑MF = 0

RH =

= 53.537 kg

∑V = 0

RF2 = (37,40 x 4) – 53.537

= 71.623 kg

Jadi, beban penutup atap + gording untuk tiap titik buhul :

Titik A = B → P = RA1 + RA2 = 119.160 + 76.688 = 159.848 kg

Titik F = H → P = RF1 + RF2 = 48.472 + 71.623 = 120.096 kg

Titik G → P = 2 x RH = 2 x 53.537 = 107.073 kg

3.1.3. Berat Plafond + Penggantung

Berat plafond dan penggantung = 18 kg/m2 (PPI – 1983)

Titik A = B = ½ B1 x 4 x 18

= ½ (1,5) x 4 x 18

= 54 kg

Titik C = E = ½ (B1 + B2) x 4 x 18

= ½ (1,5+1,5) x 4 x 18

= 108 kg

Titik D = ½ (B2 + B3) x 4 x 18

= ½ (1,5+1,5) x 4 x 18

= 108 kg

3.2 Beban Hidup

3.2.1 Beban orang/pekerja

50

PPI-1983 menegaskan bahwa pada tiap titik buhul bagian atas perlu

ditambah beban sebesar 100 kg yang diakibatkan oleh seorang pekerja dan

peralatannya. Tetapi pada kantilever ditambah beban sebesar 200 kg. Demikian

juga pada titik buhul bagian bawah ditambah 100 kg sebagai akibat dari

pemasangan instalasi listrik. Penyambungan titik buhul dan keduanya merupakan

bagian dari beban hidup.

3.2.2 Beban air hujan

Menurut PPI-1983, beban air hujan yang bekerja pada titik buhul bagian

atas dapat dicari dengan menggunakan rumus :

q = 40 – 0,8 α = 40 – 0,8 (30) = 16 kg/m2

Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 4 x 16

= (½ (1.73) + 1,73) x 4 x 16

= 110,72kg

Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 4 x 16

= ½ (1.73+1.73) x 4 x 16

= 110,72 kg

Titik G = ½ (A2 + A3) x 4 x 16

= ½ (1.73+1.73) x 4 x 16

= 110,72 kg g

3.3 Beban angin

Tekanan angin (w) = 40 kg/m2 , α = 30o

3.3.1 Angin tekanKoef. Angin tekan = 0,02 α – 0,4

= 0,02 (30) – 0,4

= 0,20

Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 4 x 0,20 x 40

= (½ (1,73) + 1,73) x 4 x 0,20 x 40

= 83.04 kg

Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 4 x 0,20 x 40

= ½ (1,73+1,73) x 4 x 0,20 x 40

51

= 55.36 kg

Titik G = ½ (A2) x 4 x 0,20 x 40

= ½ (1,73) x 4 x 0,20 x 40

= 27.68 kg

3.3.2 Angin hisap

Koef. Angin hisap = - 0,4

Titik A = B = (½ (A1) + tritisan) x 4 x (-0,4) x 40

= (½ (1,73) + 1,10) x 4 x (-0,4) x 40

= 166.08 kg (-)

Titik F= H = ½ (A1 + A2) x 4 x (-0,4) x 40

= ½ (1,73 + 1,73) x 4 x (-0,4) x 40

= 110.72 kg (-)

Titik G = ½ (A2) x 4 x (-0,4) x 40

= ½ (1,73) x 4 x (-0,4) x 40

= 55.36 kg (-)

Tabel 3. 1 Pembebanan

TITIK BUHUL

BERAT SENDIRI

berat penutup atap+gording

berat plafond

berat air hujan

beban hidup jumlah pembulatan

A 7.13625 195.848 54 110.72 100 467.704 470B 7.13625 195.848 54 110.72 100 467.704 470C 7.13625 108 100 215.136 220D 7.13625 108 100 215.136 220E 7.13625 108 100 215.136 220F 7.13625 120.096 110.72 100 337.952 350G 7.13625 120.096 110.72 100 337.952 350H 7.13625 107.073 110.72 100 324.930 330

Tabel 3.2 Kombinasi Muatan

52

BATANG PANJANG (m)

BEBAN TETAP

(Kg)

BEBAN ANGIN (Kg) BEBAN HIDUP (Kg)

GAYA MAKSIMUM

(Kg)

GAYA DESAIN

(Kg)

BEBAN ANGIN

KIRI HISAP KANAN

BEBAN ANGIN KANAN HISAP KIRI

SEKUNDER I

SEKUNDER II

-1 -2 -3 -4 -5 (3+4) (3+5) -6 -7

A1 1.73 -1690 -143.95 95.94 -1833.95 -1594.06 -1833.95 -2000

53

A2 1.73 -1690 -175.96 159.99 -1865.96 -1530.01 -1865.96A3 1.73 -1690 64.13 -48.16 -1625.87 -1738.16 -1738.16A4 1.73 -1690 128.15 -80.17 -1561.85 -1770.17 -1770.17B1 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23

1700B2 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23B3 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23B4 1.5 1463 166.23 110.82 1629.23 1573.82 1629.23D1 1.73 -576 63.96 -127.92 -512.04 -703.92 -703.92

-750D2 1.73 -576 127.94 -63.96 -448.06 -639.96 -639.96V1 0.87 -220 0 0 -220 -220 -220 -220V2 1.73 -795 0.085 -223.84 -794.915 -1018.84 -1018.84 -1100V3 0.87 -220 0 0 -220 -220 216 -220

BAB IV

PENDIMENSIAN BATANG

54

Rangka batang kuda-kuda direncanakan dari profil tersusun siku-siku sama

kaki (┘└).

4.1 Ketentuan dan Rumus yang digunakan

(Berdasarkan PPBBI – 1983 hal 20 – 22)

4.1.1 Batang Tarik

Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)

Fn =

Fbr =

Kontrol tegangan

σytb = ≤

Kelangsingan batang tarik

x = (konstruksi aman)

i =

4.1.2 Batang Tekan

Dipengaruhi oleh tekuk

Panjang tekuk (Lk)

Dimana : Lk = L (sendi-sendi, K (koef, tekuk) = 1)

Kelangsingan : λ = ≤

Syarat : λmaks ≤ 140 untuk konstruksi utama (SKBI 1987)

Profil yang dipilih berdasarkan iη = imin

Kelangsingan sumbu masif (λx < 140)

λx =

Kelangsingan sumbu ( λI < 50)

55

λ1 =

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ]

iy =

Kelangsingan sumbu tidak masif (λy < 140)

λy =

λiy =

Dimana : m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun

Syarat untuk menjaga kestabilan elemen :

λx ≥ 1,2 λ1

λx ≥ 1,2 λ1

Tegangan yang timbul :

σytb = ≤

4.1.3 Kekuatan Kopel

Digunakan pada batang tekan

Pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa seluruh panjang

batang tersusun terdapat gaya lintang sebesar :

D = 0,02 P

Gaya geser memanjang (torsi)

T =

dimana : L1 = jarak kopel

a = (e + ½δ)

Momen pada plat kopel

M = T . ½C

56

dimana : C = jarak antar baut pada profil

C = (2w + δ)

Plat kopel harus cukup kaku, sehingga memenuhi persamaan :

>10 (PPBBI 1983 hal 21)

dimana : IP = Momen inersia plat kopel

a = jarak profil tersusun

Ll = jarak tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan

Il = Iη = Momen inersia minimum 1 profil

4.2 Perhitungan Pendimensian

4.2.1 Perhitungan Batang Tekan

a. Batang A1, A2, A3, dan A4

Gaya design P = 2200 kg (tekan)

Lk = L = 1.73 m = 173 cm

max = 140 →Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )

iη = imin = = = 1,24 cm

Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 45.45.5

Dari tabel baja diperoleh data :

Ix = Iy = 7.83cm4 iη = 0.87cm

F = 4,30 cm2 Iη = 3,25 cm4

Fn = 3,60 cm2 w = 3,18 cm

ix = iy = 1,35 cm e = 1,28 cm

b =0,4 cm

Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,5 cm

Kontrol

57

< 140 ......................................... (aman)

> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)

Jarak Plat Kopel

Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,5 cm

Jumlah Lapangan, lapangan

= 50 ...................... (aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [7.83 + 4,3 (1,28 + )2] = 27.20 cm4

<140.............( AMAN)

Syarat :

1,2 λ1 = 1,2 x 50.00 = 60.00

λx ≥ 1,2 λ1 →81.90 > 60.00 ..............................................................(aman)

λiy ≥ 1,2 λ1 →109.37 > 60.00 ................................................................(aman)

Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :

Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 81.90

Dari tabel 2 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :

λx = 81.00 diperoleh ω = 1,632


58

λx = 81,90 diperoleh ω = 1,643

Kontrol tegangan :

< = 1600 kg/cm2

Perhitungan Plat Kopel

Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (4.5 + (½ x 0.5)) = 9.5 cm

Jarak antar plat kopel = 43,5 cm

Tebal plat kopel direncanakan = 0,3 cm

Direncanakan baut = Ø 3/4" = 1cm

h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1) = 6 diambil h = 6 cm

Jarak baut :

1,5d = 1,5 x 1 = 1,5 cm

3d = 3 x 1 = 3 cm

baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2

D = 0,02 P = 0,02 x 2000 = 40 kg

M1 = M2

D.L1 = T1(2e + )

T1 = T2 = 608,39 kg

Jarak antar baut :

C = 2 w + = 2(1/2 x 4,5) + 0,3 = 4,8 cm

Momen :

M = T x ½ C = 608,39 x ½ (4,8) = 1460 kg.cm

Kontrol tegangan :

W = 1/6 t h2 = 1/6 (0,3) (6)2 = 1,8 cm3

< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)

59

ytb = 327,09 kg/cm2 < 0,58. = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2

...….........(Aman)

Gaya yang bekerja pada baut

arah vertikal

arah horizontal

Kontrol kekuatan baut :

Terhadap geser

= 0,6 → PPBBI 1984 hal 68

Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran

= ¼ x 1 x 1 x 0,6 x 1600

Pgsr = 1882,241 kg > R = kg ......................(Aman)

Terhadap tumpuan

tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 hal 68tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)

Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat

= 1 x 0,6 x 1,2 x 1600

Ptu = 1820,16 kg > R = kg ………………(Aman)

Jadi ukuran plat kopel b = 9,3 cm, h = 6 cm, t = 0,3 cm aman untuk

digunakan.

60

4.2.2 Perhitungan Batang tarik

a . Batang B1, B2, B3, dan B4

Gaya design P = 1700 kg (tarik)

Lk = 1,5 m = 1500cm

baja = 1600 kg/cm2

cm

Dipilih profil 30.30.3

F = 1.74 cm2

iη = 0,57 cm

e = 0.84 cm

Iη = 0.57 cm4

Ix = Iy = 1.41 cm4

w = 2.12 cm

ix = iy = 0,90 cm

Kontrol

.....................................(aman)

61

.....................................(aman)

.......(aman)

Tidak memerlukan plat kopel.

b . Batang V1 dan V3

Gaya design P = 220 kg (tekan)

Lk = L = 0.86 m = 86 cm

max = 140 →Untuk batang tekan ( PPBBI – 1983 )

iη = imin = = =0.61 cm

Berdasarkan iη dipilih profil ┘└ 35.35.4

Dari tabel baja diperoleh data :

Ix = Iy = 2.96 cm4 iη = 0.68 cm

F = 2.67cm2 Iη = 1.24 cm4

Fn = 2.23 cm2 w = 2.47 cm

ix = iy = 1.05 cm e = 1.00 cm

b =0.4 cm

Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0,5 cm

Kontrol

< 140 ......................................... (aman)

> 50 ...................... ..(perlu plat kopel)

Jarak Plat Kopel

Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0.68= 34 cm

Jumlah Lapangan, lapangan

62

= 50 ...................... (aman)

Iy1 = 2 [Iy + F (e + )2 ] = 2 [2.96 + 2.67 (1.00 + )2] = 11.594 cm4

<140.............( AMAN)

Syarat :

1,2 λ1 = 1,2 x 50.00 = 60.00

λx ≥ 1,2 λ1 →81.90 > 60.00 ..............................................................(aman)

λiy ≥ 1,2 λ1 →76.85 > 60.00 ................................................................(aman)

Kontrol Tegangan yang timbul akibat plat kopel :

Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 81.90

Dari tabel 2 PPBBI 1983 hal 12, untuk mutu baja Fe 360 (Bj 37) :




Kontrol tegangan :

< = 1600 kg/cm2

Perhitungan Plat Kopel

Panjang plat kopel = 2 (b + ½ ) = 2 (3.5 + (½ x 0.5)) = 7.5 cm

63

Jarak antar plat kopel = 34 cm

Tebal plat kopel direncanakan = 0,3 cm

Direncanakan baut = 1 cm

h = 1,5d + 3d + 1,5d = 6d = (6 x 1) = 6 diambil h = 6 cm

Jarak baut :

1,5d = 1,5 x 1 = 1,5 cm

3d = 3 x 1 = 3 cm

baja = 1600 kg/cm2 baut = 1600 kg/cm2

D = 0,02 P = 0,02 x 220 = 4.4 kg

M1 = M2

D.L1 = T1(2e + )

T1 = T2 = 59.84 kg

Jarak antar baut :

C = 2 w + = 2(3.5/2) + 0,5 = 4 cm

Momen :

M = T x ½ C = 59.84 x ½ (4) = 119.68 kg.cm

Kontrol tegangan :

W = 1/6 t h2 = 1/6 (0,5) (6)2 = 3 cm3

< = 1600 kg/cm2 ……........(Aman)

ytb = 23.936 kg/cm2 < 0,58. = 0,58 x 1600 kg/cm2 = 928 kg/cm2

...….........(Aman)

Gaya yang bekerja pada baut

arah vertikal

arah horizontal

64

Kontrol kekuatan baut :

Terhadap geser

= 0,6 → PPBBI 1984 hal 68

Pgsr = ¼ d2 n 0,6 n = jumlah bidang geseran

= ¼ x 12 x 2 x 0,6 x 1600

Pgsr = 1507 kg > R = 48.97 kg ......................(Aman)

Terhadap tumpuan

tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d) → PPBBI 1983 hal 68tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)

Ptu = d x t x 1,2 x t = tebal plat

= 1 x 0,4 x 1,2 x 1600

Ptu = 768 kg > R = 48.97kg ………………(Aman)

Jadi ukuran plat kopel b = 7.5 cm, h = 6 cm, t = 0,5 cm aman untuk

digunakan.

Tabel 4.1 Daftar Profil yang digunakan pada Kuda-kuda

No Batang

Profilbaut kopel (cm)

jumlah pelat kopel

ukuran pelat (mm)

panjang batang (cm)

berat ( kg/

m)

faktor reduks

i

Jumlah berat (kg)

A1 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266A2 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266A3 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266A4 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266B1 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836B2 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836B3 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836B4 ┘└ 30.30.3 1 - - 150 1.36 0.9 1.836D1 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266D2 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266V1 ┘└ 35.35.4 1 3 75x6x3 86 2.1 0.9 1.6254

65

V2 ┘└ 45.45.4 1 4 97x6x3 173 3.38 0.9 5.26266V3 ┘└ 35.35.4 1 3 75x6x3 86 2.1 0.9 1.6254

Jumlah 34 19.83 47.43342

Karena profil kuda-kuda baja berupa profil ganda,maka :

Berat total = 2 x 47,43 kg

= 94,87 kg

66

BAB V

ZETTING

5.1 Perhitungan zetting

Zetting (penurunan) yang terjadi pada konstruksi kuda-kuda akibat

pembebanan dapat dihitung dengan rumus :

dimana :

fs = Penurunan yang terjadi (cm)

S = Gaya batang akibat beban luar (kg)

L = Panjang masing-masing batang (cm)

U = Gaya akibat beban 1 satuan

F = Luas penampang profil (cm2)

E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)

Penurunan maksimum yang diizinkan dihitung dengan rumus :

(PPBBI, 1983)

dimana :

L = panjang bentang kuda-kuda

Dalam perhitungan zetting, digunakan metode cremona untuk mendapatkan gaya

batang akibat beban 1 satuan yang berada di tengah-tengah konstruksi,

= 3,889 cm

Tabel 5.1 Perhitungan Zetting

67

Batangpanjang batang

(cm)S (ton)

Beban Luar (kg)

E (kg/cm2)

F (cm2) SF(cm)

1 2 3 3 A1 173 -1 -2000 210000 11 0.14978A2 173 -1 -2000 210000 11 0.14978A3 173 -1 -2000 210000 11 0.14978A4 173 -1 -2000 210000 11 0.14978H1 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437H2 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437H3 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437H4 150 0.86603 1700 210000 1.74 0.60437V1 173 0 -220 210000 2.67 0V2 173 -1 -750 210000 11 0.05617V3 86 0 -220 210000 2.67 0DI 173 0 -750 210000 11 0D2 86 0 -750 210000 11 0

penurunan (< 3,33) 3.07279

Dari perhitungan diatas,

fs = 3,07 cm < fmax = 3,889 cm............(aman)

68

BAB VI

PERHITUNGAN SAMBUNGAN

Alat sambung yang digunakan adalah baut, Berdasarkan ketentuan PPBBI

1983 hal 68, untuk alat sambung baut, berlaku :

Tegangan geser yang diizinkan :

=0,6

Tegangan tarik yang diizinkan :

= 0,7

Tegangan tumpu yang diizinkan :

= 1,5σ ( untuk S1 ≥ 2d )

= 1,2σ ( untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d )

dimana :

S1 = Jarak dari sumbu baut yang paling luar ke tepi bagian yang

disambung

σbaut = 1600 kg/cm2

σplat = 1600 kg/cm2

Kekuatan baut dengan diameter 3/4" (1cm)

a. Kekuatan baut terhadap geser

Pgsr = Fgsr . τ

= n (1/4 π d2) . 0,3

= 1 x 1/4 π (1)2 x 0,3 x 1600

= 376,8 kg

b. Kekuatan baut terhadap tumpuan

a. t = 0,3 cm

Ptu = Ftu . σtu

= t . d . 1,2σ

= 0,3 x 1x 1,2 x 1600

= 576 kg

69

Pgsr > Ptu, maka perhitungan jumlah baut didasarkan pada harga Ptu dengan rumus :

n =

dimana:

n = jumlah baut

P = Beban / gaya yang bekerja

Ptu = Kekuatan baut terhadap geser

6.1 Perhitungan Titik Buhul

6.1.1 Titik buhul A = B

Tebal plat direncanakan = 0,3 cm

Batang A1 (Tekan)

PA1 tk = 2000 kg

n = = 5,3 6 baut Ø 3/4"

Batang B1 (Tarik)

PB1 tr = 1700 kg

n = = 4,5 5 baut Ø 1 cm

6.1.2 Titik Buhul C = E


Batang B1 (Tarik)

PB1 tr = PB2 tr = 1700 kg

n = = 4,5 5 baut Ø ¾

70

Batang V1 (Tekan)

PV1 tk = 220 kg

n = = 0,5 2 baut Ø 3/4"

6.1.3 Titik Buhul D


Batang B2 (Tarik)

PB2tr = PB3 tr = 1700 kg

n =5 baut Ø ¾ = 1 cm

Batang V2 (Tekan)

PV2tk = 1100 kg

n = = 2,9 3 baut Ø 3/4"

Batang D1 = D2 (Tekan)

PD1 tk = 750 kg

n = = 1,9 2 baut Ø 3/4"

6.1.4 Titik Buhul F = G


Batang A1 = A2 (Tekan)

PA1 tk = 2000 kg

n = 6 baut 3/4"

Batang D1 (Tekan)

PD1 tk = 750 kg

n = 2 baut 3/4"

71

PV1 tk 220 kg

n = 2 Baut 3/4"

6.1.5 Titik Buhul H


Batang A2 (Tekan)

PA2 tk = 2000 kg

n = 6 baut 3/4"

Batang V2 (Tekan)

PV2 tr= 1100 kg

n = 3 baut 3/4"

72

Tabel 6.1 Jumlah baut yang digunakan

Titik Buhul BatangBaut yang

digunakan

AA1 6 3/4 "

B1 5 3/4 "

BA4 6 3/4 "

B4 5 3/4 "

CB1 dan B2 5 3/4 "

V1 2 3/4 "

D

B2 dan B3 5 3/4 "

D1 2 3/4 "

D2 2 3/4 "

V2 3 3/4 "

EB3 dan B4 5 3/4 "

V3 2 3/4 "

F

A1 dan A2 6 3/4 "

D1 2 3/4 "

V1 2 3/4 "

G

A2 6 3/4 "

A3 6 3/4 "

V2 3 3/4 "

H

A3 dan A4 6 3/4 "

D2 2 3/4 "

V3 2 3/4 "

73

BAB VII

PERHITUNGAN KUBIKASI

Tabel 7.1 Kubikasi Baja

NO PROFIL LUAS (cm2) PANJANG(cm) VOLUME(cm3)

A1 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9A2 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9A3 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9A4 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9B1 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261B2 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261B3 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261B4 ┘└ 30.30.3 1.74 150 261D1 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9D2 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9V1 ┘└ 35.35.4 2.67 87 232.29V2 ┘└ 45.45.4 4.3 173 743.9V3 ┘└ 35.35.4 2.67 87 232.29

jumlah (m3) 0.00671588

volume profil untuk satu rangka kuda-kuda = 0.00671588 m3 x 2

= 0,01343 m3

Volume profil untuk penyambungan dan pemotongan

= 25 % x 0,01343

= 0,00335 m3

Volume total profil = 0,00335 + 0,01343

0,01678 m3

74

baja gua - 2,6

Documents