bab iv ceper+pongki
TRANSCRIPT
BAB IV
PERHITUNGAN STRUKTUR
4.1 Tata Cara Perhitungan
Perhitungan struktur Gedung Toyota Pare-pare dilakukan dengan tahapan-
tahapan sebagaiberikut:
a. Pendataan materaial struktur
b. Perhitungan beban terpakai, kombinasi beban, dan faktor reduksi
c. Permodelan struktur
d. Penganalisaan penampang
4.2 Pendataan material struktur
Pendataan material struktur didasarkan pada material yang di digukan per
bagian struktur. Material struktur dapat dilihat pada tabel dibawah
1 Atap jack roof bengkela. Atap
atap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2
b. gordinga. Tipe CNP 150 x 65 x 20 x 3,2b. Berat 6.76 kg/m
c. Rafter bajaa. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m
d. kolom rafter bajaa. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m
e. Perhitungan beban angin
b. Kekuatan angin 30 kg/m2c. kecepatan angin 480 Km/jamd. Kefisien angin tekan
C1 = 0.02 a - 0.4 -0.20e. Koefisien angin hisap -0.4Karena nilai koefisien angin tekan adalah negatif maka kekuatan anin bersifaf kekuatan hisap sehinggan nilai angin dapat dianggap tidak ada,
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
karean kekuatan hisap angin untuk struktur rafter hanya berpengaruh sebagai pengurang beban tertekan.
2 Atap bengkela. atap
atap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2
b. gordinga. Tipe CNP 150 x 65 x 20 x 3,2b. Berat 13.52 kg/m
c. Rafter baja
a. TipeIWF 300 x 150
b. Berat 36.7 kg/md. kolom rafter baja
a. TipeIWF 300 x 150
b. Berat 36.7 kg/mPanjang 6.8 mBerat 249.56 Kg
e kolom pedestala tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.5 me. tinggi 0.5 mf. panjang 1.2 mg. Berat per meter 720 Kg
3 Atap fasilitas mekanika. atap
atap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2
b. gording
a. TipeCNP 150 x 65 x 20 x
3,2b. Berat 6.76 kg/m
c. Rafter baja
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
a. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m
d. kolom rafter bajaa. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m
4 Atap show rooma. atap
atap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2
b. gording
a. Tipe CNP 150 x 65 x 20 x 3,2b. Berat 13.52 kg/m
c. Rafter bajaa. Tipe IWF 300 x 150b. Berat 36.7 kg/m
d. kolom rafter baja
a. Tipe IWF 300 x 150b. Berat 36.7 kg/m
5 Plat lantai II fasilitas mekanika tipe betonb. mutu K-250c. Tebal 0.15 md. Berat jenis 2400 Kg/m3e. Berat per meter 360 Kg/m2f. tulangan Ǿ10 - 15g. mutu tulangan 2400 kg/m2
6 Plat lantai II show rooma tipe betonb. mutu K-250c. Tebal 0.15 md. Berat jenis 2400 Kg/m3e. Berat per meter kuadrat 360 Kg/m2f. tulangan Ǿ10 - 15g. mutu tulangan 2400 kg/m2
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
7 Balok fasilitas mekanika tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.2 me. tinggi 0.4 mf. Berat per meter 192 Kg/m3
8 Balok Showrooma tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.3 me. tinggi 0.55 mf. Berat per meter 396 Kg/m3
9 Kolom fasilitas mekanikK1a tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.3 me. tinggi 0.3 mf. panjang 4g. Berat per meter 864 KgK2a tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.5 me. tinggi 0.5 mf. panjang 4g. Berat per meter 2400 Kg
10 Kolom show roomK1a tipe betonb. mutu K-250
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.3 me. tinggi 0.3 mf. panjang 4g. Berat per meter 864 Kg
4.3 Perhitungan Beban Terpakai
Beban terpakai adalah jumlah beban total yang digunakan dalam pembebanan
pada bagian bagian struktur yang nantinya akan dianalisa dalam program
SAP 2000V15, beban tersebut adalah:
a. Pembebanan atap jack roof bengkel1. beban atap
a. beban mati1 atap Zincalume (0.35 mm) 6.0 kg/m22 Beban takterduga 1.2 kg/m23. beban peredam 6.0 kg/m2
total 13.2 kg/m2b, beban hidup
1 beban hidup/hujan 30 kg/m2total 30 kg/m2
2. Pembebanan gordinga. beban mati
1 beban sendiri gording 7.07 kg/m2 Beban lain-lain 3.535 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 33.605 kg/mb. beban hidup 100 kg
total 100 kg3. Rafter baja
a. beban mati1 beban sendiri gording 21.3 kg/m2 Beban lain-lain 4.26 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 48.56 kg/mb. beban hidup 100 kg
total 100 kg4. Kolom rafter baja
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
a. beban mati1 beban sendiri 21.3 kg/m2 Beban lain-lain 4.26 kg/m
total 25.56 kg/mb. Pembebanan atap bengkel
1. Tipe pembebanan areaa. beban mati
1 atap Zincalume (0.35 mm) 8 kg/m22 Beban takterduga 4 kg/m23. beban peredam 8 kg/m2
total 20 kg/m2b, beban hidup
1 beban hidup/hujan 30 kg/m2
total 30kg/
m22. Pembebanan gording
a. beban mati1 beban sendiri gording 14.14 kg/m2 Beban lain-lain 2.828 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 39.968 kg/mb. beban hidup 100 kg
total 100 kg3. Rafter baja
a. beban mati1 beban sendiri gording 37.6 kg/m2 Beban lain-lain 7.52 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 68.12 kg/mb. beban hidup 100 kg
total 100 kg4. Kolom rafter baja
a. Kolom rafter bajaa. kolom baja
1 beban sendiri 249.56 kg2 Beban lain-lain 49.912 kg
total 299.472 kga. kolom pedestral
1 beban sendiri 720 kg2 Beban lain-lain 144 kg
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
total 864 kg
c. Pembebanan atap fasilitas mekanik1. Tipe pembebanan area
a. beban mati1 atap Zincalume (0.35 mm) 8 kg/m22 Beban takterduga 4 kg/m23. beban peredam 8 kg/m2
total 20 kg/m2b, beban hidup
1 beban hidup 30 kg/m2total 30 kg/m2
2. Pembebanan gordinga. beban mati
1 beban sendiri gording 6.76 kg/m2 Beban lain-lain 3.38 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 33.14 kg/mb. beban hidup 100 kg
total 100 kg3. Rafter baja
a. beban mati1 beban sendiri gording 21.3 kg/m2 Beban lain-lain 10.65 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 54.95 kg/md. Pembebanan atap show room
1. Tipe pembebanan areaa. beban mati
1 atap Zincalume (0.35 mm) 8 kg/m22 Beban takterduga 4 kg/m23. beban peredam 8 kg/m2
total 20 kg/m2b, beban hidup
1 beban hidup 10 kg/m2total 10 kg/m2
2. Pembebanan gordinga. beban mati
1 beban sendiri gording 8 kg/m
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
2 Beban lain-lain 4 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 35 kg/mb. beban hidup 100 kg
total 100 kg3. Rafter baja
a. beban matia. beban mati
1 beban sendiri gording 8 kg/m2 Beban lain-lain 4 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 35 kg/m4. Kolom rafter baja
a. kolom baja1 beban sendiri 249.56 kg2 Beban lain-lain 49.912 kg
total 0 kga. kolom pedestral
1 beban sendiri 720 kg2 Beban lain-lain 144 kg
total 864 kg
e. Pembebanan plat lantai II fasilitas mekanika. beban mati
1 Plat lantai T=15 cm 360 kg/m22 Beban M/E 25 kg/m23 Beban finishing lantai keramik 24 kg/m24 Beban takterduga 72 kg/m25 Beban ceiling/plafond 18 kg/m2
total 499 kg/m2b, beban hidup
1 beban hidup 250 kg/m2total 250 kg/m2
e. Pembebanan plat lantai II fasilitas mekanika. beban mati
1 Plat lantai T=15 cm 360 kg/m22 Beban M/E 25 kg/m23 Beban finishing lantai keramik 24 kg/m2
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
4 Beban takterduga 72 kg/m25 Beban ceiling/plafond 18 kg/m2
total 499 kg/m2b, beban hidup
1 beban hidup 250 kg/m2total 250 kg/m2
f. Pembebanan plat lantai II show rooma. beban mati
1 Plat lantai T=15 cm 360 kg/m22 Beban M/E 25 kg/m23 Beban finishing lantai keramik 24 kg/m24 Beban takterduga 72 kg/m25 Beban ceiling/plafond 18 kg/m2
total 499 kg/m2b, beban hidup
1 beban hidup 250 kg/m2total 250 kg/m2
g. Pembebanan balok fasilitas mekanika. beban mati
1 Berat sendiri 960 kg/mtotal 960 kg/m
h. Pembebanan balok Showrooma. beban mati
1 Berat sendiri 360 kg/mtotal 360 kg/m
i. Kolom bengkela. kolom baja
1 beban sendiri 249.56 kg2 Beban lain-lain 49.912 kg
total 299.472 kgb. kolom pedestral
1 beban sendiri 720 kg2 Beban lain-lain 144 kg
total 864 kgj. Kolom fasilitas mekanik
a. K1beban mati1 beban sendiri 864 kg/m2 Beban lain-lain 172.8 kg/m
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
total 1036.8 kgb. K2
beban mati1 beban sendiri 2400 kg/m2 Beban lain-lain 480 kg/m
total 2880 kgk. Kolom show room
a. K1beban mati1 beban sendiri 864 kg/m2 Beban lain-lain 172.8 kg/m
total 1036.8 kg
4.4. Permodelan struktur
Permodelan struktur dilakukan dengan membuat gambar dalam sap 2000 V15
yang dapat mewakili deformasi sistem struktur dalam perencanaan akibat
pembebanan rencana sesuai SNI. Adapaun permodelan struktur dapat dilihat
pada gambar dibawah :
Gambar permodelan struktur
Tampak 1 Tampak 2
Gambar permodelan beban mati
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Tampak 1Tampak 2
Gambar permodelan beban area
Beban mati Beban hidup
Data struktur
no struktur bahan panjang
1 Gording C 150.65.20.3 6000 mm2 rafter jack roof WF 250.125.5.8 2700 mm3 rafter utama WF 300.150.6,5.9 11000 mm4 trekstang ɸ 16 12529.96 mm
5kolom baja jack roof WF 250.125.5.8 1000 mm
6 kolom baja utama WF 300.150.6,5.9 9000 mm7 balok 1 Beton bertulang 3600 mm8 balok 2 Beton bertulang 6500 mm
Table: Case - Static 1 - Load Assignments
Case LoadType LoadName LoadSF
DEAD Load pattern B.mati 1.000000
B.hidup Load pattern B.hidup 1.000000
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Table: Case - Static 1 - Load Assignments
Case LoadType LoadName LoadSF
B.angin Load pattern B.angin 1.000000
COMB1-NL Load pattern B.mati 1.200000
COMB1-NL Load pattern B.hidup 1.600000
Beban kombinasi
4.5. Perhitungan struktur
Perhitungan struktur dilakukan dengan cara analisis penampang secara manual
dengan analisis reaksi pembebanan yang dihitung dari program SAP 2000 V15.
Penganalisaan penampang dilakuakan pada setiap bagian struktur yang
memiliki penampang berbeda. Penganalisaan dilakukan dengan
membandingkan kekuatan penampang dengan reaksi pembebanan yang terjadi.
Reaksi pembebanan struktur meliputi bagian:
1. Gording daan Zagrod
2. Rafter jack roof
3. Rafter utama
4. Baut sambungan
5. Trekstang
6. Kolom baja jack roof
7. Kolom baja utama
8. Base palte
9. Balok beton
10. Plat
11. Kolom beton
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
12. Pondasi
13. Perhitungan Plat Atap
4.5.1 Gording daan Zagrod
perhitungan reaksi pembebanan dilakukan secara manual karena efek dari
benbebanan tidak terlalu rumit untuk dihitung
1. Data pembebanan
a. atapatap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2
b. Gordinga tipe gording C 150.65.20.3b. berat 7.07 kg/mc bentang 6 md jarak antar gording 1.5 m
e. Beban hujan 0.25 kN/m2
f. Beban hidup terpusat 1000 N
2. Permodelan struktur
3. Data bahan
Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 180 MPa
Tegangan tarik putus (ultimate stress), fu = 330 MPa
Tegangan sisa (residual stress), fr = 60 MPa
Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E = 200000 MPa
Angka Poisson (Poisson's ratio), u = 0.3
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
4.Data profil baja Lip Channel : C 150.65.20.3
Gambar profil
ht = 150 mm
b = 65 mm
a = 20 mm
t = 3 mm
A = 901 mm2
Ix = 3140000 mm4
Iy = 510000 mm4
Sx = 41866.66667 mm3
Sy = 15692.30769 mm3
rx = 59.4 mm
ry = 24.2 mm
c = 21.2
Berat profil, w = 7.07 kg/m
Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, fb = 0.90
Faktor reduksi kekuatan untuk geser, ff = 0.75
Diameter sagrod, d = 10 mm
Jarak (miring) antara gording, s = 1100 mm
Panjang gording (jarak antara rafter), L1 = 6000 mm
Jarak antara sagrod (jarak dukungan lateral gording), L2 = 1500 mm
Sudut miring atap, a = 10 °
5. Section properti
G = E / [ 2 * (1 + u) ] = 76923.07692 MPa
h = ht - t = 147.00 mm
J = 2 * 1/3 * b * t3 + 1/3 * (ht - 2 * t) * t3 + 2/3 * ( a - t ) * t3 = 2772.00 mm4
Iw = Iy * h2 / 4 = 2.755E+09 mm6
X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 10400.85 MPa
X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.00083 mm2/N2
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Zx = 1 / 4 * ht * t2 + a * t * ( ht - a ) + t * ( b - 2 * t ) * ( ht - t ) = 34157 mm3
Zy = ht*t*(c - t / 2) + 2*a*t*(b - c - t / 2) + t * (c - t)2 + t * (b - t - c)2 = 19929 mm3
G = modulus geser, Zx = modulus penampang plastis thd. sb. x,
J = Konstanta puntir torsi, Zy = modulus penampang plastis thd. sb. y,
Iw = konstanta putir lengkung, X1 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
h = tinggi bersih badan, X2 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
6. Pembebanan pada gording
a. Beban Mati
No Material Berat Satuan Lebar Q
(m) (N/m)
1 Berat sendiri gording 70.7 N/m 70.7
2 total beban atap 129 N/m2 1.1 142.4
Total beban mati, QDL = 213.1
b. Beban hidupBeban hidup akibat beban air hujan diperhitungkan setara dengan beban genangan air
setebal 1 inc = 25 mm. qhujan = 0.025 * 10 = 0.25 kN/m2
Jarak antara gording, s = 1.1 m
Beban air hujan, qhujan * s * 103 = 275 N/m
Beban hidup merata akibat air hujan, QLL = 275 N/m
Beban hidup terpusat akibat beban pekerja, PLL = 1000 N
7. Beban terfaktor
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Beban merata, Qu = 1.2 * QDL + 1.6 * QLL = 695.77 N/m
Beban terpusat, Pu = 1.6 * PLL = 1600.00 N
Sudut miring atap, a = 0.17 rad
Beban merata terhadap sumbu x, Qux = Qu * cos a *10-3 = 0.6852 N/mm
Beban merata terhadap sumbu y, Quy = Qu * sin a *10-3 = 0.1208 N/mm
Beban terpusat terhadap sumbu x, Pux = Pu * cos a = 1575.69 N
Beban terpusat terhadap sumbu y, Puy = Pu * sin a = 277.84 N
8. Momen dan gaya geser akibat beban terfaktor
Panjang bentang gording terhadap sumbu x, Lx = L1 = 6000 mm
Panjang bentang gording terhadap sumbu y, Ly = L2 = 1500 mm
Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,
Mux = 1/10 * Qux * Lx2 + 1/8 * Pux * Lx = 3648486 Nm
Momen pada 1/4 bentang, MA = 2736365 Nm
Momen di tengah bentang, MB = 3648486 Nm
Momen pada 3/4 bentang, MC = 2736365 Nm
Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,
Muy = 1/10 * Quy * Ly2 + 1/8 * Puy * Ly = 79279 Nmm
Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,
Vux = Qux * Lx + Pux = 5687 N
Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,
Vuy = Quy * Ly + Puy = 459 N
9. Mommen Nominal pengaruh local buckling
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
1. Pengaruh tekuk lokal (local buckling) pada sayap :
2. Kelangsingan penampang sayap, l = b / t = 21.667
3. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,
lp = 170 / √ fy = 12.671
4. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,
lr = 370 / √ ( fy - fr ) = 33.776
Momen plastis terhadap sumbu x, Mpx = fy * Zx = 6148170 Nmm
Momen plastis terhadap sumbu y, Mpy = fy * Zy = 3587155 Nmm
Momen batas tekuk terhadap sumbu x, Mrx = Sx * ( fy - fr ) = 5024000 Nmm
Momen batas tekuk terhadap sumbu y, Mry = Sy * ( fy - fr ) = 1883077 Nmm
Momen nominal penampang untuk :
a. Penampang compact, p
→ Mn = Mp
b. Penampang non-compact, p< r
→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p)
c. Penampang langsing, >r
→ Mn = Mr * ( r / )2
> p dan < r
Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang non-compactMomen nominal penampang terhadap sumbu x dihitung sebagai berikut :
compact : Mn = Mp = - Nmm
non-compact : Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p) =566901
7 Nmm
langsing : Mn = Mr * ( r / )2 = - Nmm
Momen nominal terhadap sumbu x penampang :
non-compact Mnx = 5669017 Nmm
Momen nominal penampang terhadap sumbu y dihitung sebagai berikut :
compact : Mn = Mp = - Nmm
non-compact : Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) = 2860829 Nmmlangsing : - Nmm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Mn = Mr * ( lr / l )2 =Momen nominal terhadap sumbu y penampang : non-compact Mny = 2860829 Nmm
10.Momen nominal pengaruh lateralMomen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :
a. Penampang compact, p
→ Mn = Mp
b. Penampang non-compact, p< r
→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p)
c. Penampang langsing, >r
→ Mn = Mr * ( r / )2
Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,
Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) = 1420 mm
Tegangan leleh dikurangi tegangan sisa, fL = fy - fr = 120 MPa Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen kritis
tekuk torsi lateral,
Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] = 4501 mm
Koefisien momen tekuk torsi lateral,
Cb = 12.5 * Mux / ( 2.5*Mux + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) = 1.14
Momen plastis terhadap sumbu x, Mpx = fy * Zx = 6148170 Nmm
Momen plastis terhadap sumbu y, Mpy = fy * Zy = 3587155 Nmm
Momen batas tekuk terhadap sumbu x, Mrx = Sx * ( fy - fr ) = 5024000 Nmm
Momen batas tekuk terhadap sumbu y, Mry = Sy * ( fy - fr ) = 1883077 Nmm
Panjang bentang terhadap sumbu y (jarak dukungan lateral),
L = L2 = 1500 mm
L > Lp dan L < Lr
Termasuk kategori : bentang sedang
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Momen nominal terhadap sumbu x dihitung sebagai berikut :
Mnx = Mpx = fy * Zx = - Nmm
Mnx = Cb * [ Mrx + ( Mpx - Mrx ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = 6953280 Nmm
Mnx = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm
Momen nominal thd. sb. x untuk : Mnx = 6953280 Nmm
Mnx > Mpx
Momen nominal terhadap sumbu x yang digunakan, Mnx = 6148170 Nmm
Momen nominal terhadap sumbu y dihitung sebagai berikut :
Mny = Mpy = fy * Zy = - Nmm
Mny = Cb * [ Mry + ( Mpy - Mry ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = 4025870 Nmm
Mny = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm
Momen nominal thd. sb. y untuk : bentang sedang Mny = 4025870 Nmm
Mny > Mpy
Momen nominal terhadap sumbu x yang digunakan, Mny = 3587155 Nmm
11. Tahanan momen lentur
a. Momen nominal terhadap sumbu x :
Berdasarkan pengaruh local buckling, Mnx = 5669017 Nmm
Berdasarkan pengaruh lateral buckling, Mnx = 6148170 Nmm Momen nominal terhadap sumbu x
(terkecil) yg menentukan, Mnx = 5669017 Nmm
Tahanan momen lentur terhadap sumbu x, fb * Mnx = 5102116 Nmm
b. Momen nominal terhadap sumbu y :
Berdasarkan pengaruh local buckling, Mny = 2860829 Nmm
Berdasarkan pengaruh lateral buckling, Mny = 3587155 Nmmc. Momen nominal terhadap sumbu y
(terkecil) yg menentukan, Mny = 2860829 Nmm
d. Tahanan momen lentur terhadap sumbu y, fb * Mny = 2574746 Nmme. Momen akibat beban terfaktor terhadap
sumbu x, Mux = 3648486 Nmmf. Momen akibat beban terfaktor terhadap
sumbu y, Muy = 79279 Nmm
Mux / ( fb * Mnx ) = 0.7151
Muy / ( fb * Mny ) = 0.0308
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Syarat yg harus dipenuhi : Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) ≤ 1.0
Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) = 0.75 < 1.0 AMAN (OK)
12. Tahanan geser
a. Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,
h / t 6.36 * Ö ( E / fy )
49 < 212.00 Plat badan memenuhi syarat (OK)
b. Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu x, Vux = 5687 N
c. Luas penampang badan, Aw = t * ht = 450 mm2
d. Tahanan gaya geser nominal thd.sb. x, Vnx = 0.60 * fy * Aw = 48600 N
e. Tahanan gaya geser terhadap sumbu x, ff * Vnx = 36450 Nf. Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap
sumbu y, Vuy = 459 N
g. Luas penampang sayap, Af = 2 * b * t = 390 mm2
h. Tahanan gaya geser nominal thd.sb. y, Vny = 0.60 * fy * Af = 42120 N
i. Tahanan gaya geser terhadap sumbu y, ff * Vny = 31590 N
Vux / ( ff * Vnx ) = 0.1560
Vuy / ( ff * Vny ) = 0.0145
j. Syarat yang harus dipenuhi :
Vux / ( ff * Vnx ) + Vuy / ( ff * Vny ) 1.0
0.17 < 1.0 AMAN (OK)
13. Kontrol interaksi geser dan lentur
Sayarat yang harus dipenuhi untuk interakasi geser dan lentur :a.
Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn ) 1.375
b. Mu / ( fb * Mn ) = Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) = 0.7459c.
Vu / ( ff * Vn ) = Vux / ( ff * Vnx ) + Vuy / ( ff * Vny ) = 0.1706
Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn ) = 0.8525
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
0.8525 < 1.375 AMAN (OK)
14. Tahana tarik sagrod
a. Beban merata terfaktor pada gording, Quy = 0.1208 N/mmb. Beban terpusat terfaktor pada
gording, Puy = 277.84 N/mc. Panjang sagrod (jarak antara
gording), Ly = L2 = 1500 m
d. Gaya tarik pada sagrod akibat beban terfaktor,
Tu = Quy * Ly + Puy = 459 N
e. Tegangan leleh baja, fy = 180 MPa
f. Tegangan tarik putus, fu = 330 MPa
g. Diameter sagrod, d = 10 mm
h. Luas penampang brutto sagrod, Ag = p / 4 * d2 = 78.54 mm2
i. Luas penampang efektif sagrod, Ae = 0.90 * Ag = 70.69 mm2
j. Tahanan tarik sagrod berdasarkan luas penampang brutto,
f * Tn = 0.90 * Ag * fy = 12723 N
k. Tahanan tarik sagrod berdasarkan luas penampang efektif,
f * Tn = 0.75 * Ae * fu = 17495 N
Tahanan tarik sagrod (terkecil) yang digunakan, f * Tn = 12723 N
Syarat yg harus dipenuhi : Tu f * Tn
459 < 12723 AMAN (OK)
Beban hidup pada atap serta pada struktur tudung (canopy) yang dapat
dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil minimum sebesar 100
kg/m2 bidang datar.
Perhitungan beban pelat atap dengan t = 10 cm
1. Beban Mati (qD)
a. Beban pelat sendiri = 0,10 x 2400 = 240 kg/m2
b. Finising lantai = 0,06 x 2100 = 126 kg/m2
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
c. Plafond dan ME = 50 = 50 kg/m2
Total Beban Mati = 416 kg/m²
2. Beban Hidup (qL)
Beban Hidup = 100 kg/m²
3. Beban Terfaktor (qU)
qU = ( 1,2 x qD ) + ( 1,6 x qL )
= ( 1,2 x 416 ) + ( 1,6 x 100 )
= 659,2 ≈ 660 kg/m²
4.5.2. Rafter jack roof
1. Data pembebanana. atap
atap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2
b. Gordinga tipe gording C 150.65.20.3b. berat 5.5 kg/mc bentang 6 md jarak antar gording 1.5 m
e. Beban hujan 0.25 kN/m2
c. kuda-kudaa tipe gording WF 250.125.5.8b. berat 252.117 N/m
2. Permodelan struktur
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
3. Momen max dari SAP 2000 V15
a. Gaya aksial dan torsi b. Momen dan geser
4. Data bahan
a. Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 266.67 MPa
b. Tegangan sisa (residual stress), fr = 70 MPa
c. Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E =20000
0 MPa
d. Angka Poisson (Poisson's ratio), u = 0.3
5. Data profil baja
Profil : WF 250.125.5.8
ht = 248 mm
bf = 125 mm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
tw = 5 mm
tf = 8 mm
r = 12 mm
A = 3268 mm2
Ix = 35400 mm4
Iy = 2550000 mm4
rx = 104 mm
ry = 27.9 mm
Sx = 285000 mm3
Sy = 41100 mm3
Berat : w = 252.117 N/m
6. Data balok ratfter
a. Panjang elemen thd.sb. x Lx = 2700 mm
b. Panjang elemen thd.sb. y (jarak dukungan lateral), Ly = 1100 mm
c. Momen maksimum akibat beban terfaktor, Mu = 17267226 Nmm
d. Momen pada 1/4 bentang, MA =8633613.
1 Nmm
e. Momen di tengah bentang, MB = 17267226 Nmm
f. Momen pada 3/4 bentang, MC =8633613.
1 Nmm
g. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 7320.82 N
h. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 7603.24 N
i. Faktor reduksi kekuatan untuk aksial tekan, n = 0.85j. Faktor reduksi kekuatan untuk
lentur, b = 0.90k. Faktor reduksi kekuatan untuk
geser, f = 0.75
7. Section propertis
G = E / [ 2 *( 1 + ) ] = 76923 MPa
h1 = tf + r = 20.00 mm
h2 = ht - 2 * h1 = 208.00 mm
h = ht - tf = 240.00 mm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
J = [ b * t3/3 ] = 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 *
(ht - 2 * tf) * tw3 = 52333.3 mm4
Iw = Iy * h2 / 4 = 3.672E+10 mm6
X1 = / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 12643.4 MPa
X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.0002887 mm2/N2
Zx = tw * ht2 / 4 + ( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf = 307280.0 mm3
Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw
2 / 4 = 63950.0 mm3
G = modulus geser, Zx = modulus penampang plastis thd. sb. x,
J = Konstanta puntir torsi, Zy = modulus penampang plastis thd. sb. y,
Iw = konstanta putir lengkung, X1 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
h = tinggi bersih badan, X2 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
8. Perhitungan kekuatan
a. Momen nominal pengaruh local buckling
Kelangsingan penampang sayap, = bf / tf = 15.625
Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,
p = 170 / √ fy = 10.410
b. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,
r = 370 / √ ( fy - fr ) = 26.384
Momen plastis, Mp = fy * Zx = 81941333 Nmm
Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 56050000 Nmm
c. Momen nominal penampang untuk :
Penampang compact : p
→ Mn = Mp
Penampang non-compact : p< r
→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p)
Penampang langsing : >r
→ Mn = Mr * ( r / )2
> p dan < r
Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang non-compact
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
d. Momen nominal penampang dihitung sebagai berikut :
compact : Mn = Mp = - Nmm
non-compact Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p) =73488865Nmm
langsing : Mn = Mr * ( r / )2 = - Nmm
Momen nominal untuk penampang : non-compact Mn = 73488865 Nmm
9. momen nominal balok berdinding penuh
a. Kelangsingan penampang badan, = h / tw = 48.000
b. Untuk penampang yang mempunyai ukuran : h / tw > r
c. maka momen nominal komponen struktur, harus dihitung dengan rumus :
Mn = Kg * S * fcr
dengan, Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ]
Untuk kelangsingan : G ≤ p fcr = fy
Untuk kelangsingan : p < G ≤ r
→ fcr = Cb * fy * [ 1 - ( G - p ) / ( 2 * ( r - p ) ) ] ≤ fy
Untuk kelangsingan : G > r fcr = fc * ( r / G )2 ≤ fy
d. Untuk tekuk torsi lateral : fc = Cb * fy / 2 ≤ fy
Untuk tekuk lokal : fc = fy / 2
e. Koefisien momen tekuk torsi lateral,
Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5 * Mu + 3 * MA + 4 * MB + 3 * MC ) = 1.32 < 2.3
diambil, Cb = 1.32
f. Perbandingan luas plat badan terhadap luas plat sayap,
ar = h * tw / ( bf * tf ) = 1.200
g. Momen inersia, I1 = Iy / 2 - 1/12 * tw3 * 1/3 * h2 = 1274278 mm4
h. Luas penampang, A1 = A / 2 - 1/3 * tw * h2 = 1287 mm2
i. Jari-jari girasi daerah plat sayap ditambah sepertiga bagian plat badan yang mengalami tekan,r1 = ( I1 / A1 ) = 31 mm
9.1. Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral
a. Jarak antara pengekang lateral, L = Ly = 1100
b. Angka kelangsingan, G = L / r1 = 34.963
c. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
p = 1.76 * √ ( E / fy ) = 48.200
d. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,
r = 4.40 * √ ( E / fy ) = 120.499
e. Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk torsi lateral,
fc = Cb * fy / 2 = 175.44
fc < fy maka diambil, fc = 175.44
G < p dan G < r
f. g. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut : G ≤ p fcr = fy = 266.67 MPa p ≤ G ≤ r
fcr = Cb* fy* [ 1 - ( G - p) / ( 2*( r - p) ) ] = - MPa G > r fcr = fc * ( r / G )2 = - MPa
fcr = 266.67 MPa
fcr < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPah. i. Modulus penampang elastis, S = Sx = 285000 mm3
j. k. Koefisien balok plat berdinding penuh,
Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ] = 1.083l. m. Momen nominal
penampang, Mn = Kg * S * fcr = 82322906 Nmm
9.2. Momen nominal berdasarkan local buckling pada sayap
a. Faktor kelangsingan plat badan, ke = 4 / ( h / tw ) = 0.577 < 0.763
b. Kelangsingan penampang sayap, G = bf / ( 2 * tf ) = 7.81
c. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,
p = 0.38 * √ ( E / fy ) = 10.41
d. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,
r = 1.35 * √ ( ke * E / fy ) = 28.09
e. Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk lokal, fc = fy / 2 = 133.33 MPaG < p dan G < r Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang compact
f. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :
G ≤ p → fcr = fy =266.67 MPa
p ≤ G ≤ r → fcr = Cb* fy* [ 1 - ( G - p) / ( 2*( r - p) ) ] - MPa
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
=
G > r → fcr = fc * ( r / G )2 = - MPa
g. Tegangan kritis penampang, fcr = 266.67 MPa
fcr < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPa
h. Modulus penampang elastis, S = Sx = 285000 mm3
i. Koefisien balok plat berdinding penuh,
Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ] = 1.083
j. Momen nominal penampang, Mn = Kg * S * fcr = 82322906 Nmm
10. Momen nominal akibat lateral buckling
a. Momen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :
Bentang pendek : L Lp
→ Mn = Mp = fy * Zx
Bentang sedang : Lp < L Lr
→ Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] Mp
Bentang panjang : L > Lr
→ Mn = Cb * / L*√ [ E * Iy * G * J + ( * E / L )2 * Iy * Iw ] Mp
b. Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,
Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) = 1345 mm
fL = fy - fr = 196.66667 MPac. Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen
kritis tekuk torsi lateral,
Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] = 3800 mm
d. Koefisien momen tekuk torsi lateral,
Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5*Mu + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) = 1.32
e. Momen plastis, Mp = fy * Zx = 81941333 Nmm
f. Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 56050000 Nmm
g. Panjang bentang thd.sb. y (jarak dukungan lateral), L = Ly = 1100 mm
L < Lp dan L < Lr Termasuk kategori : bentang pendek
h. Momen nominal dihitung sebagai berikut :
Mn = Mp = fy * Zx = 81941333 Nmm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = - Nmm
Mn = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm
Momen nominal untuk kategori : bentang pendek Mn = 81941333 Nmm
Mn > Mp
Momen nominal yang digunakan, Mn = 81941333 Nmm
11. Tahanan momen lentur penampang
a. Momen nominal berdasarkan pengaruh local buckling,Mn = 81941333 Nmm
b. Momen nominal balok plat berdinding penuh :
Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral, Mn = 82322906 Nmm
Momen nominal berdasarkan local buckling pd. sayap,Mn = 82322906 Nmm
c. Momen nominal berdasarkan pengaruh lateral buckling,Mn = 81941333 Nmm
Momen nominal (terkecil) yang menentukan, Mn = 81941333 Nmm
Tahanan momen lentur, fb * Mn = 73747200 Nmm
12. Tahanan aksial tekan
a. Faktor tekuk kolom dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Untuk nilai c 0.25 maka termasuk kolom pendek :
→ = 1
Untuk nilai 0.25 < c ≤ 1.20 maka termasuk kolom sedang : → = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c )
Untuk nilai c > 1.20 maka termasuk kolom langsing :
→ = 1.25 * c2
b. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, kx = 1.00
c. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, ky = 1.00
d. Panjang tekuk efektif dihitung sebagai berikut :
Panjang kolom terhadap sumbu x : Lx = 2700 mm
Panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, Lkx = kx * Lx = 2700 mm
Panjang kolom terhadap sumbu y : Ly = 1100 mm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, Lky = ky * Ly = 1100 mm
Parameter kelangsingan terhadap sumbu x :
cx = 1 / * Lkx / rx * √ ( fy / E ) =0.3018
Parameter kelangsingan terhadap sumbu y :
cy = 1 / * Lky / ry * √ ( fy / E ) = 0.4583
e. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu x :
f. Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu x, cx = 0.3018
Kolom pendek : = -
Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.0230
Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -
Faktor tekuk thd.sb. x, x = 1.0230
g. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu y :
Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu y, cy = 0.4583
a. Kolom pendek : = -
b. Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.1060
c. Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -
Faktor tekuk thd.sb. y, y = 1.1060
h. Tegangan tekuk thd.sb. x, fcrx = fy / x = 260.667 MPa
i. Tegangan tekuk thd.sb. y, fcry = fy / y = 241.113 MPa
j. Tahanan aksial tekan :
Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. x, Nnx = A * fcrx = 851859 N
Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. y, Nny = A * fcry = 787957 N
Tahanan aksial tekan nominal terkecil, Nn = 787957 N.k Tahanan aksial tekan, n * Nn
= 669764 N
13. Interaksi aksial tekan dan momen lentur
a. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 7320.82 N
b. Momen akibat beban terfaktor, Mu = 17267226 Nmm
c. Tahanan aksial tekan, n * Nn = 669764 N
d. Tahanan momen lentur, b * Mn = 73747200 Nmm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
e. Elemen yang menahan gaya aksial tekan dan momen lentur harus memenuhi persamaan interaksi aksial tekan dan momen lentur sbb :
Untuk nilai, Nu / ( n * Nn ) > 0.20
→ Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0
Untuk nilai, Nu / ( n * Nn ) ≤ 0.20
→ Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0
Nu / ( n * Nn ) = 0.011 < 0.2
Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] = -
Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] = 0.2396
f. Nilai interaksi aksial tekan dan momen lentur = 0.2396
0.2396 < 1.0 AMAN (OK)
14. Tahanan geser
Kontrol tahanan geser nominal plat badan tanpa pengaku :
a. Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,
h2 / tw 6.36 * ( E / fy )
42 < 174.18Plat badan memenuhi syarat (OK)
b. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu =7603.2
4 N
c. Luas penampang badan, Aw = tw * ht = 1240 mm2
d. Tahanan gaya geser nominal, Vn = 0.60 * fy * Aw = 198400 N
e. Tahanan gaya geser, f * Vn = 148800 N
f. Syarat yg harus dipenuhi : Vu f * Vn
7603.24 < 148800 AMAN (OK)
Vu / ( f * Vn ) = 0.75 < 1.0 (OK)
15. Interaksi geser dan lentur
Elemen yang memikul kombinasi geser dan lentur harus dilakukan kontrol dengan Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi geser dan lentur sebagai berukut :
a. Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) 1.375
b. Mu / ( b * Mn ) = 0.2341
c. Vu / ( f * Vn ) = 0.0511
d. Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) = 0.2661
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
< 1.375 AMAN (OK)
16. Lendutan maksimum
a. lendutan maksimun L/180 1.50 cmb. beban merata 19.316 kg/cmc. lendutan 5/384 (q*L^4/E*I) 0.0157 cmd. total resultan0.02 < 1.50 AMAN (OK)
4.5.3. Rafter utama
1. Data pembenbanana. beban mati
a. beban mati1 beban sendiri gording 37.6 kg/m2 Beban lain-lain 7.52 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m
total 68.12 kg/mb. beban hidup 100 kg
total 100 kgc. kuda-kuda
a tipe gording WF 300.150.6,5.9b. berat 360.027 N/m
2. Permodelan Struktur
3. Reaksi pembenanan maksimum
gaya aksial dan torsi Momen dan geser
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
4. Data bahan
a. Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 266.67 MPa
b. Tegangan sisa (residual stress), fr = 70 MPa
c. Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E = 200000 MPa
d. Angka Poisson (Poisson's ratio), u = 0.3
5. Data profil baja
Profil : WF 300.150.6,5.9
ht = 300 mm
bf = 150 mm
tw = 6.5 mm
tf = 9 mm
r = 13 mm
A = 4678 mm2
Ix =72100 mm4
Iy =508000
0 mm4
rx = 124 mm
ry = 32.9 mm
Sx = 481000 mm3
Sy = 67700 mm3
Berat : w = 360.027 N/m
6. Data Balok kolom rafter
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
a. Panjang elemen thd.sb. x , Lx = 11000 mm
b. Panjang elemen thd.sb. y Ly = 1200 mm
c. Momen maksimum akibat beban terfaktor, Mu = 80516521 Nmm
d. Momen pada 1/4 bentang, MA = 40258260 Nmm
e. Momen di tengah bentang, MB = 80516521 Nmm
f. Momen pada 3/4 bentang, MC = 40258260 Nmm
g. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 97638.01 N
h. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 29668.09 N
i. Faktor reduksi kekuatan untuk aksial tekan, fn = 0.85
j. Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, fb = 0.90
k. Faktor reduksi kekuatan untuk geser, ff = 0.75
7. Section propertis
G = E / [ 2 *( 1 + u ) ] = 76923 MPa
h1 = tf + r = 22.00 mm
h2 = ht - 2 * h1 = 256.00 mm
h = ht - tf = 291.00 mm
J = S [ b * t3/3 ] = 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 * (ht - 2 * tf) * tw
3 = 98714.8 mm4
Iw = Iy * h2 / 4 = 1.075E+11 mm6
X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 12309.9 MPa
X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.0003398 mm2/N2
Zx = tw * ht2 / 4 + ( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf = 522076.5 mm3
Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw
2 / 4 = 104228.6 mm3
G = modulus geser, Zx = modulus penampang plastis thd. sb. x,
J = Konstanta puntir torsi, Zy = modulus penampang plastis thd. sb. y,
Iw = konstanta putir lengkung, X1 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
h = tinggi bersih badan, X2 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
8. Perhitungan kekuatan penampang
a.Momen nominal pengaruh local buckling
1. Kelangsingan penampang sayap, l = bf / tf = 16.667
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
2. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,lp = 170 / √ fy = 10.410
3. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,
lr = 370 / √ ( fy - fr ) = 26.384
4. Momen plastis, Mp = fy * Zx = 139220400 Nmm
5. Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 94596667 Nmm
6. Momen nominal penampang untuk :
a. Penampang compact : l lp
→ Mn = Mp
b. Penampang non-compact : lp < l lr
→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp)c. Penampang langsing : l > lr
→ Mn = Mr * ( lr / l )2
l > lp dan l < lr
Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang non-compact
7. Momen nominal penampang dihitung sebagai berikut :
compact : Mn = Mp = - Nmm non-compact
Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) = 121742537 Nmm
langsing : Mn = Mr * ( lr / l )2 = - NmmMomen nominal untuk penampang : non-compactMn = 121742537 Nmm
b. Momen nominal balok plat berdinding penuh
a. Kelangsingan penampang badan, = h / tw = 44.769
b. Untuk penampang yang mempunyai ukuran : h / tw > r
maka momen nominal komponen struktur, harus dihitung dengan rumus : Mn = Kg * S * fcr
dengan, Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ]
c. Untuk kelangsingan : G ≤ p → fcr = fy
d. Untuk kelangsingan : p < G ≤ r
→ fcr = Cb * fy * [ 1 - ( G - p ) / ( 2 * ( r - p ) ) ] ≤ fy
e. Untuk kelangsingan : G > r fcr = fc * ( r / G )2 ≤ fy
f. Untuk tekuk torsi lateral : fc = Cb * fy / 2 ≤ fy
g. Untuk tekuk lokal : → fc = fy / 2
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
h. Koefisien momen tekuk torsi lateral,Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5 * Mu + 3 * MA + 4 * MB + 3 * MC ) =1.32 < 2.3 diambil, Cb = 1.32
i. Perbandingan luas plat badan terhadap luas plat sayap,
ar = h * tw / ( bf * tf ) = 1.401j. Momen inersia,
I1 = Iy / 2 - 1/12 * tw3 * 1/3 * h2 = 2538047 mm4
k. Luas penampang, A1 = A / 2 - 1/3 * tw * h2 = 1784 mm2
l. Jari-jari girasi daerah plat sayap ditambah sepertiga bagian plat badan
yang mengalami tekan, r1 = ( I1 / A1 ) = 38 mm
c. Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral
a. Jarak antara pengekang lateral, L = Ly = 1200 mm
b. Angka kelangsingan, G = L / r1 = 31.818
c. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,
p = 1.76 * √ ( E / fy ) = 48.200
d. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,
r = 4.40 * √ ( E / fy ) = 120.499
e. Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk torsi lateral,
fc = Cb * fy / 2 = 175.44 MPa
fc < fy maka diambil, fc = 175.44 MPa
G < p dan G < r
f. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :
G ≤ p → fcr = fy = 266.67 MPa
p ≤ G ≤ r → fcr = Cb* fy* [ 1 - ( lG - lp) / ( 2*( lr - lp) ) ] = - MPa
G > r → fcr = fc * ( lr / lG )2 = - MPa
fcr = 266.67 MPa
fc < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPa
Modulus penampang elastis, S = Sx = 481000 mm3
g. Koefisien balok plat berdinding penuh,
Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ] = 1.096
Momen nominal penampang, Mn = Kg * S * fcr = 140620781 Nmm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
9. Momen nominal berdasarkan local buckling pada sayap
a. Faktor kelangsingan plat badan, ke = 4 / Ö ( h / tw ) = 0.598 < 0.763
diambil, ke = 0.598
b. Kelangsingan penampang sayap, lG = bf / ( 2 * tf ) = 8.33
c. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,
p = 0.38 * √ ( E / fy ) = 10.41
d. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,
r = 1.35 * √ ( ke * E / fy ) = 28.59
e. Tegangan acuan momen kritis tekuk lokal, fc = fy / 2 = 133.33 MPa
G< p dan G < r
f. Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang compact
g. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut : G ≤ p fcr =
fy = 266.67 MPa p ≤ G ≤ r
fcr = Cb* fy* [ 1 - ( G - p) / ( 2*( r - p) ) ] = - MPa G > r
fcr = fc * ( r / G )2 = - MPa
h. Tegangan kritis penampang, fcr = 266.67 MPa
fcr < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPa
i. Modulus penampang elastis, S = Sx = 481000 mm3
j. Koefisien balok plat berdinding penuh,
Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ] = 1.096
k. Momen nominal penampang, Mn = Kg * S * fcr = 140620781 Nmm
10. Momen nominal akibat lateral buckling
a. Momen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :
Bentang pendek : L Lp
→ Mn = Mp = fy * Zx
Bentang sedang : Lp < L Lr
→ Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] Mp
Bentang panjang :L > Lr
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
→ Mn = Cb * / L*√ [ E * Iy * G * J + ( * E / L )2 * Iy * Iw ] Mp
b. Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,
Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) = 1586 mm
fL = fy - fr = 196.66 MPac. Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen
kritis tekuk torsi lateral,
Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] = 4493 mm
d. Koefisien momen tekuk torsi lateral,
Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5*Mu + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) = 1.32
Momen plastis, Mp = fy * Zx = 139220400 Nmm
Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 94596667 Nmm Panjang bentang thd.sb. y (jarak dukungan lateral),
L = Ly = 1200 mm
L < Lp dan L < Lr
Termasuk kategori : bentang pendek
e. Momen nominal dihitung sebagai berikut :
Mn = Mp = fy * Zx = 139220400 Nmm
Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = - Nmm
Mn = Cb * / L*√ [ E * Iy * G * J + ( * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm
f. Momen nominal untuk kategori : bentang pendek Mn = 139220400 Nmm
Mn > Mp
g. Momen nominal yang digunakan, Mn = 139220400 Nmm
11. Tahanan momen lentur
a. Momen nominal berdasarkan pengaruh local buckling,Mn = 139220400 Nmm
b. Momen nominal balok plat berdinding penuh :
Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral,Mn = 140620781 Nmm
Momen nominal berdasarkan local buckling pd. sayap,Mn = 140620781 Nmm
Momen nominal berdasarkan pengaruh lateral buckling,Mn = 139220400 Nmm
Momen nominal (terkecil) yang menentukan, Mn = 139220400 Nmm
Tahanan momen lentur, fb * Mn = 125298360 Nmm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
12. Tahanan aksia tekan
Faktor tekuk kolom dihitung dengan rumus sebagai berikut :
a. Untuk nilai c 0.25 maka termasuk kolom pendek :
→ = 1
b. Untuk nilai 0.25 < c ≤ 1.20 maka termasuk kolom sedang :
→ = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c )
c. Untuk nilai c > 1.20 maka termasuk kolom langsing :
→ = 1.25 * c2
d. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, kx = 1.00
e. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, ky = 1.00
f. Panjang tekuk efektif dihitung sebagai berikut :
Panjang kolom terhadap sumbu x : Lx = 11000 mm
Panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, Lkx = kx * Lx = 11000 mm
Panjang kolom terhadap sumbu y : Ly = 1200 mm
Panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, Lky = ky * Ly = 1200 mm
g. Parameter kelangsingan terhadap sumbu x :
cx = 1 / * Lkx / rx * √ ( fy / E ) = 1.0311
h. Parameter kelangsingan terhadap sumbu y :
cy = 1 / * Lky / ry * √ ( fy / E ) = 0.4239
i. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu x :
j. Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu x, cx = 1.0311
Kolom pendek : = -
Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.5728
Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -
Faktor tekuk thd.sb. x, x = 1.5728
k. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu y :
Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu y, cy= 0.4239
a. Kolom pendek : = -
b. Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.0867
c. Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -
l. Faktor tekuk thd.sb. y, y = 1.0867
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
m.Tegangan tekuk thd.sb. x, fcrx = fy / x = 169.544 MPa
n. Tegangan tekuk thd.sb. y, fcry = fy / y = 245.400 MPa
o. Tahanan aksial tekan :
Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. x, Nnx = A * fcrx = 793127 N
Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. y, Nny = A * fcry =1147983 N
Tahanan aksial tekan nominal terkecil, Nn = 793127 N
Tahanan aksial tekan, n * Nn = 674158 N
13. Interaksi aksial tekan dan momen lentur
a. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 97638.01 N
b. Momen akibat beban terfaktor, Mu = 80516521 Nmm
c. Tahanan aksial tekan, n * Nn = 674158 N
d. Tahanan momen lentur, b * Mn = 125298360 Nmme. Elemen yang menahan gaya aksial tekan dan momen lentur harus memenuhi
persamaan interaksi aksial tekan dan momen lentur sbb :a. Untuk nilai,Nu / ( n * Nn ) > 0.20
→ Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0b. Untuk nilai,Nu / ( n * Nn ) ≤ 0.20
→ Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0
c. Nu / ( n * Nn ) = 0.1448 < 0.2
d. Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] = -
e. Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] = 0.7150
Nilai interaksi aksial tekan dan momen lentur = 0.7150
0.7150< 1.0 AMAN (OK)
14. Tahanan geser
Kontrol tahanan geser nominal plat badan tanpa pengaku :
a. Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,
h2 / tw 6.36 * ( E / fy )
39 < 174.18 Plat badan memenuhi syarat (OK)
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
b. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 29668.09 N
c. Luas penampang badan, Aw = tw * ht = 1950 mm2
d. Tahanan gaya geser nominal, Vn = 0.60 * fy * Aw = 312000 N
e. Tahanan gaya geser, f * Vn = 234000 N
f. Syarat yg harus dipenuhi : Vu f * Vn
29668.09 < 234000 AMAN (OK)
Vu / ( f * Vn ) = 0.7500 < 1.0 (OK)
15. Interaksi geser dan lentur
Elemen yang memikul kombinasi geser dan lentur harus dilakukan kontrol sbb. :
Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi geser dan lentur :
Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) 1.375
Mu / ( b * Mn ) = 0.6426
Vu / ( f * Vn ) = 0.1268
Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) = 0.7218
0.7218 < 1.375 AMAN (OK)16. Lendutan maksimum
a. lendutan maksimun L/180 6.11 cmb. beban merata 5.323 kg/cmc. lendutan 5/384 (q*L^4/E*I) 0.5841 cm
total resultan 0.58 < 6.11 AMAN (OK)
4.5.4. Trekstang
1. Permodelan
Gambar permodelan struktur trekstang Gambar detail trekstang
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
2. Gaya aksial maksimum pada trekstang
3. Data Bahan
a. Plat sambung Data Sambungan Plat
Tegangan leleh baja, fy = 240 MPa
Tegangan tarik putus, fup = 370 MPa
Tebal plat sambung, tp = 8 mm
Lebar plat sambung, Lp = 50 mmb. Trek stang Data Trek stang
Tegangan leleh baja, fy = 266.7 MPa
Tegangan tarik putus, fu = 400 MPa
Diameter track stank, dt = 16 mmc. Baut Data baut
Jenis baut, Tipe A-325
Tegangan leleh baja, fy = 740 MPa
Tegangan tarik putus, fub = 825 MPa
Diameter baut, db = 16 mm
Jumlah baut, n = 2 unitd. Las sudut Data las sudut
Tipe, Mutu : E7013
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Tegangan tarik putus logam las, fuw = 390 MPa
Tebal las, tw = 3 mm
Panjang las, Lw = 100 mm
4. Tahana tarik plat
a. Luas penampang bruto, Ag = tp * Lp = 400.00 mm2
b. Luas penampang efektif,Ae = tp * [ Lp - ( db + 2 ) ] = 256.00 mm2
c. Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang brutto,
* Tn = 0.90 * Ag * fy = 86400 Nd. Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang
efektif,
* Tn = 0.75 * Ae * fup = 71040 N
e. Tahanan tarik plat (terkecil) yang digunakan, * Tn = 71040 N
5. Tahanan tarik trek stang
a. Luas penampang bruto, Ag = / 4 * dt2 = 201.06 mm2
b. Luas penampang efektif, Ae = 0.90 * Ag = 180.96 mm2
c. Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang brutto,
* Tn = 0.90 * Ag * fy = 48255 Nd. Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang efektif,
* Tn = 0.75 * Ae * fup = 54287 N
e. Tahanan tarik plat (terkecil) yang digunakan, * Tn = 48255 N
6. Tahan geser baut dan plat tumpu
a. Faktor reduksi kekuatan geser baut, f = 0.75
b. Kondisi sambungan baut geser tunggal, m = 1
c. Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, r1 = 0.4d. Luas penampang 1 baut,
Ab = / 4 * db2 = 201.06
e. Tahanan geser baut,f * Vn = f * r1 * m * Ab * fu
b * n = 99526 Nf. Tahanan tumpu plat, 85248 N
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
f * Rn = 2.4 * f * db * tp * up * n =
g. Tahanan sambungan baut (terkecil), f * Vn = 85248 N
7. Tahanan las
a. Tegangan tarik putus plat, fup = 370 MPa
b. Tegangan tarik putus logam las, fuw = 390 MPa
c. fup < fuw Kuat tarik sambungan, fu = 370 MPa
d. Tahanan las sudut,
f * Rnw = 0.75 * tw * ( 0.60 * fu ) * Lw = 49950 N
8. Rekap tahanan sambungan
No Tahanan sambungan * Tn
berdasarkan kekuatan ( N )1 Plat 710402 Track stank 482553 Baut 852484 Las 49950
Tahanan sambungan terkcil 48255Gaya tarik pada track stank akibat beban terfaktor,Tu = 40795.07 N
Syarat yg harus dipenuhi :
Tu * Tn
40795 < 48255 AMAN (OK)
4.5.5. Baut sambungan
4.5.6. Kolom baja jack roof
1. Data bahan
a. Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 240 MPa
b. Tegangan sisa (residual stress), fr = 70 MPa
c. Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E =20000
0 MPa
d. Angka Poisson (Poisson's ratio), u = 0.3
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
2. Data profil baja
Profil : WF 250.125.5.8
ht = 248 mm
bf = 125 mm
tw = 5 mm
tf = 8 mm
r = 12 mm
A = 3268 mm2
Ix = 35400 mm4
Iy = 2550000 mm4
rx = 104 mm
ry = 27.9 mm
Sx = 285000 mm3
Sy = 41100 mm3
w = 360.0273. Data kolom
a. Panjang elemen thd.sb. x, Lx = 1000 mm
b. Panjang elemen thd.sb. y, Ly = 6000 mm
c. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 23957.48 N
d. Momen akibat beban terfaktor thd.sb. x, Mux = 2677983.4Nmm
e. Momen akibat beban terfaktor thd.sb. y, Muy = 284154.18Nmm
f. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 4532.75 Ng. Faktor reduksi kekuatan untuk aksial
tekan, fn = 0.85
h. Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, fb = 0.90
i. Faktor reduksi kekuatan untuk geser, ff = 0.75
4. Section propertis
G = E / [2*(1 + )] = 76923.077 MPa
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
h1 = tf + r = 20.00 mm
h2 = ht - 2 * h1 = 208.00 mm
h = ht - tf = 240.00 mmJ = [ b * t3/3 ]
= 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 * (ht - 2 * tf) * tw
3 = 52333.3 mm4
Iw = Iy * h2 / 4 = 3.672E+10 mm6
X1 = / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 12643.4 MPa
X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.0002887 mm2/N2
Zx = tw * ht2 / 4 + ( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf = 307280.0 mm3
Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw
2 / 4 = 63950.0 mm3
G = modulus geser, Zx = modulus penampang plastis thd. sb. x,
J = Konstanta puntir torsi, Zy = modulus penampang plastis thd. sb. y,
Iw = konstanta putir lengkung, X1 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
h = tinggi bersih badan, X2 = koefisien momen tekuk torsi lateral,
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
thd.sb. X :
Ic3 = 0
Lc3 = 0
Ib3 = 3140000 Ib4 = 3140000
Lb3 =1000
B
Lb4 = 1000
Joint B ( Ic / Lc) = 425
Ic2 = 2550000 ( Ib / Lb) = 6280Lc2 = 6000.00 GBx = ( Ic / Lc ) / ( Ib / Lb ) = 0.1
Ib1 = 3140000 Ib2 =314000
0
Lb1 = 1000 A
1000Lb2 =Joint A :
( Ic / Lc) =425
Ic1 = 0 ( Ib / Lb) = 6280
Lc1 = 0 GAx = ( Ic / Lc ) / ( Ib / Lb ) = 0.1
kx = [ 3*GAx*GBx + 1.4*(GAx+ GBx) + 0.64 ] / [ 3*GAx*GBx + 2.0*(GAx+ GBx) + 1.28 ]
aktor panjang tekuk efektif thd.sb. x, kx = 0.53900
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
5.
4.5.7.
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
400
270
ii.
iii.
iv. Perhitungan Plat Lantai
Plat lantai adalah struktur yang merupakan aplikasi vertikal dari
luas bangunan yang tersusun dari beton dan tulangan. Berikut ini
adalah contoh perhitungan plat lantai dari beberapa tipe yang ada
sesuai dengan luasan plat yang didukung oleh balok di bawahnya;
Perhitungan beban pelat lantai dengan t = 12 cm
1. Beban Mati (qD)
a. Beban plat sendiri = 0,12 x 2400 = 288 kg/m²
b. Finising lantai = 0,06 x 2100 = 126 kg/m²
c. Plafond dan ME = 50 = 50 kg/m²
Total Beban Mati = 464 kg/m²
2. Beban Hidup (qL)
Beban Hidup = 250 kg/m²
3. Beban Terfaktor (qU)
qU = ( 1,2 x qD ) + ( 1,6 x qL )
= ( 1,2 x 464 ) + ( 1,6 x 250 )
= 956,8 ≈ 957 kg/m²
Contoh Perhitungan Momen dan Penulangan Plat Lantai tipe 1
LyLx =
400270 = 1,48
Mtx = -0,001 . qU . lx² . Ctx
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Ly/lx Ctx
1,48 74,4
= -0,001 . 957 . 2,7² . 74,4
= 519,36 kg.m
= 51936,39 kg.cm2
Perhitungan Penulangan Plat
Mu = 519,36 kg.m = 51936,39 kg.cm
d = h - d’- φ tul
2 = 12 – 2 - 1
2
= 9,5 cm
b = 100 cm ( untuk pelat diambil 1 m )
f’c = 250 kg/cm2
fy = 2400 kg/cm2
Koefisien Penampang ( Rn )
Rn =
Mu
φ . 0,85. fc .b .d .2
=
51936,39
0,80 . 0,85 .250 . 100.9,52
= 0,03385
Indeks Tulangan ( ω )
ω = 1 - √(1−2.Rn )
= 1 - √(1−2.0,03385 )
= 0,03444
Rasio Tulangan ( ρ )
ρ = ω . 0,85 . f’c/fy
= 0,03444.0,85.250/2400
= 0,00305
Luas Tulangan ( As )
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
As = ρ .b.d
= 0,00305.100.9,5
= 2,90 cm2
Jumlah Tulangan ( n )
n = As / ¼.π.d2
= 2,90 / ¼.3,14.12
= 3,69 buah
Jarak Tulangan ( s )
S = 100/n
= 100 / 3,69
= 27,09 ≈ 25,5 cm
Tulangan yang dipakai Ø10 – 200
Dalam pelaksanaan, jarak maksimum tulangan pelat adalah 20
cm. Jadi, untuk pelat di atas, tulangan yang digunakan adalah Ø10 –
200.
Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel Penulangan
Plat.
0.7151 Perhitungan Struktur Balok
Balok adalah struktur yang menanggung beban dari balok itu sendiri
dan dari plat yang ditumpunya. Oleh karena itu, pembebanan pada balok harus
diperhitungkan dari berat sendiri balok dan dari plat yang telah didistribusikan
pada balok tersebut.
v. Distribusi Beban Plat ke Balok (Amplop Beban)
Suatu luasan plat termasuk beban yang dipikulnya yang
ditumpu balok di sisi-sisinya harus didistribusikan / dibagi sedemikian
rupa, sehingga setiap balok yang menumpunya bisa menerima beban
yang sesuai dengan kapasitasnya.
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
BA2
Berikut ini adalah contoh pendistribusian beban plat ke balok
yang menumpunya.
B4
B4 BA1
BA2
13
31 32
19 20 21
42 43
54
Gambar 4.1 Distribusi Beban Plat ke Balok
A. Distribusi Beban Plat Ke Balok Anak BA2
Dimensi Balok = 0.20 * 0.40 m2
Beban Mati Plat, t:12 cm = 464 kg/m2
Beban Hidup Plat = 250 kg/m2
Panjang Balok = 4.00 m
Berat Partisi = 100 kg/m
Tinggi Dinding = 4 m
Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Anak BA2
Luas = ( (
1. 33+42 ) * 1.33 ) * 2 = 7.10 m2
Beban Mati (qD)
- BS Balok = 0.2 * 0.4 * 2400 = 192 kg/m
- B Mati Plat =
7 .104 * 464 = 823.60 kg/m
- Berat partisi = 4 * 100 = 400 kg/m
qD = 1415.60 kg/m
Beban Hidup (qL)
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
BA120
8.002.67
4.00
8.00
B413
- Beban Hidup =
7 .104
* 250 = 443.75 kg/m
B. Distribusi Beban Plat Ke Balok Anak BA1
Dimensi Balok = 0.25 * 0.70 m2
Beban Mati Plat, t : 12 cm = 464 kg/m2
Beban Hidup Plat = 250 kg/m2
Panjang Balok = 8.00 m
Berat Partisi = 100 kg/m
Tinggi Dinding = 4 m
Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Anak BA1
Luas = ( 0.5 * 2.67 * 1.33 ) * 6 = 10.68 m2
Beban Mati (qD)
- BS Balok = 0.25 * 0.70 * 2400 = 420 kg/m
- B Mati Plat =
10 . 688 * 464 = 953.13 kg/m
- Berat Dinding = 4 * 100 = 400 kg/m
qD = 2373.19 kg/m
Beban Hidup (qL)
- Beban Hidup =
10 . 688 * 250 = 333.75 kg/m
C. Distribusi Beban Plat Ke Balok Induk B4
Dimensi Balok = 0.3* 0.70 m2
Beban Mati Plat, t :12 cm = 464 kg/m2
Beban Hidup Plat = 250 kg/m2
Panjang Balok = 8.00 m
Berat Dinding = 250 kg/m
Tinggi Dinding = 4 m
Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Induk B4
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
B4
20 8.00
2.67
Luas = (
1. 33+42
* 1.33) *2 = 7.10 m2
Beban Mati (qD)
- BS Balok = 0.30 * 0.70 * 2400 = 504 kg/m
- B Mati Plat =
7 .108 * 464 = 633.68 kg/m
- Berat Dinding = 4 * 250 = 1000 kg/m
qD = 2137.68 kg/m
Beban Hidup (qL)
- Beban Hidup =
3. 554 * 250 = 221.88 kg/m
D. Distribusi Beban Plat Ke Balok Induk B4
Dimensi Balok = 0.30 * 0.70 m2
Beban Mati Plat, t : 12 cm = 464 kg/m2
Beban Hidup Plat = 250 kg/m2
Panjang Balok = 8.00 m
Berat Dinding = 250 kg/m
Tinggi Dinding = 4 m
Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Anak B4
Luas = ( 0.5 * 2.67 * 1.33 ) * 6 = 10.68 m2
Beban Mati (qD)
- BS Balok = 0.30 * 0.70 * 2400 = 504 kg/m
- B Mati Plat =
10 . 688 * 464 = 953.13 kg/m
- Berat Dinding = 4 * 250 = 1000 kg/m
qD = 2373.19 kg/m
Beban Hidup (qL)
- Beban Hidup =
10 . 688 * 250 = 333.75 kg/m
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel Perhitungan Balok.
vi. Perhitungan Beban Gempa
Bangunan Gedung ICT Center Undip Semarang merupakan
bangunan yang berada di daerah gempa, sehingga sebelum memulai
menganalisa struktur terlebih dahulu dimulai dengan perhitungan gaya
gempa yang kemungkinan akan diterima bangunan tersebut pada saat
terjadi gempa.
a. Perhitungan Berat Bangunan ( Wt )
Karena besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat
dari struktur bangunan, maka perlu dihitung berat dari masing-
masing lantai bangunan. Berat bangunan ini didapat dari
perhitungan SAP 2000 v.10 dengan kombinasi load factor yang
dapat dilihat pada lampiran. Adapun gaya yang diambil adalah
gaya aksial dari kolom.
Berat Lantai R. Lift = 189.557,92 kg
Berat Lantai 6 = 1.470.018,97 kg
Berat Lantai 5 = 2.863.973,71 kg
Berat Lantai 4 = 4.459.836,50 kg
Berat Lantai 3 = 6.055.699,29 kg
Berat Lantai 2 = 7.651.562,04 kg
Berat Lantai 1 = 9.368.558,22 kg +
Berat bangunan total = 32.059.206,65 kg
b. Waktu Getar Alami Bangunan ( T ), dengan Rumus Empiris :
Tx = Ty = 0,06 H3/4
H = 29 m
Tx = Ty = 0,06 ( 29 )3/4
= 0,75 detik
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
c. Faktor Respons Gempa ( C )
Dengan menetapkan spektrum percepatan maksimum Am
sebesar :
Am = 2,5 . Ao
= 2,5 . 0,12
= 0,30
Dengan waktu getar alami sudut Tc untuk jenis tanah
keras sebesar ,
Tc = 0,5 detik; maka faktor respons gempa C ditentukan oleh
Untuk T > Tc = 0,75 > 0,5
C = ArT
= 0.150.75
= 0,2
d. Gaya Geser Horisontal Total Akibat Gempa
Vx,y = Vc =C . I
R.Wt
= 0.2× 1
8.5 × 32.059.206,65
= 754.334,27 kg
e. Distribusi Gaya Geser Horisontal Total Akibat Gempa ke
Sepanjang Tinggi Gedung
Fi x,y = Wi . hi
∑ Wi . hi× Vx,y
dengan:
Fi = gaya geser horisontal akibat gempa
hi = tinggi lantai ke i terhadap lantai 1
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Wi = berat bangunan per lantai
Vx,y = gaya geser horizontal total akibat gempa untuk
arah x dan y
Tabel 4.1. Distribusi Beban Gempa Tiap Lantai
Lantai
( i )
Hi( m )
Wi( kg )
Wi x Hi ( kg.m )
V x,y (kg)
Fi x,y
R. Lift
29 189.557,92 5.497.179,68 754.334,27 11.586,35
6 251.470.018,9
736.750.474,25 754.334,27 77.458,62
5 212.863.973,7
161.074.084,33 754.334,27 128.725,27
4 174.459.836,5
060.143.447,91 754.334,27 126.763,77
3 136.055.699,2
978.724.090,77 754.334,27 165.926,02
2 97.651.562,0
468.864.058,36 754.334,27 145.144,12
1 59.368.558,2
246.842.791,10 754.334,27 98.730,11
Jumlah357.896.126,4
0- 754.334,27
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
LANTAI R. LIFT
LANTAI 6
LANTAI 5
LANTAI 4
LANTAI 3
LANTAI 2
11.586,35
77.458,62
128.725,27
126.763,77
165.926,02
145.144,12
LANTAI 1
98.730,11
Gambar 4.1 Diagram Distribusi Beban Gempa Tiap Lantai
f. Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa
dalam Arah X dan Y untuk Tiap Lantai
Karena struktur tidak simetris maka penyebaran gaya geser
dasar horizontal akibat gempa ke sepanjang tinggi gedung dalam
arah X dan Y menggunakan pendekatan di bawah ini :
Cari kekakuan tiap kolom pada setiap lantai
Gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui gaya geser
horizontal akibat gempa ditiap kolom pada setiap lantai.
F =
Kekakuan kolom
∑ Kekakuan kolom tiap lantaix Fi x,y
K = 12 E I / h3
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Dimana :
K = Kekakuan Kolom
E = Modulus Elastisitas Beton
I = Inersia Kolom
h = Tinggi Kolom
Tabel 4.2. Distribusi Beban Gempa Tiap Kolom
Lantai 1
Nama
Kolom
Jumlah
Kolom
Kekakuan
Kolom
Kekakuan
TotalF x,y F
K1 21 68.812,80 1.445.068,79
98.730,11 4.459,03
K2 4 10.500,00 42.000,00 98.730,11 680,39
K3 5 6451,20 32256,00 98.730,11 418,03
K5 1 4300,80 4.300,79 98.730,11 278,69
Jumlah1.523.625,6
05.836,15
Lantai 2
Nama
Kolom
Jumlah
Kolom
Kekakuan
Kolom
Kekakuan
TotalF x,y F
K1 21 134.400,002.822.400,0
0145.144,12 6.568,15
K2 4 20.507,81 82.031,25 145.144,12 1.002,22
K3 5 12.600,00 63.000,00 145.144,12 615,76
K4 2 1.281,74 2.563,48 145.144,12 62,64
Jumlah 2.969.994,72
8.248,77
Lantai 3
Nama
Kolom
Jumlah
Kolom
Kekakuan
Kolom
Kekakuan
TotalF x,y F
K1 21 134.400,00 2.822.400,0 165.926,02 7.508,58
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
0
K2 4 20.507,81 82.031,25 165.926,02 1.145,72
K3 5 12.600,00 63.000,00 165.926,02 703,93
K4 2 1.281,74 66.61 165.926,02 71,61
Jumlah 2.969.994,72
9.429,84
Lantai 4
Nama
Kolom
Jumlah
Kolom
Kekakuan
Kolom
Kekakuan
TotalF x,y F
K1 21 134.400,002.822.400,0
0126.763,77 5.736,39
K2 4 20.507,81 82.031,25 126.763,77 875,30
K3 5 12.600,00 63.000,00 126.763,77 537,79
K4 2 1.281,74 2.563,48 126.763,77 54,71
Jumlah 2.969.994,72
7.204,19
Lantai 5
Nama
Kolom
Jumlah
Kolom
Kekakuan
Kolom
Kekakuan
TotalF x,y F
K1 19 134.400,002.553.600,0
0128.725,27 6.404,23
K2 4 20.507,81 82.031,25 128.725,27 977,30
K3 5 12.600,00 63.000,00 128.725,27 600,45
K4 2 1.281,74 2.563,48 128.725,27 61,08
Jumlah 2.701.194,73
8.043,66
Lantai 6
Nama
Kolom
Jumlah
Kolom
Kekakuan
Kolom
Kekakuan
TotalF x,y F
K1 16 134.400,002.150.400,0
077.458,62 4.654,85
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
K2 1 20.507,81 20.507,81 77.458,62 710,27
K3 5 12.600,00 63.000,00 77.458,62 436.39
K4 2 1.281,742.563.476,0
077.458,62 44.39
Jumlah 2.236.471,00
5.845,91
Lantai R.Lift
Nama
Kolom
Jumlah
Kolom
Kekakuan
Kolom
Kekakuan
TotalF x,y F
K4 32 1.281,74 41.015,62 11.586,35 362,07
Jumlah 362,07
vii. Perhitungan Penulangan Balok
Besarnya load factor untuk perhitungan pembebanan balok
yang digunakan untuk mencari tulangan lentur dapat dilihat pada
lampiran kombinasi load factor.
Berikut ini adalah contoh perhitungan tulangan balok pada
Portal As 2 ( B – C ) di lantai 2 :
Diketahui :
Dimensi Balok b : 30 cm
h : 70 cm
d : 63 cm
Mutu Beton, f’c : 250 kg/cm2
fy : 4000 kg/cm2
fyv : 2400 kg/cm2
Data SAP :
Momen Terfaktor ( Mu ) : 3657473 kg.cm
Gaya Lintang Terfaktor ( Vu ) : 23322,54 kg.cm
- Perhitungan Tulangan Lentur
Koefisien Penampang ( Rn )
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Rn =
Mu
φ . 0,85. fc .b .d .2
=
3657473
0,80*0,85*250*30*632= 0,1806
Indeks Tulangan ( ω )
ω = 1 - √(1−2.Rn )
= 1 - √(1−2*0,12575) = 0,2007
Rasio Tulangan ( ρ )
ρ = ω . 0,85 . f’c/fy
= 0,2007*0,85*250/4000 = 0,0106
→ ρ min = 14/fy
= 14/4000 = 0,00350
→ ρ maks = 0,75 . 0,85 . f’c/fy . 6000/( 6000+fy )
= 0,75*0,85*250/4000*6000/( 6000+4000 )
= 0,02391
ρmin < ρ < ρ maks → Dipakai ρ
Luas Tulangan ( As )
As = ρ .b.d
= 0,0106 * 30 * 63
= 20,15 cm2
Jumlah Tulangan ( n )
n = As / ( ¼ . π .D2 ) → Dipakai Tulangan D 25 mm
= 20,15 / ( ¼ *3,14*2,52)
= 4,11 buah ≈ 5 buah
Jadi, Tulangan yang dipakai adalah 5 D 25.
Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada
lampiran Penulangan Balok.
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Untuk selanjutnya, perhitungan tulangan utama balok
menggunakan Luas Tulangan (As) yang didapat dari SAP, karena hasil
dari perhitungan manual dengan hasil perhitungan SAP tidak jauh
berbeda.
Berikut ini adalah tabel perbandingan hasil dari perhitungan
manual dengan perhitungan SAP :
Tabel 4.3
Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan Perhitungan SAP
Mu 3657473 983396,06 39335584Manual S A P Manual S A P Manual S A P
b 30 30 30 30 30 30h 70 70 70 70 70 70d 63 - 63 - 63 -f'c 250 250 250 250 250 250fy 4000 4000 4000 4000 4000 4000Rn 0,1806 - 0,04858 - 0,1943 -w 0,2007 - 0,04982 - 0,2181 -P 0,0106 - 0,00264 - 0,0115 -
Pmin 0,00350 - 0,00350 - 0,00848 -Pma
x 0,02391 - 0,02391 - 0,02391 -As 20,15 20,17 6,62 6,64 21,90 21,90
- Perhitungan Tulangan Sengkang
Kuat Geser Beton ( Vc ) = 0,53 √f'c
= 0,53 √250 = 8,38 kg/cm2
Tegangan Geser Balok ( Vn ) =
VuΦ . b. d
=
23322,540,60*30*63
= 20,56 kg/cm2
Rasio Geser,
VnVc =
20,568,38
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
= 2,45 → 1 < x ≤ 3
→ Jarak Sengkang ( S ) =
Av . fyvb (Vn−Vc )
→ Av = 2 x ¼ π Ds2
= 2 x ¼ x 3,14 x 12
= 1,57 cm2
S =
1,57*240030 (20,56 -8,38 )
= 10,31 cm ≈ 10 cm
Jadi, Tulangan sengkang yang dipakai adalah Ø10 – 100.
Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada
lampiran Penulangan Balok.
0.7152 Perhitungan Struktur Kolom
Kolom adalah struktur yang menyalurkan beban dari balok ke pondasi
yang menumpu bangunan. Karena itu, selain harus menanggung berat
sendirinya, kolom juga menanggung beban dari balok yang ditumpunya.
Berikut ini adalah contoh perhitungan tulangan kolom pada As A–2.
- Perhitungan Tulangan Lentur
Perhitungan Absis dan Ordinat untuk grafik Penulangan Kolom :
- Absis =
Mu
φ . b. h2. 0,85 . f'c
=
1021233,24
0,65 x 80 x 802 x 0,85 x 250
= 0,014
- Ordinat =
Puφ . b.h . 0,85 . f'c
=
260253,120,65 x 80 x 80 x 0,85 x 250
= 0,294
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Dari grafik, didapatkan :
Dari absis dan ordinat tersebut, nilai garis lengkung γ : tidak ada,
karena berada disebelah kiri grafik, digunakan tulangan minimum 1%.
- Luas Tulangan ( As )
As = ρ x b x h
= 0,01 x 80 x 80
= 64 cm2
- Jumlah Tulangan ( n )
n =
64A → A = ¼ x 3,14 x 2,52
=
644,9
= 13,06 ≈ 14 buah
- Tulangan dipakai 14 D 25.
Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada lampiran
Penulangan Kolom.
Untuk selanjutnya, perhitungan tulangan utama kolom menggunakan
Luas Tulangan (As) yang didapat dari SAP, karena hasil dari perhitungan
manual dengan hasil perhitungan SAP tidak jauh berbeda.
Berikut ini adalah tabel perbandingan hasil dari perhitungan manual
dengan perhitungan SAP :
Tabel 4.4
Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan Perhitungan SAP
No. As A - 2 A - 3 A - 4Mu 1021233,24 1588866,78 1761454,95
Manual S A PManua
lS A P Manual S A P
b 80 80 80 80 80 80
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
h 80 80 80 80 80 80d 72 - 72 - 72 -f'c 250 250 250 250 250 250
Absis 0,014 - 0,022 - 0,024 -Ordinat 0,294 - 0,45 - 0,507 -
As 64 64 64 64 64 64
- Perhitungan Tulangan Sengkang
Kuat Geser Beton ( Vc ) = 0,53 √f'c
= 0,53 √250
= 8,38 kg/cm2
Tegangan Geser Balok ( Vn )
=
VuΦ . b. d
=
10893,760,60*80*72
= 3,152 kg/cm2
Rasio Geser,
VnVc =
3,1528,38
= 0,376 →
VnVc < 0,5
Jadi, Tulangan geser sengkang yang dipakai adalah Tulangan Praktis
Ø8 –100.
Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada lampiran
Penulangan Kolom.
0.7153 Perhitungan Struktur Tangga
Pembebanan tangga
- Berat Sendiri Pelat ( qD ) = 0,25*2400 = 600 kg/m2
- Berat setelah direduksi ( qD / cos α ) = 693 kg/m2
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
- Berat Finishing dan Railling = 100 kg/m2
- Beban Hidup Tangga ( qL ) = 400 kg/m 2 +
Berat Total = 1193 kg/m2
Mu = 1/10 x q x L2
= 1/10 x 1193 x (3,175) 2
= 1202,6 kg.m/m
Tinggi ht = 16 cm, d = 27,5 cm
Mutu Beton fc’ = 250 kg/cm2
Baja Tulangan fy = 4000 kg/cm2
Koefisien Penampang ( Rn )
Rn =
Mu
φ . 0,85. fc .b .d .2
=
120260
0,80*0,85*250*100*27,52
= 0,00935
Indeks Tulangan ( ω )
ω = 1 - √(1−2.Rn )
= 1 - √(1−2*0,00935)
= 0,00940
Rasio Tulangan ( ρ )
ρ = ω . 0,85 . f’c/fy
= 0,00940*0,85*250/4000 = 0,00050
→ ρ min = 14/fy
= 14/4000 = 0,00350
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
→ ρ maks = 0,75 . 0,85 . f’c/fy . 6000/( 6000+fy )
= 0,75*0,85*250/4000*6000/( 6000+4000 )
= 0,02391
ρ < ρ min → Dipakai ρ min
Luas Tulangan ( As )
As = ρ .b.d
= 0,00350 * 100 * 27,5
= 9,625 cm2
Jumlah Tulangan ( n )
n = As/( ¼ . π .D2 ) → Dipakai Tulangan D 16 mm
= 9,625 / ( ¼ *3,14*1,62)
= 4,790 ≈ 5 buah
Jarak Tulangan ( s )
s =
bn =
1004,790 = 20,877 cm ≈ 20 cm
Jadi, Tulangan yang dipakai adalah 5D16 - 200.
0.7154 Perhitungan Struktur Pondasi
Direncanakan Pondasi Sumuran D = 1,5 m, H = 6,0 m
- Beban Axial (P) = 614068,74 kg
- Momen (Mu) = 2409605,72 kg.cm
viii. Perhitungan Penulangan Poer
Mu = 2409605,72 kg
d = 0,9 x 100 = 90 cm
fc = 300 kg/cm
fy = 4000 kg/cm
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Koefisien Penampan g
Rn=MU
φ . 0 , 85 . fc . b. d2
Rn=2409605,72
0,8 . 0 , 85 .300 . 210.902
Rn=0 , 0069
ωn=1−√1−2. Rnωn=1−√1−2.0 , 0069=0 ,0069
Rasio tulangan
ρ=ϖ .0 ,85 . fcfy
ρ=0 ,0069.0 ,85 .3004000
ρ = 0,0004
ρ < ρ min
0,0004 < 0,0035
Luas tulangan
As= ρ . b .dAs=0 ,0035 . 210 .90As=66 ,15
Digunakan tulangan ø 25
A=14
π . D2
A=4 ,9062
Jumlah tulangan = As/A
= 66,15 / 4,9062
= 13,48 ≈ 14
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Jarak tulangan = b/n = 210/14
= 15 cm
Dipakai→14 D 25
Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel lampiran.
ix. Perhitungan Daya Dukung Tanah
Beban yang bekerja :
- Beban axial P = 614068,74 kg
- Berat Poer 2,1 . 2,1 . 1 . 2400 = 10584,00 kg
- Berat Tanah Urug 2,1 . 2,1 . 0,6 . 1200 = 3175,2 kg +
∑P = 627827,94 kg
Daya Dukung Tanah
Diketahui : Nilai Conus (qc) = 165 kg/cm2
Total Friction (Tf) = 172 kg/cm
A = ¼ . π . D2
= 0,25 x 3,14 x 1502 = 17662,5 cm2
O = π . D
= 3,14 x 150 = 471 cm
Qa= Axqc3
+ TfxO5 ,
Qa=17662,5 x165
3+172 x 471
5 = 985.782,3
∑P < Qa
627827,94 < 985.782,3
Jumlah sumuran yang digunakan
n =
ΣPQa
=
627 .827,94 985 .782,3
= 0,636
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Jadi sumuran yang dipakai sebanyak 1 buah
x. Perhitungan Tulangan Pondasi sumuran
Mutu beton K-350 f’c = 350 kg/cm2
Tulangan pokok = D 25 mm, fy = 4000 kg/cm2
Tulangan geser = Ø 10 mm fy = 2400 kg/cm2
Tebal selimut beton d’ = 150 mm
Cek terhadap keruntuhan!
A = ¼. 3,14 . (150)2 = 17662,5 cm2
emin = 0,1.D = 0.1 . 150 = 15 cm
e = Mmaks/P = 2409605,72 / 614068,74 = 3,92 cm
e < emin Keruntuhan tekan
3,92 < 15 ........OK!!!
Diagram interaksi
Absis =
Mn .φ∗Ag∗0 , 85∗fc∗D
=2409605,72 0 , 65∗17662 , 5∗0 ,85∗350∗15
= 0,047
Ordinat =
Pnφ∗Ag∗0 , 85∗fc
=614068,74 0 , 65∗17662,5∗0 , 85∗350
= 0,179
Dari diagram interaksi didapatkan nilai ρmin = 0,01
digunakan ρ = 0,01
Cek keruntuhan aksial !
Po=Ag[ 0 , 85 . fc ' (1−ρ )+fy . ρ ]
Po=17662 , 5[ 0 ,85. 350(1−0 , 01)+4000 .0 , 01 ]= 5908547,81 kg
PnMax = 0,8 Po
Pn = Ф. 0,80 . Po ( Tulangan Spiral Ф = 0,70 )
Pn = 0,75 . 0,80 . 5908547,81 = 3545128,69 kg
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare
Syarat : P < Pn
614.068,74 < 3.545.128,69..... OK!
AsTul = ρ. 0,25 . π . D2
= 0.01 . 0,25 . 3,14 . 1502 = 176,63 cm2
n = As /0,25*3,14*2,5
= 176,63 / 4,9062
= 36
dipakai tulangan 36 D 25
Untuk tulangan sengkang digunakan Ø10 - 200 ( Spiral )
Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel lampiran.
Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare