efisiensi dan optimalisasi pemakaian baja...

EFISIENSI DAN OPTIMALISASI PEMAKAIAN

BAJA SEBAGAI BAHAN KONSTRUKSI

TUGAS AKHIR

Dibuat untuk melengkapi tugas-tugas Dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian

SARJANA TEKNIK SIPIL

DISUSUN OLEH :

BENI BERUTU 030 424 005

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL EXTENSION UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2007

Beni Berutu : Efisiensi dan Optimalisasi Pemakaian Baja Sebagai Bahan Konstruksi, 2007. USU Repository © 2009



PROPOSAL



DISUSUN OLEH :

BENI BERUTU 030 424 005


MEDAN 2007




TUGAS AKHIR



DISUSUN OLEH :

BENI BERUTU

030 424 005

Diketahui Oleh : Disetujui Oleh : Dr. Ir. Bachrian Lubis, Msc Ir. Robert Panjaitan Ketua Jurusan Teknik Sipil Dosen Pembimbing


MEDAN 2007


v

ABSTRAK

Semakin diperketatnya undang-undang Negara akan produksi kayu nasional

membuat material ini semakin langka dijumpai untuk memperoleh kualitas kayu yang

baik dengan harga yang cukup terjangkau. Para rekayasawan pun mulai megembangkan

pemikiran-pemikiran ekonomisnya dengan membuat solusi yakni mencari material

pengganti kayu dengan bahan lain yang mudah didapat, dibentuk, dirawat dan dikerjakn

tanpa megabaikan bobot dan kekuatannya untuk sebuah rangkaian struktur. Maka

dipilihlah material baja yang dianggap cukup layak untuk menggantikan kayu sebagai

bahan struktur.

Berawal dari metode ini, penulis melanjutkan pengembangan analisa ekonomis

struktur dengan mengefisiensikan dan mengoptimalisasikan baja tersebut sebagai bahan

bangunan. Pada tugas akhir ini dibahas mengenai jarak portal yang paling efiisen dan

optimal pada sebuah portal baja bentang 13,5 meter. Variasi jarak portal dianalisa

dengan metode “crossing” yang dimulai dari jarak terpendek yakni 4 meter sampai 7

meter dengan rentang variasi 0,5 meter.

Perilaku struktur yang ditinjau dititiberatkan pada beban akibat gording dan atap

yang memberikan respon terhadap tegangan-tegangan ijin lentur, geser dan lendutan.

Nilai variabel jarak dan berat didapat dengan teknik pengumpulan secara literatur

dimana apabila jarak portal semakin diperpanjang maka bobot beban struktur per-gang

semakin besar pula. Namun bukan berarti semakin pendek jarak portal bangunan maka

senakin efisien pula penggunaan baja pada struktur tersebut , melainkan ada satu jarak

optimum yang efisien dan nilai paling ekonimis untuk contoh struktur pada tugas akhir

ini. Maka, dalam proses penganalisaan disimpulakan bahwa jarak portal yang paling

efisien dan optimum pada contoh struktur Tugas Akhir ini adalah pada jarak 5,5 meter.


iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penyusun ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat

dan karunia-Nya yang senantiasa melindungi, menyertai, memimpin dan membimbing

penyusun, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik

dan tepat pada waktunya.

Tugas Akhir yang berjudul “EFISIENSI DAN OPTIMALISASI PEMAKAIAN

BAJA SEBAGAI BAHAN KONSTRUKSI” merupakan tugas yang harus diselesaikan oleh

penyusun syarat untuk dapat menyelesaikan Program Pendidikan Ekstension Strata I (S-I)

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.

Sesuai dengan judulnya, Tugas Akhir ini akan membahas mengenai Analisis

Perhitungan Kap Portal Rangka Baja Gudang. Dalam penyelesaian tugas ini, penyusun

telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa

material, spritual, informasi maupun segi administrasi. Oleh karena itu, sudah selayaknya

penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. DR.Bachrian Lbs, MSc, Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas

Sumatera Utara;

2. Bapak Ir.Faizal Ezeddin,MSc, Koordinator PPSE Jurusan Teknik Sipil Universitas

Sumatera Utara;

3. Bapak Ir.Robert Panjaitan, Dosen Pembimbing dalam menyelesaikan laporan Tugas

Akhir;

4. Bapak-bapak Dosen PPSE Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang

telah banyak memberikan didikan selama penyusun berada di bangku kuliah;

5. Orangtua dan keluarga yang mendukung penyusun baik berupa moral maupun

material;


iv

6. Seluruh Personal dan Karyawan PT TOR GANDA yang telah membantu;

7. Rekan-rekan seprofesi, dan mahasiswa PPSE Jurusan Teknik Sipil Universitas

Sumatera Utara yang turut membantu dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini.

Walaupun penyusun telah berusaha semaksimal mungkin namun penyusun

menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penyusun sangat

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca untuk

kesempurnaan laporan ini di masa yang akan datang.

Akhir kata semoga laporan ini bermanfaat bagi siapapun yang membacanya,

terutama bagi penyusun sendiri.

Medan, Agustus 2007

Hormat Saya:

Penyusun, Beni Berutu 030 424 005


vi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBARAN JUDUL ......................................................................................... i

LEMBARAN PENGESAHAN ........................................................................... ii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... iii

ABSTRAK ........................................................................................................... v

DAFTAR ISI ....................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ ix

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ............................................................................... 1

B. Topik Pembahasan ......................................................................... 2

C. Tujuan ........................................................................................... 2

D. Manfaat ......................................................................................... 3

E. Metode Pengumpulan Data ............................................................ 3

F. Pembatasan Masalah ...................................................................... 4

G. Sistematika Penulisan Laporan ...................................................... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Baja Sebagai Bahan Konstruksi ..................................................... 6

B. Rencana Kap Portal dan Kemiringan Atap ..................................... 10

C. Gording .......................................................................................... 11

D. Beban-Beban pada Portal Kap ....................................................... 12

E. Stabilitas Balok yang Dibebani Lentur .......................................... 13


vii

BAB V. METODE KERJA PEKERJAAN KONSTRUKSI BAJA

A. Bahan ............................................................................................. 20

B. Tenaga Kerja ................................................................................... 20

C. Peralatan .......................................................................................... 20

D. Metode Pelaksanaan ........................................................................ 21

E. Transportasi Material ...................................................................... 22

F. Pekerjaan Pemasangan .................................................................... 22

BAB IV. ANALISIS PERHITUNGAN

A. Pembebanan Struktur ..................................................................... 24

B. Menentukan Koefisien Kekakuan .................................................. 26

C. Menentukan Koefisien Distribusi .................................................. 27

D. Menentukan Momen Primer .......................................................... 28

E. Mencari Gaya Gaya Dalam ............................................................ 31

F. Pemeriksaan Terhadap Tegangan .................................................. 37

G. Perhitungan Beban Optimal ........................................................... 42

BAB V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan ........................................................................................ 152

B. Saran .............................................................................................. 152

DAFTAR KEPUSTAKAAN ............................................................................... 153

LAMPIRAN-LAMPIRAN


viii

DAFTAR TABEL

1. Tabel 2.1 : Tabel Tegangan Leleh dan Dasar Baja

2. Tabel 4.1 : Distribusi Momen Akibat Beban Mati

3. Tabel 4.2 : Distribusi Momen Pergoyangan Akibat Beban Mati

4. Tabel 4.3 : Momen Akhir Akibat Beban Mati

5. Tabel 4.4 : Distribusi Momen Akibat Beban Hidup (Angin)

6. Tabel 4.5 : Distribusi Momen Pergoyangan 1 Akibat Beban Hidup (Angin)

7. Tabel 4.6 : Distribusi Momen Pergoyangan 2 Akibat Beban Hidup (Angin)

8. Tabel 4.7 : Momen Akhir Akibat Beban Hidup (Angin)

9. Tabel 4.8 : Kombinasi Pembebanan


ix

DAFTAR LAMPIRAN

1. Lampiran 1. Gambar Rencana Pembuatan Konstruksi Kuda-Kuda Baja Bentang

13,5 M (Kernel Store)

2. Lampiran 2. Gambar Hasil Perhitungan Optimalisasi Pembuatan Konstruksi

Kuda-Kuda Baja Bentang 13,5 M (Kernel Store)

3. Lampiran 3. Tabel Profil Konstruksi Baja Type IWF

4. Lampiran 4. Daftar Muatan / Beban


1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pertumbuhan dan perkembangan perekonomian Negara Indonesia di Era

globalisasi sekarang ini menurun. Seiring dengan itu pemenuhan kebutuhan sehari-hari

masyarakat semakin meningkat, membuat para investor tertarik untuk menanamkan

modal dalam hal pembangunan gedung dan prasarana lainnya yang dapat menunjang

pengembangan usaha.

Kota Medan merupakan kota terbesar ke-3 di Indonesia yang memiliki ± 2 juta

penduduk yang setiap harinya harus memenuhi kebutuhannya, Dengan melihat jumlah

penduduk yang cukup besar maka tidak tertutup kemungkinan akan terus meningkat.

Oleh karena itu perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang produksi sangat

membutuhkan sarana yang mengoperasikan atau bahkan mengembangkan usahanya.

Pembangunan Konstruksi oleh para Investor yang pembangunannya

dipercayakan kepada para Kontraktor, merupakan salah satu upaya untuk

meningkatkan perekonomian dan kesejahteraan masyarakat Indonesia, khususnya di

kota Medan.

Semakin diperketatnya undang-undang Negara akan produksi kayu nasional

membuat material ini semakin langka dijumpai untuk memperoleh kualitas kayu yang

baik dengan harga yang cukup terjangkau. Para rekayasawan pun mulai

megembangkan pemikiran-pemikiran ekonomisnya dengan membuat solusi yakni

mencari material pengganti kayu dengan bahan lain yang mudah didapat, dibentuk,

dirawat dan dikerjakn tanpa megabaikan bobot dan kekuatannya untuk sebuah


2rangkaian struktur. Maka dipilihlah material baja yang dianggap cukup layak untuk

menggantikan kayu sebagai bahan struktur. Dengan keberadaan baja sebagai komponen

utama struktur pembangunan, maka penulis tertarik untuk menjadikan portal struktur

baja sebagai objek perhitungan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

B. Topik Pembahasan

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas masalah perhitungan Portal Rangka

Baja yang diasumsikan sebagai Portal tunggal serta pengecekan penampang terhadap

tekuk (kip) tanpa memperhitungkan akibat gaya gempa. Dan juga akan dibahas

efisiensi dan optimalisasi suatu bangunan rangka baja dengan memperhitungkan jarak

antar portal.

C. Tujuan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk mengetahui cara perhitungan Portal Rangka Baja dan cara perhitungan

mendesain penampang yang aman;

2. Sebagai kontrol perhitungan apakah baja tersebut memenuhi syarat keamanan.

3. Untuk mengevaluasi penampang terhadap bahaya tekuk (KIP)

4. Untuk mengetahui salah satu cara dan teknis membuat efisiensi suatu bangunan

portal baja.

5. Untuk memenuhi program kurikulum Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil

PPE USU, sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa/i

tingkat akhir sebelum mengakhiri masa perkuliahan


3

D. Manfaat.

Manfaat penulisan ini diharapkan penulis adalah untuk:

1. Menambah pengetahuan dan pengalaman penulis agar mampu melaksanakan

proyek yang sama nantinya setelah turun kelapangan;

2. Menjadi pedoman bagi mahasiswa lain apabila mereka mengerjakan proyek

yang sama.

E. Metode pengumpulan data

Adapun berbagai metode pengumpulan data yang digunakan penulis untuk mencari

dan melengkapi data yang diperlukan dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini

adalah:

1. Observasi

Metode observasi adalah metode pengamatan langsung terhadap proses

pelaksanaan kerja di proyek untuk memperoleh data pelaksanaan teknis di

lapangan.

2. Wawancara

Metode ini dilakukan langsung di lapangan dengan cara mewawancarai ataupun

bertanya langsung ke pihak pelaksana,pembimbing lapangan, pengawas

lapangan ataupun para pekerja.

3. Dokumentasi

Metode ini dilakukan dengan cara pengambilan foto di lapangan untuk

keperluan pengumpulan data dan melengkapi tugas akhir ini.

4. Studi kepustakaan / literatur


4Metode ini dilakukan dengan mencari buku-buku dan sumber lain untuk

digunakan sebagai acuan atau referensi penulisan tugas akhir ini.

F. Pembatasan Masalah

Masalah yang akan dibahas pada penulisan tugas akhir ini adalah mengenai

perhitungan struktur portal rangka baja pada salah satu bangunan. Penulis membatasi

perhitungan hanya pada perhitungan dan pelaksanaan metode kerja pemasangan kap,

analisis perhitungan gording, perhitungan penampang struktur, sehingga dapat

disimpulkan apakah dimensi profil yang digunakan dilapangan aman atau tidak. Serta

perhitungan efisiensi dan optimalisasi jarak antar portal rangka baja.

G. Sistematika Penulisan

Tugas Akhir ini secara garis besar terdiri dari 5 (lima) bab, masing-masing bab

mempunyai sub-sub bab, antara lain:

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan yang meliputi latar belakang, topik pembahasan, tujuan,

manfaat, metode pengumpulan data, pembatasan masalah dan sistematika

penulisan.

Bab II Tinjauan Umum Mengenai Proyek meliputi data umum, data khusus, bahan

dan peralatan serta struktur organisasi proyek.

Bab III Tinjauan Pustaka meliputi baja sebagai bahan konstruksi, rencana kap

portal dan kemiringan atap, gording, beban-beban pada portal kap, stabilitas

balok yang dibebani lentur (KIP), perencanan kolom-balok, metode kerja

pekerjaan konstruksi baja.


5Bab IV Analisis Perhitungan Portal Rangka Baja pada salah satu type Bangunan

meliputi pembebanan pada struktur, perhitungan akibat beban angin,

pengecekan kolom dan balok terhadap kip, kontrol perhitungan dimensi

balok dan kolom. Serta perhitungan efisiensi dan optimalisasi jarak per-

portal bangunan rangka baja.

Bab V Penutup meliputi simpulan dan saran.


6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Baja Sebagai Bahan Konstruksi

Mulai dari tahapan perencanaan kita sudah harus dapat menentukan dan

memutuskan bahan bangunan yang akan kita gunakan didalam proses pembangunan

selanjutnya. Salah satu bahan yang sering digunakan adalah baja. Baja adalah paduan

besi karbon yang dituang dari massa cair yang memiliki komposisi sedemikian hingga

padat pada suhu tertentu, dapat ditempa dan memiliki kandungan karbon (kadar zat

arang dibawah dari 2%). Baja memiliki kekuatan yang sangat besar baik terhadap tarik

maupun tekan.

Dengan baja yang dimaksudkan suatu bahan dengan keserba-samaan yang

besar, terutama terdiri atas Ferrum (Fe) dalam bentuk hablur dan 1,7% karbon (C), zat

arang itu didapat dengan jalan membersihkan bahan pada temperatur yang sangat

tinggi. Bahan dasar untuk pembuatan baja ialah “ Besi mentah atau disebut juga besi

kasar”, yang dihasilkan dari dapur tinggi. Besi kasar adalah hasil pertama dan

merupakan hasil sementara dari pengolahan bijih-bijih besi dan belum dapat digunkan

sebagai bahan konstruksi dan besi tempa karena sifatnya rapuh, disamping itu juga

unsur-unsur yang bercampur didalam besi kasar, misalnya karbon, silikon, pospor

masih sangat tinggi. Baja struktur adalah suatu jenis baja yang berdasarkan

pertimbangan ekonomi, kekuatan, dan sifatnya cocok sebagai pemikul beban dengan

beberapa keuntungan :

- Memiliki sifat elastis (dapat kembali ke posisi awal jika beban ditiadakan);

- Dapat dibongkar pasang (dipakai berulang–ulang);


7

- Memiliki kekuatan yang cukup tinggi dan merata (walau massa jenisnya besar

tetapi baja memiliki berat sendiri yang rendah karena penampangnya yang

kecil);

- Dapat disambung dengan las yang tidak memilki perlemahan penampang;

- Tahan lama jika dipelihara.

Disamping itu kerugian baja adalah :

- Memerlukan perawatan dan pemeliharaan yang teratur;

- Kekuatannya dipengaruhi temperatur;

- Karena batang-batang baja kebanyakan langsing, maka bahaya tekuk mudah

terjadi.

Jadi proses pembuatan baja adalah untuk menurunkan persentase karbon lebih

kurang 1,7%. Adapun tujuan pembuatan baja didalam dapur-dapur baja adalah:

1. Mengubah besi kasar/besi tuang menjadi baja;

2. Mengerjakan/mencairkan baja-baja rongsokan atau baja bekas.

Pemakaian baja dalam Teknik Sipil diantaranya sebagai struktur utama

misalnya:

1. Baja digunakan dalam Beton Prategang;

2. Baja digunakan dalam Beton Bertulang;

3. Baja digunakan dalam Konstruksi Baja.

Semua jenis-jenis baja sedikit banyak dapat ditempa dan disepuh, sedangkan

untuk baja lunak pada tegangan yang jauh dibawah kekuatan tarik atau batas patah σB,

yaitu apa yang dinamakan batas lumer atau tegangan lumer σV, terjadi sutau keadaan

yang aneh, dimana perubahan bentuk selalu berjalan terus beberapa waktu, dengan

tidak memperbesar beban yang ada itu.


8

Sifat-sifat baja bergantung sekali pada kadar zat-arang, semakin bertambah

kadar ini, semakin naik tegangan patah dan regang menurut persen yang terjadi pada

sebuah batang percobaan yang dibebani dengan tarikan, yaitu apa yang dinamakan

regang patah menjadi lebih kecil.

Persentase yang sangat kecil dari unsur-unsur lainnya dapat mempengaruhi

sifat-sifat baja dengan kuat sekali. Untuk membeda-bedakannya jenis-jenis baja itu

diberi nomor yang sesuai dengan tegangan patah yang dijamin dan yang terendah pada

percobaan tarik yang normal, tetapi untuk setiap jenis baja juga ditentukan suatu σBmaks.

Kekuatan maupun tegangan yang dapat dikerahkan oleh baja tergantung dari

mutu baja. Tegangan leleh dan tegangan dasar dari berbagai macam baja bangunan

adalah sebagai berikut:

Tabel II.1. Tabel Tegangan Leleh dan Dasar Baja

Macam baja Tegangan leleh Tegangan dasar

Sebutan lama Sebutan baru

σl σ Kg/cm2 M Pa Kg/cm2 MPa

St. 33

St. 37

St. 44

St.52

Bj. 33 (Fe. 310)

Bj. 37 (Fe. 360)

Bj. 44 (Fe. 430)

Bj. 52 (Fe. 510)

2000

2400

2800

3600

200

240

280

360

1333

1600

1867

2400

133.3

160

186.7

240

1 MPa = 10 kg/cm2

MPa = mega pascal (satuan sistem internasional)

Untuk elemen-elemen baja yang tebalnya lebih dari 40 mm, tetapi kurang dari

100 mm, harga-harga dalam tabel harus dikurangi 10%. Tegangan dasar baja biasanya

menggunakan persamaan 1,5/ lσ=σ . Tegangan normal yang diijinkan untuk

pembebanan tetap, besarnya sama dengan tegangan dasar. Tegangan geser yang

diijinkan untuk pembebanan tetap, besarnya sama dengan 0,58 kali tegangan dasar.


9

σ=τ 58,0

Untuk elemen baja yang mengalami kombinasi tegangan normal dan geser, maka

tegangan ideal yang terjadi tidak boleh melebihi tegangan dasar.

σ≤σi

²3²i τ+σ=σ

Untuk pembebanan sementara (akibat berat sendiri, beban bangunan, beban/gaya

gempa dan angin, besarnya tegangan dasar baja dapat dinaikkan sebesar 30%.

σ=σ 3,1sem

Konstanta-konstanta pada konstruksi baja adalah sebagai berikut :

1. Modulus Elastisitas (E)

Modulus elastisitas untuk semua baja (yang secara relatif tidak tergantung dari kuat

leleh) adalah 28000 sampai 30000 ksi atau 193000 sampai 207000 Mpa. Nilai untuk

desain lazimnya diambil sebesar 29000 ksi atau 20000 Mpa.

Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI), nilai

modulus elastisitas baja adalah 2,1 x 106 kg/cm2 atau 2,1 x 105 MPa.

2. Modulus Geser (G)

Modulus geser setiap bahan elastis dihitung berdasarkan formula:

)1(2EGμ+

=

dimana µ=perbandingan Poisson yang diambil sebesar 0,3 untuk baja. Dengan

menggunakan µ=0,3 maka akan memberikan G=11000 ksi atau 77000 Mpa.

Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI), nilai

modulus geser (tergelincir) baja adalah 0,81 x 106 kg/cm2 atau 0,81 x 105 MPa.


10

3. Koefisien Ekspansi (α)

Koefisien ekspansi adalah koefisien pemuaian linier. Koefisien ekspansi baja dapat

diambil sebesar 12 x 10-6 perºC.

4. Tegangan leleh (σl)

Tegangan leleh ditentukan berdasarkan mutu baja.

5. Sifat-sifat lain yang penting

Sifat-sifat ini termasuk massa jenis baja, yang sama dengan 490 pcf atau 7,850 t/m3;

atau dalam berat satuan, nilai untuk baja sama dengan 490 pcf atau 76,975 kN/m3.

Berat jenis baja umumnya adalah sebesar 7,85.

B. Rencana Kap Portal dan Kemiringan Atap

Sebelum membuat sebuah konstruksi Kap Portal kita harus terlebih dahulu

merencanakannya. Untuk itu kita harus mengetahui terlebih dahulu bagian-bagian dari

kap portal tersebut yaitu:

1. Rangka kuda-kuda

Rangka kuda-kuda ialah konstruksi rangka batang rata yang merupakan pemikul

utama konstruksi atap.

2. Gading-gading kap

Gading-gading kap ialah konstruksi rangka batang ruang yang dibentuk oleh rangka

kuda-kuda, ikatan-ikatan angin dan gording untuk memikul atap.

3. Konstruksi atap

Konstruksi atap ialah konstruksi gading-gading kap termasuk penutup atap misalnya

genteng, seng dan lain-lain.

Adapun langkah-langkah merencanakan kap portal adalah:

1. Rencana bentuk rangka kuda-kuda dan kemiringan atap


11

Dasar-dasar pertimbangannya :

a) Jenis atap yang akan digunakan;

b) Fungsi bangunan;

c) Keadaan lokasi bangunan.

2. Rencana jarak portal rangka kuda-kuda

Merencanakan :

a) Dimensi gording;

b) Penyambung gording;

c) Rencana ikatan angin.

3. Rencana diagonal rangka kuda-kuda

C. Gording

Gording merupakan gelagar yang sejajar dengan sumbu konstruksi kap, yang

berfungsi untuk mendukung bidang atap. Untuk merencanakan gording diperlukan

langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menentukan jarak gording;

2. Menentukan jarak portal;

3. Mengetahui jumlah lapangan;

ngjarakgordicosanganpanjanglapJlhlap

×α=

4. Menghitung berat beban-beban yaitu berat sendiri, berat pekerja, beban angin dan

berat lainya;

5. Kontrol lendutan.


12

D. Beban-Beban pada Portal Kap

Dalam menentukan bentuk dan ukuran-ukuran bagian-bagian suatu konstruksi

baja, kita harus menurut ketentuan-ketentuan yang berlaku di Indonesia dan ketentuan-

ketentuan yang memberi perintah, antara lain mengenai pengerjaan bahan, beban-beban

yang diambil dan tegangan-tegangan yang diijinkan.

Beban suatu konstruksi bangunan dapat dibedakan dalam:

1. Beban Mati/tetap

Beban mati/tetap adalah semua beban yang berasal dari berat bangunan atau unsur

bangunan termasuk segala unsur tambahan yang merupakan satu kesatuan

dengannya. Dalam perencanaan kuda-kuda type “castellated beam” ini, beban mati

yang diperhitungkan antara lain:

- berat kuda-kuda sendiri

- berat gording

- berat trackstang / sagrod

- berat bracing / ikatan angin

- berat atap, dan

- berat penyambung seperti plat sambungan, baut, mur dan lain-lain

2. Beban hidup/berguna/bergerak/tidak tetap

Beban hidup/berguna/bergerak/tidak tetap adalah semua muatan tidak tetap, kecuali

muatan angin, gempa dan pengaruh-pengaruh khusus yang misalnya selisih suhu,

susut dan lain-lain.

3. Beban angin

Beban angin ditentukan dengan anggapan adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (isap) yang bekerja tegak lurus bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan ini

diperoleh dengan mengalikan koefisien angin dengan tekanan tiup dari angin.


13

Tekanan tiup angin minimum 25 kg/m2. Tekanan tiup untuk lokasi di laut atau tepi

laut (sampai jauh 5 km dari pantai) minimum 40 kg/m2. Untuk daerah-daerah dekat laut

dan daerah lain dimana kecepatan-kecepatan angin mungkin menghasilkan tekanan tiup

yang lebih besar daripada yang ditentukan maka tekanan tiup harus ditentukan dengan

menggunakan rumus:

P = 16

2V (kg/cm2) , dimana V adalah kecepatan angin

Beban angin dibedakan atas 2 jenis yaitu beban angin dating (positif) dan beban

angin hisap (negatif). Beban angin datang adalah beban angin yang searah dengan

gravitasi bumi sedangkan angin hisap adalah beban angin yang berlawanan dengan

gravitasi bumi. Beban angin menjadi hisap berdasarkan sudut yang dibentuk antara

kolom dan kuda-kuda bangunan (sisi atap). Apabila sudut yang dibentuk lebih besar

dari 200 maka beban angin adalah datang, sedangkan sudut yang dibentuk lebih kecil

dari 20 maka beban angin yang terjadi adalah hisap. Karena rumusan koefisien beban

angin yang diberikan pada struktur kuda-kuda adalah 0.02α - 04. Selain itu untuk beban

angin hisap sudah mendapatkan faktor reduksi seperti rumusan yang di atas.

E. Stabilitas Balok yang Dibebani Lentur (KIP)

1. Balok-balok yang Penampangnya Tidak Berubah Bentuk

Yang dimaksud dengan balok-balok yang penampangnya tidak berubah bentuk

adalah balok-balok yang memenuhi syarat-syarat:

h/tb ≤ 75 dan L/h ≥ 1,25 b/ts

dimana:

h = tinggi balok

b = lebar sayap

tb = tebal badan


14

ts = tebal sayap

L = jarak antara dua titik dimana tepi tertekan dari balok itu ditahan terhadap

kemungkinan terjadinya lendutan kesamping.

2. Balok-Balok yang Penampangnya Berubah Bentuk

a) Pada balok-balok yang tidak memenuhi syarat tersebut pada poin 1 (satu) diatas

tegangan tekan terbesar pada sayap harus memenuhi :

σ≤ωσtekanmaks

ω adalah angka tekuk menurut tabel 2, 3, 4, dan 5 dalam PPBBI 1984 yang harus

dicari dengan cara mengambil tekuk sama panjang dengan bentang sayap

tertekan yang tidak ditahan terhadap goyangan pada arah tegak lurus badan,

dimana harga jari-jari kelembaman = iytepi.

iytepi adalah jari-jari kelembaman tepi tertekan terhadap sumbu y-y;

b) Yang dimaksud tepi tertekan adalah sayap dan 1/3 tinggi badan yang tertekan

(untuk penampang simetris menjadi 1/6 tinggi badan).

badansayap A61A'A +=

F. Balok Kolom

Pada dasarnya setiap batang dalam suatu struktur mengalami momen lentur

dengan gaya aksial, baik itu berupa tarik aksial maupun tekan aksial. Namun demikian

apabila salah satu dari momen lentur atau gaya aksial itu relatif kecil dibandingkan

dengan yang lainnya, maka dalam perhitungannya sering diabaikan. Sehingga struktur

tersebut dianggap sebagai balok atau sebagai batang tekan atau tarik. Untuk keadaan

yang tidak memungkinkan mengabaikan baik momen lentur maupun gaya aksial, maka

dalam perencanaan haruslah diperhitungkan. Suatu batang yang menderita beban tekan

aksial dan momen lentur bersamaan inilah yang dinamakan balok kolom. Akibat


15

momen lentur batang tersebut akan berperilaku sebagai balok. Dilain pihak dengan

adanya desak aksial menjadikan batang tersebut berperilaku sebagai kolom.

Sesuai dengan peraturan yang ada di Indonesia, maka perencanaan balok kolom

berdasarkan pada PPBBI 1984. Adapun cara yang digunakan dalam perencanaan ini

adalah berdasarkan persamaan iteraksi terhadap tegangan ijin.

Salmon et al (1981) dalam bukunya mengelompokkan kemungkinan rusaknya

batang yang menderita kombinasi beban aksial dan momen lentur menjadi :

1. Akibat beban tarik aksial dan momen lentur akan rusak pada keadaan luluh;

2. Akibat beban desak aksial dan momen lentur satu arah akan rusak karena tekuk pada

arah bidang momen, tanpa puntiran;

3. Akibat beban desak aksial dan momen lentur arah sumbu kuat akan rusak karena

tekuk torsi-lateral;

4. Akibat beban desak aksial dan momen lentur dua arah pada batang bertampang

puntir kaku, misalnya tampang WF akan rusak karena tekuk pada salah satu arah

prinsipnya (principal direction);

5. Akibat beban desak aksial dan momen lentur dua arah pada tampang dinding tipis

terbuka akan rusak karena kombinasi momen lenturan dan puntiran pada tampang

puntir lemah;

6. Akibat beban desak aksial, momen lentur dua arah, dan puntir (torsi) akan rusak

karena kombinasi puntiran dan momen lentur apabila pusat geser tidak pada bidang

momen.

Melihat pada banyaknya kemungkinan rusaknya batang akibat kombinasi beban

aksial dan momen lentur tampaknya tidak mudah untuk menentukan suatu cara

perencanaan yang dapat mencakup seluruh kemungkinan tersebut. Pada umumnya suatu

perencanaan didasarkan pada salah satu dari:


16

1. Pembatasan pada tegangan kombinasi;

2. Menggunakan rumus iteraksi berdasarkan tegangan ijin;

3. Menggunakan rumus iteraksi berdasarkan tegangan batas.

Pembatasan pada tegangan kombinasi biasanya memerlukan stabilitas dan faktor

keamanan yang tinggi, sehingga cara iteraksi banyak disukai karena hal ini lebih dapat

mendekati kenyataan.

Sesuai dengan peraturan yang ada di Indonesia, maka perencanaan balok-kolom

berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia Untuk Gedung 1987

(PPBBG 1987), adapun caranya yang digunakan oleh peraturan lain tidak dibahas.

Perencanaan yang digunakan berdasarkan persamaan iteraksi terhadap tegangan ijinnya.

1. Balok-Kolom Melentur searah, Tanpa Gaya Lintang

Pada keadaan tidak ada gaya lintang, suatu balok-kolom hanya akan menerima

gaya aksial dan momen lentur. Untuk menjamin kekuatan balok-kolom tersebut

perlu dipilih sedemikian sehingga arah lenturan searah dengan sumbu kuat balok-

kolom tersebut. Pada umumnya sumbu kuat tersebut ditunjukkan oleh sumbu x,

sedangkan sumbu lemah ditunjukkan oleh sumbu y.

Sesuai dengan PPBBG, persyaratan iteraksi balok-kolom secara umum harus

memenuhi:

σ≤−

β+ωWM

1nn

AN

dengan ω = Faktor tekuk searah sumbu tekuk

N = beban aksial

A = luas tampang balok-kolom

M = momen kolom searah sumbu yang ditinjau

W = tahanan momen searah momen yang ditinjau

β = 0,6 + 0,4 M1/M2


17

β harus ≥ 0,4

bila panjang tekuk diperhitungkan terhadap jarak antar dukungan

β harus ≥ 0,6

bila panjang tekuk sebenarnya yang digunakan dalam perhitungan

M1/M2 positif, bila menyebabkan suatu pelengkungan, dan negatif bila

menyebabkan dua pelengkungan.

n = P*/N

P* = π2 EI / L2 = π2 EA / (Lk / i)2 = π2 EA / (λ)2

Adapun n merupakan faktor perbandingan antara gaya aksial dengan gaya tekuk

Euler yang akan memperbesar momen skunder balok-kolom. Sedangkan pada

ujung-ujung kolom beban yang bekerja harus memenuhi persamaan:

N / A + M / W ≤ σ

Untuk arah sumbu lemah yang tidak dipengaruhi momen lentur harus memenuhi

persyaratan kolom biasa yaitu:

ω N / A ≤ σ

2. Balok-Kolom Melentur Dua Arah, Tanpa Beban Lintang

Pada dasarnya perhitungan untuk kolom-balok yang melentur dua arah adalah

sama dengan keaadan melentur searah. Dengan menganggap bahwa keadaan bahan

masih elastis, maka berlaku superposisi tegangan. Secara umum persamaan

iteraksinya adalah:

K1 N / A + K2 Mx / Wx + K3 My / Wy ≤ σ

dengan K1 = ωmax, faktor tekuk terbesar

K2 = βx Θ nx / nx – 1

K3 = βy Θ ny / ny – 1

1)M/M38(

52x1xkip≥

−σσ

=Θ


18

Tegangan kip, σkip dihitung bedsarkan pada perhitungan balok yang menderita

lentur, sehingga terjadi tekuk puntir-lateral (lateral torsional buckling).

Pada ujung-ujung kolom akibat pembebanan harus memenuhi persamaan diatas

dengan mengambil K1 = 1, K2 = Θ, dan K3 = 1

3. Balok-Kolom Melentur dan Dibebani Gaya Lintang

Balok-kolom yang selain dibebani gaya normal dan momen lentur juga dibebani

oleh gaya-gaya melintang harus memenuhi syarat:

σ≤+β

−+

β−

Θ+ωyW

DyM2yMy1yn

yn

xWDxM2x

1xnxn

AN

maks

Untuk ujung-ujung balok-kolom harus memenuhi syarat:

σ≤+

++

Θ+yW

DyM2yM

xWDxM2xM

AN

dimana:

MDx adalah momen lapangan terbesar pada kolom akibat beban melintang yang

tegak lurus sumbu x, dengan anggapan kedua ujung kolom berupa sendi. Apabila

MDx berlawanan tanda dengan Mx2 dan MDx ≤ 2Mx2, pada persamaan di atas MDx

tidak diperhitungkan. MDy seperti MDx, akibat beban melintang yang tegak lurus

sumbu y.

4. Balok-Kolom Bergoyang Penyangga Stabilitas Konstruksi

Kolom dapat bergoyang apabila portal yang didukungnya bergoyang, sehingga

balok pada portal tersebut akan menyalurkan momen tambahan akibat goyangan ke

kolom peyangga (pen-stabil) konstruksi.

Balok-kolom selain dibebani oleh gaya normal dan momen lentur juga mengalami

goyangan harus memenuhi syarat-syarat:

σ≤−

+−

Θ+−

−+ω

yWyM

1ynyn

85,0xWxM

1ynxn

85,0xW

*xe)NxV(1xn

xnAN

x


19

dan

σ≤−

+−

Θ+−

−+ω

yWyM

1ynyn

85,0xWxM

1ynxn85,0

xW

*ye)NyV(

1xnxn

AN

y

pada ujung kolom harus memenuhi syarat:

σ≤+Θ+yWyM

xWxM

AN


20

BAB III

METODE KERJA PEKERJAAN KONSTRUKSI BAJA

A. Bahan

a. Bahan Baja (kolom beam, bracing kolom, rafter/spand, bracing rafter/spand,

gording atap, gording cladding, baut joint) digunakan sesuai spesifikasi;

b. Kawat las digunakan sesuai spesifikasi;

c. Pasir untuk sand blast jika diperlukan pada spesifikasi;

d. Rambu-rambu safety K3;

e. Chemical test.

B. Tenaga Kerja

Syarat:

a. Tukang yang ahli dalam pekerjaan baja dan las;

b. Dapat membaca gambar;

c. Mengerti safety K3

C. Peralatan

a. Alat Ukur:

- Theodolite

- Waterpass;

b. Travo Las;

c. Crane sesuai kebutuhan dan kapasitas;

d. Blender potong;


21

e. Grenda;

f. Tali, katrol;

g. Safety belt;

h. Kunci-kunci kerja;

i. Racun api;

j. Bor;

k. Compressor;

l. Truk jika diperlukan sesuai kondisi lapangan.

D. Metode Pelaksanaan

a. Pekerjaan Persiapan:

- Gambar kerja/shop drawing

- Cutting schedule material

- Menyiapkan lahan

- Menyiapkan alat kerja

- Menyiapkan bahan

- Menyiapkan tenaga kerja secukupnya

- Menyediakan bantalan kayu untuk dudukan baja sehingga material tidak

langsung duduk di atas tanah;

b. Pekerjaan Pabrikasi Material Baja:

- Plate joint sesuai dimensi spesifikasi atau gambar kerja

- Plate joint dibuat lobang untuk baut joint sesuai dimensi spesifikasi

- Material baja untuk kolom, beam, span rafter dan gording dipotong sesuai

gambar kerja, cutting schedule dan kebutuhan

- Baja di joint dan las diperiksa pengelasannya dengan bahan Chemical Test;


22

c. Sand Blasting

- Material baja yang telah di pabrikasi diletakkan pada suatu tempat untuk

selanjutnya di sand blast jika diperlukan pada spesifikasi

- Material baja yang telah di pabrikasi dapat diberus jika tidak di sand blast;

d. Pengecatan Material Baja

- Material baja dipakai sesuai spesifikasi dan kode warna sesuai persetujuan

owner

- Pengecatan dilakukan setelah pabrikasi selesai dilaksanakan

- Material baja yang akan dicat terlebih dahulu dibersihkan

- Pengecatan dapat dilakukan dengan manual atau dengan alat bantu compressor

sesuai spesifikasi atau persetujuan owner;

E. Transportasi Material Dari Lokasi Pabrikasi ke Lokasi Proyek

a. Transportasi material dari lokasi pabrikasi ke lokasi proyek dipergunakan alat

transport sesuai kebutuhan;

b. Material pabrikasi yang akan dimobilisasi ke lokasi proyek terlebih dahulu

diperiksa pengawas dengan memberi kode material berdasarkan petunjuk gambar;

c. Pemindahan material ke lokasi proyek harus hati-hati dan diletakkan berdasarkan

kode material yang diurut dari pemasangan awal sampai akhir;

d. Material yang akan diletakkan di lokasi proyek tidak boleh diletakkan langsung di

atas tanah atau harus diganjal dengan kayu yang tersedia terlebih dahulu;

F. Pekerjaan Pemasangan/Erection Konstruksi Baja

a. Sebelum pelaksanaan pemasangan/erection terlebih dahulu diperhatikan

- Pengecekan pondasi kolom , harus sudah cukup umur beton

- Pengecekan angker bolt, jumlah dan elevasi top beton

- Material sudah terlebih dahulu dicat dasar dan ditambah finishing satu kali


23

- Pengecekan material di lokasi pemasangan seperti kolom, beam, bracing kolom,

rafter/spand, bracing rafter/spand, gording, tie rod, dan baut joint sesuai

kebutuhan;

b. Urutan Pemasangan

- Pemasangan kolom dilakukan axis demi axis

- Pemasangan beam penahan kolom

- Pemasangan bracing kolom

- Pemasangan rafter/spand pertama harus dibracing karena berdiri sendiri sebelum

dipasang gording

- Pemasangan rafter/spand kedua dan setelah pas lalu dipasang gording untuk

menyatukan rafter/spand, lalu gording, tie rod bracing, rafter/spand

- Begitu seterusnya dipasang secara berurutan sesuai dengan urutan axis

- System penyambungan dengan menggunakan baut yang dikencangkan dengan

kunci yang memenuhi standar.


24

BAB IV

PEMBAHASAN

A. Pembebanan Struktur

Material untuk tiang/kolom dan kuda-kuda rangka baja terbuat dari profil IWF 250 x

125 x 6x 9 dengan data-data profil sebagai berikut:

A = Luas penampang = 37,66 cm2

q = Berat profil = 29,6 kg/m

Ix = Momen inersia penampang sb.x = 4.050 cm4

Iy = Momen inersia penampang sb.y = 294 cm4

Wx = Momen tahanan sb.x = 324 cm3

Wy = Momen tahanan sb.y = 47 cm3

Dan material untuk gording terbuat dari profil baja C 125 x 50 x 20 x 2.3 dengan data-data

sebagai berikut :

A = Luas penampang = 5.747 cm2

q = Berat profil = 4,51 kg/m

Ix = Momen inersia penampang sb.x = 137 cm4

Iy = Momen inersia penampang sb.y = 20,6 cm4

Wx = Momen tahanan sb.x = 21,9 cm3

Wy = Momen tahanan sb.y = 6,22 cm3

A.1. Beban-beban yang bekerja Beban Mati (Berat Sendiri)

a. Beban Gelagar / Span

Berat sendiri gelalagar = 2 x 7,11m x 29,6 kg/m = 421,21 kg

Berat gording = 14 x 6m x 4.51 kg = 378,84 kg

Berat atap seng = 5 m x 14,23 m x 6 kg/m2 = 426,90 kg


25

A

EIk EIk

EIb EIb

B

C

D

E

550

1350

18,435

161,63 kg/m'161,63 kg/m'

Berat sagrod ø 12 mm = 11 x 15 kg/m = 165 kg

Berat bracing (ikatan angin) ø 16 mm = 28 x 16 kg/m’ = 448 kg

Total berat gelagar (Tot 1) = 1.839,9 kg

Diperhitungkan berat penyambung = 25% = 0.25 x 1.839,9 = 460 kg

Total berat keseluruhan untuk gelagar adalah = 1.839,9 kg + 460 kg = 2.299,9 kg

Maka beban merata pada gelalagar adalah (qbs1) = Berat total keseluruhan

Bentang gelagar

= '5.13

9.2299mKg = 170,4 kg/m’

Beban merata tegak lurus bidang atap = 170,4 cos 18.4350 = 161,63 kg/m’

Gambar 4.1 Pembebanan akibat berat sendiri struktur

Beban Angin

Diperhitungkan lokasi penempatan rangka baja sejauh ± 5 km dari tepi laut, maka muatan

angin yang diperhitungkan sebesar 30 kg/m2.


26

A

B

C

D

E

550

1350

18.435

Gambar 4.2 Koefisien angin dalam bangunan a. Beban Angin q1 = k x q angin x L = + 0.9 x 30 kg/cm2 x 5,5 m = 149 kg (tekan)

q2 = k x q angin x L = (0.02 x 18,435 – 0.4) x 30 kg/cm2 x 5,5m = -5,16 kg (hisap)

q3 = k x q angin x L = – 0.4 x 30 kg/cm2 x 5,5 m = - 66 kg/m’ (hisap)

q4 = k x q angin x L = – 0.4 x 30 kg/cm2 x 5,5 m = - 66 kg/m’ (hisap)

B. Menentukan Koefisien Kekakuan (K)

Gambar 4.3. Penentuan titik – titik koefisien

+ 0.9

0.02 a + 0.4 - 0.4

- 0.4

1350


27

Dalam kasus ini tiang kolom terbuat dari besi yang sama dengan kuda-kuda yakni IWF 250 x

125 x 6 x 9 mm

Koefisien kekauan kolom:

KBA = KDE = LEI3 =

5503xEI = 0.545 EI

Koefisien kekakuan span :

KBC = KCB = KCD = KDC = LEI4 =

7114xEI = 0.562 EI

C. Menentukan Koefisien Distribusi

Koefisien distribusi pada titik D :

φBA = BCBA

BA

KKK+

= EIEI

EI562.0545.0

545.0+

= 0,492

φBC = BCBA

BC

KKK+

= EIEI

EI562.0545.0

562.0+

= 0,508

Kontrol titik kumpul = φBA + φBC = 1

= 0,492+ 0,508 + 0 = 1……………….Ok

Koefisien distribusi pada titik D :

φDC = φBA = 0,508

φDE = φBA = 0,492

Kontrol titik kumpul = φDC + φDE = 1

= 0,508 + 0,492 = 1……………….Ok

Koefisien distribusi pada titik C :

φCB = CDCB

CB

KKK+

= EIEI

EI562.0562.0

562.0+

= 0.5

φCD = CDCB

CD

KKK+

= EIEI

EI562.0562.0

562.0+

= 0.5


28

A

MBA

C''

C'CC'

MCDMCB

D

E

D'

MDC

MDE

BB'

MBC

Kontrol titik kumpul = φED + φEF = 1

= 0.5+ 0.5 = 1……………….Ok

D. Menentukan Momen Primer

a. Momen primer akibat berat sendiri

MBC = - MCB = 1/12 x qbs1 x L2

= 1/12 x 161.63 kg/m’ x (7,11)2 = 681,835 kgm

MDC = - MCD = 1/12 x qbs1 x L2

= 1/12 x 161.63 kg/m’ x (7,11)2 = 681,835 kgm

b. Momen primer pergoyangan 1 akibat beban mati

Gambar 4.4 Momen goyangan akibat beban pada DEF

Pergeseran tiang kolom sebesar ∆, sedangkan pergeseran pada titik E adalah :

E’E” = ∆ / sin α ,maka momen-momen primer akibat pergoyangan adalah :

MDE = 2

3hEIΔ = 2550

050.43 ΔxExx = 0,040 E∆

MBA = - MDE

MBC = 2

sin/6h

EI αΔ = 2711435.18sin/792.76 ΔxExx = 0.152 E∆

Misalkan : MBA = - 100x

Maka : MBC = 377.958x


29

A

MBA

C' C C'

C"MCDMCB

B' B MBC MDC

MDE

D'D

E

c. Momen primer akibat beban angin

Gambar 4.5 Pembebanan akibat beban angin

Maka :

MBA = - 1/8 x q1 x L2 = - 0.125 x 148,5 kg/m’ x (5,5)2 = -562 kgm

MBC = 1/12 x q1 x L2 = 1/12 x - 5,16 kg/m’ x (7,11)2 = -21,8 kgm

MCB = 21,8 kgm

MCD = 1/12 x q3 x L2 = 1/12 x - 66 kg/m’ x (7.11)2 = - 278 kgm

MD C = 278 kg

MDE = - 1/8 x q1 x L2 = - 0.125 x -66 kg/m’ x (5,5)2 = -250 kgm

d. Momen primer pergoyang beban angin kiri 1 akibat beban di EF

A

B

C

D

E

q4 =66 kg/m'

q3 =66 kg/m'

q3 =5,16 kg/m'

q1= 148,5 kg/m'


30

A

C

B D

E

MDEMBA

Gambar 4.6 Pergoyangan 1 beban angin kiri akibat beban di EF

Maka :

MBA = 2

3hEIΔ = 2550

050.43 ΔxExx = 0,040 E∆

MDE = - MBA

- MBC = 2

sin/6h

EI αΔ = 2711435.18sin/792.76 ΔxExx = - 0.152 E∆

Misalkan : MBA = -100x

Maka : MBC = - 377.958x

e. Momen primer pergoyangan 2 beban angin kiri akibat beban di kolom

Gambar 4.7 Pergoyangan 2 beban angin kiri akibat beban di Kolom

Maka :

MBA = MDE = 2

3hEIΔ = 2550

050.43 ΔxExx = 0,040 E∆

Misalkan : MBA = 100x

Maka : MDE = 100x


31

TitikBA BC CB CD DC DE

Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492M.Primer 0.000 681.835 -681.835 681.835 -681.835 0.000

0.00 0.00 0.00 0.00-335.77 -346.07 -173.03 173.03 346.07 335.77

M.Akhir -335.77 335.77 -854.87 854.87 -335.77 335.77

C D


Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492M.Primer -100.00 377.96 377.96 -377.96 -377.96 100.00

-136.88 -141.08 -70.54 70.54 141.08 136.88

M.Akhir -236.88 236.88 307.42 -307.42 -236.88 236.88Kontrol

C D

0.00 0.00 0.00

A

C

D

E

B

335,77 + 236,88x

335,77 + 236,88x 335,77 + 236,88x

335,77 + 236,88x

584,87

307,42x 307,42x

E. Mencari Gaya – Gaya Dalam Dengan Metode Cross

a. Distribusi Momen Akibat Beban Mati (Berat Sendiri)

Tabel 4.1.Distribusi momen akibat beban mati (berat sendiri)

Tabel 4.2. Distribusi momen pergoyangan 1 akibat beban mati (berat sendiri)

Dalam notasi x

Freebody gaya-gaya dalam


32

AHA

B HB

335,77 + 236,88x

550

A

HA

VA

C

B

161,63 kg/m'

775

854,87

307,42x

Mencari koefisien ”x”

HA = (335,77 + 236,88x) / 5.5

HA = 0,61 + 0.43x.................(1)

VA = VB = 0.5 x 2.299,93,5 kg = 1.149,97

ΣMC = 0

1.149,97 x 6,75 – 1/2 x 161,63 x 7.112 – HA x 7.75 + 854,47

HA = 584,018 – 39,67x...........................(2)

Subsitusikan prsamaan 1 dengan persamaan 2

0,61 + 0,43x = 584,018 - 39,67x


33

Batang DA DE ED EF FE FB

M.Berat Sendiri -335.77 335.77 -854.87 854.87 -335.77 335.77

M.Pergoyangan -3,449.10 3,449.10 4,476.20 -4,476.20 -3,449.10 3,449.10

M.Akhir -3,784.9 3,784.9 3,621.3 -3,621.3 -3,784.9 3,784.9


Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492M.Primer -561.52 -21.79 21.79 -278.43 -278.43 -249.56

64.16 128.32 128.32 64.16255.42 263.72 131.86 117.81 235.63 228.20

-62.42 -124.84 -124.84 -62.4230.71 31.71 15.85 15.85 31.71 30.71

-7.93 -15.85 -15.85 -7.933.90 4.03 2.01 2.01 4.03 3.90

-1.01 -2.01 -2.01 -1.010.50 0.51 0.26 0.26 0.51 0.50

-0.13 -0.26 -0.26 -0.130.06 0.06 0.03 0.03 0.06 0.06

-0.02 -0.03 -0.03 -0.020.01 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01

M.Akhir -290.62 290.62 227.79 -227.79 280.12 -280.12Kontrol

A C D

0.00 0.00 0.00

Maka didapat :

x = 14,55

Tabel 4.3. Momen Akhir Akibat Beban Mati (Berat Sendiri)

Dalam kilogram meter

b. Distribusi Momen Akibat Beban Angin

Tabel 4.4. Distribusi momen akibat beban angin


34


Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492M.Primer 100.00 -377.96 -377.96 377.96 377.96 -100.00

136.88 141.08 70.54 -70.54 -141.08 -136.88

M.Akhir 236.88 -236.88 -307.42 307.42 236.88 -236.88Kontrol

A C D

0.00 0.00 0.00


Distribusi 0.492 0.508 0.500 0.500 0.508 0.492M.Primer -561.52 -21.79 21.79 -278.43 -278.43 -249.56

64.16 128.32 128.32 64.16255.42 263.72 131.86 117.81 235.63 228.20

-62.42 -124.84 -124.84 -62.4230.71 31.71 15.85 15.85 31.71 30.71

-7.93 -15.85 -15.85 -7.933.90 4.03 2.01 2.01 4.03 3.90

-1.01 -2.01 -2.01 -1.010.50 0.51 0.26 0.26 0.51 0.50

-0.13 -0.26 -0.26 -0.130.06 0.06 0.03 0.03 0.06 0.06

-0.02 -0.03 -0.03 -0.020.01 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01

M.Akhir -290.62 290.62 227.79 -227.79 280.12 -280.12Kontrol

A C D

0.00 0.00 0.00

Tabel 4.5. Distribusi momen pergoyangan 1 akibat beban angin

Dalam notasi x

Tabel 4.6. Distribusi momen pergoyangan 2 akibat beban angin

Dalam notasi y


35

AHA

550

B HB

148,5 kg/m'236,88 y + 43,6 z290,62

A

D

E

C 1145

,96

HA

VA

216 kg

1.959,18 kgm

146,92x

Mencari VA akibat beban angin dan pergoyangan

ΣMB = 0

-2.246 – 209,64 y – 43,6 z – 290,62 + HA x 5,5 = 0

HA = 355,535 + 38,12 y + 7,50 z …………………………………………..(3)

Mencari VA akibat beban angin

ΣMB = 0

(VA x 13,5) + (148,5 x 5,5 x 2,75) + (66 x 5,5 x 2,75) + (5,16 x 7,11x cos 18,435 x 10,125) –

5(,16 x 7,11 x sin 18,435 x 6,125) + (66 x 7,11 x co 18,435 x 3,375) + (66 x 7,11x sin 18,435

x 6,125) = 0

VA = - 439,94 kg (ke bawah)

Dan VE = - 40,42 kg

ΣMC = 0

-VA x 6,75 - (148,5 x 5.5 x 5) + HA x 7,25 – 227,79 + 307,42 y + (0.5 x 5.16 x 7.112) = 0

HA = 409,596 + 563,28 + 31,42 – 42,4 y – 130,72

HA = 837,57 – 42,4 y..........................................................(4)


36

B

F

2.136,84+ 131,4x

HF

HB

600 96 kg/m' 42,56y

ΣMD = 0

(HE x 5,5) - (66 x 5,5 x 2,75) + 280,12 + 236,88 y - 43,6 z = 0

HB = 130,57 – 43,07 y + 7,93 z......................................................(5)

ΣH = 0

HA + HB = 0

816,75 + 363 – 11,6 + 148,48 = HA + HB

HA + HB = 1.316,62

HB = 1.316,621 – HA ....................................................................(6)

Subsitusikan persamaan 5 dan 6

355,535 + 38,12 + 7,50 z = 873,57 – 42,4 y

80,5 y + 7,50 z = 518,03............................................................(7)


130,568 – 43,09 y + 7,93 z = 1.316,62 – HA

HA = 43,07 y – 7,93 z + 1.186,05..............................................(8)


873,569 + 42,4 y = 43,1 y – 7,93 z + 1.186,05

0.67 y – 7,93 z = -312,48..............................................................(9)

Eliminasikan persamaan 7 dan 9

80,5 y + 7,50 z = 518,03

0,67 y - 7,93 z = - 312,48

Maka didapat nilai y = 2,74


37

Batang BA BC CB CD DC DE

M.Beban angin -290.62 290.62 227.79 -227.79 280.13 -280.13

M.Pergoyangan1 648.70 -648.70 -841.90 841.90 648.70 -648.70

M.Pergoyangan2 1,728.70 -1,728.70 0.00 0.00 -1,728.70 1,728.70

M.Akhir 2,086.8 -2,086.8 -614.1 614.1 -799.9 799.9

Dan nilai z = 39,65

Tabel 4.7. Momen Akhir Akibat Beban Angin

Dalam kilogram meter

Tabel 4.8. Kombinasi Pembebanan

Dalam kilogram dan meter

F. Pemeriksaan Terhadap Tegangan Yang Terjadi

Dari perhitungan statika dengan metode “Cross” didapat besaran gaya-gaya dalam yang

berpengaruh pada kuda-kuda/gelagar IWF 250 adalah:

Untuk momen maximum = Mx = 3.007 kgm

Untuk lintang maximum = Dx = 1.977 kg

Untuk normal maximum = Nx = 963 kg

Mutu Baja yang digunakan adalah BJ 36 dengan tegangan dasar = 1600 kg/cm2 dan tegangan

leleh = 2400 kg/cm2

Momen Lintang Normal Momen Lintang Normal Momen Lintang Normal

BA -3,785 -688 442 2,087 788 378 -1,698 100 820

BC 3,785 -466 -653 -2,087 -398 747 1,698 -864 95

CB 3,621 1,616 -653 -614 361 747 3,007 1,977 95

CD -3,621 -466 -653 614 -261 -310 -3,007 -727 -963

DC -3,785 1,616 -653 -800 -209 -310 -4,585 1,407 -963

DE 3,785 -688 -1,533 800 -327 198 4,585 -1,015 -1,335

BatangKombinasi Gaya DalamBeban Mati Beban Angin


38

Dari perhitungan statika dengan metode “Cross” didapat besaran gaya-gaya dalam yang

berpengaruh pada kolom IWF 250 adalah:

Untuk momen maximum = Mx = 4.585 kgm

Untuk lintang maximum = Dx = 1.015 kg

Untuk normal maximum = Nx = 1.335 kg

Mutu Baja yang digunakan adalah BJ 36 dengan tegangan dasar = 1600 kg/cm2 dan tegangan

leleh = 2400 kg/cm2

F.1 Cek Gelagar/ Span Terhadap Tegangan Geser

Rumus yang digunakan adalah :

τ ≥ Ixt

SD×

×max

τijin = 0.58 x σ dasar

τijin = 0.58 x 1.600 kg/cm2 = 928 kg/cm2

Statis Momen = (7.5 x 12.2) + (10.71 x 5.95) = 155,225 cm3

Maka besarnya tegangan geser yang terjadi adalah:

τ = Ixtb

SD××max =

050.46,0225,1551977

×× = 126,30 kg/cm2 < 928 kg/cm2………….Aman sekali

F.2 Kontrol Terhadap Kips (Lentur)

a. Cek penampang (berubah bentuk atau tidak)

syarat : h / tw ≤ 75 dan (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1)

l / h ≥ 1.25 b / tf (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1)

jika kedua persyaratan di atas terpenuhi maka penampang termasuk yang tidak berubah

bentuk dan sebaliknya apabila salah satu dari persyaratan tidak terpenuhi.

h / tw = 250/6 = 41,67 ≤ 75…..…….……………………….memenuhi


39

1.25 b / tf = (1.25 x 125) / 9 = 17,36

l / h = 200/250 = 8 < 17,36…………………..…..tidak memenuhi

Maka penampang profil termasuk penampang yang berubah bentuk.

A’ = A sayap + 1/6 A badan

A’ = 11.25 + 2.32 = 13.57 cm2

iy2 = 0.5 Iy / A’

iy = 10,833

λ = L / iy = 711,5 / 10,833 = 65,681

ω = 1,403

σkip ijin = σijin / ω

σkip ijin = 1600 / 1,403 = 1.140, 3 kg/cm2

Tegangan kip yang terjadi adalah :

σkip terjadi = Mmax / Wx

σkip terjadi = 300.719,3 / 324 = 928,1 kg/cm2

F.3. Cek Tegangan Yang Terjadi Pada Kolom

a. Cek penampang (berubah bentuk atau tidak)

syarat : h / tw ≤ 75 dan (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1)

l / h ≥ 1.25 b / tf (PPBBI ’84 pasal 5.1 ayat 1)

jika kedua persyaratan di atas terpenuhi maka penampang termasuk yang tidak berubah

bentuk dan sebaliknya apabila salah satu dari persyaratan tidak terpenuhi.

h / tw = 250/6 = 41,67 ≤ 75…..…….……………………….memenuhi

1.25 b / tf = (1.25 x 125) / 9 = 17.,36

l / h = 711,5/250 = 28,46 ≥ 17,36…………………..…..memenuhi

Maka penampang profil termasuk penampang yang tidak berubah bentuk.


40

b. Reduksi tegangan dasar

Besarnya nilai reduksi tegangan dasar ditetapkan berdasarkan syarat-syarat di bawah ini,

yakni:

C1 ≤ 250 maka tidak akan terjadi reduksi

C1 > 250 maka tegangan kip/lentur yang terjadi menggunakan rumus:

C1 < C2 σr = σdasar (1 – 0.3 25022501

−−

CC )…………PPBBI pasal 5.1 (3)

C1 ≥ C2 maka tegangan kip/lentur yang terjadi menggunakan rumus:

σr = 12

CC x 0.7 x σdasar…………………PPBBI pasal 5.1 (3)

Dimana :

C1 = tsbhl

×× =

9,05,12251550

×× = 1.222,22 dan

C2 = 0.63 x σE = 0.63 x

1600101.2 6× = 826,875

Dari nilai C1 dan C2 yang didapat disimpulkan bahwa C1 > C2

Maka rumus tegangan kip/lentur ijin yang digunakan adalah :

σr = 12

CC x 0.7 x σdasar

σr = 22,222.1

875,826 x 0.7 x 1.600 = 757,72 kg/cm2

maka 757,72 kg/cm2 sebagai tegangan kip

Tegangan yang terjadi menggunakan rumus :

Panjang tekuk kolom arah ┴ sb.x

Titik A : G = 10 (sendi)

Titik B : G = Lb/IbLc/Ic =

)25,711/(1580550/1580

×= 2,587

Untuk Portal bergoyang nilai k dari Nomogram


41

k = 2,25

λx = ix

Lkx = 52,88

ω = 1.264

Untuk Portal bergoyang nilai β = 0,85

nx = 2

62

2

2

88,52335.15,166,37101,2

5,1 ×××××

=×××× πλ

πxNAE = 139,22

θ = 5 × σ /( σ kip (8 – 3(Mx1/Mx2)))

= 5 × 1600/(757,72 (8 ─ 3×(0/4.585)))

= 1,320

WxMx

1nxnxx

ANx ×

−×β+×θ×ω ≤ 1,3σ

324458500

122,39122,13985,0

88,37335.1320,1264,1 ×

−×+×× ≤ 2080 kg/cm2

1.270,61 ≤ 2080 kg/cm2 ………………………(aman)

σ≤θ+ 3,1WxMx

AN

16003,1324

458500320,177,36

335.1×≤+

1.904,26 < 2080 kg/cm2 ……………………(aman)


42


43


44


45


46


47


48


49


50


51


52


53


54


55


56


57


58


59


60


61


62


63


64


65


66


67


68


69


70


71


72


73


74


75


76


77


78


79


80


81


82


83


84


85


86


87


88


89


90


91


92


93


94


95


96


97


98


99


100


101


102


103


104


105


106


107


108


109


110


111


112


113


114


115


116


117


152

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

1. Dimensi gording yang didapat dari hasil pengecekan terhadap tegangan maupun

lendutannya adalah: 1143,06 kg/m2 < σ = 1600 kg/m2 (cek terhadap tegangan)

3,74 cm < δijin = 3,89 cm (cek terhadap lendutan) maka dapat disimpulkan bahwa

gording aman untuk digunakan.

2. Jarak Portal yang Paling Efisien dan Ekonomis adalah pada jarak 7 m, dengan

desain profil sbb :

- Profil gording CNP 125 x 50 x 20 x 3,2

- Profil span WF 200 x 150 x 6 x 9

- Proil kolom WF 200 x 150 x 6 x 9

3. Efisiensi yang terjadi pada portal yang paling efisien dan ekonomis untuk :

- Tegangan pada gording = 28,56 %

- Tegangan pada span = 9,37 %

- Tegangan pada kolom = 20,66 %

- Lendutan pada gording = 3.75 %

B. Saran

1. Penyusun menyarankan agar mahasiswa yang lain dapat memahami dengan benar

mengenai pemakaian baja di lapangan dan mampu mengefisiensikan pemakaian

baja di lapangan.

2. Mahasiswa harus dapat mengantisipasi apabila menjumpai perhitungan portal

rangka banyak dengan memahami dan menguasai cara-cara penyelesaian

perhitungan portal tersebut.


153

DAFTAR KEPUSTAKAAN

Bowles, Joseph E. 1985. Disain Baja Konstruksi (Structural Steel Design). Jakarta:

Erlangga.

Gunawan, Ir.Rudy, dengan petunjuk Ir.Morisco. 1997. Tabel Profil Konstruksi Baja.

Yogyakarta: Kanisius.

Sunggono kh, Ir. V.1995. Buku Teknik Sipil. Bandung: Nova.

Potma, Ir.A.P, De Vries, Ir.J.E. 1991.Teori Perhitungan dan Pelaksanaan Konstruksi

Baja.Jakarta: PT. Pradnya Paramita.

Patar, M Pasaribu. 1996. Perencanaan Gading-Gading Kap. Medan: Univ. HKBP

Nomensen.

Departemen Pekerjaan Umum. 1984. Peratruran Perencanaan Bangunan Baja

Indonesia (PPBBI). Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah

Bangunan.

PT Nusa Raya Cipta. 1994. Metode Kerja Pekerjaan Konstruksi Baja.

Departemen Pekerjaan Umum. 1970. Peraturan Muatan Indonesia (PMI). Bandung:

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.


efisiensi dan optimalisasi pemakaian baja...

Documents