Bab v pendimensian batang
25
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
BAB V
PENDIMENSIAN BATANG
Rangka batang kuda-kuda direncanakan dari profil tersusun siku-siku
sama kaki (
5.1
).
Ketentuan dan Rumus yang Digunakan
Rumus-rumus yang digunakan pada perhitungan pendimensian batang
didasarkan pada PPBBI-1983 hal 20-22.
5.1.1 Batang tarik
Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)
p maks
Fn
dan
Fn
0,85
Kelangsingan batang tarik
x =
i =
Fbr
L
maks , maks 240
ix
l
i min
(konstruksi aman)
maks
Kontrol Tegangan
tr 0,75
ytb
Pmaks
2F
(PPBBI-1983 hal 8)
tr
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
26
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.1.2 Batang tekan
Dipengaruhi oleh tekuk
Panjang tekuk (Lk)
Dimana : Lk = L (untuk tumpuan sendi-sendi, dengan Koef. tekuk (K) = 1).
KL
≤
i min
Kelangsingan λ =
Syarat λmaks ≤ 140 untuk konstruksi utama (SKBI 1987)
Profil yang dipilih berdasarkan iη = imin
Kelangsingan sumbu masif (λx < 140)
X
Lk
( PPBBI-1983 hal 20 )
iX
Kelangsingan sumbu
Lk
............. λI < 50
I
( PPBBI-1983 hal 22 )
)2 ]
Iy1
= 2 [Iy + F (e +
iy
=
Kelangsingan sumbu tidak masif (λy < 140)
λy =
2
I y1
2F
Lk
(PPBBI-1983 hal 8)
iy
λiy
=
( y ) 2 m 2 (1 ) 2 (PPBBI-1983 hal 8)
Dimana : m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
27
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Syarat untuk menjaga kestabilan elemen :
λx ≥ 1,2 λ1
( PPBBI-1983 hal 22 )
λ iy ≥ 1,2 λ1
( PPBBI-1983 hal 22 )
Tegangan yang timbul :
σytb =
P
2 Fn
≤
........... ( PPBBI-1983 hal 9 )
5.1.3 Kekuatan kopel
Digunakan pada batang tekan
Pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa seluruh panjang
batang tersusun terdapat gaya lintang sebesar :
D = 0,02 P ................... ( PPBBI-1983 hal 22 )
Gaya geser memanjang (torsi)
T=
DL1
,
2a
dimana : L1 = jarak kopel
a = (e + ½δ)
Momen pada plat kopel
M = T . ½C
dimana :
C = jarak antar baut pada profil
C = (2w + δ)
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
IP
I
>10 l
a
Ll
(PPBBI 1983 hal 21)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
28
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
dimana :
= Momen inersia plat kopel dimana : IP = 2 x 1/12 t.h3
IP
dengan t dan h adalah tebal dan tinggi plat kopel.
a
= Jarak profil tersusun
Ll
= Jarak tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan
Il = Iη = Momen inersia minimum 1 profil
5.2
Perhitungan Pendimensian
5.2.1 Batang B2 = B4
Gaya design Pmaks = 2069 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
2069
= 1,478 cm2
1400
1,478
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,739 cm2
70.70.7
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
iη = imin
=
1,37
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 316,2 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 316,2
149,15 240 ……………..(aman)
ix
2,12
L 316,2
230,80 240 ……………..( aman)
1,37
i
Jadi profil
70.70.7 tidak memerlukan pelat kopel.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
29
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
2069
Pmaks
=
2 9,40
2. F
=
= 110,05 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2 ……(aman)
70.70.7 aman digunakan.
Jadi profil
5.2.2 Batang B3
Gaya design Pmaks = 2069 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
2069
= 1,478 cm2
1400
1,478
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,739 cm2
70.70.7
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
iη = imin
=
1,37
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 300 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 300
141,51 240 ……………..(aman)
i x 2,12
L 300
218,98 240 ……………..( aman)
i 1,37
Jadi profil
70.70.7 tidak memerlukan pelat kopel.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
30
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
2069
Pmaks
=
2 9,40
2. F
= 110,05 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2
…….
(aman)
70.70.7 aman digunakan.
Jadi profil
5.2.3 Batang B1 = B5
Pada perhitungan batang B1 kita akan menggunakan dua buah gaya desain
yakni gaya desian tarik ( 2069 Kg ) dan gaya desain tekan ( 287 Kg ). Dengan
melakukan kedua perhitungan ini maka kita akan mengambil dimensi yang aman
untuk kedua kondisi ini.
Gaya design Pmaks = 2069 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
2069
= 1,478 cm2
1400
1,478
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,739 cm2
70.70.7
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
iη = imin
=
1,37
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 158,10 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 158,1
74,58 240 ……………..(aman)
2,12
ix
L 158,1
115,40 240 ……………..( aman)
1,37
i
Jadi profil
70.70.7 tidak memerlukan pelat kopel.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
31
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
2069
Pmaks
=
2 9,40
2. F
=
= 110,05 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2
(aman)
Jadi profil
70.70.7 aman digunakan.
Gaya desain Pmaks = 287 kg (tekan)
Lk = L = 158,1 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
158,1
= 1,13 cm
140
Dipilih profil
70.70.7
Dari tabel baja diperoleh data :
Ix = Iy
=
42,40
cm4
Wx = Wy
=
8,43
cm3
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
8,00
7,38
1,37
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
17,60
4,95
1,97
7,00
0,70
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
287
15,27 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 9,4
x
Lk 158,1
74,58
ix
2,12
< 140 (aman)
1
Lk 158,1
115,40
1,37
i
> 50 (perlu plat kopel)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
…….
32
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 1,37 = 68,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
Lmax
158,1
2,31 3 ruas
68,50
2 buah Plat Kopel
Lk 158,1
52,70 cm
n
3
L
52,70
38,47 cm < 50 ........ (aman)
1 1
1,37
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [42,40 cm4 + 9,40 cm2 (1,97 cm +
iy
y
I y1
2F
0,5 2
) ] = 177,45 cm4
2
177,45
3,07 cm
2 9, 4
L k 158,1
51,46 cm
iy
3,07
iy ( y ) 2
m
2
(1 ) 2 (51,46) 2 (38,47) 2 64,25 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 38,47 = 46,16
λx ≥ 1,2 λ1 →
74,58 > 46,16
............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
64,25 > 46,16
............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 74,58
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 74,58 diperoleh ω = 1,53 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
1,53 287
23,35 kg / cm 2 <
2 9,40
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 1600 kg/cm2
33
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 7 + ½ x 0,5) = 14,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 52,70 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 287 = 5,74 kg
T1
D L1
5,74 52,70
68,13 kg
(2e ) (2 1,97) 0,5
T1 = T2 = 68,13 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 4,95 + 0,5 = 10,40 cm
Momen :
M = T x ½ C = 68,13 x ½ x 10,40 = 354,28 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
354,28 2,5
M .y
= 70,86 kg
=
2
12,5
x y
ky
=
354,28 0
M .x
=
= 0 kg
12,5
x 2 y 2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
68,13
ky
0 34,07 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 70,86 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 34,07 2 70,86 2 = 78,62 kg
2
2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
34
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W = 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 14,52 = 17,52 cm3
Wn = 0,8 W =
0,8 x 17,52
= 14,02 cm3
354,28
= 20,22 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2 .............(aman)
σytb = M =
14
,
02
Wn
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 14,5 = 7,25 cm2
τytb =
3 68,13
3T
=
= 14,10 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2... (aman)
2
7
,
25
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (14,5)3 = 254,05 cm4
IP
I
> 10 l
a
Ll
IP
I
> 10 l
2e
Ll
254,05
2(1,97) 0,5
> 10
17,60
52,70
57,22 cm3 > 3,34 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,469 kg
> R = 78,62 kg ....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu = Ftu . σtu
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
→ PPBBI 1983 hal 68
35
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= t . d . 1,5
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,5 x 1600
= 1140 kg
s1
1,5d
2d
>
R = 78,62 kg
=
=
=
2,05
1,43
1,9
.................. (aman)
cm
cm
cm
Jadi, plat kopel 145 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 5 2,70 cm
10 cm
C = 10,40 cm
= 0,5 cm
70.70.7
t = 0,5 cm
C = 10,40 cm
plat kopel 145 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
36
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Setelah melakukan kedua perhitungan baik batang tarik maupun batng tekan
maka batang B1 dan B5 menggunakan profil
70.70.7 dengan menggunakan
plat kopel 145 x 100 x 5 cm.
5.2.4 Batang A1 – A8
Gaya desain Pmaks = 2175 kg (tekan)
Lk = L = 167,70 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
167,7
= 1,20 cm
140
Dipilih profil
45.45.5
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
45.45.5
7,83
cm4
Wx = Wy
=
2,43
cm3
ix = iy
=
1,35
cm
F
=
4,30
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
3,60
3,38
0,87
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
3,25
3,18
1,28
4,50
0,50
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
2175
252,91 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 4,30
x
Lk 167,7
124,22
ix
1,35
< 140 (aman)
1
Lk 167,7
192,76
0,87
i
> 50 (perlu plat kopel)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
37
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
Lmax
167,7
3,86 5 ruas
43,50
4 buah Plat Kopel
Lk 167,7
33,54 cm
n
5
L
33,54
38,55 cm < 50 ........ (aman)
1 1
0,87
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [7,83 cm4 + 4,3 cm2 (1,28 cm +
iy
y
I y1
2F
0,5 2
) ] = 35,79 cm4
2
35,79
2,04 cm
2 4,3
L k 167,7
82,20 cm
iy
2,04
iy ( y ) 2
m
2
(1 ) 2 (82,2) 2 (38,55) 2 90,79 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 38,55 = 46,26
λx ≥ 1,2 λ1 →
124,22 > 46,26 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
90,79 > 46,26 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 124,22
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 124,22 diperoleh ω = 2,979 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
2,979 2175
753,33 kg / cm 2 <
2 4,3
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 1600 kg/cm2
38
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 4,5 + ½ x 0,5) = 9,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 33,54 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 2175 = 42,50 kg
T1
D L1
42,50 33,54
476,79 kg
(2e ) (2 1,28) 0,5
T1 = T2 = 476,79 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,18 + 0,5 = 6,86 cm
Momen :
M = T x ½ C = 476,79 x ½ x 6,86 = 1635,40 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
1635,40 2,5
M .y
= 327,08 kg
=
2
12,5
x y
ky
=
1635,40 0
M .x
=
= 0 kg
12,5
x 2 y 2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
476,79
ky
0 238,40 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 327,08 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 238,40 2 327,08 2 = 404,74 kg
2
2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
39
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 9,52
= 7,52 cm3
Wn
= 0,8 W = 0,8 x 7,52
= 6,02 cm3
σytb =
1635,4
M
= 217,45 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2 ............. (aman)
=
6
,
02
Wn
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 9,5 = 4,75 cm2
τytb =
3T 3 476,79
=
= 217,45 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2... (aman)
2
4
,
3
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (9,5)3 = 71,45 cm4
IP
I
> 10 l
L
a
l
IP
I
> 10 l
2e
Ll
71,45
2(1,28) 0,5
> 10
3,25
33,54
23,35 cm3 > 0,97 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr = F x x n
dimana : n = jumlah bidang geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr = ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 404,74 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
→ PPBBI 1983 hal 68
40
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
s1
1,5d
2d
R = 404,74 kg
=
=
=
.................. (aman)
1,32 cm
1,43 cm
1,9 cm
Jadi, plat kopel 950 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 33 ,54 cm
10 cm
C = 6,86 cm
= 0,5 cm
45.45.5
t = 0,5 cm
C = 6,86 cm
plat kopel 95 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
41
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.5 Batang V1 =V6
Gaya desain Pmaks = 1634 kg (tekan)
Lk = L = 150 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
150
= 1,07 cm
140
Dipilih profil
45.45.5
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
45.45.5
7,83
cm4
Wx = Wy
=
2,43
cm3
ix = iy
=
1,35
cm
F
=
4,30
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
3,60
3,38
0,87
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
3,25
3,18
1,28
4,50
0,50
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
1634
190 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 4,30
x
Lk 150
111,11
i x 1,35
< 140 (aman)
1
Lk
150
172,41
i
0,87
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
150
3,45 5 ruas
Lmax 43,50
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
4 buah Plat Kopel
42
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Lk 150
30 cm
n
5
L
30
34,48 cm < 50 ........ (aman)
1 1
0,87
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [7,83 cm4 + 4,3 cm2 (1,28 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 35,79 cm4
2
35,79
2,04 cm
2 4,3
Lk
150
73,53 cm
iy
2,04
iy ( y ) 2
Syarat :
2
m
(1 ) 2 (73,53) 2 (34,48) 2 81,21 < 140 ......... (aman)
2
2
1,2 λ1 = 1,2 x 34,48 = 41,38
λx ≥ 1,2 λ1 →
111,11 > 41,38 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
81,21 > 41,38 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 111,11
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 111,11 diperoleh ω = 2,380 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
2,380 1634
452,22 kg / cm 2 <
2 4,3
Perhitungan plat kopel
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 1600 kg/cm2
43
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 4,5 + ½ x 0,5) = 9,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 30 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 1634 = 32,68 kg
T1
D L1
32,68 30
320,39 kg
(2e ) (2 1,28) 0,5
T1 = T2 = 320,39 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,18 + 0,5 = 6,86 cm
Momen :
M = T x ½ C = 320,39 x ½ x 6,86 = 1098,95 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
1098,95 2,5
M .y
= 219,79 kg
=
2
12,5
x y
ky
=
1098,95 0
M .x
= 0 kg
=
2
12,5
x y
2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
320,39
ky
0 160,20 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 219,79 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 160,20 2 219,79 2 = 271,97 kg
2
2
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
44
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 9,52
W
Wn = 0,8 W = 0,8 x 7,52
σytb =
= 7,52 cm3
= 6,02 cm3
1098,95
M
= 146,12 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2 .............
=
6,02
Wn
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 9,5 = 4,75 cm2
3T 3 320,39
= 101,18 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2...
=
2 4,3
2F
(aman)
τytb =
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (9,5)3 = 71,45 cm4
IP
I
> 10 l
L
a
l
IP
I
> 10 l
2e
Ll
71,45
2(1,28) 0,5
> 10
3,25
30
23,35 cm3 > 1,08 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang
geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 271,97 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
→ PPBBI 1983 hal 68
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
dimana : t = tebal plat
45
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
s1
1,5d
2d
1,32 cm
1,43 cm
1,9 cm
=
=
=
R = 271,97 kg .................. (aman)
Jadi, plat kopel 950 x 100 x 5 aman digunakan.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
46
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 30 cm
10 cm
C = 6,86 cm
= 0,5 cm
45.45.5
t = 0,5 cm
C = 6,86 cm
plat kopel 95 x 100 x 5 cm
5.2.6 Batang V2 =V5
Gaya desain Pmaks = 269 kg (tekan)
Lk = L = 175 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
175
= 1,25 cm
140
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
47
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Dipilih profil
45.45.5
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
45.45.5
7,83
cm4
Wx = Wy
=
2,43
cm3
ix = iy
=
1,35
cm
F
=
4,30
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
3,60
3,38
0,87
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
3,25
3,18
1,28
4,50
0,50
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
269
31,28 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 4,30
x
Lk 175
129,63
i x 1,35
< 140 (aman)
1
Lk
175
201,15
0,87
i
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
175
4,02 5 ruas
L max 43,50
4 buah Plat Kopel
Lk 175
35 cm
n
5
L
35
40,23 cm < 50 cm ........ (aman)
1 1
0,87
i
Jarak Plat Kopel, L1
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
48
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [7,83 cm4 + 4,3 cm2 (1,28 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 35,79 cm4
2
35,79
2,04 cm
2 4,3
Lk
175
85,78 cm
iy
2,04
iy ( y ) 2
2
m
(1 ) 2 (85,78) 2 (40,23) 2 94,75 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 40,23 = 48,28
λx ≥ 1,2 λ1 →
129,63 > 48,28 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
94,75 > 48,28 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 129,63
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 129,63 diperoleh ω = 3,243 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
3,242 269
101,45 kg / cm 2 <
2 4,3
= 1600 kg/cm2
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 4,5 + ½ x 0,5) = 9,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 35 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 269 = 5,38 kg
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
49
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
T1
D L1
5,38 35
61,54 kg
(2e ) (2 1,28) 0,5
T1 = T2 = 61,64 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,18 + 0,5 = 6,86 cm
Momen :
M = T x ½ C = 61,64 x ½ x 6,86 = 211,07 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
211,07 2,5
M .y
=
= 42,21 kg
2
12,5
x y
ky
=
211,07 0
M .x
= 0 kg
=
2
12,5
x y
2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
61,64
ky
0 30,77 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 42,21 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 30,77 2 42,212 = 52,24 kg
2
2
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 9,52
Wn = 0,8 W = 0,8 x 7,52
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 7,52 cm3
= 6,02 cm3
50
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
211,07
M
=
= 28,06 kg/cm2 <
6,02
Wn
σytb =
= 1600 kg/cm2 .............
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 9,5 = 4,75 cm2
τytb =
3T 3 61,64
=
= 19,43 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2... (aman)
2 4,3
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (9,5)3 = 71,45 cm4
IP
I
> 10 l
Ll
a
IP
I
> 10 l
2e
Ll
7,145
2(1,28) 0,5
> 10
3,25
35
23,35 cm3 > 0,93 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr = F x x n
dimana : n = jumlah bidang geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr = ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 52,24 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
→ PPBBI 1983 hal 68
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
dimana : t = tebal plat
51
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
s1
1,5d
2d
1,32 cm
1,43 cm
1,9 cm
=
=
=
R = 52,24 kg
Jadi, plat kopel 950 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 35 cm
10 cm
C = 6,86 cm
= 0,5 cm
45.45.5
t = 0,5 cm
C = 6,86 cm
plat kopel 95 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
.................. (aman)
52
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.7 Batang V3 =V4
Gaya desain Pmaks = 269 kg (tekan)
Lk = L = 225 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
225
= 1,61 cm
140
Dipilih profil
55.55.6
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
55.55.6
17,30
cm4
Wx = Wy
=
4,40
cm3
ix = iy
=
1,66
cm
F
=
6,31
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
5,29
4,95
1,07
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
7,24
3,89
1,56
5,50
0,60
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
269
21,32 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 6,31
x
Lk 225
135,54
i x 1,66
< 140 (aman)
1
L k 225
210,28
i 1,07
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 1,07 = 53,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
225
4,21 5 ruas
Lmax 53,50
Jarak Plat Kopel, L1
Lk 225
45 cm
n
5
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
4 buah Plat Kopel
53
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
1
L1
45
42,06 cm < 50 cm ........ (aman)
i 1,07
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [17,3 cm4 + 6,31 cm2 (1,56 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 75,94 cm4
2
75,94
2,45 cm
2 6,31
Lk
225
91,72 cm
iy
2,45
iy ( y ) 2
2
m
(1 ) 2 (91,72) 2 (42,06) 2 100,90 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 42,06 = 50,47
λx ≥ 1,2 λ1 →
135,54 > 50,47 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
100,9 > 50,47 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 135,54
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 135,54 diperoleh ω = 3,546 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
3,546 269
75,58 kg / cm 2 <
2 6,31
= 1600 kg/cm2
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 5,5 + ½ x 0,5) = 11,5 cm
Jarak antar plat kopel L1= 45 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
54
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 269 = 5,38 kg
T1
D L1
5,38 45
66,88 kg
(2e ) ( 2 1,56) 0,5
T1 = T2 = 66,88 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,89 + 0,5 = 8,28 cm
Momen :
M = T x ½ C = 66,88 x ½ x 8,28 = 276,88 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
276,88 2,5
M .y
= 55,38 kg
=
12,5
x 2 y 2
ky
=
276,88 0
M .x
=
= 0 kg
2
12,5
x y
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
66,88
ky
0 33,44 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 55,38 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 33,44 2 55,38 2 = 64,69 kg
2
2
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 11,52
Wn = 0,8 W = 0,8 x 11,02
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 11,02 cm3
= 8,82 cm3
55
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
σytb =
276,88
M
=
= 25,12 kg/cm2 <
8,82
Wn
= 1600 kg/cm2 .............
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 11,5 = 5,75 cm2
τytb =
(aman)
3T 3 66,88
=
= 17,45 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2...
2 F 2 6,31
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (11,5)3 = 126,74 cm4
IP
I
> 10 l
Ll
a
IP
I
> 10 l
2e
Ll
126,74
2(1,56) 0,5
7,24
45
> 10
35,01 cm3 > 1,61 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang
geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 64,69 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
→ PPBBI 1983 hal 68
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
R = 64,69 kg
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
.................. (aman)
56
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
s1
1,5d
2d
= 1,61 cm
= 1,43 cm
= 1,9 cm
Jadi, plat kopel 115 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 45 cm
10 cm
C = 8,28 cm
= 0,5 cm
55.55.6
t = 0,5 cm
C = 8,28 cm
plat kopel 115 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
57
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.8 Batang D1 = D8
Gaya design Pmaks = 1444 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
1444
= 1,031 cm2
1400
1,031
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,213 cm2
40.40.4
ix = iy
=
1,21
cm
F
=
3,08
cm2
iη = imin
=
0,78
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 180,30 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 180,30
149,01 240 ……………..(aman)
ix
1,21
L 180,30
231,15 240 ……………..( aman)
0,78
i
Jadi profil
40.40.4 tidak memerlukan pelat kopel.
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
1444
Pmaks
=
2 3,08
2. F
= 234,42 kg/cm2
(aman)
Jadi profil
40.40.4 aman digunakan.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
< = 1200 kg/cm2
…….
58
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.9 Batang D2 = D7
Gaya desain Pmaks = 1030 kg (tekan)
Lk = L = 291,5 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
291,5
= 2,08 cm
140
Dipilih profil
70.70.7
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
70.70.7
42,40
cm4
Wx = Wy
=
8,43
cm3
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
8,00
7,38
1,37
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
17,60
4,95
1,97
7,00
0,70
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
1030
54,79 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 9,40
x
Lk 291,5
137,50
ix
2,12
< 140 (aman)
1
L k 291,5
212,77
1,37
i
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 1,37 = 68,50 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
59
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Banyak ruas,
n
Lk
L max
291,5
4,26 5 ruas
68,50
4 buah Plat Kopel
Lk 291,5
58,30 cm
n
5
L
58,30
42,55 cm < 50 cm ........ (aman)
1 1
1,37
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [42,4 cm4 + 9,40 cm2 (1,97 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 177,45 cm4
2
177,45
3,07 cm
2 9,40
L k 291,5
94,88 cm
iy
3,07
iy ( y ) 2
2
m
(1 ) 2 (94,88) 2 (42,55) 2 103,99 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 42,55 = 51,07
λx ≥ 1,2 λ1 →
λiy ≥ 1,2 λ1 →
135,50
> 51,07 ............(aman)
103,99 > 51,07 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 137,50
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 137,50 diperoleh ω = 3,499 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
3,499 1030
191,67 kg / cm 2 < = 1600 kg/cm2
2 9,40
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
60
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 7,0 + ½ x 0,5) = 14,5 cm
Jarak antar plat kopel L1= 58,30 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 1030 = 20,60 kg
T1
D L1
20,60 58,30
270,49 kg
(2e ) (2 1,97) 0,5
T1 = T2 = 270,49 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 4,95 + 0,5 = 10,40 cm
Momen :
M = T x ½ C = 270,49 x ½ x 10,4 = 1406,55 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
1406,55 2,5
M .y
= 281,31kg
=
2
12,5
x y
ky
=
1406,55 0
M .x
= 0 kg
=
2
12,5
x y
2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
270,49
ky
0 135,25 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 281,31 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 135,25 2 281,312 = 312,13 kg
2
2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
61
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 14,52
W
Wn = 0,8 W = 0,8 x 17,52
σytb =
= 17,52 cm3
= 14,02 cm3
1406,55
M
= 80,28 kg/cm2 <
=
14
,
02
Wn
= 1600 kg/cm2 .............
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 14,5 = 7,25 cm2
τytb =
(aman)
3T 3 270,49
=
= 55,96 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2...
2
9
,
40
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (14,5)3 = 254,05 cm4
IP
I
> 10 l
Ll
a
IP
I
> 10 l
2e
Ll
254,05
2(1,97) 0,5
> 10
17,60
58,30
57,22 cm3 > 3,02 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang
geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 312,13 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
→ PPBBI 1983 hal 68
62
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,5
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,5 x 1600
= 1140 kg
s1
1,5d
2d
=
=
=
>
2,05
1,43
1,9
R = 312,13 kg .................. (aman)
cm
cm
cm
Jadi, plat kopel 145 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 58, 30 cm
10 cm
C = 10,40 cm
= 0,5 cm
70.70.7
t = 0,5 cm
C = 10,40 cm
plat kopel 145 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
63
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.10 Batang D3 = D6
Gaya design Pmaks = 1444 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
1444
= 1,031 cm2
1400
1,031
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,213 cm2
50.50.5
ix = iy
=
1.51
cm
F
=
4.80
cm2
iη = imin
=
0.98
cm
elangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 212,10 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 212,1
140,46 240 ……………..(aman)
1,51
ix
L 212,1
216,43 240 ……………..( aman)
i
0,98
Jadi profil
50.50.5 tidak memerlukan pelat kopel.
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
Pmaks
= 1444
2. F
2 4,8
= 150,42 kg/cm2
(aman)
Jadi profil
50.50.5 aman digunakan.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
< = 1200 kg/cm2
…….
64
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.11 Batang D4 = D5
Gaya design Pmaks = 1444 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
1444
= 1,031 cm2
1400
1,031
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,213 cm2
75.75.7
ix = iy
=
2.28
cm
F
=
10.10
cm2
1.45
cm
iη = imin
=
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 335,40 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 335,4
147,11 240 ……………..(aman)
2,28
ix
L 335,4
231,31 240 ……………..( aman)
1,45
i
Jadi profil
75.75.7 tidak memerlukan pelat kopel.
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
1444
Pmaks
=
2 10,1
2. F
= 71,49 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2
…….
(aman)
Jadi profil
75.75.7 aman digunakan.
Berikut akan kita lihat rekapitulasi daftar profil yang digunakan pada
perencanaan kuda-kuda baja ini.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
65
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Tabel Daftar Profil yang digunakan pada Kuda-kuda
( mm )
Berat
Profil
( kg/m )
(1)
(2)
(3)
B1
B2
B3
B4
B5
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
70.70.7
70.70.7
70.70.7
70.70.7
70.70.7
7,38
7,38
7,38
7,38
7,38
Panjang faktor Berat
batang
reduksi batang
(m)
( kg )
(3) x (4)
(4)
(5)
x(5)
1,581
0,9
10,50
3,162
0,9
21,00
3,000
0,9
19,93
3,162
0,9
21,00
1,581
0,9
10,50
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
V1
V2
V3
V4
V5
V6
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
45.45.5
45.45.5
55.55.6
55.55.6
45.45.5
45.45.5
3,38
3,38
4,95
4,95
3,38
3,38
1,500
1,750
2,250
2,250
1,750
1,500
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
4,56
5,32
10,02
10,02
5,32
4,56
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
40.40.4
70.70.7
50.50.5
75.75.7
75.75.7
50.50.5
70.70.7
40.40.4
2,42
7,38
3,77
7,94
7,94
3,77
7,38
2,42
1,803
2,915
2,121
3,354
3,354
2,121
2,915
1,803
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
3,93
19,36
7,20
23,97
23,97
7,20
19,36
3,93
Batang Profil
JUMLAH
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
272,47
66
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
* (3) = tabel profil konstruksi baja
(5) = PPI - 1983 hal 10
Karena profil kuda-kuda baja berupa profil ganda, maka :
Berat total
= 2 x 272,47 = 544,94 kg
Kebutuhan total rangka baja
= berat total + 25 % berat total
= 544,94 + 136,23
= 681,17 kg ≈ 682 kg
* (3) = tabel baja
(5) = PPI - 1983 hal 10
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
BAB V
PENDIMENSIAN BATANG
Rangka batang kuda-kuda direncanakan dari profil tersusun siku-siku
sama kaki (
5.1
).
Ketentuan dan Rumus yang Digunakan
Rumus-rumus yang digunakan pada perhitungan pendimensian batang
didasarkan pada PPBBI-1983 hal 20-22.
5.1.1 Batang tarik
Perhitungan didasarkan pada daya dukung luas netto (Fn)
p maks
Fn
dan
Fn
0,85
Kelangsingan batang tarik
x =
i =
Fbr
L
maks , maks 240
ix
l
i min
(konstruksi aman)
maks
Kontrol Tegangan
tr 0,75
ytb
Pmaks
2F
(PPBBI-1983 hal 8)
tr
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
26
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.1.2 Batang tekan
Dipengaruhi oleh tekuk
Panjang tekuk (Lk)
Dimana : Lk = L (untuk tumpuan sendi-sendi, dengan Koef. tekuk (K) = 1).
KL
≤
i min
Kelangsingan λ =
Syarat λmaks ≤ 140 untuk konstruksi utama (SKBI 1987)
Profil yang dipilih berdasarkan iη = imin
Kelangsingan sumbu masif (λx < 140)
X
Lk
( PPBBI-1983 hal 20 )
iX
Kelangsingan sumbu
Lk
............. λI < 50
I
( PPBBI-1983 hal 22 )
)2 ]
Iy1
= 2 [Iy + F (e +
iy
=
Kelangsingan sumbu tidak masif (λy < 140)
λy =
2
I y1
2F
Lk
(PPBBI-1983 hal 8)
iy
λiy
=
( y ) 2 m 2 (1 ) 2 (PPBBI-1983 hal 8)
Dimana : m = jumlah batang tunggal yang membentuk batang tersusun
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
27
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Syarat untuk menjaga kestabilan elemen :
λx ≥ 1,2 λ1
( PPBBI-1983 hal 22 )
λ iy ≥ 1,2 λ1
( PPBBI-1983 hal 22 )
Tegangan yang timbul :
σytb =
P
2 Fn
≤
........... ( PPBBI-1983 hal 9 )
5.1.3 Kekuatan kopel
Digunakan pada batang tekan
Pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa seluruh panjang
batang tersusun terdapat gaya lintang sebesar :
D = 0,02 P ................... ( PPBBI-1983 hal 22 )
Gaya geser memanjang (torsi)
T=
DL1
,
2a
dimana : L1 = jarak kopel
a = (e + ½δ)
Momen pada plat kopel
M = T . ½C
dimana :
C = jarak antar baut pada profil
C = (2w + δ)
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
IP
I
>10 l
a
Ll
(PPBBI 1983 hal 21)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
28
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
dimana :
= Momen inersia plat kopel dimana : IP = 2 x 1/12 t.h3
IP
dengan t dan h adalah tebal dan tinggi plat kopel.
a
= Jarak profil tersusun
Ll
= Jarak tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan
Il = Iη = Momen inersia minimum 1 profil
5.2
Perhitungan Pendimensian
5.2.1 Batang B2 = B4
Gaya design Pmaks = 2069 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
2069
= 1,478 cm2
1400
1,478
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,739 cm2
70.70.7
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
iη = imin
=
1,37
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 316,2 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 316,2
149,15 240 ……………..(aman)
ix
2,12
L 316,2
230,80 240 ……………..( aman)
1,37
i
Jadi profil
70.70.7 tidak memerlukan pelat kopel.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
29
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
2069
Pmaks
=
2 9,40
2. F
=
= 110,05 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2 ……(aman)
70.70.7 aman digunakan.
Jadi profil
5.2.2 Batang B3
Gaya design Pmaks = 2069 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
2069
= 1,478 cm2
1400
1,478
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,739 cm2
70.70.7
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
iη = imin
=
1,37
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 300 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 300
141,51 240 ……………..(aman)
i x 2,12
L 300
218,98 240 ……………..( aman)
i 1,37
Jadi profil
70.70.7 tidak memerlukan pelat kopel.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
30
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
2069
Pmaks
=
2 9,40
2. F
= 110,05 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2
…….
(aman)
70.70.7 aman digunakan.
Jadi profil
5.2.3 Batang B1 = B5
Pada perhitungan batang B1 kita akan menggunakan dua buah gaya desain
yakni gaya desian tarik ( 2069 Kg ) dan gaya desain tekan ( 287 Kg ). Dengan
melakukan kedua perhitungan ini maka kita akan mengambil dimensi yang aman
untuk kedua kondisi ini.
Gaya design Pmaks = 2069 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
2069
= 1,478 cm2
1400
1,478
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,739 cm2
70.70.7
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
iη = imin
=
1,37
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 158,10 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 158,1
74,58 240 ……………..(aman)
2,12
ix
L 158,1
115,40 240 ……………..( aman)
1,37
i
Jadi profil
70.70.7 tidak memerlukan pelat kopel.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
31
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
2069
Pmaks
=
2 9,40
2. F
=
= 110,05 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2
(aman)
Jadi profil
70.70.7 aman digunakan.
Gaya desain Pmaks = 287 kg (tekan)
Lk = L = 158,1 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
158,1
= 1,13 cm
140
Dipilih profil
70.70.7
Dari tabel baja diperoleh data :
Ix = Iy
=
42,40
cm4
Wx = Wy
=
8,43
cm3
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
8,00
7,38
1,37
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
17,60
4,95
1,97
7,00
0,70
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
287
15,27 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 9,4
x
Lk 158,1
74,58
ix
2,12
< 140 (aman)
1
Lk 158,1
115,40
1,37
i
> 50 (perlu plat kopel)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
…….
32
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 1,37 = 68,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
Lmax
158,1
2,31 3 ruas
68,50
2 buah Plat Kopel
Lk 158,1
52,70 cm
n
3
L
52,70
38,47 cm < 50 ........ (aman)
1 1
1,37
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [42,40 cm4 + 9,40 cm2 (1,97 cm +
iy
y
I y1
2F
0,5 2
) ] = 177,45 cm4
2
177,45
3,07 cm
2 9, 4
L k 158,1
51,46 cm
iy
3,07
iy ( y ) 2
m
2
(1 ) 2 (51,46) 2 (38,47) 2 64,25 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 38,47 = 46,16
λx ≥ 1,2 λ1 →
74,58 > 46,16
............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
64,25 > 46,16
............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 74,58
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 74,58 diperoleh ω = 1,53 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
1,53 287
23,35 kg / cm 2 <
2 9,40
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 1600 kg/cm2
33
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 7 + ½ x 0,5) = 14,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 52,70 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 287 = 5,74 kg
T1
D L1
5,74 52,70
68,13 kg
(2e ) (2 1,97) 0,5
T1 = T2 = 68,13 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 4,95 + 0,5 = 10,40 cm
Momen :
M = T x ½ C = 68,13 x ½ x 10,40 = 354,28 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
354,28 2,5
M .y
= 70,86 kg
=
2
12,5
x y
ky
=
354,28 0
M .x
=
= 0 kg
12,5
x 2 y 2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
68,13
ky
0 34,07 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 70,86 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 34,07 2 70,86 2 = 78,62 kg
2
2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
34
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W = 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 14,52 = 17,52 cm3
Wn = 0,8 W =
0,8 x 17,52
= 14,02 cm3
354,28
= 20,22 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2 .............(aman)
σytb = M =
14
,
02
Wn
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 14,5 = 7,25 cm2
τytb =
3 68,13
3T
=
= 14,10 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2... (aman)
2
7
,
25
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (14,5)3 = 254,05 cm4
IP
I
> 10 l
a
Ll
IP
I
> 10 l
2e
Ll
254,05
2(1,97) 0,5
> 10
17,60
52,70
57,22 cm3 > 3,34 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,469 kg
> R = 78,62 kg ....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu = Ftu . σtu
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
→ PPBBI 1983 hal 68
35
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= t . d . 1,5
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,5 x 1600
= 1140 kg
s1
1,5d
2d
>
R = 78,62 kg
=
=
=
2,05
1,43
1,9
.................. (aman)
cm
cm
cm
Jadi, plat kopel 145 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 5 2,70 cm
10 cm
C = 10,40 cm
= 0,5 cm
70.70.7
t = 0,5 cm
C = 10,40 cm
plat kopel 145 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
36
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Setelah melakukan kedua perhitungan baik batang tarik maupun batng tekan
maka batang B1 dan B5 menggunakan profil
70.70.7 dengan menggunakan
plat kopel 145 x 100 x 5 cm.
5.2.4 Batang A1 – A8
Gaya desain Pmaks = 2175 kg (tekan)
Lk = L = 167,70 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
167,7
= 1,20 cm
140
Dipilih profil
45.45.5
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
45.45.5
7,83
cm4
Wx = Wy
=
2,43
cm3
ix = iy
=
1,35
cm
F
=
4,30
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
3,60
3,38
0,87
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
3,25
3,18
1,28
4,50
0,50
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
2175
252,91 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 4,30
x
Lk 167,7
124,22
ix
1,35
< 140 (aman)
1
Lk 167,7
192,76
0,87
i
> 50 (perlu plat kopel)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
37
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
Lmax
167,7
3,86 5 ruas
43,50
4 buah Plat Kopel
Lk 167,7
33,54 cm
n
5
L
33,54
38,55 cm < 50 ........ (aman)
1 1
0,87
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [7,83 cm4 + 4,3 cm2 (1,28 cm +
iy
y
I y1
2F
0,5 2
) ] = 35,79 cm4
2
35,79
2,04 cm
2 4,3
L k 167,7
82,20 cm
iy
2,04
iy ( y ) 2
m
2
(1 ) 2 (82,2) 2 (38,55) 2 90,79 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 38,55 = 46,26
λx ≥ 1,2 λ1 →
124,22 > 46,26 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
90,79 > 46,26 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 124,22
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 124,22 diperoleh ω = 2,979 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
2,979 2175
753,33 kg / cm 2 <
2 4,3
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 1600 kg/cm2
38
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 4,5 + ½ x 0,5) = 9,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 33,54 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 2175 = 42,50 kg
T1
D L1
42,50 33,54
476,79 kg
(2e ) (2 1,28) 0,5
T1 = T2 = 476,79 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,18 + 0,5 = 6,86 cm
Momen :
M = T x ½ C = 476,79 x ½ x 6,86 = 1635,40 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
1635,40 2,5
M .y
= 327,08 kg
=
2
12,5
x y
ky
=
1635,40 0
M .x
=
= 0 kg
12,5
x 2 y 2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
476,79
ky
0 238,40 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 327,08 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 238,40 2 327,08 2 = 404,74 kg
2
2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
39
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 9,52
= 7,52 cm3
Wn
= 0,8 W = 0,8 x 7,52
= 6,02 cm3
σytb =
1635,4
M
= 217,45 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2 ............. (aman)
=
6
,
02
Wn
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 9,5 = 4,75 cm2
τytb =
3T 3 476,79
=
= 217,45 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2... (aman)
2
4
,
3
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (9,5)3 = 71,45 cm4
IP
I
> 10 l
L
a
l
IP
I
> 10 l
2e
Ll
71,45
2(1,28) 0,5
> 10
3,25
33,54
23,35 cm3 > 0,97 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr = F x x n
dimana : n = jumlah bidang geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr = ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 404,74 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
→ PPBBI 1983 hal 68
40
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
s1
1,5d
2d
R = 404,74 kg
=
=
=
.................. (aman)
1,32 cm
1,43 cm
1,9 cm
Jadi, plat kopel 950 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 33 ,54 cm
10 cm
C = 6,86 cm
= 0,5 cm
45.45.5
t = 0,5 cm
C = 6,86 cm
plat kopel 95 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
41
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.5 Batang V1 =V6
Gaya desain Pmaks = 1634 kg (tekan)
Lk = L = 150 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
150
= 1,07 cm
140
Dipilih profil
45.45.5
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
45.45.5
7,83
cm4
Wx = Wy
=
2,43
cm3
ix = iy
=
1,35
cm
F
=
4,30
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
3,60
3,38
0,87
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
3,25
3,18
1,28
4,50
0,50
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
1634
190 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 4,30
x
Lk 150
111,11
i x 1,35
< 140 (aman)
1
Lk
150
172,41
i
0,87
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
150
3,45 5 ruas
Lmax 43,50
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
4 buah Plat Kopel
42
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Lk 150
30 cm
n
5
L
30
34,48 cm < 50 ........ (aman)
1 1
0,87
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [7,83 cm4 + 4,3 cm2 (1,28 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 35,79 cm4
2
35,79
2,04 cm
2 4,3
Lk
150
73,53 cm
iy
2,04
iy ( y ) 2
Syarat :
2
m
(1 ) 2 (73,53) 2 (34,48) 2 81,21 < 140 ......... (aman)
2
2
1,2 λ1 = 1,2 x 34,48 = 41,38
λx ≥ 1,2 λ1 →
111,11 > 41,38 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
81,21 > 41,38 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 111,11
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 111,11 diperoleh ω = 2,380 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
2,380 1634
452,22 kg / cm 2 <
2 4,3
Perhitungan plat kopel
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 1600 kg/cm2
43
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 4,5 + ½ x 0,5) = 9,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 30 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 1634 = 32,68 kg
T1
D L1
32,68 30
320,39 kg
(2e ) (2 1,28) 0,5
T1 = T2 = 320,39 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,18 + 0,5 = 6,86 cm
Momen :
M = T x ½ C = 320,39 x ½ x 6,86 = 1098,95 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
1098,95 2,5
M .y
= 219,79 kg
=
2
12,5
x y
ky
=
1098,95 0
M .x
= 0 kg
=
2
12,5
x y
2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
320,39
ky
0 160,20 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 219,79 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 160,20 2 219,79 2 = 271,97 kg
2
2
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
44
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 9,52
W
Wn = 0,8 W = 0,8 x 7,52
σytb =
= 7,52 cm3
= 6,02 cm3
1098,95
M
= 146,12 kg/cm2 < = 1600 kg/cm2 .............
=
6,02
Wn
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 9,5 = 4,75 cm2
3T 3 320,39
= 101,18 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2...
=
2 4,3
2F
(aman)
τytb =
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (9,5)3 = 71,45 cm4
IP
I
> 10 l
L
a
l
IP
I
> 10 l
2e
Ll
71,45
2(1,28) 0,5
> 10
3,25
30
23,35 cm3 > 1,08 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang
geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 271,97 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
→ PPBBI 1983 hal 68
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
dimana : t = tebal plat
45
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
s1
1,5d
2d
1,32 cm
1,43 cm
1,9 cm
=
=
=
R = 271,97 kg .................. (aman)
Jadi, plat kopel 950 x 100 x 5 aman digunakan.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
46
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 30 cm
10 cm
C = 6,86 cm
= 0,5 cm
45.45.5
t = 0,5 cm
C = 6,86 cm
plat kopel 95 x 100 x 5 cm
5.2.6 Batang V2 =V5
Gaya desain Pmaks = 269 kg (tekan)
Lk = L = 175 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
175
= 1,25 cm
140
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
47
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Dipilih profil
45.45.5
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
45.45.5
7,83
cm4
Wx = Wy
=
2,43
cm3
ix = iy
=
1,35
cm
F
=
4,30
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
3,60
3,38
0,87
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
3,25
3,18
1,28
4,50
0,50
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
269
31,28 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 4,30
x
Lk 175
129,63
i x 1,35
< 140 (aman)
1
Lk
175
201,15
0,87
i
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 0,87 = 43,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
175
4,02 5 ruas
L max 43,50
4 buah Plat Kopel
Lk 175
35 cm
n
5
L
35
40,23 cm < 50 cm ........ (aman)
1 1
0,87
i
Jarak Plat Kopel, L1
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
48
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [7,83 cm4 + 4,3 cm2 (1,28 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 35,79 cm4
2
35,79
2,04 cm
2 4,3
Lk
175
85,78 cm
iy
2,04
iy ( y ) 2
2
m
(1 ) 2 (85,78) 2 (40,23) 2 94,75 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 40,23 = 48,28
λx ≥ 1,2 λ1 →
129,63 > 48,28 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
94,75 > 48,28 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 129,63
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 129,63 diperoleh ω = 3,243 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
3,242 269
101,45 kg / cm 2 <
2 4,3
= 1600 kg/cm2
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 4,5 + ½ x 0,5) = 9,50 cm
Jarak antar plat kopel L1= 35 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 269 = 5,38 kg
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
49
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
T1
D L1
5,38 35
61,54 kg
(2e ) (2 1,28) 0,5
T1 = T2 = 61,64 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,18 + 0,5 = 6,86 cm
Momen :
M = T x ½ C = 61,64 x ½ x 6,86 = 211,07 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
211,07 2,5
M .y
=
= 42,21 kg
2
12,5
x y
ky
=
211,07 0
M .x
= 0 kg
=
2
12,5
x y
2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
61,64
ky
0 30,77 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 42,21 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 30,77 2 42,212 = 52,24 kg
2
2
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 9,52
Wn = 0,8 W = 0,8 x 7,52
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 7,52 cm3
= 6,02 cm3
50
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
211,07
M
=
= 28,06 kg/cm2 <
6,02
Wn
σytb =
= 1600 kg/cm2 .............
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 9,5 = 4,75 cm2
τytb =
3T 3 61,64
=
= 19,43 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2... (aman)
2 4,3
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (9,5)3 = 71,45 cm4
IP
I
> 10 l
Ll
a
IP
I
> 10 l
2e
Ll
7,145
2(1,28) 0,5
> 10
3,25
35
23,35 cm3 > 0,93 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr = F x x n
dimana : n = jumlah bidang geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr = ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 52,24 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
→ PPBBI 1983 hal 68
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
dimana : t = tebal plat
51
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
s1
1,5d
2d
1,32 cm
1,43 cm
1,9 cm
=
=
=
R = 52,24 kg
Jadi, plat kopel 950 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 35 cm
10 cm
C = 6,86 cm
= 0,5 cm
45.45.5
t = 0,5 cm
C = 6,86 cm
plat kopel 95 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
.................. (aman)
52
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.7 Batang V3 =V4
Gaya desain Pmaks = 269 kg (tekan)
Lk = L = 225 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
225
= 1,61 cm
140
Dipilih profil
55.55.6
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
55.55.6
17,30
cm4
Wx = Wy
=
4,40
cm3
ix = iy
=
1,66
cm
F
=
6,31
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
5,29
4,95
1,07
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
7,24
3,89
1,56
5,50
0,60
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
269
21,32 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 6,31
x
Lk 225
135,54
i x 1,66
< 140 (aman)
1
L k 225
210,28
i 1,07
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 1,07 = 53,50 cm
Banyak ruas,
n
Lk
225
4,21 5 ruas
Lmax 53,50
Jarak Plat Kopel, L1
Lk 225
45 cm
n
5
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
4 buah Plat Kopel
53
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
1
L1
45
42,06 cm < 50 cm ........ (aman)
i 1,07
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [17,3 cm4 + 6,31 cm2 (1,56 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 75,94 cm4
2
75,94
2,45 cm
2 6,31
Lk
225
91,72 cm
iy
2,45
iy ( y ) 2
2
m
(1 ) 2 (91,72) 2 (42,06) 2 100,90 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 42,06 = 50,47
λx ≥ 1,2 λ1 →
135,54 > 50,47 ............(aman)
λiy ≥ 1,2 λ1 →
100,9 > 50,47 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 135,54
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 135,54 diperoleh ω = 3,546 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
3,546 269
75,58 kg / cm 2 <
2 6,31
= 1600 kg/cm2
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 5,5 + ½ x 0,5) = 11,5 cm
Jarak antar plat kopel L1= 45 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
54
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 269 = 5,38 kg
T1
D L1
5,38 45
66,88 kg
(2e ) ( 2 1,56) 0,5
T1 = T2 = 66,88 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 3,89 + 0,5 = 8,28 cm
Momen :
M = T x ½ C = 66,88 x ½ x 8,28 = 276,88 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
276,88 2,5
M .y
= 55,38 kg
=
12,5
x 2 y 2
ky
=
276,88 0
M .x
=
= 0 kg
2
12,5
x y
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
66,88
ky
0 33,44 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 55,38 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 33,44 2 55,38 2 = 64,69 kg
2
2
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
W
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 11,52
Wn = 0,8 W = 0,8 x 11,02
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
= 11,02 cm3
= 8,82 cm3
55
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
σytb =
276,88
M
=
= 25,12 kg/cm2 <
8,82
Wn
= 1600 kg/cm2 .............
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 11,5 = 5,75 cm2
τytb =
(aman)
3T 3 66,88
=
= 17,45 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2...
2 F 2 6,31
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (11,5)3 = 126,74 cm4
IP
I
> 10 l
Ll
a
IP
I
> 10 l
2e
Ll
126,74
2(1,56) 0,5
7,24
45
> 10
35,01 cm3 > 1,61 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang
geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 64,69 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
→ PPBBI 1983 hal 68
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,2
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,2 x 1600
= 912 kg
>
R = 64,69 kg
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
.................. (aman)
56
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
s1
1,5d
2d
= 1,61 cm
= 1,43 cm
= 1,9 cm
Jadi, plat kopel 115 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 45 cm
10 cm
C = 8,28 cm
= 0,5 cm
55.55.6
t = 0,5 cm
C = 8,28 cm
plat kopel 115 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
57
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.8 Batang D1 = D8
Gaya design Pmaks = 1444 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
1444
= 1,031 cm2
1400
1,031
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,213 cm2
40.40.4
ix = iy
=
1,21
cm
F
=
3,08
cm2
iη = imin
=
0,78
cm
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 180,30 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 180,30
149,01 240 ……………..(aman)
ix
1,21
L 180,30
231,15 240 ……………..( aman)
0,78
i
Jadi profil
40.40.4 tidak memerlukan pelat kopel.
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
1444
Pmaks
=
2 3,08
2. F
= 234,42 kg/cm2
(aman)
Jadi profil
40.40.4 aman digunakan.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
< = 1200 kg/cm2
…….
58
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.9 Batang D2 = D7
Gaya desain Pmaks = 1030 kg (tekan)
Lk = L = 291,5 cm (panjang batang)
ix =
Lk
maks
=
291,5
= 2,08 cm
140
Dipilih profil
70.70.7
Dari tabel baja diperoleh data :
Profil
Ix = Iy
=
=
70.70.7
42,40
cm4
Wx = Wy
=
8,43
cm3
ix = iy
=
2,12
cm
F
=
9,40
cm2
Fn
q
iη = imin
=
=
=
8,00
7,38
1,37
cm2
Kg/m
cm
Iη
w
e
b
t
=
=
=
=
=
17,60
4,95
1,97
7,00
0,70
cm4
cm
cm
cm
cm
Plat kopel harus cukup kaku sehingga memenuhi persamaan :
ytb
P
1030
54,79 Kg / cm 2 1600 Kg / cm 2 .......(aman)
2 F 2 9,40
x
Lk 291,5
137,50
ix
2,12
< 140 (aman)
1
L k 291,5
212,77
1,37
i
> 50 (perlu plat kopel)
Jarak plat kopel
Panjang Lmax = λmaks . iη = 50 x 1,37 = 68,50 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
59
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Banyak ruas,
n
Lk
L max
291,5
4,26 5 ruas
68,50
4 buah Plat Kopel
Lk 291,5
58,30 cm
n
5
L
58,30
42,55 cm < 50 cm ........ (aman)
1 1
1,37
i
Jarak Plat Kopel, L1
Direncanakan jarak punggung kedua profil δ = 0.5 cm
Iy1 = 2 [Iy + F (e +
2
)2 ]
= 2 [42,4 cm4 + 9,40 cm2 (1,97 cm +
I y1
iy
y
2F
0,5 2
) ] = 177,45 cm4
2
177,45
3,07 cm
2 9,40
L k 291,5
94,88 cm
iy
3,07
iy ( y ) 2
2
m
(1 ) 2 (94,88) 2 (42,55) 2 103,99 < 140 ......... (aman)
2
2
Syarat :
1,2 λ1 = 1,2 x 42,55 = 51,07
λx ≥ 1,2 λ1 →
λiy ≥ 1,2 λ1 →
135,50
> 51,07 ............(aman)
103,99 > 51,07 ............(aman)
Kontrol tegangan yang timbul akibat plat kopel
Karena λx > λiy, maka untuk menentukan faktor tekuk (ω) diambil λx = 137,50
Dari tabel daftar faktor tekuk (PPBBI 1984 hal 12), untuk mutu baja Fe 360
(Bj 37) :
λx = 137,50 diperoleh ω = 3,499 (interpolasi)
Kontrol tegangan :
ytb
P
2F
3,499 1030
191,67 kg / cm 2 < = 1600 kg/cm2
2 9,40
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
60
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perhitungan plat kopel
Panjang plat kopel b = 2 (b + ½ ) = 2 ( 7,0 + ½ x 0,5) = 14,5 cm
Jarak antar plat kopel L1= 58,30 cm
Tebal plat kopel direncanakan = 0,5 cm
Direncanakan baut 3/8'' (0,95 cm)
baja = 1600 kg/cm2
baut = 1600 kg/cm2
D = 0,02 P = 0,02 x 1030 = 20,60 kg
T1
D L1
20,60 58,30
270,49 kg
(2e ) (2 1,97) 0,5
T1 = T2 = 270,49 kg
Jarak antar baut :
C = 2 w + = 2 x 4,95 + 0,5 = 10,40 cm
Momen :
M = T x ½ C = 270,49 x ½ x 10,4 = 1406,55 kg.cm
Momen pada plat
Σx2 = 0
Σy2 = 2 (2,5)2 = 12,5 cm2
Σx2 + Σy2 = 0 + 12,5 = 12,5 cm2
kx
=
1406,55 2,5
M .y
= 281,31kg
=
2
12,5
x y
ky
=
1406,55 0
M .x
= 0 kg
=
2
12,5
x y
2
2
Gaya vertikal yang diterima baut :
Kv =
T1
270,49
ky
0 135,25 kg
n
2
Gaya horizontal yang diterima baut :
KH = Kx = 281,31 kg
Gaya total yang diterima baut
R=
K v K H = 135,25 2 281,312 = 312,13 kg
2
2
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
61
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Kontrol plat kopel
Kontrol tegangan :
= 1/6 tb2 = 1/6 x 0,5 x 14,52
W
Wn = 0,8 W = 0,8 x 17,52
σytb =
= 17,52 cm3
= 14,02 cm3
1406,55
M
= 80,28 kg/cm2 <
=
14
,
02
Wn
= 1600 kg/cm2 .............
(aman)
Luas plat : F = t.b = 0,5 x 14,5 = 7,25 cm2
τytb =
(aman)
3T 3 270,49
=
= 55,96 kg/cm2 < = 0,6 = 960 kg/cm2...
2
9
,
40
2F
Momen kelembaban plat kopel (PPBBI 1983 hal 21)
IP = 2 x 1/12 t.b3 = 2 x 1/12 (0,5) (14,5)3 = 254,05 cm4
IP
I
> 10 l
Ll
a
IP
I
> 10 l
2e
Ll
254,05
2(1,97) 0,5
> 10
17,60
58,30
57,22 cm3 > 3,02 cm3........................ (aman)
Kontrol kekuatan baut
Kontrol terhadap geser
Pgsr
= Fx xn
dimana : n = jumlah bidang
geser
= ¼ π d2 x 0,6 x x n
Pgsr
= ¼ π (0,95)2 x 0,6 x 1600 x 1
= 680,47 kg
> R = 312,13 kg
....................(aman)
Kontrol terhadap tumpuan
tu = 1,5 (untuk S1 ≥ 2d)
tu = 1,2 (untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d)
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
→ PPBBI 1983 hal 68
62
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Ptu
= Ftu . σtu
= t . d . 1,5
dimana : t = tebal plat
= 0,5 x 0,95 x 1,5 x 1600
= 1140 kg
s1
1,5d
2d
=
=
=
>
2,05
1,43
1,9
R = 312,13 kg .................. (aman)
cm
cm
cm
Jadi, plat kopel 145 x 100 x 5 aman digunakan.
2,5 cm
5,0 cm
2,5 cm
L1 = 58, 30 cm
10 cm
C = 10,40 cm
= 0,5 cm
70.70.7
t = 0,5 cm
C = 10,40 cm
plat kopel 145 x 100 x 5 cm
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
63
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.10 Batang D3 = D6
Gaya design Pmaks = 1444 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
1444
= 1,031 cm2
1400
1,031
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,213 cm2
50.50.5
ix = iy
=
1.51
cm
F
=
4.80
cm2
iη = imin
=
0.98
cm
elangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 212,10 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 212,1
140,46 240 ……………..(aman)
1,51
ix
L 212,1
216,43 240 ……………..( aman)
i
0,98
Jadi profil
50.50.5 tidak memerlukan pelat kopel.
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
Pmaks
= 1444
2. F
2 4,8
= 150,42 kg/cm2
(aman)
Jadi profil
50.50.5 aman digunakan.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
< = 1200 kg/cm2
…….
64
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
5.2.11 Batang D4 = D5
Gaya design Pmaks = 1444 kg (tarik)
Fn
=
Fbr
=
Pmaks
=
1444
= 1,031 cm2
1400
1,031
Fn
=
0,85
0,85
Dipilih profil
= 1,213 cm2
75.75.7
ix = iy
=
2.28
cm
F
=
10.10
cm2
1.45
cm
iη = imin
=
Kelangsingan batang tarik
max = 240
→ Untuk batang 240 ( PPBBI – 1983 )
Batang dianggap berujung sendi – sendi (Lk = L = 335,40 cm)
Kontrol terhadap maks
x
L 335,4
147,11 240 ……………..(aman)
2,28
ix
L 335,4
231,31 240 ……………..( aman)
1,45
i
Jadi profil
75.75.7 tidak memerlukan pelat kopel.
Kontrol tegangan :
tr = 0,75 = 0,75 x 1600 = 1200 kg/cm2
σytb
=
1444
Pmaks
=
2 10,1
2. F
= 71,49 kg/cm2
< = 1200 kg/cm2
…….
(aman)
Jadi profil
75.75.7 aman digunakan.
Berikut akan kita lihat rekapitulasi daftar profil yang digunakan pada
perencanaan kuda-kuda baja ini.
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
65
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
Tabel Daftar Profil yang digunakan pada Kuda-kuda
( mm )
Berat
Profil
( kg/m )
(1)
(2)
(3)
B1
B2
B3
B4
B5
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
70.70.7
70.70.7
70.70.7
70.70.7
70.70.7
7,38
7,38
7,38
7,38
7,38
Panjang faktor Berat
batang
reduksi batang
(m)
( kg )
(3) x (4)
(4)
(5)
x(5)
1,581
0,9
10,50
3,162
0,9
21,00
3,000
0,9
19,93
3,162
0,9
21,00
1,581
0,9
10,50
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
45.45.5
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
3,38
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
1,677
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
5,10
V1
V2
V3
V4
V5
V6
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
45.45.5
45.45.5
55.55.6
55.55.6
45.45.5
45.45.5
3,38
3,38
4,95
4,95
3,38
3,38
1,500
1,750
2,250
2,250
1,750
1,500
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
4,56
5,32
10,02
10,02
5,32
4,56
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
┘└
40.40.4
70.70.7
50.50.5
75.75.7
75.75.7
50.50.5
70.70.7
40.40.4
2,42
7,38
3,77
7,94
7,94
3,77
7,38
2,42
1,803
2,915
2,121
3,354
3,354
2,121
2,915
1,803
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
3,93
19,36
7,20
23,97
23,97
7,20
19,36
3,93
Batang Profil
JUMLAH
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )
272,47
66
RANCANGAN STRUKTUR BAJA
* (3) = tabel profil konstruksi baja
(5) = PPI - 1983 hal 10
Karena profil kuda-kuda baja berupa profil ganda, maka :
Berat total
= 2 x 272,47 = 544,94 kg
Kebutuhan total rangka baja
= berat total + 25 % berat total
= 544,94 + 136,23
= 681,17 kg ≈ 682 kg
* (3) = tabel baja
(5) = PPI - 1983 hal 10
KHAIRUL MAULANA RACHMAYANI ( 09.01.1335 )