88 4. Perhitungan lebar bidang geser
Tampak Samping Tampak Atas
Gambar 5.9 Lebar Bidang Geser
Schotbalk 3
A = L x tinggi dinding = L x 5,62 + 1 = 6,62 L m
2
P = ½ H
2
= ½ x 1 x 6,62
2
= 21,91 tm D = P.W = 21,91 x 6,02 = 131,9 t
A D
5 ,
= τ
L x
62 ,
6 9
, 131
5 ,
80 =
L = 0,12 m Lebar bidang geser diambil = 1 m
5.5 Perhitungan Pintu Gerbang
5.5.1 Perhitungan Pintu Gerbang A
1. Perhitungan Balok Vertikal dan Horizontal Dengan tujuan agar permukaan balok sebagai tumpuan pelat menjadi
sebidang, maka dimensi profil balok vertikal dan horizontal direncanakan sama dan dianggap balok tertumpu sendi - rol.
H
P 0,5 P
L
W
0,5 P Schotbalk
89
3,12 0,56
0,80 1,76
0,28 0,68
0,987 1,173
1,000
3,12
• Perhitungan pembebanan
Gambar 5.10 Pembebanan dan Penempatan Profil Pintu Gerbang A
q = ½.
w
.h1 + h2.b
q
1
= ½ x 1 x 3,12 + 2,56 x 0,56 = 1,59 tm
q
2
= ½ x 1 x 2,56 + 1,76 x 0,8 = 1,73 tm
q
3
= ½ x 1 x 1,76 x 1,76 = 1,55 tm
Diambil beban maksimum : q
h
= q
2
= 1,73 tm • Perhitungan lebar gerbang secara praktis
2 2
. 2
1 .
6 1
W W
L +
=
2 2
02 ,
6 2
1 02
, 6
6 1
x x
L +
= = 3,173 m
= 317,3 cm • Momen yang terjadi
a. Momen pada balok horisontal M =
1 8
q
h
.L
2
Dimana, L = lebar pintu praktis = 317,3 cm q
h
= 1,73 tm = 17,3 kgcm beban maksimum M =
1 8
x 17,3 x 317,3
2
= 217718,96 kg.cm
90 b. Momen pada balok vertikal
M =
1 8
q
v
.b
2
Dimana : b = sisi panjang jarak antar balok horisontal q
v
= beban masing-masing segmen b
1
= 68 cm b
2
= 98,7 cm b
3
= 117,3 cm M
1
=
1 8
x 17,3 x 68
2
= 9999,4 kg.cm M
2
=
1 8
x 17,3 x 98,7
2
= 21066,40 kg.cm M
3
=
1 8
x 17,3 x 117,3
2
= 29754,46 kg.cm • Penentuan profil
Untuk penentuan profil diperhitungkan terhadap momen yang terbesar.
br ijin
W M
= σ
dengan M = 217718,96 kg.cm
br nt
W W
8 ,
= σ
M W
br
. 25
, 1
=
1400 96
, 217718
25 ,
1 x
= = 194,39 cm
3
Dicoba dengan profil IWF 200 x 200 dan C 200 x 80 x 7,5 x 11 Profil IWF 200 x 200
h = 20,0 cm t = 1,20 cm
b = 20,0 cm Ix = 4720 cm
4
d = 0,80 cm Wx = 472 cm
3
• Cek terhadap kekuatan bahan - Terhadap lentur
Wx M
= σ
472 217718,96
= = 461,27 kgcm
2
σ
ijin
= 1400 kgcm
2
AMAN
91 - Terhadap geser
D = ½ .q.L = ½ x 17,3 x 317,3 = 2744,65 kg Sx = d ½ h ¼ h + b – d t ½ h – t
= 0,8 x ½ 20 x ¼ 20 + 20 – 0,8 x 1,2 x ½ 20 – 1,2 = 256,576 cm
3
x x
I t
S D
. .
=
τ 4720
8 ,
576 ,
256 65
, 2744
x x
= = 186,5 kgcm
2
0,58. σ
ijin
= 0,58x1400 = 186,5 kgcm
2
812 kgcm
2
AMAN
- Terhadap lendutan
x maks
I E
M L
f .
. 48
. .
5
2
= 4720
10 2
48 96
, 217718
3 ,
317 5
6 2
x x
x x
x =
= 0,24 cm ≤ 1500.L
= 0,24 ≤ 1500 x 317,3
= 0,24 cm ≤ 0,635 cm AMAN
Profil Kanal C 200 x 80 x 7,5 x 11 h = 20,0 cm
t = 1,1 cm b = 8,0 cm
Ix = 1950 cm
4
d = 0,75 cm Wx = 195 cm
3
• Cek terhadap kekuatan bahan - Terhadap lentur
Wx M
= σ
195 217718,96
= = 1116,5 kgcm
2
σ
ijin
= 1400 kgcm
2
AMAN
- Terhadap geser D = ½ .q.L = ½ x 17,3 x 317,3 = 2744,65 kg
Sx = d ½ h ¼ h + b – d t ½ h – t = 0,75 x ½ 20 x ¼ 20 + 8 – 0,75 x 1,1 x ½ 20 – 1,1
= 112,864 cm
3
h t
b d
92
x x
I t
S D
. .
=
τ 1950
8 ,
864 ,
112 65
, 2744
x x
= =198,57 kgcm
2
0,58. σ
ijin
=0,58x1400 = 198,57 kgcm
2
812 kgcm
2
AMAN
- Terhadap lendutan
x maks
I E
M L
f .
. 48
. .
5
2
= 1950
10 2
48 96
, 217718
3 ,
317 5
6 2
x x
x x
x =
= 0,58 cm ≤ 1500.L
= 0,58 ≤ 1500 x 317,3
= 0,58 cm ≤ 0,635 cm AMAN
2. Perhitungan Plat Tebal Penutup • Segmen 1
a = jarak antar balok vertikal = 17 . L = 17. 317,3 = 45,33 cm b = jarak antar balok horizontal = 28 cm
Perhitungan : σ
ijin
= 1400 kgcm
2
dan k = 0,8 P = ½ x 1 x 3,12 + 2,84 = 2,98 tm
2
= 0,298 kgcm
2
2 2
2 2
2 2
1
. .
. .
. t
b a
b a
P k
ijin
+ =
σ
2 2
2 2
2 2
1
28 33
, 45
28 33
, 45
298 ,
8 ,
1400 xt
x x
x x
+ =
t
2
= 0,048 t = 0,22 cm
• Segmen 2 a = jarak antar balok vertikal = 17 . L = 17. 317,3 = 45,33 cm
b = jarak antar balok horizontal = 68 cm Perhitungan :
σ
ijin
= 1400 kgcm
2
dan k = 0,8 P = ½ x 1 x 2,84 + 2,16 = 2,5 tm
2
= 0,25 kgcm
2
2 2
2 2
2 2
1
. .
. .
. t
b a
b a
P k
ijin
+ =
σ
2 2
2 2
2 2
1
68 33
, 45
68 33
, 45
25 ,
8 ,
1400 xt
x x
x x
+ =
93 t
2
= 0,1016 t = 0,32 cm
• Segmen 3 a = jarak antar balok vertikal = 17 . L = 17. 317,3 = 45,33 cm
b = jarak antar balok horizontal = 98,7 cm Perhitungan :
σ
ijin
= 1400 kgcm
2
dan k = 0,8 P = ½ x 1 x 2,16 + 1,173 = 1,6665 tm
2
= 0,16665 kgcm
2
2 2
2 2
2 2
1
. .
. .
. t
b a
b a
P k
ijin
+ =
σ
2 2
2 2
2 2
1
7 ,
98 33
, 45
7 ,
98 33
, 45
16665 ,
8 ,
1400 xt
x x
x x
+ =
t
2
= 0,081 t = 0,28 cm
• Segmen 4 a = jarak antar balok vertikal = 17 . L = 17. 317,3 = 45,33 cm
b = jarak antar balok horizontal = 117,3 cm Perhitungan :
σ
ijin
= 1400 kgcm
2
dan k = 0,8 P = ½ x 1 x 1,173 = 0,5865 tm
2
= 0,05865 kgcm
2
2 2
2 2
2 2
1
. .
. .
. t
b a
b a
P k
ijin
+ =
σ
2 2
2 2
2 2
1
3 ,
117 33
, 45
3 ,
117 33
, 45
05865 ,
8 ,
1400 xt
x x
x x
+ =
t
2
= 0,03 t = 0,173 cm
Tebal plat penutup maksimum pada segmen 2 dengan tebal maksimum t = 0,32 cm diambil t = 4 mm
3. Perhitungan Tebal Pintu Gerbang • Tebal pintu gerbang
tp = h + 2t = 20 + 2 x 0,4 = 20,8 cm
94 Dimana :
h = tinggi balok cm t = tebal plat penutup cm
• Perhitungan lebar pintu gerbang tp
= 20,8 cm j
= 0,2 x tp = 4,16 cm n
= 25 cm m
= 3 cm p
= 15 cm z
= 12 cm α
= 15 α
α
tan .
2 cos
2 2
j t
t m
z w
L +
+ +
+ +
=
15 tan
16 ,
4 2
8 ,
20 15
cos 2
8 ,
20 3
12 2
602 x
L +
+ +
+ +
= = 349,4 cm
Diambil lebar pintu = 350 cm
Gambar 5.11
Dimensi Pintu Gerbang A 412
50 50
50 50 50 50 50
350 28
68 98,7
117,3 100
95 +
+ 4. Perhitungan Engsel Pintu Gerbang
Dimensi engsel akan dihitung berdasarkan spesifikasi dan beban yang bekerja pada masing-masing pintu gerbang.
Gambar 5.12
Pembebanan pada Engsel Pintu Gerbang A
a. Dimensi Engsel Atas Lebar gerbang = 3,5 m
Tinggi gerbang = H + Fb = 3,12 + 1 = 4,12 m
Profil horizontal: IWF 200 x 200 dengan berat 49,9 kgm C 200 x 80 x 7,5 x 11 dengan berat = 24,6 kgm
Profil vertikal : IWF 200 x 200 dengan berat 49,9 kgm C 200 x 80 x 7,5 x 11 dengan berat = 24,6 kgm
Tebal plat penutup : 0,004 m, dengan baja = 7850 kgcm
3
• Berat pintu gerbang Balok vertikal
= [ 200x80x7,5x11 = 2 x 4,12 x 24,6 = 202,704 kg = IWF 200 x 200 = 6 x 4,12 x 49,9 = 1233,528 kg
Balok horizontal = [ 200x80x7,5x11 = 2 x 3,5 x 24,6 = 172,200 kg = IWF 200 x 200 = 4 x 3,5 x 49,9
= 698,600 kg Plat
= 2 x 4,12 x 3,5 x 0,004 x 7850 = 905,576 kg
Q = 3212,608 kg Safety factor = 15 x Q
= 481,891 kg Berat
pintu G
= 3694,499
kg
G a
Kg
1
Kg
2
Pintu Gerbang
Ambang Fb
0,5 m h
Fb Kw
1
Kw
2
P Ambang
23 H 13 H
H H
96 • Keseimbangan akibat berat pintu
a = 0,5 x 3,5 = 1,75 m G = 3694,499 kg
h a
G Kg
. =
12 ,
4 75
, 1
499 ,
3694 x
= = 1569,265 kg
Kg1 = Kg = 1569,256 kg Kg2 = Kg = 1569,256 kg
• Keseimbangan akibat tekanan hidrostatis Fb = tinggi jagaan freeboard = 1 m, L = lebar pintu = 3,5 m
Tinggi ambang = 0,5 m, H = 3,12 m H’ = H – tinggi ambang = 3,12 – 0,5 = 2,62 m
P = ½.
w
.H’
2
x L = ½.x 1 x 2,62
2
x 3,5 = 12,013 t = 12013 kg h
H P
Kw 3
1 .
1
= 12
, 4
62 ,
2 3
1 12013
x x
= = 2546,445 kg
h H
F P
Kw
b
. 3
2
2
+ =
12 ,
4 62
, 2
3 2
1 12013
x +
= = 8008,667 kg
• Perhitungan diameter pen engsel K’
2 1
2 1
Kw Kg
+ =
2 2
445 ,
2546 256
, 1569
+ =
= 2991,145 kg y = 10 cm
M = y x K’ = 10 x 2991,145 = 29911,45 kg cm
ijin
M W
σ
=
dan 32
3
D W
π =
;
ijin
= 1400 kgcm
2
1400 45
, 29911
= 32
14 ,
3
3
xD D = 6,016 cm
Diambil diameter pen engsel = 6,0 cm • Cek terhadap geser
2
3 4
R K
π τ =
2
3 14
, 3
3 145
, 2991
4 x
x x
= = 141,125 kgcm
2
≤ 0,58
ijin
= 141,125 kgcm
2
≤ 812 kgcm
2
• Perhitungan diameter stang angker K’ = ½.K
1
.Cos ½ α = ½ x 2991,145 x Cos ½ 45
= 1381,729 kg
97 σ
K F
= ;
ijin
= 1400 kgcm
2
¼ π D
2
= 1400
729 ,
1381 D = 1,121 cm
Diambil stang angker = 2 cm = 20 mm • Perhitungan pelat angker
- Perhitungan berdasarkan tegangan geser beton - Pelat angker dipasang sedalam 20 cm di dalam dinding beton
L = 20
bs
= 0,56 √ ’
bk
= 0,56 √ 225 = 8,4 kgcm
2
bs
K F
σ =
3 a x L = 4
, 8
729 ,
1381 a = 2,742 cm ; 3 adalah banyaknya bidang geser, yaitu: kiri, kanan,
bawah
Diambil ukuran pelat angker = 20 x 20 cm - Tinjauan terhadap potongan I – I
M = ½
bs
.a.½.a
2
= 18
bs
.a
3
= 18 x 8,4 x 20
3
= 8400 kg cm W = 16.a.
δ
2
dan W = σ M
;
ijin
= 1400 kgcm
2
16 x 20 x δ
2
= 1400
8400 δ = 1,342 cm
- Tinjauan terhadap potongan II – II P = ½.a
2
.
bs
= ½ x 20
2
x 8,4 = 1680 kg M = P.13.½.a.
√ 2 = 1680 x 13 x ½ x 20 x √ 2 = 7919,59 kg cm W = 16.a.
δ
2
dan W = σ M
;
ijin
= 1400 kgcm
2
16 x 20 x δ
2
= 1400
59 ,
7919
98 δ = 1,303 cm
Diambil tebal pelat angker = 14 mm
b. Dimensi Engsel Bawah K
2
= Kw
2
= 8008,667 kg G = 3694,499 kg
F = σ G
;
ijin
= 1400 kgcm
2
F = 1400
499 ,
3694 ¼
π D
2
= 2,639 D = 1,833 cm
Diambil diameter pen engsel = 2 cm = 20 mm • Cek terhadap geser
2
3 4
R K
π τ =
kgcm
2
; ≤
ijin
= 0,58
ijin
= 812 kgcm
2
• Perhitungan ulang
2
3 4
R K
π τ =
2
14 ,
3 3
667 ,
8008 4
812 xR
x x
= R = 2,046
≈ 2 cm Diambil diameter pen engsel = 4 cm = 40 mm dipakai yang terbesar
• Perhitungan plat andas a. Perhitungan plat 1
bk
= 225 kgcm
2
F =
bk
σ G
a
2
= 225
499 ,
3694 a = 4,052 cm ; diambil ukuran plat = 20 x 20 cm
b. Perhitungan plat 2
bk
= 225 kgcm
2
99 F =
bk 2
σ
K
a
2
= 225
667 ,
8008 a = 5,966 cm ; diambil ukuran plat = 20 x 20 cm
c. Tinjauan terhadap potongan I – I
Gambar 5.13 Potongan I – I Plat Andas Gerbang A
M = ½
bs
.a.½.a
2
= 18
bs
.a
3
= 18 x 8,4 x 20
3
= 8400 kg cm W = 16.a.
δ
2
dan W = σ M
;
ijin
= 1400 kgcm
2
16 x 20 x δ
2
= 1400
8400 δ = 1,342 cm ; diambil tebal plat angker = 14 mm
5.5.2 Perhitungan Pintu Gerbang B
