Geometri Struktur Data Material Pembebanan Hasil dan Pembahasan

62

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR

4.1 Geometri Struktur

Panjang bridge beam yang akan ditinjau adalah sebesar 20 meter dan 30 meter .

4.2 Data Material

Material baja yang digunakan dalam desain struktur baja ini adalah baja Hot-Rolled Profil WF , C , T , dan pelat baja dengan data seperti berikut:  kekuatan leleh : F y = 240 Mpa,  Modulus Elastisitas : E = 200.000 Mpa,  Modulus Geser : G = 80.000 Mpa

4.3 Pembebanan

Pembebanan yang ditinjau sebagai beban desain dalam perhitungan perencanaan struktur dalam penelitian ini yaitu : 1. Beban Mati Dead Load Mencakup berat sendiri profil baja dengan massa jenis baja γ baja sebesar 7850 Kgm 3 yang terdapat pada tabel Tabel 3-1. Universitas Sumatera Utara 63 2. Beban Hidup Live Load Mencakup beban-beban crane P crane sebesar 10 ton 10.000 kg

4.4 Proses Perhitungan

Pada tugas akhir ini pemilihan ukuran gelagar bridge beam pada hoist crane digunakan sistem trial and eror coba- coba hingga lendutan yang terjadi mendekati lendutan izin. Hasil yang dicantumkan pada tugas akhir ini adalah hasil perhitungan akhir atau hasil bobot teringan.

4.4.1. Profil IWF dan Profil Box-Girder

Pada profil IWF dan Box-girder tata cara sistem trial and eror adalah sebagai berikut: 1. Menentukan data profil terlebih dahulu 2. Lalu dihitung data properti penampang 3. Menghitung gaya-gaya dalam ultimit pada balok 4. Mencari nilai momen nominal hingga lebih besar dari nilai momen ultimit. 5. Mencari nilai geser nominal hingga melebihi nilai geser ultimit 6. Mencari nilai lendutan terjadi hingga mendekati nilai lendutan izin. Jika pada poin 4 sampai 6 tidak memenuhi maka langkah yang dilakukan terlebih dahulu adalah: 1. Menambah tinggi profil sehingga mendekati atau melebihi nilai ultimit ataupun medekati batas izin 2. Jika menambah tinggi profil bisa mendapatkan nilai lendutan terjadi terlalu kecil atau pun terlalu jauh dari nilai batas izin maka lakukan poin ke 3. 3. Penambahan tinggi profil diganti dengan penambahan lebar profil sehingga bisa mendapatkan nilai lendutan yang mendekati nilai batas izin. Universitas Sumatera Utara 64

4.4.2. Rangka Baja

Pada rangka baja tata cara sistem trial and eror adalah sebagai berikut: 1. Membuat pemodelan pada program SAP2000. bagian atas dan bawah menggunakan profil double-tee dengan bantuan pelat 8 mm sebagai penyambung , bagian diagonal menggunakan profil UNP, dan bagian tengah pelat baja 8 mm 2. Pemilihan penampang menggunakan bantuan tabel baja sehingga nilai properti penampang telah diketahui. 3. Menentukan nilai data properti penampang dan dimasukkan pada SAP 2000.dikarenakan double-tee + pelat 8mm tidak memiliki nilai properti penampang pada SAP2000 maka dimasukkan pada other  general dengan perhitungan manual. 4. Sebelum menjalankan hasil analisis SAP2000 terlebih dahulu memilih semua lalu assign  frame releasepartial fixity lalu checklist semua kotak kosong pada momen 2-2 dan momen 3-3 dikarenakan rancangan yang dibuat adalah rangka yang belum bisa dianggap 1 kesatuan pada buhul yang akan disambung. 5. Pembebanan crane pada balok ada 3 macam yang dapat dilihat pada subbab perencanaan balok rangka baja. 6. Jalankan hasil analisis SAP2000 jika nilai lendutan U 3 pada batang tengah melebihi batas izin maka langkah yang diambil adalah memperbesar profil double-tee+pelat pada bagian atas dan bawah. 7. Klik tombol start steel design jika warna merah pada hasil analisis rasio maka batang yang direncanakan harus diganti dengan profil yang lebih besar. 8. Dihitung secara manual ulang untuk dapat memastikan keamanan pada rangka baja tersebut. Universitas Sumatera Utara 65 4.5 Perencanaan Balok Hoist Crane Bentang 30 meter 4.5.1. Perencanaan Balok IWF Built-Up  Pada perencanaan ini menggunakan 2 gelagar bridge beam  Data profil IWF built-up adalah sebagai berikut: B = 600 mm H = 1144 mm H w = 1100 mm t w = 18 mm t f = 22 mm  Data properti penampang adalah sebagai berikut: A = . . + . = 46200 mm 2 q = . γbaja = 362,67 kgm I x = { [ . . ] + [ . . − ] } + { . } = 6,15 .10 9 mm 4 I y = [ . . + . ] = 7,93 . 10 8 mm 4 S x = , . = 1,07 . 10 7 mm 3 Sy = , . = 2,64 . 10 6 mm 3 Z x = [ . . − ] + . . = 2,02 . 10 7 mm 3 Z y = , . = 3,96 . 10 6 mm 3 J = . + . . =1,19 . 10 7 mm 4 Universitas Sumatera Utara 66  Perhitungan gaya-gaya dalam ultimit pada balok hoist-crane : Panjang bentang hoist-crane : L = 30 m = 30000 mm Beban crane pada 1 balok : P = 5 Ton = 5000 kg Faktor kejut impact factor = 1,25 Beban crane desain : P = 5 Ton . 1,25 = 6,25 Ton Momen ultimit : = , . . . = 48960,45 kg.m = , . . �. = 75000 kg.m M u = M DL + M LL = 123960,45 kg.m = 1239,6045 KN.m Gaya geser maksimum akibat beban crane : V DL = 1,2 q u . L = 13056,12 kg Universitas Sumatera Utara 67 V LL = 1,6 P2 = 10000 kg V u = V DL + V LL = 23056,12 kg  Cek kelangsingan penampang 1. Penampang sayap Cek penampang sayap : b t = 27,27272 λp =0,38 . E.F y 0,5 10,96966 λr =1,00 . E.F y 0,5 28,86751 ini adalah jenis penampang Non-kompak 2. Penampang badan  Parameter tekuk lateral LTB 1. Mencari nilai L p Nilai L p = √ = 130,975 mm = , . . √ = 6654,419 mm Cek penampang badan : b t = 61,11111 λp =3,76 . E.F y 0,5 108,5419 λr =5,70 . E.F y 0,5 164,5448 ini adalah jenis penampang kompak Universitas Sumatera Utara 68 2. Mencari nilai L r Nilai L r Ho= H - t f = 1122 mm = . . = 2,49 . 10 14 mm 6 = √ √ . � = 203,322 mm C untuk profil I simetris ganda = 1 = , , √ � ℎ + √ � ℎ + , , = 30923,114 mm  Mencari nilai momen nominal 1. Kondisi pelelehan M n = M p = Z x . F y = 4861,296 KN.m 2. Kuat nominal komponen struktur terhadap momen lentur Dikarenakan komponen struktur memenuhi syarat ≤ ≤ maka kuat nominal komponen struktur terhadap momen lentur adalah sebagai berikut: = , . � , . � .+ + + = 0,865595 = . [ − - 0,7 . � . . − � � − � ] = 1511,292 KN.m Dengan syarat : ≤ � Universitas Sumatera Utara 69 3. Tekuk lokal pelat sayap Dikarenakan pada pelat sayap adalah penampang Non-kompak maka: = . [ − - 0,7 . � . . λ −λ � λ � −λ � ] = 1645,847 KN.m 4. Tekuk lokal pelat badan Dikarenakan pada pelat sayap adalah penampang kompak maka tekuk lokal pada pelat sayap tidak terjadi. Nilai momen nominal yang diambil adalah nilai momen nominal terkecil, yaitu 1511,292 KN.m .  Kontrol terhadap lentur ØMn Mu 0,9 . 1511,292 KN.m 1239,6045 KN.m 1360,163 KN.m 1239,6045 KN.m Nilai ØMn lebih besar daripada Mu maka memenuhi syarat  Kontrol terhadap geser V n = 0,6 F y A w C v = 285120 kg ØVn Vu 0,9 . 285120 kg 23056,12 kg 256608 kg 23056,12 kg Nilai ØVn lebih besar daripada Vu maka memenuhi syarat Universitas Sumatera Utara 70  Kontrol terhadap lendutan ∆ � ∆ � . . . . + �. . . 60 mm 59,66 mm Nilai ∆ � lebih besar daripada ∆ � maka memenuhi syarat  Berat bridge beam pada desain ini adalah sebesar 21760,2 kg

4.5.2. Perencanaan Balok Box-Girder Built-Up

 Pada perencanaan ini menggunakan 2 gelagar bridge beam  Data profil BOX-GIRDER built-up adalah sebagai berikut: B1 = 450 mm B = 500 mm H = 1028 mm Hw= 1000 mm tw = 12 mm tf = 14 mm  Data properti penampang adalah sebagai berikut: A = . . + . . = 38000 mm 2 q = . γbaja = 298,3 kgm I x = { [ . . ] + [ . . − ] } + { . [ . ]} = 5,59 .10 9 mm 4 I y = . . . + . + . . . = 1,04.10 9 mm 4 Universitas Sumatera Utara 71 S x = , . = 1,09 .10 7 mm 3 Sy = , . = 4,16 .10 6 mm 3 Z x = [ . . − ] + . . = 1,31 .10 7 mm 3 Z y = [ . . − ] + . . = 7,15 .10 6 mm 3 J = . . + . . = 6,2 .10 6 mm 4  Perhitungan gaya-gaya dalam ultimit pada balok hoist-crane : Panjang bentang hoist-crane : L = 30 m = 30000 mm Beban crane pada 1 balok : P = 5 Ton = 5000 kg Faktor kejut impact factor = 1,25 Beban crane desain : P = 5 Ton . 1,25 = 6,25 Ton Universitas Sumatera Utara 72 Momen ultimit : = , . . . = 40270.5 kg.m = , . . �. = 75000 kg.m M u = M DL + M LL = 115270,5 kg.m = 1152,705 KN.m Gaya geser maksimum akibat beban crane : V DL = 1,2 q u . L = 10738,8 kg V LL = 1,6 P2 = 10000 kg V u = V DL + V LL = 20738,8 kg  Cek kelangsingan penampang 1. Penampang sayap Cek penampang sayap : b t = 32,14286 λp = 32,33162 λr = 40,41452 ini adalah jenis penampang kompak 2. Penampang badan Cek penampang badan : b t = 83,333333 λp = 69,85938 λr = 164,5448 ini adalah jenis penampang Non-kompak Universitas Sumatera Utara 73  Mencari nilai momen nominal 1. Kondisi pelelehan M n = M p = Z x . F y = 3143,52 KN.m 2. Tekuk lokal pelat sayap Dikarenakan pada pelat sayap adalah penampang kompak maka tekuk lokal pada pelat sayap tidak terjadi. 3. Tekuk lokal pelat badan Dikarenakan pada pelat badan adalah penampang Non-kompak maka: = − − � . . , . ℎ . √ − , = 3068,125 KN.m Dengan syarat : ≤ � Nilai momen nominal yang diambil adalah nilai momen nominal terkecil, yaitu 3068,125 KN.m .  Kontrol terhadap lentur ØMn Mu 0,9 . 3068,125 KN.m 1237,485 KN.m 2761,312323 KN.m 1237,485 KN.m Nilai ØMn lebih besar daripada Mu maka memenuhi syarat  Kontrol terhadap geser V n = 0,6 F y A w C v = 345600 kg Universitas Sumatera Utara 74 ØVn Vu 0,9 . 345600 kg 22999,6 kg 311040 kg 22999,6 kg Nilai ØVn lebih besar daripada Vu maka memenuhi syarat  Kontrol terhadap lendutan ∆ � ∆ � . . . . + �. . . 60 mm 59.492 mm Nilai ∆ � lebih besar daripada ∆ � maka memenuhi syarat  Berat bridge beam pada desain ini adalah sebesar 17898 kg 4.5.3. Perencanaan Balok Rangka Baja Bentang 30 meter 4.5.3.1. Pemodelan SAP Pada desain balok rangka baja terdapat 4 jenis batang yang perlu ditinjau, yakni: atas, diagonal, tengah, dan bawah yang dapat dilihat pada gambar 4.2. Gambar 4.1 pemodelan bentang 30 meter Universitas Sumatera Utara 75

4.5.3.2. Penomoran Frame

Penomoran frame pada model rangka baja akan secara langsung ditampilkan pada program Sap 2000.

4.5.3.3. Model Pembebanan Crane pada Balok Gambar 4.2

jenis batang yang digunakan Gambar 4.3 pembebanan crane-1 pada pinggir bentang Universitas Sumatera Utara 76 Gambar 4.4 pembebanan crane-2 pada tengah bentang Gambar 4.5 pembebanan crane-3 pada tengah bentang daerah tengah frame Universitas Sumatera Utara 77

4.5.3.4. Hasil Analisa Struktur

Hasil analisa struktur dapat dilihat atau ditinjau melalui bantuan program SAP 2000.

4.5.3.5. Perencanaan Batang Atas

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 45 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L3 sebesar Pu = 174953,35 kg tekan Digunakan baja tee 200x200x13x8 ditambah pelat penyambung 8 mm dengan data sebagai berikut : Hw= 187 mm H= 208 mm B= 200 mm tf= 21 mm tw= 8 mm y= 170.185 mm a= 16.8146 mm A = . . + . . = 11392 mm 2 q = . γbaja = 89,427 kgm I x = [ . . + . . ] + [ . . � + . �. ] + [ . . . + . . . + � ] = 3,28 .10 7 mm 4 I y = [ . . + . . ] + . . . = 1,42 . 10 8 mm 4 Z x = { [ . . ] + [�. . ] + [ . . � + ] } = 4,63 . 10 5 mm 3 Z y = . = 2,27. 10 6 mm 3 S x = , . = 1,93 . 10 5 mm 3 Universitas Sumatera Utara 78 Sy = , . = 7,09 . 10 5 mm 3 r x = = 53,73 mm ry = = 111,621 mm Cek kelangsingan: = 18,611 , √ = , Dikarenakan ≤ , √ maka nilai tegangan kritis, � adalah � = � � = 266,876 MPa � = [ , ] . � = , MPa Kuat tekan nominal: P n = F cr .A = 266630,2149 kg Cek terhadap persyaratan strength limit state : ØPn Pu 0,9 . 266630.2149 kg 174953,35 kg 239967.1934 kg 174953,35 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.5.3.6. Perencanaan Batang Diagonal

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 61 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L1 sebesar Pu = 32820,606 kg tekan. Digunakan baja UNP 200x80x11x7,5 dengan data sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara 79 H= 200 mm B= 80 mm tw= 7.5 mm tf= 11 mm q = 24,6 kgm I x = 1950 cm 4 I y = 177 cm 4 r x = 7,89 cm r y = 2,38 cm S x = 195 cm 3 S y = 30,8cm 3 A =31,33 cm 2 Cek kelangsingan: = 59,42 , √ = , Dikarenakan ≤ , √ maka nilai tegangan kritis, � adalah � = � � = 145,13 MPa � = [ , ] . � = , MPa Kuat tekan nominal: P n = F cr .A = 39875,75 kg Cek terhadap persyaratan strength limit state : Universitas Sumatera Utara 80 ØPn Pu 0,9 . 39875,75 kg 32820,606 kg 35888,17 kg 32820,606 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.5.3.7. Perencanaan Batang Tengah MIDDLE

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 23 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L1 sebesar Pu = 20122,37 kg tarik Digunakan pelat penyambung 8 mm dengan data sebagai berikut : H= 1000 mm B= 200 mm t= 8 mm q = 12,56 kgm I x = 533,333 cm 4 I y = 0,8533 cm 4 r x = 5,77 cm r y = 0,231 cm S x = 53,333 cm 3 S y = 2,133 cm 3 A =16 cm 2 Kuat tarik nominal: ØP n = 0,9 . F y . A g = 34560 kg Cek terhadap persyaratan strength limit state : Universitas Sumatera Utara 81 ØPn Pu 34560 kg 20122,37 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.5.3.8. Perencanaan Batang Bawah

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 1 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L2 sebesar Pu = 81767,679 kg tarik Digunakan baja tee 200x200x13x8 ditambah pelat penyambung 8 mm dengan data sebagai berikut : Hw= 187 mm H= 208 mm B= 200 mm tf= 21 mm tw= 8 mm y= 170.185 mm a= 16.8146 mm A = . . + . . = 11392 mm 2 q = . γbaja = 89,427 kgm I x = [ . . + . . ] + [ . . � + . �. ] + [ . . . + . . . + � ] = 3,28 .10 7 mm 4 I y = [ . . + . . ] + . . . = 1,42 . 10 8 mm 4 Z x = { [ . . ] + [�. . ] + [ . . � + ] } = 4,63 . 10 5 mm 3 Z y = . = 2,27. 10 6 mm 3 S x = , . = 1,93 . 10 5 mm 3 Universitas Sumatera Utara 82 Sy = , . = 7,09 . 10 5 mm 3 r x = = 53,73 mm ry = = 111,621 mm Kuat tarik nominal: ØP n = 0,9 . F y . A g = 246067,2 kg Cek terhadap persyaratan strength limit state : ØPn Pu 246067,2 kg 81767,679 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.5.3.9. KONTROL TERHADAP LENDUTAN ∆ �

∆ � 55,7 mm data dari sap 2000 60 mm 55,7 mm Nilai ∆ � lebih besar daripada ∆ � maka memenuhi syarat Total beban pada perencanaan ini adalah 6607,255 kg. 4.6. Perencanaan Balok Hoist Crane Bentang 20 meter 4.6.1. Perencanaan Balok IWF Built-Up Universitas Sumatera Utara 83  Pada perencanaan ini menggunakan 2 gelagar bridge beam  Data profil IWF built-up adalah sebagai berikut: B = 500 mm H = 986 mm H w = 950 mm t w = 14 mm t f = 18 mm  Data properti penampang adalah sebagai berikut: A = . . + . = 31300 mm 2 q = . γbaja = 245,705 kgm I x = { [ . . ] + [ . . − ] } + { . } = 3,11 .10 9 mm 4 I y = [ . . + . ] = 3,75 . 10 8 mm 4 S x = , . = 6,31 . 10 6 mm 3 Sy = , . = 1,50 . 10 6 mm 3 Z x = [ . . − ] + . . = 1,18 . 10 7 mm 3 Z y = , . = 2,25 . 10 6 mm 3 J = . + . . =8,43 . 10 6 mm 4 Universitas Sumatera Utara 84  Perhitungan gaya-gaya dalam ultimit pada balok hoist-crane : Panjang bentang hoist-crane : L = 20 m = 20000 mm Beban crane pada 1 balok : P = 5 Ton = 5000 kg Faktor kejut impact factor = 1,25 Beban crane desain : P = 5 Ton . 1,25 = 6,25 Ton Momen ultimit : = , . . . = 14742,3 kg.m = , . . �. = 50000 kg.m M u = M DL + M LL = 64742,3 kg.m = 647,423 KN.m Gaya geser maksimum akibat beban crane : V DL = 1,2 q u . L = 5896,92 kg V LL = 1,6 P2 = 10000 kg V u = V DL + V LL = 15896,92 kg Universitas Sumatera Utara 85  Cek kelangsingan penampang 1. Penampang sayap Cek penampang sayap : b t = 27,77778 λp =0,38 . E.F y 0,5 10,96966 λr =1,00 . E.F y 0,5 28,86751 ini adalah jenis penampang Non-kompak 2. Penampang badan  Parameter tekuk lateral LTB 1. Mencari nilai L p Nilai L p = √ = 109,4887 mm = , . . √ = 5562,772 mm Cek penampang badan : b t = 67,85714 λp =3,76 . E.F y 0,5 108,5419 λr =5,70 . E.F y 0,5 164,5448 ini adalah jenis penampang Kompak Universitas Sumatera Utara 86 2. Mencari nilai L r Nilai L r Ho= H - t f = 968 mm = . . = 8,79 . 10 13 mm 6 = √ √ . � = 169,696 mm C untuk profil I simetris ganda = 1 = , , √ � ℎ + √ � ℎ + , , = 24812,139 mm  Mencari nilai momen nominal 1. Kondisi pelelehan M n = M p = Z x . F y = 2848,98 KN.m 2. Kuat nominal komponen struktur terhadap momen lentur Dikarenakan komponen struktur memenuhi syarat ≤ ≤ maka kuat nominal komponen struktur terhadap momen lentur adalah = , . � , . � .+ + + = 0,92036216 = . [ − - 0,7 . � . . − � � − � ] = 731,3373 KN.m Dengan syarat : ≤ � Universitas Sumatera Utara 87 3. Tekuk lokal pelat sayap Dikarenakan pada pelat sayap adalah penampang Non-kompak maka: = . [ − - 0,7 . � . . λ −λ � λ � −λ � ] = 994,97 KN.m 4. Tekuk lokal pelat badan Dikarenakan pada pelat sayap adalah penampang kompak maka tekuk lokal pada pelat sayap tidak terjadi. Nilai momen nominal yang diambil adalah nilai momen nominal terkecil, yaitu 731,3373 KN.m .  Kontrol terhadap lentur ØMn Mu 0,9 . 731,3373 KN.m 647,423 KN.m 658,20354 KN.m 647,423 KN.m Nilai ØMn lebih besar daripada Mu maka memenuhi syarat  Kontrol terhadap geser V n = 0,6 F y A w C v = 191520 kg ØVn Vu 0,9 . 191520 kg 15896,92 kg 172368 kg 15896,92 kg Nilai ØVn lebih besar daripada Vu maka memenuhi syarat Universitas Sumatera Utara 88  Kontrol terhadap lendutan ∆ � ∆ � . . . . + �. . . 40 mm 24,98 mm Nilai ∆ � lebih besar daripada ∆ � maka memenuhi syarat  Berat bridge beam pada desain ini adalah sebesar 14742,3 kg

4.6.2. Perencanaan Balok Box-Girder Built-Up

 Pada perencanaan ini menggunakan 2 gelagar bridge beam  Data profil BOX-GIRDER built-up adalah sebagai berikut: B1 = 300 mm B = 350 mm H = 772 mm Hw= 750 mm tw = 10 mm tf = 11 mm  Data properti penampang adalah sebagai berikut: A = . . + . . = 22700 mm 2 q = . γbaja =178,195 kgm I x = { [ . . ] + [ . . − ] } + { . [ . ]} = 1,81 .10 9 mm 4 I y = . . . + . + . . . = 3,08 .10 8 mm 4 S x = , . = 4,709.10 6 mm 3 Universitas Sumatera Utara 89 Sy = , . = 1,76 .10 6 mm 3 Z x = [ . . − ] + . . = 5,74 .10 6 mm 3 Z y = [ . . − ] + . . =2,91 .10 6 mm 3 J = . . + . . = 2,43 .10 6 mm 4  Perhitungan gaya-gaya dalam ultimit pada balok hoist-crane : Panjang bentang hoist-crane : L = 20 m = 20000 mm Beban crane pada 1 balok : P = 5 Ton = 5000 kg Faktor kejut impact factor = 1,25 Beban crane desain : P = 5 Ton . 1,25 = 6,25 Ton Universitas Sumatera Utara 90 Momen ultimit : = , . . . = 10691,7 kg.m = , . . �. = 50000 kg.m M u = M DL + M LL = 60691,7 kg.m = 606,917 KN.m Gaya geser maksimum akibat beban crane : V DL = 1,2 q u . L = 4276,68 kg V LL = 1,6 P2 = 10000 kg V u = V DL + V LL = 14276,68 kg  Cek kelangsingan penampang 1. Penampang sayap Cek penampang sayap : b t = 27,27273 λp = 32,33162 λr = 40,41452 ini adalah jenis penampang Kompak 2. Penampang badan Cek penampang badan : b t = 75 λp = 69,85938 λr = 164,5448 ini adalah jenis penampang Non-kompak Universitas Sumatera Utara 91  Mencari nilai momen nominal 1. Kondisi pelelehan M n = M p = Z x . F y = 1378,164 KN.m 2. Tekuk lokal pelat sayap Dikarenakan pada pelat sayap adalah penampang kompak maka tekuk lokal pada pelat sayap tidak terjadi. 3. Tekuk lokal pelat badan Dikarenakan pada pelat badan adalah penampang Non-kompak maka: = − − � . . , . ℎ . √ − , = 1 364,681 KN.m Dengan syarat : ≤ � Nilai momen nominal yang diambil adalah nilai momen nominal terkecil, yaitu 1364,681 KN.m .  Kontrol terhadap lentur ØMn Mu 0,9 . 1364,681 KN.m 606,917 KN.m 1228,213 KN.m 606,917 KN.m Nilai ØMn lebih besar daripada Mu maka memenuhi syarat  Kontrol terhadap geser V n = 0,6 F y A w C v = 216000 kg ØVn Vu 0,9 . 216000 kg 14276,68 kg Universitas Sumatera Utara 92 194400 kg 14276,68 kg Nilai ØVn lebih besar daripada Vu maka memenuhi syarat  Kontrol terhadap lendutan ∆ � ∆ � . . . . + �. . . 40 mm 38.8586 mm Nilai ∆ � lebih besar daripada ∆ � maka memenuhi syarat  Berat bridge beam pada desain ini adalah sebesar 10691,7 kg 4.6.3. Perencanaan Balok Rangka Baja Bentag 20 meter 4.6.3.1. Pemodelan SAP Pada desain balok rangka baja terdapat 4 jenis batang yang perlu ditinjau, yakni: atas, diagonal, tengah, dan bawah. Gambar 4.6 pemodelan bentang 20 meter Universitas Sumatera Utara 93

4.6.3.2. Penomoran Frame

Penomoran frame pada model rangka baja ini dapat dilihat pada lampiran 3.

4.6.3.3. Model Pembebanan Crane pada Balok Gambar 4.7

jenis batang yang digunakan Gambar 4.8 pembebanan crane-1 pada pinggir bentang Universitas Sumatera Utara 94 Gambar 4.9 pembebanan crane-2 pada tengah bentang Gambar 4.10 pembebanan crane-3 pada tengah bentang daerah tengah frame Universitas Sumatera Utara 95

4.6.3.4. Hasil Analisa Struktur

Hasil analisa struktur dapat dilihat atau ditinjau melalui bantuan program SAP 2000.

4.6.3.5. Perencanaan Batang Atas

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 30 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L2 sebesar Pu = 110947,152 kg tekan Digunakan baja tee 175x175x11x7 ditambah pelat penyambung 8 mm dengan data sebagai berikut : Hw= 164 mm H= 183 mm B= 175 mm tf= 19 mm tw= 7 mm y= 150,0164 mm a= 13,98357 mm A = . . + . . = 8946 mm 2 q = . γbaja = 70,226 kgm I x = [ . . + . . ] + [ . . � + . �. ] + [ . . . + . . . + � ] = 1,96 .10 7 mm 4 I y = [ . . + . . ] + . . . = 8,54 . 10 7 mm 4 Z x = { [ . . ] + [�. . ] + [ . . � + ] } = 3,15 . 10 5 mm 3 Z y = . = 1,56. 10 6 mm 3 Universitas Sumatera Utara 96 S x = , . = 1,30 . 10 5 mm 3 Sy = , . = 4,88 . 10 5 mm 3 r x = = 46,849 mm ry = = 97,746 mm Cek kelangsingan: = 21,345 , √ = , Dikarenakan ≤ , √ maka nilai tegangan kritis, � adalah � = � � = 254,587 Mpa � = [ , ] . � = , MPa Kuat tekan nominal: P n = F cr .A = 144704,2 kg Cek terhadap persyaratan strength limit state : ØPn Pu 0,9 . 144704,2 kg 110947,152 kg 130233,8 kg 110947,152 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.6.3.6. Perencanaan Batang Diagonal

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 40 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L1 sebesar Pu = 29763,305 kg tekan Universitas Sumatera Utara 97 Digunakan baja UNP 150x75x9x12,5 dengan data sebagai berikut : H= 150 mm B= 75 mm tw= 9 mm tf= 12.5 mm q = 24,00 kgm I x = 1051 cm 4 I y = 147 cm 4 r x = 5,86 cm r y = 2,19 cm S x = 140 cm 3 S y = 28,3 cm 3 A = 30,59 cm 2 Cek kelangsingan: = 64,5759 , √ = , Dikarenakan ≤ , √ maka nilai tegangan kritis, � adalah � = � � = 135,958 Mpa � = [ , ] . � = , MPa Kuat tekan nominal: P n = F cr .A = 35068,28 kg Universitas Sumatera Utara 98 Cek terhadap persyaratan strength limit state : ØPn Pu 0,9 . 35068,28 kg 29763,305 kg 31561,45 kg 29763,305 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.6.3.7. Perencanaan Batang Tengah MIDDLE

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 78 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L1 sebesar Pu = 20095,564 kg tarik Digunakan pelat penyambung 8 mm dengan data sebagai berikut : H= 1000 mm B= 200 mm t= 8 mm q = 12,56 kgm I x = 533,333 cm 4 I y = 0,8533 cm 4 r x = 5,77 cm r y = 0,231 cm S x = 53,333 cm 3 S y = 2,133 cm 3 A =16 cm 2 Kuat tarik nominal: ØP n = 0,9 . F y . A g = 34560 kg Universitas Sumatera Utara 99 Cek terhadap persyaratan strength limit state : ØPn Pu 34560 kg 20095,564 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.6.3.8. Perencanaan Batang Bawah

Gaya – gaya ultimit yang bekerja pada batang atas terletak pada frame 1 dengan kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L2 sebesar Pu = 45274,859 kg tarik Digunakan baja tee 175x175x11x7 ditambah pelat penyambung 8 mm dengan data sebagai berikut : Hw= 164 mm H= 183 mm B= 175 mm tf= 19 mm tw= 7 mm y= 150,0164 mm a= 13,98357 mm A = . . + . . = 8946 mm 2 q = . γbaja = 70,226 kgm I x = [ . . + . . ] + [ . . � + . �. ] + [ . . . + . . . + � ] = 1,96 .10 7 mm 4 I y = [ . . + . . ] + . . . = 8,54 . 10 7 mm 4 Z x = { [ . . ] + [�. . ] + [ . . � + ] } = 3,15 . 10 5 mm 3 Z y = . = 1,56. 10 6 mm 3 Universitas Sumatera Utara 100 S x = , . = 1,30 . 10 5 mm 3 Sy = , . = 4,88 . 10 5 mm 3 r x = = 46,849 mm ry = = 97,746 mm Kuat tarik nominal: ØP n = 0,9 . F y . A g = 193233,6 kg Cek terhadap persyaratan strength limit state : ØPn Pu 193233,6 kg 45274,859 kg Nilai ØPn lebih besar daripada Pu maka memenuhi syarat

4.5.3.9. Kontrol Terhadap Lendutan

∆ � ∆ � 28,3 mm data dari sap 2000 40 mm 28,3 mm Nilai ∆ � lebih besar daripada ∆ � maka memenuhi syarat Total beban pada perencanaan ini adalah 3598,61 kg. Universitas Sumatera Utara 101

4.6 Hasil dan Pembahasan

Berikut adalah hasil bobot perencanaan diatas yang dapat kita bandingkan 1 Bentang 30 meter DESAIN Jenis profil baja Ukuran profil baja mm BOBO T kg Jumlah gelagar Total bobot kg Rangka baja memiliki bobot lebih ringan PROFIL IWF IWF 600 x 1144 x 22 x 18 10880, 1 2 21760,2 69,636 PROFIL BOX GIRDER Box-girder 500 x 1032 x 14 x 12 8949 2 17898 63,083 RANGKA BAJA Double Tee + pelat 8 mm 400 x 208 x 21 x 8 5186,766 1 6607,255 - UNP 200 x 80 x 7,5 x 11 1043,689 1 Pelat 8 mm 8 x 200 376,8 1 Rangka baja adalah desain perencanaan paling ringan jika ditinjau hingga mendekati batas lendutan izin Universitas Sumatera Utara 102 2 Bentang 20 meter DESAIN Jenis profil baja Ukuran profil baja mm BOBOT kg Jumlah gelagar Total bobot kg Rangka baja memiliki bobot lebih ringan PROFIL IWF IWF 500 x 986 x 18 x 14 7371,15 2 14742,3 75,59 PROFIL BOX GIRDER Box-girder 350 x 772 x 11 x 10 5345,85 2 10691,7 66,34 RANGKA BAJA Double Tee + pelat 8 mm 175 x 183 x 19 x 7 2668,588 1 3598,61 - UNP 150 x 75 x 9 x 12,5 678,823 1 Pelat 8 mm 8 x 200 251,2 1 Rangka baja adalah desain perencanaan paling ringan jika ditinjau hingga mendekati batas lendutan izin Universitas Sumatera Utara 103

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil evaluasi menggunakan 3 macam desain bridge beam yaitu profil IWF, Box-girder, dan rangka baja, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada bentang 30 meter rangka baja lebih ringan 69,636 dari desain profil IWF dan lebih ringan 63,083 dari desain profil box-girder. 2. Pada bentang 20 meter rangka baja lebih ringan 75,59 dari desain profil IWF dan lebih ringan 66,34 dari desain profil box-girder. 3. Pada bentang 30 meter nilai tahanan momen profil box-girder lebih besar 49,26 dari nilai momen tahanan profil IWF. 4. Pada bentang 20 meter nilai tahanan momen profil box-girder lebih besar 53,59 dari nilai momen tahanan profil IWF. 5. Dikarenakan jarak penambat pada rangka baja cukup kecil maka pengaruh momen terhadap rangka baja cukup kecil sehingga dapat diabaikan pada perencanaan. 6. Profil IWF dan profil Box-girder pada bentang 20 meter dan 30 meter harus di built-up dirancang khusus dikarenakan tidak ada profil yang cukup besar untuk perencanaan

5.2. Saran

Beberapa saran dapat disampaikan untuk melahirkan penelitian yang lebih baik pada masa yang akan datang yaitu sebagai berikut: 1. Analisis dapat diteliti lebih jauh dengan bentang yang lebih bervariasi. 2. Analisis terhadap sambungan profil agar dapat diketahui bobot yang lebih terperici untuk meningkatkan detail perencanaan. 3. Analisis dapat ditinjau lebih banyak dengan berbagai beban kran yang lebih bervariasi. Universitas Sumatera Utara