16
BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR
Pada bab ini akan dibahas perhitungan struktur dari gedung D’Soya Hotel yg direncanakan mengunakan struktur rangka baja. Perencanaan dimulai dengan
perencanaan atap kemudian perencanaan balok dan kolom.
4.1. Perencanaan Atap
Desain struktur atap direncanakan menggunakan kuda-kuda baja solid beam. Spesifikasi profil WF yang digunakan mengacu pada buku Tabel Profil Konstruksi
Baja oleh Ir. Rudy Gunawan. Kemiringan kuda-kuda baja solid beam direncanakan sebesar 15
.
4.1.1. Perencanaan Gording
GORDING TREKS
KUDA-KUDA
105 15°
620 105
105 105
105 105
A
C B
1 3
Gambar 4.1. Kuda-kuda dan Gording
CB = 620 cm cm
87 ,
641 15
cos cm
620 AB
Direncanakan gording menggunakan profil C 125 x 50 x 20 x 2,3 q = 4,51 kgm
Z
x
= 21,9 cm
3
r
x
= 4,88 cm I
x
= 137 cm
4
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
A = 5,747 cm
2
Z
y
= 6,22 cm
3
r
y
= 1,89 cm Iy = 20,6 cm
4
Direncanakan penutup atap dari fiber semen gelombang Eter6-6’ produksi PT. Eternit Gresik dengan spesifikasi ukuran :
panjang = 250 cm
berat = 12 kgm
2
lebar = 100 cm
tebal = 0,6 cm
Perhitungan Momen
Beban mati - Berat sendiri gording
= 4,51 kgm
- Berat penutup atap 12 kgm2 x 1,05 m = 12,60
kgm + 17,11
kgm - Berat alat pengikat ± 10
= 1,71 kgm +
qD = 18,82 kgm
M
x
D =
1 12
. 18,82 . cos 15 . 6
2
= 54,54 kg.m M
y
D =
1 12
. 18,82 . sin 15 .
6 3
2
= 1,62 kg.m
Beban hidup P = 100 kg
M
x
L =
1 8
. 100 . cos 15 . 6 = 72,44 kg.m
M
y
L =
1 8
. 100 . sin 15 .
6 3
= 6,47 kg.m
Beban air hujan q
= 40 – 0,8 α
≤ 20 kgm
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
= 40 – 0,8 . 15 ≤ 20 kgm
2
= 28 kgm
2
20 kgm
2
Jadi beban yang dipakai: qH = 20 kgm
2
. 1,05 m = 21 kgm M
x
H =
1 12
. 21 . cos 15 . 6
2
= 60,85 kg.m M
y
H =
1 12
. 21 . sin 15 .
6 3
2
= 1,81 kg.m
Beban angin Gaya angin = 25 kgm
2
C
1
= 0,02 . α – 0,4
= 0,02 . 15 – 0,4 = - 0,1
qW = - 0,1 . 1,05 . 25 = - 2,63 kgm angin hisap
C
2
= -0,4
qW = -0,4 . 1,05 . 25 = -10,5 kgm angin hisap
Jadi digunakan qW = -2,63 kgm M
x
W =
1 12
. -2,63 . 6
2
= -7,89 kg.m
Kombinasi beban SNI 03-1729-2002 pasal 6.2.2 1. M
ux
= 1,4 D
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
= 1,4 . 54,54 = 76,36 kg.m
2. M
ux
= 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H = 1,2 . 54,54 + 1,6 . 72,44 + 0,5 . 60,85
= 211,78 kg.m 3. M
ux
= 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W = 1,2 . 54,54 + 1,6 . 60,85 + 0,8 . -7,89
= 156,5 kg.m 4. M
ux
= 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H = 1,2 . 54,54 + 1,3 . -7,89 + 0,5 . 72,44 + 0,5 . 60,85
= 121,84 kg.m
1. M
uy
= 1,4 D = 1,4 . 1,62
= 2,27 kg.m 2. M
uy
= 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H = 1,2 . 1,62 + 1,6 . 6,47 + 0,5 . 1,81
= 13,2 kg.m 3. M
uy
= 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W = 1,2 . 1,62 + 1,6 . 1,81 + 0,8 . 0
= 4,84 kg.m 4. M
uy
= 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H = 1,2 . 1,62 + 1,3 . 0 + 0,5 . 6,47 + 0,5 . 1,81
= 6,08 kg.m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Kapasitas Penampang Profil SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4 Sayap
→ 74
, 21
3 ,
2 50
t b
14 ,
16 240
250 f
250
y r
r
penampang langsing
Badan →
35 ,
54 3
, 2
125
tw
h
44 ,
108 240
1680 f
1680
y p
p
penampang kompak
Lateral buckling : L
b
= 90,91 cm →
L
b
= jarak pengekang vertikal
L
b
Gambar 4.2. Pengekang Vertikal pada Gording
SNI 03-1729-2002 Tabel 8.3-2 : L
p
= 1,75 . r
y
.
y
f E
→ L
p
= batasan jarak pengekang vertikal
= 1,75 . 1,89 .
240 10
. 2
5
= 95,48 cm L
b
L
p
→ bentang pendek SNI 03-1729-2002 pasal 8.3.3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ϕM
nx
= ϕM
px
= ϕ . f
y
. Zx = 0,9 . 240 Nmm
2
. 21900 mm
3
= 4730400 N.mm = 473,04 kg.m ϕM
ny
= ϕM
py
= ϕ . f
y
. Zy = 0,9 . 240 Nmm
2
. 6220 mm
3
= 1343520 N.mm = 134,35 kg.m
Perhitungan Gaya Tekan Gaya Normal pada Gording akibat Angin SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.2
GORDING TREKS
KUDA-KUDA
105 15°
620 105
105 105
105 105
A
C B
2 7
9 ,4
7 2
5 2
,2 9
101.42 1
3
Gambar 4.3. Pembebanan Gaya Angin
Gaya angin = 25 kgm
2
N
u
= 25 . [
1 2
. 2,795 + 2,523 . 1,014 ] = 67,41 kg
L
k
= K
c
. L → K
c
= 0,5 jepit-jepit = 0,5 . 6 m
= 3 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
E f
. r
L .
1
y k
c
r
x
= 4,88 cm →
68 ,
10 .
2 240
. 88
, 4
300 .
1
5
c
r
y
= 1,89 cm →
75 ,
1 10
. 2
240 .
89 ,
1 300
. 1
5
c
Jadi digunakan λ
c
= 1,7 →
2 ,
1
c
maka ω = 1,25 . λ
c 2
= 1,25 . 1,75
2
= 3,83
ϕN
n
= ϕ . A
g
.
ω
y
f
= 0,85 . 574,7 mm
2
. 83
, 3
240
2
mm N
= 30610,65 N = 3061,07 kg
Perhitungan Gaya Geser
Beban mati V
D
=
1 2
. qD . cos 15 . L
=
1 2
. 18,82 . cos 15 . 6
= 54,54 kg
Beban hidup → Beban akibat pekerja
V
L
=
1 2
. P . cos 15 =
1 2
. 100 . cos 15
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
= 48,3 kg → Beban akibat air hujan
V
H
=
1 2
. qH . cos 15 . L
=
1 2
. 21 . cos 15 . 6
= 60,85 kg
Beban angin V
W
=
1 2
. qW . L =
1 2
. -2,63 . 6 = -7,89 kg
Kombinasi gaya geser 1. V
u
= 1,4 D = 1,4 . 54,54
= 76,36 kg 2. V
u
= 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H = 1,2 . 54,54 + 1,6 . 48,3 + 0,5 . 60,85
= 173,15 kg 3. V
u
= 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W = 1,2 . 54,54 + 1,6 . 60,85 + 0,8 . -7,89
= 156,5 kg 4. V
u
= 1,2 D + 1,3 W+ 0,5 L + 0,5 H = 1,2 . 54,54 + 1,3 . -7,89 + 0,5 . 48,3 + 0,5 . 60,85
= 109,77 kg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Kuat geser nominal SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2 35
, 54
3 ,
2 125
tw
h
K
n
2
h a
5 5
→ a = jarak antar pengekang vertikal = 90,91 cm
2
150 1
, 909
5 5
= 5,14
99 ,
71 240
10 .
2 .
14 ,
5 .
10 ,
1 .
. 10
, 1
5
y n
f E
K
Jadi :
y n
f E
. K
. 10
, 1
tw h
Maka digunakan pasal 8.8.3: ϕV
n
= ϕ . 0,6 . f
y
. Aw = 0,9 . 0,6 . 240 . 125 . 2,3
= 37260 N = 3726 kg
Interaksi Lentur dan Geser
n u
n u
V V
625 ,
M M
≤ 1,375
3726 15
, 173
625 ,
04 ,
473 78
, 211
≤ 1,375
0,48 ≤ 1,375 ...OK
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Interaksi Lentur dan Aksial
n u
N N
= 07
, 3061
41 ,
67
= 0,02 ≤ 0,2
Maka:
ny uy
nx ux
n u
M M
M M
N 2
N
≤ 1,0
35 ,
134 2
, 13
04 ,
473 78
, 211
07 ,
3061 .
2 41
, 67
≤ 1,0
0,56 ≤ 1,0 ...OK
Defleksi
Akibat beban qD merata = 18,82 kgm q
x
= q . cos α
= 18,82 . cos 15 = 18,18 kgm = 0,182 kgcm
q
y
= q . sin α
= 18,82 . sin 15 = 4,87 kgm = 0,049 kgcm
Akibat beban terpusat P = 100 kg P
x
= P . cos α
= 100 . cos 15 = 96,59 kg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
P
y
= P . sin α
= 100 . sin 15 = 25,88 kg
Lendutan arah sumbu x f
x
=
x 3
x x
4 x
I .
E L
. P
. 192
1 I
. E
L .
q .
384 1
= 137
. 10
. 2
600 .
59 ,
96 .
192 1
137 .
10 .
2 600
. 182
, .
384 1
6 3
6 4
= 0,22 + 0,4 = 0,62 cm
Lendutan arah sumbu y f
y
=
y 3
y y
4 y
I .
E L
. P
. 192
1 I
. E
L .
q .
384 1
=
6 ,
20 .
10 .
2 3
600 .
88 ,
25 .
192 1
6 ,
20 .
10 .
2 3
600 .
049 ,
. 384
1
6 3
6 4
= 0,005 + 0,03 = 0,035 cm
sb x
f
x
f
y
15°
Gambar 4.4. Lendutan Yang Terjadi pada Gording
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
f = 621
, 035
, 62
,
2 2
cm
f
= 67
, 1
360 600
360 L
cm →
f
=
360 L
SNI 03-1729-2002 Tabel 6.4-1
f ≤
f
0,621 cm ≤ 1,67 cm ...OK
4.1.2. Perencanaan Penggantung Gording
Kategori