Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggu (1)
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
1
-
ANALISA DIMENSI DAN STRUKTUR ATAP
MENGGUNAKAN METODE DAKTILITAS TERBATAS
M. Ikhsan Setiawan
ABSTRAK
Sttruktur gedung Akademi Keperawatan Universitas Muhammadiyah Surabaya
direncanakan ulang dengan menggunakan metode Daktilitas Terbatas. Dimana gedung
tersebut direncanakan sedemikian rupa dengan pendetailan khusus sehingga mampu
berperilaku inelastis terhadap beban siklis gempa tanpa mengalami keruntuhan getas.
Dalam hal ini beban gempa rencana harus diperhitungkan dengan menggunakan faktor
jenis struktur, K=2. Data umum dalam perencanaan penelitian ini sebagai berikut:
Analisa struktur ini meliputi perencanaan struktur atap baja dan plat beton,
perencanaan struktur primer balok dan kolom, serta perencanaan struktur sekunder
plat lantai dan tangga. Untuk perencanaan struktur bangunan bawah meliputi pondasi
tiang pancang, poer, dan sloof. Beban gempa pada struktur dihitung dengan metode
beban statis ekivalen (BSE), sedangkan untuk analisa struktur menggunakan progran
SAP 2000 versi 7.42. Output yang dihasilkan Analisa dengan Metode SAP 2000 ini
diwujudkan dalam bentuk laporan perhitungan struktur dan gambar-gambar detail baik
arsitektur maupun struktur yang dapat dijadikan acuan dalam pelaksanaan
pembangunan.
Kata Kunci: atap, dimensi, daktilitas terbatas, SAP 2000
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam penelitian ini dilakukan analisa perencanaan pembangunan Gedung
Universitas Muhammadiyah Surabaya yang berstruktur beton precast dengan daktilitas
dua atau terbatas. Perhitungan struktur dengan daktilitas dua dirancang agar bangunan
dapat berperilaku inelastis terhadap beban siklis gempa tanpa mengalami keruntuhan
getas, beban geser dasar akibat gempa untuk perancangan dengan daktilitas dua harus
ditentukan menurut “Standar Tatacara Perhitungan struktur beton Untuk Bangunan
Gedung 1991” dengan ketentuan, bahwa nilainya harus dihitung berdasarkan nilai
faktor jenis struktur sekurang-kurangnya K ≥ 2.
Perumusan Masalah
1. Berapa dimensi gording, ikatan angin, kuda-kuda dan analisa sambungan kudakuda?
2. Berapa kebutuhan tulangan lentur, geser dan torsi yang diperlukan sebagai penguat
struktur?
Batasan Masalah
Perencanaan untuk struktur bangunan atas dan bawah dengan tingkat daktilitas 2. Beban
gempa dihitung dengan Beban Statik Ekivalen dan analisa struktur dengan SAP 2000.
1. Perencanaan dan Perhitungan Bangunan Atas, meliputi :
a. Struktur Atap
: Rangka Baja dan Pelat Beton
2. Analisa Struktur
a. Menggunakan metode daktilitas 2
2
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
b. Perhitungan mekanika struktur (kecuali struktur pelat lantai) untuk mendapatkan
gaya-gaya dalam bidang (bidang M, D, N) menggunakan Program Bantu SAP
2000 Non Linear.
METODE PENELITIAN
Gambar 3 Diagram Alir Perencanaan
Data umum bangunan :
Data umum bangunan:
Nama Gedung
: Gedung Akademi Keperawatan UNMUH
Lokasi
: Jl. Sutorejo 59 Mulyosari Surabaya
Luas Bangunan : 1818 m2
Tinggi Bangunan : 12 m
Data Bahan :
Mutu Beton (fc’) : 25 MPa
Mutu Baja (fy) : 390 MPa (BJ 37) untuk tulangan utama
240 MPa (BJ 37) untuk tulangan geser
Data Tanah
Data tanah yang digunakan adalah data tanah dari laboraturium seperti yang
terlampir.
PERHITUNGAN DIMENSI
Data-Data Perhitungan
Bahan kuda-kuda
: Baja Wide Flange (WF) Shape
Bahan gording
: Baja Light Lip Chanels
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
3
Mutu baja
Jenis bangunan
Bahan penutup atap
Bentang kuda-kuda
Jarak kuda-kuda
Jenis atap
Jarak antar gording
Sudut kemiringan (α)
Penggantung gording
: BJ 37 (σ = 1600 kg/cm2)
: Konstruksi tertutup
: Genting
: 18 m
:8m
: Pelana
: 1.04 m
: 30˚
: 2 buah
Gambar 4. Rencana Struktur Atap
Perhitungan Gording
Kontrol usuk
Pembebanan
0,5 x50
Q atap + rangka :
= 0,25 kg/m
100
Perhitungan momen
P = 100 kg
q = 0 ,2 5 k g /m
L = 1 ,0 4 m
Gambar 5 Peninjauan Momen
1
1
1
1
.q.l2 + .p.l= .0,25.1042 + .100.104= 2938 kg cm
8
4
8
4
Kontrol tegangan kayu usuk 5/7 (σ = 150 kg/m2 , untuk kayu mutu A
kelas I) harus memenuhi persyaratan control tegengan sebagai berikut
σ˚ ≤ σ
M=
4
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
M
M
=
.≤ σ
W
1 / 6.b.h
2938
σ˚ =
= 71,96 kg/cm2 < 150 kg/cm2
1 / 6 .5 .7
σ˚ =
(ok)
Kontrol lendutan
δ˚ = 0,02 + 0,13 = 0,15 cm < δ = 0,42 cm (ok)
dimana :
E = Modulus kayu kelas I (125000 kg/cm2) pada PPKI
1
.b.h3)
I =Momen Inersia Kayu (
12
Jadi dengan jarak gording 104 cm kayu usuk 5/7 bisa digunakan karena memenuhi
syarat tegangan dan lendutan ijin untuk dipakai.
Perencanaan Gording
Direncanakan pakai gording Light Lip Channels C 150 x 75 x 20 x 4,5
150
20
4,5
75
Gambar 6: Profil Gording
Berat sendiri (q)
= 7,5 kg/m
Momen Inersia (Ix)
= 489 kg/m4
Momen Inersia (Iy)
= 99,2 kg/m4
Section modulus (Wx)
= 72,1 cm3
Section Modulus (Wy)
= 16,8 cm3
Perhitungan Pembebanan
qs
a
in
q cos a
q
Gambar 7. Peninjauan Beban
1. Beban Mati
Berat Total (qd total)
qdx = 89,89 (sin 30˚) = 44,95 kg/m
qdy = 89,89 (cos 30˚) = 77,85 kg/m
2. Beban Hidup
a. Beban Terpusat
Px = 100 (cos 30˚) = 86,6 kg
= 89,89 kg/m
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
b.
Beban Air Hujan
q = W x jarak gording
= 16 x 1,04
= 16,64 kg/m
qlx = 16,64 (sin 30˚) = 8,32 kg
qlx = 16,64 (cos 30˚) = 14,41 kg
3. Beban Angin
qw = 40 {(0,02 x 30) – 0,4} x 1,04 = 8,32 kg/m
Kombinasi Pembebanan
1+2
Mx = 359,6 + 100
= 459,6 kgm
My = 69,2 + 157,73
= 126,93 kgm
1 + 3 + 4 Mx = 359,6 + 0 + 66,56 = 426,16 kgm
My = 69,2 + 7,4 + 12,81 =
76,6 kgm
Dari kombinasi momen di atas yang menentukan adalah ;
Mx = 459,6 kgm
My = 126,93 kgm
Perencanaan Penggantung Gording
Pembebanan Gording
Beban Mati
Berat Total (qd total)
= 89,89 kg/m
Beban Hidup
Beban Pekerja
= 100 kg/m2
Perhitungan Penggantung Gording
1
2
3
4
5
6
7
8
9
104
10
11
12
250
Gambar 8: Penggantung Gording
1,04
β = arc tg
2,67
0
β = 21,28
Px = 50 kg
qx = 44,95 kg/m
a = qx.L
= 44,95.1,04 = 46,75 kg
ΣQx = a + Px
= 46,75 + 50 = 96,75 kg
n = 12
5
6
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
12. Q x
. sin
12.96,75
=
= 1,98 cm2
1600. sin 21,28
A =
4. A
4.1,98
=
= 1,58 cm
Maka dipakai penggantung gording Ø 16 mm.
Perhitungan Ikatan Angin
Kontrol batang tarik berdasarkan PPBBI ’89 Ps. 3.4.
9,02
l
4,51 cm
2
l
d
500
dimana : l = panjang ikatan angin
451
0,9
dmin =
500
jadi dipakai diameter ikatan angin 19 mm
Perhitungan Kuda – Kuda
Pada perencanaan atap baja ini menggunakan profil baja WF 350.175.7.11 yang
mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 1039,23 cm
Q
= 49,6 kg/m
A
= 63,14 cm2
Ix
= 13600 cm4
Iy
= 984 cm4
Wx
= 775 cm3
Wy
= 112 cm3
ts
= 11 mm
tb
= 7 mm
ix
= 14,7 cm
iy
= 3,95 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut :
Momen perletakan kiri
= 2028,11 Kg-m
Momen perletakan kanan
= 1607,17 Kg-m
Momen perletakan tengah
= 1590,86 Kg-m
Gaya aksial (N)
= 3052 Kg
Kontrol Tegangan Maksimum
L 1039,23
λ=
70,69 …………… ω = 1,478
14,7
ix
M .P 159086 1,478 3052
276,71 kg/cm2
σmax =
Wx
A
775
63,14
2
σmax = 276,71 kg/cm < σ = 1600 kg/cm2
Maka profil WF 350.175.7.11 dapat dipakai sebagai kuda – kuda.
Perhitungan Setengah Kuda – Kuda
Ø =
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
7
Pada perencanaan setengah kuda - kuda ini menggunakan profil baja WF 100.100.6.8
yang mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 206 cm
Q
= 17,2 kg/m
A
= 21,9 cm2
Ix
= 383 cm4
Iy
= 134 cm4
Wx
= 76,5 cm3
Wy
= 26,7 cm3
ts
= 8 mm
tb
= 6 mm
ix
= 4,18 cm
iy
= 2,47 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut :
M
= 626,54 Kg-m
N
= 204,83 Kg
D
= 354,76 Kg
Kontrol Tegangan Maksimum
L 206
42,9 …………… ω = 1,169
λ=
ix 4,8
M .P 62654 1,169 204,83
829,94 kg/cm2
σmax =
Wx
A
76,5
21,9
2
σmax = 829,94 kg/cm < σ = 1600 kg/cm2
Maka profil WF 100.100.6.8 dapat dipakai sebagai setengah kuda – kuda.
Perhitungan Kolom Pendek Kuda – Kuda
Pada perencanaan kolom pendek ini menggunakan profil baja WF 350.175.7.11 yang
mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 120 cm
Q
= 49,6 kg/m
A
= 63,14 cm2
Ix
= 13600 cm4
Iy
= 984 cm4
Wx
= 775 cm3
Wy
= 112 cm3
ts
= 11 mm
tb
= 7 mm
ix
= 14,7 cm
iy
= 3,95 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut :
M
= 1817,77 Kg-m
N
= 3133,26 Kg
D
= 2456,28 Kg
Kontrol Tegangan Maksimum
8
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
L 120
8,16 …………… ω = 1,000
ix 14,7
M .P 181777 1,000 3133,26
284,17 kg/cm2
σmax =
775
63,14
Wx
A
2
σmax = 284,17 kg/cm < σ = 1600 kg/cm2
λ=
Maka profil WF 350.175.7.11 dapat dipakai sebagai kolom pendek kuda –
kuda.
Perhitungan Sambungan
Sambungan Kuda – Kuda dan Kolom Pendek
64,15
Gambar 13. Detail Sambungan Kuda – Kuda Dan Kolom Pendek
Dari analisa struktur didapat data – data sebagai berikut :
M
= 140157 kgcm
D
= 2456,28 kg
N
= 3086,29 kg
Kontrol tegangan :
N M 3086,29 140157
229,73 1600kg / cm 2
63,14
775
A Wx
Sambungan Baut
Direncanakan Ø baut = 19 mm
A = ¼.π.Ø2 = 2,84 cm2
Σd2
= d 12 d 22 d 32 d 42
= 12,52 + 222 + 312 + 40,52 = 3241,5 cm
dmak = 40,5 cm
Tegangan ideal :
2 1,56 2 308,3 2 1,56(129,24) 2
= 348,02 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 …………………………… OK!
Sambungan Las
A = 2 ( b + d1 ) + 2 ( b + d2 )
= 2 ( 17,5 + 40,42 ) + 2 ( 17,5 + 12,09 ) = 175,02 cm2
d2
d2
b.d
W = b.d
3
3
40,45 2
12,09 2
(17,5 12,09)
= (17,5 40,42)
3
3
3
= 1467,55 cm
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
Kontrol tegangan
Akibat Momen
M 140157
95,5kg / cm 2
W 1467,55
Akibat Geser
Gambar 14: Detail Las
Pv 3670,35
v
20,97kg / cm 2
175,02
A
idiil 2 3( v ) 2 95,5 2 3(20,97) 2 102,17kg / cm 2
tot 2 ( H ) 2 95,5 2 20,97 2 97,78kg / cm 2
τ = 0,6×1600 = 960 kg/cm2
102,17
tc = tot
0,11 diambil 0,5 cm
960
Kaki alas
tc
0,5
a=
0,71
0,707 0,707
Tebal plat penyambung
tmax
= amax + 0,1
= 0,71 + 0,1
= 0,81 cm
ladi diambil tebal plat penyambung minimal 1 cm
Kontrol :
Tc ≤ 1/2.t.√2
0,5 ≤ ½×1×√2
0,5 ≤ 0,71 ……………………………………………….. OK!
9
10
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
Sambungan Overstek dan Kolom Pendek
Gambar 15: Detail Sambungan Overstek dan Kolom
Dari analisa struktur didapat data – data sebagai berikut :
M
= 62654 kgcm
D
= 354,76 kg
N
= 204,83 kg
Kontrol tegangan :
N M 204,83 62654
828,36 1600kg / cm 2
21,9
765
A Wx
Sambungan Baut
Direncanakan Ø baut = 19 mm
Tegangan ideal :
2 1,56 2 1092,14 2 1,56(36,06) 2
= 1093,07 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 ……………………… OK!
Sambungan Las
A = 2 ( b + d1 ) + 2 ( b + d2 )
= 2 ( 10 + 10,05 ) + 2 ( 10 + 11,55 ) = 83,2 cm2
d2
d2
b.d
W = b.d
3
3
2
10,5
11,55 2
(10 11,55)
= (10 10,5)
3
3
3
= 297,22 cm
Kontrol tegangan
Akibat Momen
62654
M
210,8kg / cm 2
W 297,22
Akibat Geser
Pv 409,65
v
4,92kg / cm 2
83,2
A
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
-
Gambar 16. Detail Las
idiil 2 3( v ) 2 210,8 2 3(4,92) 2 210,97kg / cm 2
tot 2 ( H ) 2 210,8 2 4,92 2 210,86kg / cm 2
τ = 0,6×1600 = 960 kg/cm2
210,97
0,22 diambil 0,5 cm
tc = tot
960
Kaki alas
tc
0,5
a=
0,71
0,707 0,707
Tebal plat penyambung
tmax = amax + 0,1
= 0,71 + 0,1
= 0,81 cm
ladi diambil tebal plat penyambung minimal 1 cm
Kontrol :
Tc ≤ 1/2.t.√2
0,5 ≤ ½×1×√2
0,5 ≤ 1,06 ……………………………………………….. OK!
Sambungan Kapstain
Gambar 17: Detail Sambungan Kapstain
Dari analisa struktur didapat data – data sebagai berikut :
M
= 160717 kgcm
D
= 1271,1 kg
N
= 1862,51 kg
11
12
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
Kontrol tegangan :
N M 1862,51 160717
236,87 1600kg / cm 2
63,14
775
A Wx
Sambungan Baut
Direncanakan Ø baut = 19 mm
A = ¼.π.Ø2 = 2,84 cm2
Σd2 = d 12 d 22 d 32 d 42
= 12,52 + 222 + 312 + 40,52 = 3241,5 cm
dmak = 40,5 cm
Tegangan ideal :
2 1,56 2 353,53 2 1,56(71,55) 2
= 364,65 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 …………………… OK!
Sambungan Las
A = 2 ( b + d1 ) + 2 ( b + d2 )
= 2 ( 17,5 + 40,42 ) + 2 ( 17,5 + 12,09 ) = 175 cm2
d2
d2
b.d
W = b.d
3
3
40,42 2
12,09 2
(17,5 12,09)
= (17,5 40,42)
3
3
= 1467,55 cm3
Kontrol tegangan:
Gambar 18. Detail Las
idiil 2 3( v ) 2 109,512 3(11,61) 2 111,34kg / cm 2
tot 2 ( H ) 2 109,512 11,612 110,12kg / cm 2
τ = 0,6×1600 = 960 kg/cm2
110,34
0,11 diambil 0,5 cm
tc = tot
960
Kaki alas
tc
0,5
a=
0,71
0,707 0,707
Tebal plat penyambung
tmax = amax + 0,1
= 0,71 + 0,1
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
= 0,81 cm
jadi diambil tebal plat penyambung minimal 1 cm
Kontrol :
Tc ≤ 1/2.t.√2
0,5 ≤ ½×1×√2
0,5 ≤ 1,06 ……………………………………………….. OK!
Perencanaan Plat Landasan
fc’
=
25 Mpa
σ plat (Bj 37)
=
160 Mpa = 1600 kg/cm2
σ ta angker (Bj 37)
=
160 Mpa = 1600 kg/cm2
σ
=
160 Mpa = 1600 kg/cm2
σ tb angker (Bj 37)
=
0,3 x fc’ = 7,5 Mpa = 75 kg/cm2
Profil kolom WF 200.200.12.12
300
b
H
300
b
a
B
a
Dari out put SAP 2000
M = 1817,77 kg.m
N = 2456,28 kg
D = 3133,26 kg
Tegangan yang terjadi :
N M
σ1,2 =
±
A W
2456,28 181777
=
30 30 16 30.30 2
σ1 = 2,73 + 40,395 = 43,125 kg/cm2
σ2 = 2,73 - 40,395 = - 37,665 kg/cm2
Gambar 19: Detail Perletakan Kolom Pendek
Syarat dimensi plat :
N 2456,28
A
32,75 cm 2
75
b
Dimensi landasan :
B = 30 cm dan H = 30 cm
30 17,5
a =
6,25 cm
2
30 17,5
b =
6,25 cm
2
Momen pada plat :
M1 = 1/6 × a × b2 × σ1
= 1/6 × 6,25 × 6,252 × 43,125 = 1754,76 kg.cm
M2 = 1/6 × B × a2 × σ2
= 1/6 × 17,52 6,25 43,125 = 4913,33 kg.cm
13
14
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
M1 < M2 jadi yang menentukan adalah M2
Perencanaan tebal plat :
M
σo =
≤ σ = 1600 kg/cm2
W
4913,33
=
≤ σ = 1600 kg/cm2
1 30.t 2
6
t
=
6M
30.1600
6 4913,33
30.1600
= 0,78 cm → dipakai plat dengan t = 1 cm
=
Perhitungan Plat Landas
Dari out put SAP 2000
M = 1817,77 kg.m
N
= 2456,28 kg
D
= 3133,26 kg
Direncanakan e = 3,125 cm
x1
43,125
30 x1 37,665
x1
= 14 cm
x2
= 30 – 14 = 16cm
f
= x2 – e
= 16 – 3,125 = 13,875 cm
M = 0
Cc’.a – M – N.f = 0
Cc’.23,75 – 181777 – 2456,28.12,875 = 0
Cc’ = 8985,33 kg
V = 0
Cc’ – N – T = 0
T = 8985,33 – 2456,28
= 6529,05 kg
Direncanakan pakai 4 baut per sisinya
6529,05
1632,26 kg
T
=
4
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
-
M
e
N
N
Cc'
43,125 kg
X1
X2
37,665 kg
T
a
f
Gambar 20. Perhitungan
Baut
T
T
σ
=
A
A
1632,26
A
=
1,02
1600
4. A
4 1,02
D
=
=
= 1,14 cm
π
Dipakai D16 mm untuk tiap sisinya, A = 2,011 cm2
Kontrol akibat geser
D 3133,26
k =
783,315 kg
n
4
k
7
175 ,54 kg ≤ τ.0,5.σ = 928 kg/cm2 (Ok)
τ =
2
1
A 4 4 1,6
Beban maksimum baut :
τmaks
= 6529,05 kg
6529,05
σt
= maks
811,82 kg / cm 2
2
1
A
4 4 1,6
Tegangan ideal :
σi
=
=
σ 2 + 1,56 τ 2
811,82 2 1,56 79,4 2
= 817,85 kg/cm2 < σ = 1600 kg/cm2 …… ok
Perhitungan Panjang angker (SKSNI T-15-1991-03 ps.3.5.2)
0,02 xAxfy
Ldb =
fc'
0,02 x 2,011x 240
=
25
= 193,02 mm
15
16
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
tidak boleh kurang dari :
0,06 x db x fy = 0,06 x 16 x 240
= 230,4 mm
Dipakai panjang penyaluran 250 mm
Perhitungan Sambungan Kolom dengan Plat landasan
Dari out put SAP 2000
M = 1817,77 kg.m
N
= 2456,28 kg
D
= 3133,26 kg
L1 = 2 × 30 = 60 cm
L1 = 4 × 6,25 = 25 cm
L1 = 2 × 15,7 = 35 cm
L1 = 2 × 8.375= 33,5 cm
L1 = 2 × 15,3 = 30,6 cm +
L tot = 184,1 cm
L1
L2
L2
L5
L3
L3
L4
L4
Gambar 21: Detail Plat Landasan
Direncanakan tebal las 0,6 cm, jadi tebal efektif = 0,6× 1 2 2 = 0,424
Luasan las = 0,424 × 184,1 = 78,06 cm2
Titik berat las :
17,5
x=
8,75 cm
2
17,5
8,75 cm
y=
2
Perhitungan Inersia Las :
1
1
× 0,424 ×
Ix = {2 × [( ×30 × 0,4243) + (30 × 0,424 × 9,752)]} + {4× [(
12
12
1
17,53) + ( 0,424 × 17,5 × 0)]} + {4 × [( ×0,424 × 8,3753) + (0,424 ×
12
1
8,375 × 4,1875)]} + {2 × [( × 0,424 × 15,33) + (0,424 × 15,3 × 0)]}
12
4
= 4200,27 cm
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
17
1
1
× 0,424 × 303) + ( 0,424 × 30 × 0)]} + {4 ×[(
× 0,424 ×
12
12
1
6,243) + (0,424 × 6,25 × 11,8752)]} + {2 × [( × 17,5 × 0,4243) + ( 17,5
12
1
× 0,424 × 8,752)]} + {4 × [( × 8,375 × 0,4243) + (8,375 × 0,424 ×
12
1
× 15,3 × 0,4243) + (15,3 × 0,424 × 0)]}
7,652)]} + {2 × [(
12
= 5405,34 cm4
Ip = Ix + Iy
= 4200,27 + 5405,34
= 9605,61 cm4
Kontrol tegangan
Akibat Momen
M y 181777 8,75
H
165,585 kg / cm 2
9605,61
Ip
M x 181777 8,75
V
165,585 kg / cm 2
9605,61
Ip
Akibat geser
D
D
3133,26
40,14kg / cm 2
τv
=
A 2.b 4.d
78,06
Iy = {2 × [(
= τ v2 + τ H2 = (165,585 40.14) 2 165,585 2
= 264,08 kg/cm2 < 960 kg/cm2…………(OK)
τijin
= 0,6 x σ
= 0,6 x 1600 kg/m2
= 960 kg/cm2
Tot 264,08
tcperlu =
0,275 cm (dipakai 0,5 cm)
ijin
960
tc
0,5
0,707 cm
kaki las = a =
0,707 0,707
a = 0,707 cm ≤ (1 cm – 0,1 cm = 0,9 cm)…………..Ok
τTot
Kesimpulan
1. Dimensi yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
kayu usuk 5/7 (σ = 150 kg/m2 , untuk kayu mutu A kelas I)
profil Light Lip Channels 150 x75x20x4,5
penggantung gording Ø 16 mm.
Kuda-kuda profil baja WF 350.175.7.11
Ssetengah kuda-kuda menggunakan profil baja WF 100.100.6.8
5. Pada perencanaan kolom pendek ini menggunakan profil baja
350.175.7.11 yang mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 120 cm
Q
= 49,6 kg/m
WF
18
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
A
= 63,14 cm2
Ix
= 13600 cm4
Iy
= 984 cm4
Wx
= 775 cm3
Wy
= 112 cm3
ts
= 11 mm
tb
= 7 mm
ix
= 14,7 cm
iy
= 3,95 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut:
M
= 1817,77 Kg-m
N
= 3133,26 Kg
D
= 2456,28 Kg
Maka profil WF 350.175.7.11 dapat dipakai sebagai kolom pendek kuda – kuda.
Daftar Pustaka
Departemen Pekerjaan Umum (1983), Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk
Bangunan Gedung (PPIUG 1983), Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan
Masalah Bangunan.
Departemen Pekerjaan Umum (1971), Pedoman Beton 1971, Badan
dan
Pengembangan Departemen Pekerjaan Umum.
Departemen Pekerjaan Umum (1989), Pedoman Beton 1989, Badan dan pengembangan
Depertemen Pekerjaan Umum.
Departemen Pekerjaan Umum (1991), Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung (SKSNI T-15-1991-03), Bandung: Yayasan Lembaga
Penyelidikan Masalah Bangunan.
Departemen pekerjaan Umum (1987), Peraturan Perencanaan Ketehanan Gempa Untuk
Rumah dan Gedung (SKBI-1.3.531987), Jakarta : Yayasan Badan Penerbit PU.
Kusuma, Gideon dan W.C. Vis (1997), Perencanaan Struktur Pada Daerah Rawan
Gempa (CUR 3) Edisi 6, Penerbit Erlangga.
L. Wahyudi dan Syahril A. Rahim (1999), Struktur Beton Bertulang, Jakarta: PT
Gramedia Pustaka Utama
Sardjono HS (1987), Pondasi Tiang Pancang, Surabaya: Penerbit Sinar Wijaya.
Wang, C.K, dan Charles G. Salmon (1990), Disain Beton Bertulang Edisi ke 4, Jakarta:
Penerbit Erlangga.
1
-
ANALISA DIMENSI DAN STRUKTUR ATAP
MENGGUNAKAN METODE DAKTILITAS TERBATAS
M. Ikhsan Setiawan
ABSTRAK
Sttruktur gedung Akademi Keperawatan Universitas Muhammadiyah Surabaya
direncanakan ulang dengan menggunakan metode Daktilitas Terbatas. Dimana gedung
tersebut direncanakan sedemikian rupa dengan pendetailan khusus sehingga mampu
berperilaku inelastis terhadap beban siklis gempa tanpa mengalami keruntuhan getas.
Dalam hal ini beban gempa rencana harus diperhitungkan dengan menggunakan faktor
jenis struktur, K=2. Data umum dalam perencanaan penelitian ini sebagai berikut:
Analisa struktur ini meliputi perencanaan struktur atap baja dan plat beton,
perencanaan struktur primer balok dan kolom, serta perencanaan struktur sekunder
plat lantai dan tangga. Untuk perencanaan struktur bangunan bawah meliputi pondasi
tiang pancang, poer, dan sloof. Beban gempa pada struktur dihitung dengan metode
beban statis ekivalen (BSE), sedangkan untuk analisa struktur menggunakan progran
SAP 2000 versi 7.42. Output yang dihasilkan Analisa dengan Metode SAP 2000 ini
diwujudkan dalam bentuk laporan perhitungan struktur dan gambar-gambar detail baik
arsitektur maupun struktur yang dapat dijadikan acuan dalam pelaksanaan
pembangunan.
Kata Kunci: atap, dimensi, daktilitas terbatas, SAP 2000
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam penelitian ini dilakukan analisa perencanaan pembangunan Gedung
Universitas Muhammadiyah Surabaya yang berstruktur beton precast dengan daktilitas
dua atau terbatas. Perhitungan struktur dengan daktilitas dua dirancang agar bangunan
dapat berperilaku inelastis terhadap beban siklis gempa tanpa mengalami keruntuhan
getas, beban geser dasar akibat gempa untuk perancangan dengan daktilitas dua harus
ditentukan menurut “Standar Tatacara Perhitungan struktur beton Untuk Bangunan
Gedung 1991” dengan ketentuan, bahwa nilainya harus dihitung berdasarkan nilai
faktor jenis struktur sekurang-kurangnya K ≥ 2.
Perumusan Masalah
1. Berapa dimensi gording, ikatan angin, kuda-kuda dan analisa sambungan kudakuda?
2. Berapa kebutuhan tulangan lentur, geser dan torsi yang diperlukan sebagai penguat
struktur?
Batasan Masalah
Perencanaan untuk struktur bangunan atas dan bawah dengan tingkat daktilitas 2. Beban
gempa dihitung dengan Beban Statik Ekivalen dan analisa struktur dengan SAP 2000.
1. Perencanaan dan Perhitungan Bangunan Atas, meliputi :
a. Struktur Atap
: Rangka Baja dan Pelat Beton
2. Analisa Struktur
a. Menggunakan metode daktilitas 2
2
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
b. Perhitungan mekanika struktur (kecuali struktur pelat lantai) untuk mendapatkan
gaya-gaya dalam bidang (bidang M, D, N) menggunakan Program Bantu SAP
2000 Non Linear.
METODE PENELITIAN
Gambar 3 Diagram Alir Perencanaan
Data umum bangunan :
Data umum bangunan:
Nama Gedung
: Gedung Akademi Keperawatan UNMUH
Lokasi
: Jl. Sutorejo 59 Mulyosari Surabaya
Luas Bangunan : 1818 m2
Tinggi Bangunan : 12 m
Data Bahan :
Mutu Beton (fc’) : 25 MPa
Mutu Baja (fy) : 390 MPa (BJ 37) untuk tulangan utama
240 MPa (BJ 37) untuk tulangan geser
Data Tanah
Data tanah yang digunakan adalah data tanah dari laboraturium seperti yang
terlampir.
PERHITUNGAN DIMENSI
Data-Data Perhitungan
Bahan kuda-kuda
: Baja Wide Flange (WF) Shape
Bahan gording
: Baja Light Lip Chanels
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
3
Mutu baja
Jenis bangunan
Bahan penutup atap
Bentang kuda-kuda
Jarak kuda-kuda
Jenis atap
Jarak antar gording
Sudut kemiringan (α)
Penggantung gording
: BJ 37 (σ = 1600 kg/cm2)
: Konstruksi tertutup
: Genting
: 18 m
:8m
: Pelana
: 1.04 m
: 30˚
: 2 buah
Gambar 4. Rencana Struktur Atap
Perhitungan Gording
Kontrol usuk
Pembebanan
0,5 x50
Q atap + rangka :
= 0,25 kg/m
100
Perhitungan momen
P = 100 kg
q = 0 ,2 5 k g /m
L = 1 ,0 4 m
Gambar 5 Peninjauan Momen
1
1
1
1
.q.l2 + .p.l= .0,25.1042 + .100.104= 2938 kg cm
8
4
8
4
Kontrol tegangan kayu usuk 5/7 (σ = 150 kg/m2 , untuk kayu mutu A
kelas I) harus memenuhi persyaratan control tegengan sebagai berikut
σ˚ ≤ σ
M=
4
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
M
M
=
.≤ σ
W
1 / 6.b.h
2938
σ˚ =
= 71,96 kg/cm2 < 150 kg/cm2
1 / 6 .5 .7
σ˚ =
(ok)
Kontrol lendutan
δ˚ = 0,02 + 0,13 = 0,15 cm < δ = 0,42 cm (ok)
dimana :
E = Modulus kayu kelas I (125000 kg/cm2) pada PPKI
1
.b.h3)
I =Momen Inersia Kayu (
12
Jadi dengan jarak gording 104 cm kayu usuk 5/7 bisa digunakan karena memenuhi
syarat tegangan dan lendutan ijin untuk dipakai.
Perencanaan Gording
Direncanakan pakai gording Light Lip Channels C 150 x 75 x 20 x 4,5
150
20
4,5
75
Gambar 6: Profil Gording
Berat sendiri (q)
= 7,5 kg/m
Momen Inersia (Ix)
= 489 kg/m4
Momen Inersia (Iy)
= 99,2 kg/m4
Section modulus (Wx)
= 72,1 cm3
Section Modulus (Wy)
= 16,8 cm3
Perhitungan Pembebanan
qs
a
in
q cos a
q
Gambar 7. Peninjauan Beban
1. Beban Mati
Berat Total (qd total)
qdx = 89,89 (sin 30˚) = 44,95 kg/m
qdy = 89,89 (cos 30˚) = 77,85 kg/m
2. Beban Hidup
a. Beban Terpusat
Px = 100 (cos 30˚) = 86,6 kg
= 89,89 kg/m
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
b.
Beban Air Hujan
q = W x jarak gording
= 16 x 1,04
= 16,64 kg/m
qlx = 16,64 (sin 30˚) = 8,32 kg
qlx = 16,64 (cos 30˚) = 14,41 kg
3. Beban Angin
qw = 40 {(0,02 x 30) – 0,4} x 1,04 = 8,32 kg/m
Kombinasi Pembebanan
1+2
Mx = 359,6 + 100
= 459,6 kgm
My = 69,2 + 157,73
= 126,93 kgm
1 + 3 + 4 Mx = 359,6 + 0 + 66,56 = 426,16 kgm
My = 69,2 + 7,4 + 12,81 =
76,6 kgm
Dari kombinasi momen di atas yang menentukan adalah ;
Mx = 459,6 kgm
My = 126,93 kgm
Perencanaan Penggantung Gording
Pembebanan Gording
Beban Mati
Berat Total (qd total)
= 89,89 kg/m
Beban Hidup
Beban Pekerja
= 100 kg/m2
Perhitungan Penggantung Gording
1
2
3
4
5
6
7
8
9
104
10
11
12
250
Gambar 8: Penggantung Gording
1,04
β = arc tg
2,67
0
β = 21,28
Px = 50 kg
qx = 44,95 kg/m
a = qx.L
= 44,95.1,04 = 46,75 kg
ΣQx = a + Px
= 46,75 + 50 = 96,75 kg
n = 12
5
6
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
12. Q x
. sin
12.96,75
=
= 1,98 cm2
1600. sin 21,28
A =
4. A
4.1,98
=
= 1,58 cm
Maka dipakai penggantung gording Ø 16 mm.
Perhitungan Ikatan Angin
Kontrol batang tarik berdasarkan PPBBI ’89 Ps. 3.4.
9,02
l
4,51 cm
2
l
d
500
dimana : l = panjang ikatan angin
451
0,9
dmin =
500
jadi dipakai diameter ikatan angin 19 mm
Perhitungan Kuda – Kuda
Pada perencanaan atap baja ini menggunakan profil baja WF 350.175.7.11 yang
mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 1039,23 cm
Q
= 49,6 kg/m
A
= 63,14 cm2
Ix
= 13600 cm4
Iy
= 984 cm4
Wx
= 775 cm3
Wy
= 112 cm3
ts
= 11 mm
tb
= 7 mm
ix
= 14,7 cm
iy
= 3,95 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut :
Momen perletakan kiri
= 2028,11 Kg-m
Momen perletakan kanan
= 1607,17 Kg-m
Momen perletakan tengah
= 1590,86 Kg-m
Gaya aksial (N)
= 3052 Kg
Kontrol Tegangan Maksimum
L 1039,23
λ=
70,69 …………… ω = 1,478
14,7
ix
M .P 159086 1,478 3052
276,71 kg/cm2
σmax =
Wx
A
775
63,14
2
σmax = 276,71 kg/cm < σ = 1600 kg/cm2
Maka profil WF 350.175.7.11 dapat dipakai sebagai kuda – kuda.
Perhitungan Setengah Kuda – Kuda
Ø =
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
7
Pada perencanaan setengah kuda - kuda ini menggunakan profil baja WF 100.100.6.8
yang mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 206 cm
Q
= 17,2 kg/m
A
= 21,9 cm2
Ix
= 383 cm4
Iy
= 134 cm4
Wx
= 76,5 cm3
Wy
= 26,7 cm3
ts
= 8 mm
tb
= 6 mm
ix
= 4,18 cm
iy
= 2,47 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut :
M
= 626,54 Kg-m
N
= 204,83 Kg
D
= 354,76 Kg
Kontrol Tegangan Maksimum
L 206
42,9 …………… ω = 1,169
λ=
ix 4,8
M .P 62654 1,169 204,83
829,94 kg/cm2
σmax =
Wx
A
76,5
21,9
2
σmax = 829,94 kg/cm < σ = 1600 kg/cm2
Maka profil WF 100.100.6.8 dapat dipakai sebagai setengah kuda – kuda.
Perhitungan Kolom Pendek Kuda – Kuda
Pada perencanaan kolom pendek ini menggunakan profil baja WF 350.175.7.11 yang
mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 120 cm
Q
= 49,6 kg/m
A
= 63,14 cm2
Ix
= 13600 cm4
Iy
= 984 cm4
Wx
= 775 cm3
Wy
= 112 cm3
ts
= 11 mm
tb
= 7 mm
ix
= 14,7 cm
iy
= 3,95 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut :
M
= 1817,77 Kg-m
N
= 3133,26 Kg
D
= 2456,28 Kg
Kontrol Tegangan Maksimum
8
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
L 120
8,16 …………… ω = 1,000
ix 14,7
M .P 181777 1,000 3133,26
284,17 kg/cm2
σmax =
775
63,14
Wx
A
2
σmax = 284,17 kg/cm < σ = 1600 kg/cm2
λ=
Maka profil WF 350.175.7.11 dapat dipakai sebagai kolom pendek kuda –
kuda.
Perhitungan Sambungan
Sambungan Kuda – Kuda dan Kolom Pendek
64,15
Gambar 13. Detail Sambungan Kuda – Kuda Dan Kolom Pendek
Dari analisa struktur didapat data – data sebagai berikut :
M
= 140157 kgcm
D
= 2456,28 kg
N
= 3086,29 kg
Kontrol tegangan :
N M 3086,29 140157
229,73 1600kg / cm 2
63,14
775
A Wx
Sambungan Baut
Direncanakan Ø baut = 19 mm
A = ¼.π.Ø2 = 2,84 cm2
Σd2
= d 12 d 22 d 32 d 42
= 12,52 + 222 + 312 + 40,52 = 3241,5 cm
dmak = 40,5 cm
Tegangan ideal :
2 1,56 2 308,3 2 1,56(129,24) 2
= 348,02 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 …………………………… OK!
Sambungan Las
A = 2 ( b + d1 ) + 2 ( b + d2 )
= 2 ( 17,5 + 40,42 ) + 2 ( 17,5 + 12,09 ) = 175,02 cm2
d2
d2
b.d
W = b.d
3
3
40,45 2
12,09 2
(17,5 12,09)
= (17,5 40,42)
3
3
3
= 1467,55 cm
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
Kontrol tegangan
Akibat Momen
M 140157
95,5kg / cm 2
W 1467,55
Akibat Geser
Gambar 14: Detail Las
Pv 3670,35
v
20,97kg / cm 2
175,02
A
idiil 2 3( v ) 2 95,5 2 3(20,97) 2 102,17kg / cm 2
tot 2 ( H ) 2 95,5 2 20,97 2 97,78kg / cm 2
τ = 0,6×1600 = 960 kg/cm2
102,17
tc = tot
0,11 diambil 0,5 cm
960
Kaki alas
tc
0,5
a=
0,71
0,707 0,707
Tebal plat penyambung
tmax
= amax + 0,1
= 0,71 + 0,1
= 0,81 cm
ladi diambil tebal plat penyambung minimal 1 cm
Kontrol :
Tc ≤ 1/2.t.√2
0,5 ≤ ½×1×√2
0,5 ≤ 0,71 ……………………………………………….. OK!
9
10
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
Sambungan Overstek dan Kolom Pendek
Gambar 15: Detail Sambungan Overstek dan Kolom
Dari analisa struktur didapat data – data sebagai berikut :
M
= 62654 kgcm
D
= 354,76 kg
N
= 204,83 kg
Kontrol tegangan :
N M 204,83 62654
828,36 1600kg / cm 2
21,9
765
A Wx
Sambungan Baut
Direncanakan Ø baut = 19 mm
Tegangan ideal :
2 1,56 2 1092,14 2 1,56(36,06) 2
= 1093,07 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 ……………………… OK!
Sambungan Las
A = 2 ( b + d1 ) + 2 ( b + d2 )
= 2 ( 10 + 10,05 ) + 2 ( 10 + 11,55 ) = 83,2 cm2
d2
d2
b.d
W = b.d
3
3
2
10,5
11,55 2
(10 11,55)
= (10 10,5)
3
3
3
= 297,22 cm
Kontrol tegangan
Akibat Momen
62654
M
210,8kg / cm 2
W 297,22
Akibat Geser
Pv 409,65
v
4,92kg / cm 2
83,2
A
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
-
Gambar 16. Detail Las
idiil 2 3( v ) 2 210,8 2 3(4,92) 2 210,97kg / cm 2
tot 2 ( H ) 2 210,8 2 4,92 2 210,86kg / cm 2
τ = 0,6×1600 = 960 kg/cm2
210,97
0,22 diambil 0,5 cm
tc = tot
960
Kaki alas
tc
0,5
a=
0,71
0,707 0,707
Tebal plat penyambung
tmax = amax + 0,1
= 0,71 + 0,1
= 0,81 cm
ladi diambil tebal plat penyambung minimal 1 cm
Kontrol :
Tc ≤ 1/2.t.√2
0,5 ≤ ½×1×√2
0,5 ≤ 1,06 ……………………………………………….. OK!
Sambungan Kapstain
Gambar 17: Detail Sambungan Kapstain
Dari analisa struktur didapat data – data sebagai berikut :
M
= 160717 kgcm
D
= 1271,1 kg
N
= 1862,51 kg
11
12
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
Kontrol tegangan :
N M 1862,51 160717
236,87 1600kg / cm 2
63,14
775
A Wx
Sambungan Baut
Direncanakan Ø baut = 19 mm
A = ¼.π.Ø2 = 2,84 cm2
Σd2 = d 12 d 22 d 32 d 42
= 12,52 + 222 + 312 + 40,52 = 3241,5 cm
dmak = 40,5 cm
Tegangan ideal :
2 1,56 2 353,53 2 1,56(71,55) 2
= 364,65 kg/cm2 < 1600 kg/cm2 …………………… OK!
Sambungan Las
A = 2 ( b + d1 ) + 2 ( b + d2 )
= 2 ( 17,5 + 40,42 ) + 2 ( 17,5 + 12,09 ) = 175 cm2
d2
d2
b.d
W = b.d
3
3
40,42 2
12,09 2
(17,5 12,09)
= (17,5 40,42)
3
3
= 1467,55 cm3
Kontrol tegangan:
Gambar 18. Detail Las
idiil 2 3( v ) 2 109,512 3(11,61) 2 111,34kg / cm 2
tot 2 ( H ) 2 109,512 11,612 110,12kg / cm 2
τ = 0,6×1600 = 960 kg/cm2
110,34
0,11 diambil 0,5 cm
tc = tot
960
Kaki alas
tc
0,5
a=
0,71
0,707 0,707
Tebal plat penyambung
tmax = amax + 0,1
= 0,71 + 0,1
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
= 0,81 cm
jadi diambil tebal plat penyambung minimal 1 cm
Kontrol :
Tc ≤ 1/2.t.√2
0,5 ≤ ½×1×√2
0,5 ≤ 1,06 ……………………………………………….. OK!
Perencanaan Plat Landasan
fc’
=
25 Mpa
σ plat (Bj 37)
=
160 Mpa = 1600 kg/cm2
σ ta angker (Bj 37)
=
160 Mpa = 1600 kg/cm2
σ
=
160 Mpa = 1600 kg/cm2
σ tb angker (Bj 37)
=
0,3 x fc’ = 7,5 Mpa = 75 kg/cm2
Profil kolom WF 200.200.12.12
300
b
H
300
b
a
B
a
Dari out put SAP 2000
M = 1817,77 kg.m
N = 2456,28 kg
D = 3133,26 kg
Tegangan yang terjadi :
N M
σ1,2 =
±
A W
2456,28 181777
=
30 30 16 30.30 2
σ1 = 2,73 + 40,395 = 43,125 kg/cm2
σ2 = 2,73 - 40,395 = - 37,665 kg/cm2
Gambar 19: Detail Perletakan Kolom Pendek
Syarat dimensi plat :
N 2456,28
A
32,75 cm 2
75
b
Dimensi landasan :
B = 30 cm dan H = 30 cm
30 17,5
a =
6,25 cm
2
30 17,5
b =
6,25 cm
2
Momen pada plat :
M1 = 1/6 × a × b2 × σ1
= 1/6 × 6,25 × 6,252 × 43,125 = 1754,76 kg.cm
M2 = 1/6 × B × a2 × σ2
= 1/6 × 17,52 6,25 43,125 = 4913,33 kg.cm
13
14
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
M1 < M2 jadi yang menentukan adalah M2
Perencanaan tebal plat :
M
σo =
≤ σ = 1600 kg/cm2
W
4913,33
=
≤ σ = 1600 kg/cm2
1 30.t 2
6
t
=
6M
30.1600
6 4913,33
30.1600
= 0,78 cm → dipakai plat dengan t = 1 cm
=
Perhitungan Plat Landas
Dari out put SAP 2000
M = 1817,77 kg.m
N
= 2456,28 kg
D
= 3133,26 kg
Direncanakan e = 3,125 cm
x1
43,125
30 x1 37,665
x1
= 14 cm
x2
= 30 – 14 = 16cm
f
= x2 – e
= 16 – 3,125 = 13,875 cm
M = 0
Cc’.a – M – N.f = 0
Cc’.23,75 – 181777 – 2456,28.12,875 = 0
Cc’ = 8985,33 kg
V = 0
Cc’ – N – T = 0
T = 8985,33 – 2456,28
= 6529,05 kg
Direncanakan pakai 4 baut per sisinya
6529,05
1632,26 kg
T
=
4
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
-
M
e
N
N
Cc'
43,125 kg
X1
X2
37,665 kg
T
a
f
Gambar 20. Perhitungan
Baut
T
T
σ
=
A
A
1632,26
A
=
1,02
1600
4. A
4 1,02
D
=
=
= 1,14 cm
π
Dipakai D16 mm untuk tiap sisinya, A = 2,011 cm2
Kontrol akibat geser
D 3133,26
k =
783,315 kg
n
4
k
7
175 ,54 kg ≤ τ.0,5.σ = 928 kg/cm2 (Ok)
τ =
2
1
A 4 4 1,6
Beban maksimum baut :
τmaks
= 6529,05 kg
6529,05
σt
= maks
811,82 kg / cm 2
2
1
A
4 4 1,6
Tegangan ideal :
σi
=
=
σ 2 + 1,56 τ 2
811,82 2 1,56 79,4 2
= 817,85 kg/cm2 < σ = 1600 kg/cm2 …… ok
Perhitungan Panjang angker (SKSNI T-15-1991-03 ps.3.5.2)
0,02 xAxfy
Ldb =
fc'
0,02 x 2,011x 240
=
25
= 193,02 mm
15
16
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
tidak boleh kurang dari :
0,06 x db x fy = 0,06 x 16 x 240
= 230,4 mm
Dipakai panjang penyaluran 250 mm
Perhitungan Sambungan Kolom dengan Plat landasan
Dari out put SAP 2000
M = 1817,77 kg.m
N
= 2456,28 kg
D
= 3133,26 kg
L1 = 2 × 30 = 60 cm
L1 = 4 × 6,25 = 25 cm
L1 = 2 × 15,7 = 35 cm
L1 = 2 × 8.375= 33,5 cm
L1 = 2 × 15,3 = 30,6 cm +
L tot = 184,1 cm
L1
L2
L2
L5
L3
L3
L4
L4
Gambar 21: Detail Plat Landasan
Direncanakan tebal las 0,6 cm, jadi tebal efektif = 0,6× 1 2 2 = 0,424
Luasan las = 0,424 × 184,1 = 78,06 cm2
Titik berat las :
17,5
x=
8,75 cm
2
17,5
8,75 cm
y=
2
Perhitungan Inersia Las :
1
1
× 0,424 ×
Ix = {2 × [( ×30 × 0,4243) + (30 × 0,424 × 9,752)]} + {4× [(
12
12
1
17,53) + ( 0,424 × 17,5 × 0)]} + {4 × [( ×0,424 × 8,3753) + (0,424 ×
12
1
8,375 × 4,1875)]} + {2 × [( × 0,424 × 15,33) + (0,424 × 15,3 × 0)]}
12
4
= 4200,27 cm
Analisa Dimensi dan Struktur Atap Menggunakan Metode Daktilitas Terbatas
17
1
1
× 0,424 × 303) + ( 0,424 × 30 × 0)]} + {4 ×[(
× 0,424 ×
12
12
1
6,243) + (0,424 × 6,25 × 11,8752)]} + {2 × [( × 17,5 × 0,4243) + ( 17,5
12
1
× 0,424 × 8,752)]} + {4 × [( × 8,375 × 0,4243) + (8,375 × 0,424 ×
12
1
× 15,3 × 0,4243) + (15,3 × 0,424 × 0)]}
7,652)]} + {2 × [(
12
= 5405,34 cm4
Ip = Ix + Iy
= 4200,27 + 5405,34
= 9605,61 cm4
Kontrol tegangan
Akibat Momen
M y 181777 8,75
H
165,585 kg / cm 2
9605,61
Ip
M x 181777 8,75
V
165,585 kg / cm 2
9605,61
Ip
Akibat geser
D
D
3133,26
40,14kg / cm 2
τv
=
A 2.b 4.d
78,06
Iy = {2 × [(
= τ v2 + τ H2 = (165,585 40.14) 2 165,585 2
= 264,08 kg/cm2 < 960 kg/cm2…………(OK)
τijin
= 0,6 x σ
= 0,6 x 1600 kg/m2
= 960 kg/cm2
Tot 264,08
tcperlu =
0,275 cm (dipakai 0,5 cm)
ijin
960
tc
0,5
0,707 cm
kaki las = a =
0,707 0,707
a = 0,707 cm ≤ (1 cm – 0,1 cm = 0,9 cm)…………..Ok
τTot
Kesimpulan
1. Dimensi yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
kayu usuk 5/7 (σ = 150 kg/m2 , untuk kayu mutu A kelas I)
profil Light Lip Channels 150 x75x20x4,5
penggantung gording Ø 16 mm.
Kuda-kuda profil baja WF 350.175.7.11
Ssetengah kuda-kuda menggunakan profil baja WF 100.100.6.8
5. Pada perencanaan kolom pendek ini menggunakan profil baja
350.175.7.11 yang mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
L kuda-kuda
= 120 cm
Q
= 49,6 kg/m
WF
18
NEUTRON, VOL.10, NO.2, AGUSTUS 2010: 1- 18
A
= 63,14 cm2
Ix
= 13600 cm4
Iy
= 984 cm4
Wx
= 775 cm3
Wy
= 112 cm3
ts
= 11 mm
tb
= 7 mm
ix
= 14,7 cm
iy
= 3,95 cm
Dari analisa struktur didapatkan data-data sebagai berikut:
M
= 1817,77 Kg-m
N
= 3133,26 Kg
D
= 2456,28 Kg
Maka profil WF 350.175.7.11 dapat dipakai sebagai kolom pendek kuda – kuda.
Daftar Pustaka
Departemen Pekerjaan Umum (1983), Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk
Bangunan Gedung (PPIUG 1983), Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan
Masalah Bangunan.
Departemen Pekerjaan Umum (1971), Pedoman Beton 1971, Badan
dan
Pengembangan Departemen Pekerjaan Umum.
Departemen Pekerjaan Umum (1989), Pedoman Beton 1989, Badan dan pengembangan
Depertemen Pekerjaan Umum.
Departemen Pekerjaan Umum (1991), Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung (SKSNI T-15-1991-03), Bandung: Yayasan Lembaga
Penyelidikan Masalah Bangunan.
Departemen pekerjaan Umum (1987), Peraturan Perencanaan Ketehanan Gempa Untuk
Rumah dan Gedung (SKBI-1.3.531987), Jakarta : Yayasan Badan Penerbit PU.
Kusuma, Gideon dan W.C. Vis (1997), Perencanaan Struktur Pada Daerah Rawan
Gempa (CUR 3) Edisi 6, Penerbit Erlangga.
L. Wahyudi dan Syahril A. Rahim (1999), Struktur Beton Bertulang, Jakarta: PT
Gramedia Pustaka Utama
Sardjono HS (1987), Pondasi Tiang Pancang, Surabaya: Penerbit Sinar Wijaya.
Wang, C.K, dan Charles G. Salmon (1990), Disain Beton Bertulang Edisi ke 4, Jakarta:
Penerbit Erlangga.