ANALISA DIMENSI DAN BIAYA STRUKTUR BAJAN

28

NEUTRON, VOL.10, NO.1, PEBRUARI 2010: 28 - 42

ANALISA DIMENSI DAN BIAYA STRUKTUR BAJA
M. Ikhsan Setiawan
ABSTRAK
Perhitungan-perhitungan struktur yang dilakukan dalam penelitian ini disesuaikan
dengan peraturan-peraturan yang berlaku seperti SKSNI T-15-1991-03, , PPBBI 1984,
PPIUG 1983. Setelah dilakukan analisa ulang terhadap gedung RSUD Surabaya Barat,
peneliti mendapatkan pengurangan dari data awal dengan data hasil analisa terhadap
dimensi struktur atap. Pada data awal, untuk struktur atap baja, menggunakan WF
250x125x6x9 dengan tegangan ijin < 1600 kg/m2 pada rafternya. Sedangkan untuk
gordingnya menggunakan C 150x65x20x3,2 dengan untuk kolom pendek menggunakan
WF 300.175.7.11 dengan tegangan ijin < 1600 kg/m2, tetapi profil tersebut dipasaran
tidak tersedia. Pada rafter dan kolom pendek menggunakan WF 250x125x5x8 dengan
tegangan ijin 22º : untuk bidang lengkung di pihak angin :
pada seperempat busur pertama
-0,5
pada seperempat b usur kedua
-0,6

untuk bidang lengkung di belakang angin :
pada seperempat busur pertama
-0,4
pada seperempat busur terakhir
-0,2
Catatan :
Sudut pangkal adalah sudut antara garis penghubung titik pangkal
dengan titik puncak dan garis horisontal.
d. Atap segitiga majemuk :
Untuk bidang-bidang atap di pihak angin :
  65º
( 0,2  - 0,4 )
65º    90º
+0,9
Untuk semua bidang atap di belakang angin, kecuali yang vertikal
menghadap angin, untuk semua  -0,4
Untuk semua bidang atap vertikal di belakang angin yang
menghadap angin
+0,4
2. Gudang terbuka sebelah PPIUG 1983 Hal : 24

Untuk bidang luar, koefisien angin yang ditentukan dalam ayat ( a ) tetap
berlaku, sedangkan pada waktu yang bersamaan didalam gedung
dianggap bekerja suatu tekanan positip dengan koefisien angin +0,6
apabila bidang yang terbuka terletak di pihak angin dan suatu tekanan
negatip dengan koefisien angin -0,3 apabila bidang yang terbuka terletak
di belakang angin.
Desain dengan SAP 2000
Salah satu program aplikasi yang paling populer dalam dunia disain struktur
konstruksi adalah SAP 2000. Hal ini tidak lepas dari kemudahan yang ditawarkan
software ini yang antara lain dengan menyediakan modus grafis dan sepenuhnya bekerja
dalam lingkungan sistem operasi Windows.
SAP 2000 benar-benar mampu mengambil tugas analisis struktur karena jika kita
sudah melakukan input data dengan benar, maka proses analisis akan langsung diambil
alih oleh SAP 2000 dan prosesnya tergolong sangat cepat (tergantung spesifikasi
komputer yang digunakan). Dengan kondisi ini maka asumsi yang disampaikan bahwa
tugas utama seorang Teknik semestinya adalah tugas perancangan dan bukan pada
proses perhitungan analisis mendapatkan pembenaran. Dengan SAP 2000, tugas analisis
dari konstruktor bergeser dari menghitung ke analisis hasil output.
Fasilitas yang disediakan oleh SAP2000 antara lain adalah kemampuannya untuk
merancang model struktur dari yang sederhana (sendi-roll) hingga yang rumit seperti

frame 3D, cangkang 3D, beban bergerak, analisis dinamis dan sebagainya. Khusus

34

NEUTRON, VOL.10, NO.1, PEBRUARI 2010: 28 - 42

untuk struktur baja, SAP2000 menyediakan fasilitas Auto Select yang mampu mendisain
profil baja yang paling optimal.
Salah satu kelebihan program SAP 2000 adalah kita tidak hanya berhenti pada
analisis struktur (untuk mengetahui gaya dalam yang timbul) saja, tapi juga bisa
melanjutkan ke bagian check/disain struktur untuk mengetahui tegangan yang timbul
pada profil (baja).
Secara garis besar, perancangan model struktur frame dengan SAP 2000 ini akan
melalui 7 tahapan yaitu :
1. Menentukan geometri model struktur.
2. Mendefinisikan data-data ;
- Jenis dan kekuatan bahan.
- Dimensi penampang elemen struktur.
- Macam beban.
- Kombinasi pembebanan.

3. Menempatkan (assign) data-data yang telah didefinisikan ke model struktur ;
- Data penampang.
- Data beban.
4. Memeriksa input data.
5. Analisis Mekanika Teknik ( MT ).
6. Disain struktur baja sesuai aturan yang ada.
7. Modifikasi struktur/re-design.
Data dan Metode
a. Data Awal
Bahan Kuda – Kuda
: Baja WF 250 x 125 x 6 x 9
Bahan Gording
: Light Channel C 150x65x20x3.2
Mutu baja
: BJ 37 ( σ = 1600 kg/cm2 )
Jenis Bangunan
: Konstruksi Tertutup
Bahan Penutup Atap
: Genteng Tegola
Berat Penutup Atap

: 8.5 kg/m2
Bentang Kuda-Kuda
: 13 m ; Panjang rafter 1 sisi = 10.68 m
Jarak Kuda-Kuda
:3m
Jenis Atap
: Perisai
Jarak Antar Gording
: 1,3 m
Sudut Miring Atap Atas ( α )
: 54o
Sin α = 0.80 ; Cos α = 0.58
Rencana Beban Angin
Penggantung Gording

: 40 kg/m2
: untuk bentang 3.00 m = 1 buah

35

Analisa Dmensi dan Biaya Struktur Baja

Tabel 1: Rencana Anggaran Biaya
NO
I.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

II.
13

III.
14

IV.
15
16
17
18
19

URAIAN
A . Kuda-kuda
WF250x125x6x9
WF250x125x6x9
WF250x125x6x9
WF250x125x6x9
WF250x125x6x9
WF250x125x6x9
WF250x125x6x9

WF250x125x6x9
WF250x125x6x9
WF150x75x5x7
WF150x75x5x7
WF150x75x5x7

B. KOLOM PENDEK
WF300x175x7x11

C.GORDING
C 150x65x20x3,2

D.RG-1
C150x65x20x2,3
C150x65x20x2,3
C150x65x20x2,3
C150x65x20x2,3
C150x65x20x2,3
C150x65x20x2,3

PANJANG ( m)
3,945
4,32
14,64
15,695
2,159
16,14
10,125
11,185
9,085
9,405
10,347
2,062

0,75

27,093

13,7
10,75

15,2
12,106
12,131

Total Volume Keseluruhan :
A+B+C+D
5082.4644 + 372 + 3662.432 + 494.1035
= 9610.9999 x Harga Satuan
= 9610.9999 x 19375
Rp= 186,213,123
Data Rencana
 Lokasi Jl.Sememi Surabaya Barat
 Luas Bangunan : 1553.180625 M²
 Kuda-kuda = WF 250.125.6.9
 Gording = C 150.65.20.3,2
 Kolom Pendek = WF 300.175.7.11
 Balok GR-1 = WF 150.65.20.2,3
 Mutu Baja Bj 37
 Jenis Bangunan Tertutup
 Genteng tegola,Berat = 8.5 kg/m²

 Bentang Kuda-kuda =13 m
 Jarak Kuda-kuda = 3 m
 Jarak Antar Gording = 1.3 m
 Sudut miring Atas 54º
 Rencana Beban angin 40 kg/m²
PEMBAHASAN

JUMLAH BERAT (kgm) VOLUME
4
8
2
1
1
1
2
3
1
2
1
1

10

18

1
2
2
1
1

29,6
29,6
29,6
29,6
29,6
29,6
29,6
29,6
29,6
14
14
14

467,088
1,022,976
866,688
464,572
639,064
477,774
20,25
993,228
268916
263,34
144,858
28,868

JUMLAH A

5,082,464

49,6

372

JUMLAH B

372

7,51

3,662,432

JUMLAH C

3,662,432

5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
JUMLAH D

75,35
118,25
167,2
66,583
667,205
4,941,035

36

NEUTRON, VOL.10, NO.1, PEBRUARI 2010: 28 - 42

A. Perhitungan Konstruksi Baja Atap
Data-data perhitungan Kuda-Kuda ( Data Analisa )
Bahan Kuda – Kuda
: Baja WF 250 x 125 x 5 x 8
Bahan Gording
: Light Channel C 150x65x20x2.3
Mutu baja
: BJ 37 ( σ = 1600 kg/cm2 )
Jenis Bangunan
: Konstruksi Tertutup
Bahan Penutup Atap
: Genteng Tegola
Berat Penutup Atap
: 8.5 kg/m2
Bentang Kuda-Kuda
: 13 m ; Panjang rafter 1 sisi = 10.68 m
Jarak Kuda-Kuda
:3m
Jenis Atap
: Perisai
Jarak Antar Gording
: 1,3 m
Sudut Miring Atap Atas ( α )
: 54o
Sin α = 0.80 ; Cos α = 0.58
Rencana Beban Angin
: 40 kg/m2
Penggantung Gording
: untuk bentang 3.00 m = 1 buah
B. Perhitungan Gording
Dicoba Lip Channel C 150 x 65 x 20 x 2.3
Diperoleh dari tabel Profil Baja Hal : 70 ( Baja Kanal Tipis )
Dengan data – data sbb :
Berat
: 5.50 kg/m
Ix
: 284 cm4
Wx
: 33.0 cm4
Iy
: 41.1 cm4
Wy
: 9.37 cm4
ix
: 5.94 cm4
iy
: 2.42 cm4
Pembebanan Akibat Beban Mati :
Diperoleh dari tabel PPIUG Hal : 11,12.pasal 2.1
 Berat sendiri gording
= 5.50 kg/m²
 Berat atap ( 1.3 x 8.5 )
= 11.05 kg/m²
 Usuk reng ( 1.3 x 40 )
= 52 kg/m²
 Beban air hujan ( 1.3 x 20 )
= 26 kg/m²
 Trekstang Ø 10 + ikatan angin Ø 10 = 1.2 kg/m²
 Berat pengantung langit-langit enternit
Dari asbes semen 11 + 7
= 17 kg/m²
WD total
= 112.75 kg/m²
Pembebanan Akibat Beban Hidup :
Diperoleh dari Tabel PPIUG Hal : 17,pasal 3.1
 Beban terpusat
( P )
= 100 kg/m²
 Beban hidup
= 250 kg/m²
WL total
= 350 kg/m²
Pembebanan Akibat Beban Angin :
Diperoleh dari tabel PPIUG Hal : 23,pasal 4.3

Analisa Dmensi dan Biaya Struktur Baja

 Koefisien angin kanan

= 0.02 x ( 54 ) – 0.4
= 0.68 kg/m² ( Tekan )
 Koefisien angin kiri
= - 0.02 x ( 54 )
= 1.08 kg/m²
 q angin kanan
= 0.68 x ( 40 ) x ( 1.3 )
= 35 kg/m² ≥ 25 kg/m²... ok
 q angin kiri
= -0.4 ( 54) ( 1.3 )
= 28.08 kg/m ² ≥ 25 kg/m²
Q total angin kanan + kiri = 35 + 28.08 = 63.08 kg/m²
Kombinasi Pembebanan :
Diperoleh dari tabel SKSNI 15-1991-03, Hal : 13
1. WD = 112.75 kg/m²
2. WL = 350 kg/m²
3. W = 63.08 kg/m²
= 0.75 x ( 1.2 . D + 1.6 . L + 1 . ( W )
= 0.75 x ( 1.2 x 112.75 ) + ( 1.6 x 350 ) + ( 1 x ( 63.08 )
= 568.78 kg/m²
Mmax ( arah x )
= 1/8 . q . l²
= 1/8 x 568.78 x ( 10.82 )²
= 8323 kgm
Mmax ( arah Y )
= 1/8 x q x l²
= 1/8 x 568.78 x ( 13 )²
= 12015 kgm
Kontrol tegangan
Tegangan yang terjadi :
Mx My


Wx Wy
8323 12015
=

33.0
9.37
= 251.78 + 1282
= 1534 kg/cm2 < 1600 Kg/cm2 .................( OK )
Kontrol lendutan :
Lendutan yang terjadi :
5 (q cos  ) L4 1 P cos   L3
x 

384 E  I x
48 E  I x
5 (8323.0.58).(10.82) 4 1 100  0.58.(10.82) 3

384
48 2.1.10 6  284
2.1.10 6  284
= 0.001447 cm
5 (q sin  ) L4 1 P sin   L3
y 

384 E  I y
48 E  I y

x 

5 (12015.0.80).(13) 4 1 100  0.8.(13.) 3
y 

384 2.1.10 6  41.1
48 2.1.10 6  41.1

37

38

NEUTRON, VOL.10, NO.1, PEBRUARI 2010: 28 - 42

= 0.041458 cm

 tot  x 2  y 2

= 0.001447 2  0.041458 2
= 0.0414 cm
1
 ijin 
L
360
1
=
(10.82)
360
= 0.030 cm > 0.0414 cm………………..( OK )
C. Perhitungan Kuda-Kuda
Dicoba WF 250 x 125 x 5 x 8
Diperoleh dari Tabel Profil Baja Hal : 23
Berat
: 25.7 kg/m
A
: 32.68 cm2
Ix
: 3.540 cm4
Iy
: 255 cm4
Wx
: 285cm3
Wy
: 41.4 cm3
ix
: 10,4 cm4
iy
: 2,79 cm4
Pembebanan Akibat Beban Mati :
Diperoleh Dari PPIUG Hal : 11,12. tabel 2.1
 Berat gording ( 3x18x5.50)
= 297 kg m²
 Berat atap ( 3x8.5x13.5)
= 344.25 kg m²
 Usuk + reng ( 3x13.5x40)
= 1620 kg m²
 Beban air hujan ( 3x20x13.5 )
= 8.1 kg m
 Berat alat penyambung ( 10%)
= 60 kg m²
Wdtotal
= 2329 kg
Berat per m1 = 2329 / 13.5
= 172.5 kg/m1
Beban dalam arah vertikal = 172.5 / cos 540
= 297.4 kg/m1
Pembebanan Akibat Beban Hidup :
 Beban terpusat
( P )
= 100 kg/m²
 Beban hidup
= 250 kg/m²
WLtotal
= 350 kg/m²
Pembebanan Akibat Beban Angin
Diperoleh dari tabel PPIUG Hal : 23,pasal 4.3
 Koefisien angin kanan
= 0.02 x ( 54 ) – 0.4
= 0.68 kg/m² ( Tekan )
 Koefisien angin kiri
= - 0.02 x ( 54 )
= 1.08 kg/m²

39

Analisa Dmensi dan Biaya Struktur Baja

 q angin kanan

= 0.68 x ( 40 ) x ( 1.3 )
= 35 kg/m² ≥ 25 kg/m²... ok
 q angin kiri
= -0.4 ( 54) ( 1.3 )
= 28.08 kg/m ² ≥ 25 kg/m²
Q total angin kanan + kiri = 35 + 28.08 = 63.08 kg/m²
 Kontrol Kestabilan kuda-kuda :
Dari Output SAP diketahui :
N
: 40890 Kgm
M : 19810 Kgm
D
: 14649 Kgm
 Stabilitas batang tekan
Lk = 10.68 m = 1068 cm
L
1068
- λ k 
 3.83 cm
iy
2.79
ω  1.000 { Tabel 3 PPBBI 1984 }
 Kontrol terhadap tegangan
N
40890 Kg
σ  ω  1.000
A
32.68 Cm 2
= 1251.22 Kg / Cm2 < 1600 Kg / Cm2 ( OK )
 Stabilitas terhadap KIP ( Lateral Torsional Buckling )
h
250
≤ 75
= 50 ≤ 75
5
tb
L
b
1068
12.5
≥ 1,25
= 43.44 >1,25
= 19.531
25
0 .8
h
ts
Penampang tidak berubah bentuk.
Lxh 1068 x 25

 1708.8
C1 
bxt s 12.5 x0,8
C 2  0.63

 0.63

2,1x10 6
 826.875
1600

 dasar
C1 > C2 maka :
C
826.875
 kip  2  0,7 
 0,7  1600
C1
1708.8
= 541.95 kg / cm2
3
 tb 
kipp  0,042  C1  C 2    dasar
h
3
 0,5 
= 0,042  1708.8  826.875 x
  1600
 25 
= 759.6 Kg / cm2 > 541.95 Kg / cm2 … (OK)
 Kontrol terhadap tegangan
E

40

NEUTRON, VOL.10, NO.1, PEBRUARI 2010: 28 - 42

σω

N
40890 Kg
 1.000
A
32.68 Cm 2
= 1251.22 Kg / Cm2 < 1600 Kg / Cm2 ( OK )
d. Perhitungan Kolom Pendek
Dicoba WF 300 x175 x 6 x 9
Diperoleh dari Tabel Profil Baja Hal : 23
Dengan data – data sbb :

Berat
A
Ix
Iy
Wx
Wy
ix
iy

: 41.1 kg/m
: 52.68 cm2
: 11.100 cm4
:792 cm4
: 641 cm3
: 91.0 cm3
: 14.5 cm
: 388 cm

 Kontrol Kestabilan Kolom Pendek
Dari Output SAP diketahui :
N : 38907 Kgm
M : 18786 Kgm
D : 25048 Kgm
 Stabilitas batang tekan
Lk = 750 mm = 75 cm
L
75
- λ k 
 0.180 cm
i min 3.88
ω  1.000 { Tabel 3 PPBBI 1984 }
 Kontrol terhadap tegangan
N
38907 Kg
σ  ω  1.000
A
52.68 Cm 2
= 738.55 Kg / Cm2 < 1600 Kg / Cm2 (OK)

E. Perhitungan Anggaran Biaya Kontruksi Baja (Data Analisa)

41

Analisa Dmensi dan Biaya Struktur Baja

Tabel 2: Analisa Biaya Kontruksi Baja
NO
I.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

URAIAN
A . Kuda-kuda
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF250x125x5x8
WF125x60x6x8
WF125x60x6x8
WF125x60x6x8

II. B. KOLOM PENDEK
13 WF300x175x6x11

III.
14

IV.
15
16
17
18
19

C.GORDING
C 150x65x20x2.3

D.RG-1
C150x50x20x2,3
C150x50x20x2,3
C150x50x20x2,3
C150x50x20x2,3
C150x50x20x2,3

PANJANG ( m)

JUMLAH BERAT (kgm) VOLUME

3,945
4,32
14,64
15,695
2,159
16,14
10,125
11,185
9,085
9,405
10,347
2,062

0,75

27,093

4
8
2
1
1
1
2
3
1
2
1
1

10

18

13,7
10,75
15,2
12,106
12,131

1
2
2
1
1

25.7
25.7
25.7
25.7
25.7
25.7
25.7
25.7
25.7
13.2
13.2
13.2

405.546
888.192
752.496
403.3615
55.4863
414.798
520.425
862.3635
233.4845
248.292
136.5804
27.2184

JUMLAH A

4948.244

41.4

310.5

JUMLAH B

310.5

5.5

2682.207

JUMLAH C

2682.207

4.51
4.51
4.51
4.51
4.51

61.787
96.965
137.104
54.59806
54.71081
405.1709

F. Total Volume Keseluruhan
A+B+C+D
4948.2436 + 310.5 + 2682.207 + 405.17087
= 8346.12147 x Harga Satuan
= 8346.12147 x 19375
Rp= 161.706.103
KESIMPULAN
Pada pekerjaan kontruksi baja pada proyek pembangunan RSUD.Surabaya
Barat, terjadi pengefisiensian dimensi profil baja untuk kuda –kuda .Pada data awal
,dimensi profil untuk kuda-kuda baja WF 250x125x6x9.Setelah dilakukan analisa ulang
,dimensi profil untuk kuda-kuda dengan menggunakan WF 250x125x5x8,
pengefisiensian dimensi profil baja berlaku juga untuk profil gording, dan kolom
pendek.Berdasarkan analisa teknis WF 250x125x5x8 masih cukup aman untuk
digunakan yaitu dengan tegangan yang terjadi kurang dari tegangan ijin (σactual = 1251
kg/cm2 < σijin = 1600 kg/m2).Penefisiensian/ pengurangan dimensi profil berakibat pada
besarnya biaya yang diperlukan dalam melaksanakan pekerjaan tersebut.
Data hasil analisa adalah sebagai berikut:
a. menggunakan WF250.125.5.8 (Analisa )

42

NEUTRON, VOL.10, NO.1, PEBRUARI 2010: 28 - 42

 Tegangan ijin WF 250 .125.5.8 = 1251 kg/m2 < 1600 kg/m2... ok
 Tegangan ijin C 150.65.20.2,3 =1534 kg/m2 < 1600 kg/m2 ... ok
 Tegangan ijin WF 300.175.6.9 = 738.55kg/m2 < 1600 kg/m2.. ok
b.menggunakan WF250.125.6.9 : (Data awal )
 Tegangan ijin WF 250.125.6.9 = 1103 kg/m2 < 1600 kg/m2...... ok
 Tegangan ijin C 150.65.20.3.2 = 1258.2 kg/m2 < 1600kg/m2...ok
 Tegangan ijin WF 300.175.7.11 = 612,3 kg/m2 < 1600kg/m2.....ok
2.Dari analisa kemudian ditinjau dari segi biaya :
a.WF250.125.5.8 =Rp.161,706,103
b.WF250.125.6.9 =Rp.186,706,103
Tabel 3: Perbandingan Biaya
STRUKTUR

DATA AWAL

BIAYA DATA
AWAL

DATA HASIL
ANALISA
KUDA-KUDA WF250,125,6,9
WF250,125,5,8
K.PENDEK WF300,175,7,11 Rp.186,213,123 WF300,175,7,11
GORDING C 150,65,20,3,2
C 150,65,20,3,2

BIAYA DATA
ANALISA

EFISIENSI

Rp.161,706,103

86%

Daftar Pustaka
Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung
(PPIUG 1983),Yayasan Lembaga Penyelidiki Masalah Bangunan , Bandung
Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia
(PPBBI 1984), Yayasan Lembaga Penyelidiki Masalah Bangunan , Bandung
Santoso H.Ir, Tabel Profil Baja
Departeman Pekerjaan Umum, Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Bangunan Gedung
(SKSNI-1-1991-03)