pembebanan balok anak pada baja
DESCRIPTION
PEMBEBANAN BALOK ANAK PADA BAJATRANSCRIPT
TUGAS BESAR
Struktur Baja II
DI SUSUN OLEH :
KELOMPOK IX
Irfan Wiradianto Ramadhan (4208210013)
Dodi Hardi Riandi (4213210023)
Fachrul Fauzy (4213210028)
Muhammad Kurnia Adi (4213210059)
Muh Lathiifullah P. Putra (4213210069)
Tami Riztia Shandy (4213210086)
UNIVERSITAS PANCASILA FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK SIPIL
Jl.Srengseng Sawah, Jaga Karsa, Jakarta Selatan 12640
http://www.universitas pancasila.com
DATA-DATA KONSTRUKSI
1. Kegunaan : Rusun
2. Profil : WF
3. L1 : 5,8 meter
4. P1 : 6 meter
5. Kondisi Tanah Lokasi bagunan : Situs E
6. Tegangan Leleh : BJ 37 = 1600 kg/cm2
7. Lokasi Kota : Cirebon
8. Penyambung struktural : Bolt (Baut) dan Las
9. Referensi yang Digunakan : a. PBI 1983
b. PMI 1970
c. Catatan Kuliah Struktur Baja 2
d. Tabel Profil Konstruksi Baja
PEMBEBANAN BALOK ANAK
Perencanaan Balok Anak Pada Pelat Atap
Perataan beban trapesium :
qek =
12
q×( lx
l y2 )×(l y
2−13
l x2)
Lx = L= 5,8M
qek =
12
q×( 5,8
62 )×(62−13
5,82)Ly = P = 6 M
qek = 1,545 q
Jadi, 2 trapesium qek = 3,09q
Pembebanan Balok Anak Pada Pelat Atap
1. Akibat beban mati (DI)
Pelat beton tebal 10 cm = 0,1 m x 2400 kg/m3 = 240 kg/m2
Penggantung langit langit = 7 kg/m2
Plafond eternit (4 mm) = 11 kg/m2
Finishing pada atap (1cm) = 0,01 m x 2200 kg/m3 = 22 kg/m2
Aspal pada atap (1cm) = 0,01 m x 1400 kg/m3 = 14 kg/m2
Pasir (1 cm) = 0,01 m x 1600 kg/m3 = 16 kg/m 2
Total = 310 kg/m2
2. Akibat beban hidup (LL)
Menurut PMI 1970 sebagai beban terpusat adalah orang yang bekerja lengkap
dengan peralatan di tengah-tengahnya → P = 100 kg.
Beban Hidup lantai Atap = 100 kg/m2
Total = 100 kg/m2
3. Kombinasi beban
q = U = 1,2 Dl + 1,6 LL
= 1,2 x 310 + 1,6 x 100
= 532kg/m2
4. Beban merata q ekivalen
qek = 3,09 x q = 3,921x 532 kg/m2 = 1643,88 kg/m
Catatan : beban air hujan = 20 kg /cm2 belum dimasukkan
Perhitungan Balok Anak Pada Pelat Atap
Suatu balok diatas dua tumpuan sederhana didisain dari profil WF BJ 37
q = 1643,88 kg/m = 16,44 kg/m
1. Kontrol lendutan
terhadap beban tetap yang terdiri dari beban mati dan beban hidup.
Lendutan ijin = yizin =
L360 =
600360 = 1,67 cm ..... Tabel 6.4.1 SNI
2. Ix perlu
ymax =
5×q×L4
384 EI < yizin = 1,67 cm⇒ 5×16 , 44×6004
384×2×106×I x < 1,67 cm
Ix ¿ 8306,137 cm4
3. Mmax dan Vmax
Mu = 1/8 x 16,44 kg/cm x (600 cm)2 = 739800 kg cm
Vu = ½ q l = ½ x 16,44 kg/cm x 600 cm = 4932 kg
4. Kontrol Kekuatan Lentur
Mu = ø Mn .............. Ø = 0,9
Mn = 0,9 x fy x Z............(asumsi pelat beton sebagai penahan lateral Lb = 0
dan Penampang Kompak )
739800 kg cm = 0,9 x 2400 kg/cm2 x Z
Z = 342,500 cm3
Coba WF 300 x 200 x 8 x 12
d = 294mm
b = 200 mm
r = 18 cm
W = 56,8 kg/m
Ix = 11300 cm4 > 8306,137 cm4
Z = 771 cm3 > 342,500 cm3
5. Mmax dan Vmax
Mu = 739800 kg cm + 1/8 x 0,568 kg/cm x (600 cm)2 = 765360 kg cm
Vu = 4932 kg + 0,5680 kg/cm x 600 cm = 5273 kg
6. Kontrol Lendutan
qek’ = qek + berat profil WF = 16,44 kg/cm + 0,568 kg/cm = 17,008 kg/cm
7. Kontrol Mn dan Vn
Mu = 964260 kg cm
Vu = 5273 kg
ø Mn = 0,9 x fy x Z
ø Mn = 0,9 x 2400 kg/cm2 x 771 cm3 = 1535760 kg cm > Mu ....oke
`
ø Vn = 0,9 x 0,6 x fy x Aw (Aw = luas kotor pelat badan)
ø Vn = 0,9 x 0,6 x 2400 kg/cm2 x 0,8 cm x 29,4 cm= 30482 kg > Vu ....oke
8. Kontrol Penampang Kompak atau tidak
h = 294 – 2 (12+18) = 234 mm
λ= htw
=2348
=29 , 25 <
λ p=1680
√ f y
=1680
√240=108 ,44
λ= b2t f
=2002×12
=8 , 333 <
λ p=170
√ f y
=170
√240=10 , 95
Jadi, ukuran profil WF 300 x 200 x 8 x 12 dapat digunakan.
Kompak!
PERHITUNGAN PERENCANAAN GEMPA
Pemilihan Profil
Item Kolom Balok Induk Bressing Balok Anak
WF 400x400x16x24 400x300x10x16 300x300x11x 17 200x150x6x9
Weight 200 kg/m 107 kg/m 106 kg/m 30,6 kg/m
A 254,9 cm2 136 cm2 134,8 cm2 39,01 cm2
R 22 cm 22 cm 18 cm 13 cm
Ix 78.000 cm4 38.700 cm4 23.400 cm4 2.690 cm4
Iy 26.200 cm4 7.210 cm4 7.730 cm4 507 cm4
Ix 17,5 cm 16,9 cm 13.2 cm 8,3 cm
Iy 10,1 cm 7.28 cm 7.57 cm 3,61 cm
Zx 3.840 cm3 1.980 cm3 1.540 cm3 277 cm3
Zy 1.300 cm3 481 cm3 514 cm3 67,6 cm3
Data Material (BJ 37):
Berat volume baja (γ baja ) = 7850 kg/m3
Massa jenis baja (ρ baja ) =
γ bajag
=
785010
= 785 kg/m3
Modulus Elastisitas (E) = 200.000 MPa
Poisson rasio (μ ) = 0,3
Koefisien pemuai (α ) = 12 x 10-6 °C
Tegangan leleh baja (fy) = 240 MPa
Tegangan putus baja (fu) = 370 MPa
Pembebanan W4
1. Beban Mati
Pelat beton tebal 10 cm = 0,1 m x 17,4 m x 18 m x 2400 kg/m3 = 75.168 kg
Penggantung langit langit = 17,4 m x 18 m x 7 kg/m2 = 2.192 kg
Plafond eternit (4mm) = 17,4 m x 18 m x 11 kg/ m2 = 3.445 kg
Finishing pada atap (1cm) = 0,01 m x 17,4 m x 18 m x 2200 kg/m3 = 6.890 kg
Aspal pada atap (1cm) = 0,01 m x 17,4 m x 18 m x1400 kg/m3 = 4.385 kg
Pasir (1cm) = 0,01cm x 17,4 m x 18m x1600 kg/m3 = 5.011 kg
Balok Anak = 3 x 17,4 m x 49,90 kg/m = 2.605 kg
Balok Induk = 8 x 17,4 m x 124 kg/m = 17.261 kg
Kolom = 16 x 2 m x 172 kg/m = 5.504 kg
Bressing = 4 x 3,2 m x 136 kg/m = 1.740 kg
Jumlah = 124,201 kg
2. Beban Hidup
Beban Hidup lantai Atap = 15 m x 18 m x 100 kg/m2 = 27.000 kg
Jumlah = 27.000 kg
3. Beban W4
W4 = 27.000 kg + 124,201 kg = 151.201 kg
Pembebanan W3 dan W2
1. Beban Mati
Pelat beton tebal 12 cm = 0,12 m x 17,4 m x 18 m x 2400 kg/m3 = 90.201 kg
Spesi lantai keramik 2 cm = 17,4 m x 18 m x 42 kg/ m2 = 13.154 kg
Penutup lantai keramik = 17,4 m x 18 m x 24 kg/ m2 = 7.516 kg
Plafond dan penggantung = 17,4 m x 18 m x 18 kg/ m2 = 4.860 kg
M & E = 17,4 m x 18 m x 20 kg/ m2 = 62.64 kg
Balok Anak = 3 x 17,4 m x 49,90 kg/m = 2.604 kg
Balok Induk = 8 x 17,4 m x 124 kg/m = 17.260 kg
Kolom = 16 x 2 m x 172 kg/m = 5.504 kg
Bressing = 4 x 3,2 m x 136 kg/m = 1.740 kg
Jumlah =149.103 kg
2. Beban Hidup
Beban Hidup lantai Atap = 15 m x 18 m x 125 kg/m2 = 33.750 kg
Jumlah = 33.750 kg
3. Beban W3 dan W2
W3 dan W 2 = 33.750 kg + 149.103 kg = 182.853 kg
Pembebanan W1
1. Beban Mati
Pelat beton tebal 12 cm = 0,12 m x 17,4 m x 18 m x 2400 kg/m3 = 90.201 kg
Spesi lantai keramik 2 cm = 17,4 m x 18 m x 42 kg/ m2 = 13.154 kg
Penutup lantai keramik = 17,4 m x 18 m x 24 kg/ m2 = 7.516 kg
Plafond dan penggantung = 17,4 m x 18 m x 18 kg/ m2 = 4.860 kg
M & E = 17,4 m x 18 m x 20 kg/ m2 = 62.64 kg
Balok Anak = 3 x 17,4 m x 49,90 kg/m = 2.604 kg
Balok Induk = 8 x 17,4 m x 124 kg/m = 17.260 kg
Kolom = 16 x 6 m x 172 kg/m = 16.512 kg
Bressing = 4 x 9,6 m x 136 kg/m = 5.222 kg
Jumlah = 163.593 kg
2. Beban Hidup
Beban Hidup lantai Atap = 17,4 m x 18 m x 125 kg/ m2 = 39.150 kg
Jumlah = 39.150 kg
3. Beban W1
W1 = 39.150 kg + 163.593 kg = 202,743 kg
Berat Total Bangunan (WT) = W4 + W3 + W2 + W1
WT = 151.201 kg + 182.853 kg +182.853 kg +202,743 kg
WT = 719.650 Kg
Parameter Beban Gempa dengan Program Spektra Indo
Tabel 1. Jenis Pemanfaatan untuk Pasar : Kategori Resiko = II
Tabel 2. Faktor Keutamaan Gempa : Ie = 1
Lokasi Bandung Masukkan ke Program Spektra Indonesia 2011
Diperoleh Percepatan Batuan Dasar Periode Pendek (Ss) = 0,7 g
Percepatan Batuan Dasar Periode 1 detik (S1) = 0,3 g
Penentuan Respon Spektral Percepatan Gempa MCER di permukaan tanah
Tabel 4. Situs Tanah E dan Ss = 0,7 g
Faktor Amplikasi Getaran Percepatan pada periode pendek (Fa)
Fa pada Ss = 0,5 adalah 1,4 dan Fa pada Ss = 0,7,5 adalah 1,2
Fa pada Ss = 0,7 adalah
Fa = 1,2+ 1,4−1,2
0 ,75−0,5×(0 ,75−0,7 )=1 ,24
Tabel 5. Situs Tanah E dan S1 = 0,3 g
Faktor Amplikasi Getaran Percepatan pada periode 1 detik (Fv)
Fv pada S1 = 0,3 adalah 1,8
Parameter Spektrum Respons Percepatan pada Periode Pendek (SMS)
SMS = Fa x Ss = 1,24 x 0,7 = 0,868 g
Parameter Spektrum Respons Percepatan pada Periode 1 detik (SM1)
SM1 = FV x S1 = 1,8 x 0,3 = 0,54 g
Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode Pendek (SDs)
SDs = 2/3 x SMS = 2/3 x 0,868 = 0,58 g
Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode 1 detik (SD1)
SD1 = 2/3 x SM1 = 2/3 x 0,54 = 0,36
8. MENENTUKAN SPEKTRUM RESPON DESAIN (sesuai gambar spektrum
respon desain)
9. MENENTUKAN KATEGORI DESAIN
Tabel 6
Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode Pendek (SDs)
0,50 = SDs = 0,58 g……… Kategori Desain E
Tabel 7
Parameter Percepatan Spektrum Desain untuk Periode 1 detik (SD1)
0,20 = SD1 = 0,36 ……….. Kategori Desain E
SPEKTRUM RESPON DESAIN
10. MENENTUKAN GAYA DASAR SEISMIK
Tabel 15. Ct = 0,0488 dan x = 0,75
Periode Fundamental Struktur Pendekatan Ta = Ct x hnx dengan adalah tinggi
gedung 16 m.
Ta = 0,0488 x 160,75 = 0,39 detik
Kategori Resiko = II dan Faktor Keutamaan Gempa : Ie = 1
Dari Tabel 9 didapat koefisien modifikasi respon Ra = 6
Koefisien Beban Dinamik (CS)
Cs=SDS
(Ra
I E)→ 0 ,58
(61 )
=0 , 097
Tetapi CS tidak perlu diambil lebih besar dari
CS = 0,097
Tetapi CS harus lebih besar dari 0,01 atau
CS = 0,044 SDS Ie
CS = 0,044 x 0,58 x 1 = 0,0255
Gaya Geser Dasar Seismik (V) = CS WT
V = 0,097 x 719.650 Kg = 69.806 Kg
11. MENENTUKAN DISTRIBUSI HORIZONTAL GAYA DASAR SEISMIK
V= 69.806 Kg
Cs=S D1
T a(Ra
I E)→ 0 , 36
0 ,39 ( 61 )
=0 , 15
Ta = 0,39 detik < 0,5 …… Nilai K = 1
V = 62.220 Kg
Fx=W x hx
k
∑i=1
nW i h i
kV
F4= 24520,06 Kg
F3= 22239,77 Kg
F1= 8219,64 Kg
F2= 14826,52 Kg
TingkatWi
(Kg)Hi(m) W x hx
kW x hx
k
∑i=1
nW i hi
kV
4(ATAP
)151.201 16
2.419.216
24520,06
3 182.853 122.194.23
622239,77
2 182.853 81.462.82
414826,52
1 202.743 4 810.972 8219,64
Jumlah 719.6506
.887.24869.806
PERENCANAAN TANGGA
Data Perencanaan
Tinggi antar lantai = 400 cm
Tinggi bordes = 200 cm
Lebar injakan = 30 cm
Perencanaan Jumlah Injakan Tangga
- Persyaratan – persyaratan jumlah injakan tangga
60 cm < (2t + i) < 65 cm
25 < a < 40
Dimana : t = tinggi injakan (cm)
i = lebar injakan (cm)
a = kemiringan tangga
- Perhitungan jumlah injakan tangga
Tinggi injakan (t) =
65-302 = 17,5 cm
Jumlah tanjakan =
200 cm17 , 5 = 11,4 buah = 12 buah
Tinggi tanjakan =
20012 = 16,67 cm
(2t + i) = 2 x 16,7 + 30 = 63,4 ......oke
Jumlah injakan (n) = 12 -1 = 11 buah
Lebar bordes = 140 cm
Lebar tangga = 150 cm
Panjang Tangga = 11 x 30 = 330 cm
Panjang Bordes = 330 cm
Perencanaan tebal pelat tangga
Tebal pelat tangga = 3 mm = 0,003 m
Berat jenis baja = 7850 kg/m3
Mutu baja Bj 37Tegangan leleh baja = 2400 kg/cm2
Perencanaan pembebanan pelat tangga
Beban Mati
Berat pelat = 0,003 x 1,50 x 7850 = 35,325 kg/m
Alat penyambung (10%) = 3,53 kg/m +
qD = 38,858 kg/m
Beban Hidup
qL = 300 x 1,50 = 450 kg/m
Perhitungan MD dan ML
MD =
18 x qD l2
= 0,125 x 38,858 x 0,32 = 0,437 Kgm
ML =
18 x qL l2
= 0,125 x 450 x 0,32 = 5,063 Kgm
Perhitungan Kombinasi Pembebanan MC
Mu = 1,4 MD
= 1,4 x 0,437 kgm = 0,612 kgm
Mu = 1,2MD + 1,6ML
= 1,2 x 0,437 + 1,6 x 5,063 = 8,625 kgm (menentukan)
Kontrol Momen Lentur
Zx =
14 bh2 = 0,25 x 150 x 0,33 = 3,375 cm3
Mn = Zx x fy = 0,9 x 3,375 x 2500 = 7593,75 kgcm
Syarat : Mn>Mu
75,93 kgm > 8,625 kgm ................ OK
Kontrol Lendutan
f =
L360 =
30360 = 0,0833 cm
Ix =
112 bh3 =
112 x 150 x 0,33 = 0,3375 cm4
Ymax =
5384
(qD+qL) l4
EIx <f
=
5384
(0,38858+4,50)304
2. 106 . 0,3375
= 0,076 < 0,0833 ................. OK
Perencanaan Penyangga Pelat Injak
Direncanakan menggunakan profil siku 60x60x6, dengan data sebagai berikut :
b = 60 mm
tw = 6 mm
W = 5,42 kg/m Ix = 22,8 cm4
Iy = 22,8 cm4
A = 6,91 cm2 ix = 1,82 cm
Perencanaan Pembebanan
Beban Mati (1/2 lebar injakan)
Berat pelat = 0,003 x 0,15 x 7850 = 3,5325 kg/m
Berat baja siku 60x60x6 = 5,42 kg/m +
= 8,953 kg/m
Alat penyambung (10%) = 0,895 kg/m +
qD = 9,848 kg/m
Beban Hidup
qL = 300 x 0,15 = 45 kg/m
Perhitungan MD dan ML
MD =
18 x qD l2
= 0,125 x 9,848x 1,52 = 2,769 Kgm
ML =
18 x qL l2
= 0,125 x 45 x 1,52 = 11,827 Kgm
Vu =
12(1,2 . qD . l)+ 1
2(1,6 . P .2 )
= 0,5(1,2 x 9,848 x 1,50) + 0,5(1,6 x 45 x 1,50)
= 62,87 kg
Perhitungan Kombinasi Pembebanan MC
Mu = 1,4 MD
= 1,4 x 2,769 = 3,877 kgm
Mu = 1,2MD + 1,6ML
= 1,2 x 2,769 + 1,6 x 11,827 = 22,246 kgm (menentukan)
Kontrol Momen Lentur
Mn = Zx x fy = 0,9 x 9,83 x 2400 = 21232,8 kgcm = 212,328 kgm
Syarat : Mn>Mu
212,328 kgm > 22,246 kgm ................ OK
Kontrol Lendutan
f =
L240 =
150240 = 0,625 cm
Ix = 22,8 cm4
Ymax =
5384
(qD+qL) l4
EIx <f
=
5384
(0,09848+0,45)1504
2.106 . 22,8
= 0,07 < 0,625 ................. OK
Desain Balok Utama Tangga
Balok utama tangga dianalisa dengan anggapan terletak di atas dua
tumpuan sederhana dengan menerima beban merata dari berat sendiri dan beban
dari anak tangga. Balok utama tangga direncanakan menggunakan profil Channel
260x90x10x14, dengan data sebagai berikut :
b = 60 mm
tw = 6 mm
W = 5,42 kg/m
Ix = 22,8 cm4
Iy = 22,8 cm4
A = 6,91 cm2
ix = 1,82 cm
iy = 1,82 cm
Zx = 9,83 cm3
Perencanaan Pembebanan
Perencanaan pembebanan anak tangga
Beban Mati
Berat pelat = 0,003 x 1,50/2 x 7850 = 17,663 kg/m
Berat profil siku = 5,42 x 2 x 0,75/0,30 = 27,1 kg/m
Berat profil = 37,9/ cos 33,7 = 44,01 kg/m
Berat sandaran besi = 20 kg/m
= 108,773 kg/m
Berat alat penyambung (10%) = 10,887 kg/m
qD1 = 119,650 kg/m
Beban Hidup
qL1= 300 x 1,50 x 0,5 = 217,5 kg/m
Perencanaan pembebanan bordes
Beban Mati
Berat pelat = 0,003 x 1,50/2 x 7850 = 17,663 kg/m
Berat profil siku = 5,42 x 2 x 0,75/0,30 = 27,1 kg/m
Berat profil = 37,9 = 37,9 kg/m
Berat sandaran besi = 20 kg/m
= 82,663 kg/m
Berat alat penyambung (10%) = 8,266 kg/m
qD2 = 90,93 kg/m
Beban Hidup
qL2= 300 x 1,65 x 0,5 = 247,5 kg/m
Perhitungan Gaya – Gaya pada Tangga
Beban Mati
VDA = {(qd1x 3,3 x 3,05) + (qd2x 1,4x 0,7)}/4,7
= 275,2 kg ( )
VDC = {(qd2x 1,4x 4) + (qd1x 3,3 x 1,65)}/4,7
= 245,8 kg ( )
Beban Hidup
VLA = {(qL1x 3,3 x 3,05) + (qL2x 1,4x 0,7)}/4,7
= 517,38 kg ( )
VLC = {(qL2x 1,4x 4) + (qL1x 3,3 x 1,65)}/4,7
= 546,87 kg ( )
Gaya – Gaya Ultimate
qU1 =1,2 x qd1 + 1,6x qL1
= (1,2x 119,65) + (1,6x 217,5) = 491,58 kg/m
qU2 =1,2 x qd2 + 1,6x qL2
= (1,2 x 90,93) + (1,6x 247,5) = 505,116 kg/m
VUA= 1,2 x VDA + 1,6x VLA
= (1,2 x 275,2 + 1,6x 517,38) = 1158 kg
VUC = 1,2 x VDC + 1,6x VLC
= (1,2 x 245,8 + 1,6x 546,87) = 1170 kg
MUBC = - (VUCx 1,4) + (qU2x 1,4x 0,7)
= - (1170x 1,4) + (505,116 x 1,4x 0,7) = -1143 kgm
MUBA = (VUAx 3,6) + (qU1x 3,6x 1,8)
= (1158x 3,6) + (491,58 x 3,6x 1,8) = -1144 kgm
Kontrol : MUBA = MUBC.......OK
Batang AB
Mx1 = (VUA.x1) - (1/2.qU1.x12)
dMx1
dx1 = 0 →VUA- qU1.x1= 0
x1 =
V UA
q U1 =
1158491,58 =2,356 < 3,3 m .................OK
MUmax = (VUA.x1) - (1/2.qU1.x12)
= 1158 x 2,356 - (0,5 x.491,58x2,3562) = 1363,933
Kontrol Kekuatan Profil
Penampang Profil
fy = 2500 kg/cm2
Untuk sayap :
btf ¿
170
√fy
9014 ¿
170
√250
6,43¿ 10,75
Untuk badan :
htw ¿
1680
√fy
23210 ¿
1680
√250
23,2 ¿ 106,25
Penampang profil kompak, maka Mnx = Mpx
Kontrol Lateral Buckling
Batang Miring
Lb =
30cos 30,55° = 34,84 cm
Lp = 1,76 . iy. √ Efy = 1,76 . 2,56 . √ 2 ,105
250 = 127,44 cm
Ternyata Lp > Lb, maka Mnx = Mpx
Mp = Zx . fy = 445 . 2500
= 1112500 kgcm = 11125 kgm
1,5 My = 1,5 Sx . fy = 1,5 . 371. 2500
= 139125 kgcm
Jadi, Mn = Mp = 1112500 kgcm = 11125 kgm
Syarat : Mu ¿ ϕ Mn
1363,933 kgm ¿ 0,9 . 11125 kgm
1363,933 kgm ¿ 10012,5 kgm .........OK
Kontrol Kuat Rencana Geser
1625,5 ¿
110
√250
20 ¿ 69,57 .........Plastis
Vn = 0,6 x fyx Aw → Aw = tw . d
= 10 . 260 = 2600 mm2
Vn = 0,6 x 2500x (26)
= 39000kg
ϕ Vn = 0,9 x 39000 kg = 35100 kg
VUA = 1421,904 kg
Syarat : VU¿ ϕ Vn
1170 kg ¿ 35100 kg ..........OK
Jadi profil Channel 260x90x10x4 dapat dipakai.
Sambungan las
Sambungan antara balok – balok tangga direncanakan dengan menggunakan
sambungan las, dengan ketentuan sebagai berikut :
Mutu las E70 XX (fuw = 70 ksi = 4921 kg/cm2)
Tebal pelat penyambung, t = 10 mm
ANALISA STRUKTUR
X (L)
Y (P)P>
LatapLant
ai 3Lantai 2Lantai 1Ground
PERHITUNGAN ANALISA STRUKTUR
1 Profil WF
2 L1 5,8 M
3 P1 6 M
4 Kegunaan Gedung Rusun
5 Kondisi tanah lokasi bangunan Situs E
6 Tegangan Leleh Baja Fy BJ 37
7 Lokasi Kota Cirebon
8 Kategori Desain E
9 Faktor redundansi 1,3
10
SDs 0,58 g
Data perencanaan
Item Kolom Balok Induk Bressing Balok Anak
WF 400x400x16x24 400x300x10x16 300x300x11x 17 200x150x6x9Weight 200 kg/m 107 kg/m 106 kg/m 30,6 kg/m
A 254,9 cm2 136 cm2 134,8 cm2 39,01 cm2
R 22 cm 22 cm 18 cm 13 cmIx 78.000 cm4 38.700 cm4 23.400 cm4 2.690 cm4
Iy 26.200 cm4 7.210 cm4 7.730 cm4 507 cm4
Ix 17,5 cm 16,9 cm 13.2 cm 8,3 cmIy 10,1 cm 7.28 cm 7.57 cm 3,61 cmZx 3.840 cm3 1.980 cm3 1.540 cm3 277 cm3Zy 1.300 cm3 481 cm3 514 cm3 67,6 cm3
Data Material (BJ 37):
Berat volume baja (γ baja ) = 7850 kg/m3
Massa jenis baja (ρ baja ) =
γ bajag
=
785010
= 785 kg/m3
Modulus Elastisitas (E) = 200.000 MPa
Poisson rasio (μ ) = 0,3
Koefisien pemuai (α ) = 12 x 10-6 °C
Tegangan leleh baja (fy) = 240 MPa
Tegangan putus baja (fu) = 370 MPa
Distribusi Horizontal Gaya Dasar Seismik
TingkatWi
(Kg)Hi(m) W x hx
kW x hx
k
∑i=1
nW i hi
kV
4(ATAP)
151.201 16 2.419.21624520,06
3 182.853 12 2.194.236 22239,77
2 182.853 8 1.462.824 14826,52
1 202.743 4 810.972 8219,64
Jumlah 719.650 6.887.248 69.806
Perhitungan distribusi beban gempa
a. Atap
gempa (kg) arah X tiap portal arah Y tiap portal(1/4) (30%) (1/4)
21849,57 24520,06 6130 7356 1839
b. Lantai 1
gempa (kg) arah X tiap portal arah Y tiap portal(1/4) (30%) (1/4)
19892,22 22239,77 5559 6671 1667
c. Lantai 2
gempa (kg) arah X tiap portal arah Y tiap portal(1/4) (30%) (1/4)
13261,48 14826,52 3706 4447 1112
d. Lantai 3
gempa (kg) arah X tiap portal arah Y tiap portal(1/4) (30%) (1/4)
7216,7328219,64
2054 2465 616
Perhitungan Beban Mati dan Beban Hidup
qek =
12
q×( lx
l y2 )×(l y
2−13
l x2)
Lx = L= 5,8M
qek =
12
q×( 5,8
62 )×(62−13
5,82)Ly = P = 6 M
qek = 1,545 q
Jadi, 2 trapesium qek = 3,09q
Perataan beban segitiga :
qek =
13
ql x
qek =
13×q×2,9
qek = 0,960 q
Jadi, 2 segitiga qek = 1,920 q
a. Pembebanan atap
1. Beban Mati
Pelat beton tebal 10 cm = 0,1 cm x 2400 kg/m3 = 240 kg/m2
Penggantung langit langit = 7 kg/m2
Plafond eternit (4 mm) = 11 kg/m2
Finishing pada atap (1cm) = 0,01 cm x 2200 kg/m3 = 22 kg/m2
Aspal pada atap (1cm) = 0,01 cm x 1400 kg/m3 = 14 kg/m2
Pasir (1 cm) = 0,01 cm x 1600 kg/m3 = 16 kg/m2
jumlah = 310 kg/m2
1 trapesium = 1,545 q = 1,545 x 310 kg/m2 = 478,95 kg/m
2 trapesium = 3,09 q = 3,09 x 310 kg/m2 = 957,9 kg/m
1 segitiga = 0,960 q = 0,960 x 310 kg/m2 = 298 kg/m
2 segitiga = 1,920 q = 1,920 x 310 kg/m2 = 595 kg/m
Beban terpusat balok anak = ½ x 957,9 kg/m x 5,8 = 2777,91 kg
2. Beban Hidup
Beban Hidup lantai Atap = 100 kg/m2
jumlah = 100 kg/m2
1 trapesium = 1,545 q = 1,545 x 100 kg/m2 = 154.5 kg/m
2 trapesium = 3,09 q = 3,09 x 100 kg/m2 = 309 kg/m
1 segitiga = 0,960 q = 0,960 x 100 kg/m2 = 96 kg/m
2 segitiga = 1,920 q = 1,920 x 100 kg/m2 = 192 kg/m
Beban terpusat balok anak = ½ x 309 kg/m x 5,8 = 896,10 kg
b. Pembebanan lantai 3, 2, dan 1
1. Beban Mati
Pelat beton tebal 12 cm = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m2
Spesi lantai keramik 2 cm = 42 kg/m2
Penutup lantai keramik = 24 kg/m2
Plafond dan penggantung = 18 kg/m2
M & E = 20 kg/m
Jumlah = 392 kg/m2
1 trapesium = 1,545 q = 1,545 x 392 kg/m2 = 605,64 kg/m
2 trapesium = 3,09 q = 3,09 x 392 kg/m2 = 1211,28 kg/m
1 segitiga = 0,960 q = 0,960 x 392 kg/m2 = 376,32 kg/m
2 segitiga = 1,920 q = 1,920 x 392 kg/m2 = 752,64 kg/m
Beban terpusat balok anak = ½ x 1211,28 kg/m x 5,8 = 3512,71kg
2. Beban Hidup
Beban Hidup lantai = 125 kg/m2
Jumlah = 125 kg/m2
1 trapesium = 1,545 q = 1,545 x 125 kg/m2 = 193.12 kg/m
2 trapesium = 3,09 q = 3,09 x 125 kg/m2 = 386.25 kg/m
1 segitiga = 0,960 q = 0,960 x 125 kg/m2 = 120 kg/m
2 segitiga = 1,920 q = 1,920 x 125 kg/m2 = 240 kg/m
Beban terpusat balok anak = ½ x 386.25 kg/m x 5,8 =1120.12 kg
Kombinasi Pembebanan Analisa Struktur
Lantai 3
Eh = 1,3 Fi
Ev = 0,2 SDS D = 0,2 x 0,58 x D = 0,116 D
U = 1,2 D + 1,0 Ex + 30% Ey + L
= 1,2 x 1506,064 kg/m +1,0 x 2054 + 2465 + 480 kg/m
= 6806,28 kg/m = 68,06 kg/cm
Perhitungan Balok Induk Pada Lantai
Suatu balok diatas dua tumpuan sederhana didisain dari profil WF BJ 41
1. Kontrol lendutan
terhadap beban tetap yang terdiri dari beban mati dan beban hidup.
Lendutan ijin = yizin =
L360 =
600360 = 1,67 cm ..... Tabel 6.4.1 SNI
2. Mmax dan Vmax
Mu = 1/8 x 68,06 kg/cmx (600 cm)2 = 3062700 kg cm
Vu = ½ q l = ½ x 68,06 kg/cm x 600 cm = 20418 kg
3. Kontrol Kekuatan Lentur
Mu = ø Mn .............. Ø = 0,9
Mn = 0,9 x fy x Z............(asumsi pelat beton sebagai penahan
lateral Lb = 0 dan Penampang Kompak )
3062700 kg cm = 0,9 x 2400 kg/cm2 x Z
Z = 1418 cm3
Dicoba profil WF :
4. Mmax dan Vmax
Mu = 3062700 kg/cm + 1/8 x 1,24 kg/cm x (600 cm)2 = 3118500 kg cm
Vu = 20418 kg + 1,24 kg/cm x 600 cm = 21162 kg
5. Kontrol Lendutan
qek’ = qek + berat profil WF = 68,06 kg/cm + 1,24 kg/cm = 69,30 kg/cm
6. Kontrol Mn dan Vn
Mu = 3118500 kg/cm
Vu = 21162 kg
ø Mn = 0,9 x fy x Z
ø Mn = 0,9 x 2400 kg/cm2 x 1980 cm3 = 4276800 kg cm > Mu ....oke
Item Balok Induk
WF 400x300x10x16Weight 107 kg/m
A 136 cm2
R 22 cmIx 38.700 cm4
Iy 7.210 cm4
Ix 16,9 cmIy 7.28 cmZx 1.980 cm3Zy 481 cm3
ø Vn = 0,9 x 0,6 x fy x Aw (Aw = luas kotor pelat badan)
ø Vn = 0,9 x 0,6 x 2400 kg/cm2 x 0,8 cm x 45 cm = 46656 kg > Vu ....oke
7. Kontrol Penampang Kompak atau tidak
h = 450 – 2 (18+24) = 316 mm
λ= htw
=36610
=31 ,6 <
λ p=1680
√ f y
=1680
√240=108 ,44
λ= b2t f
=3002×16
=9 ,375 <
λ p=170
√ f y
=170
√240=10 ,97
Jadi, ukuran profil WF 400x300x10x16 dapat digunakan.
Kompa
PERHITUNGAN BALOK KOLOM
Digunakan WF 400×400×13×21
Item Kolom
WF 400x400x13x21Weight 172 kg/m
A 218,7 cm2
R 22 cmIx 66.600 cm4
Iy 22.400 cm4
Ix 17,5 cmIy 10,1 cmZx 3.030 cm3
Zy 985 cm3
ND = 3,8 ton
NL = 1,2 ton
qD = 0,4 ton/m
qL = 1,25 ton/m
H = 20 ton
Jenis material BJ 37
a. Perhitungan Beban Terfaktor
Kombinasi 1, beban gravitasi:
NU = 1,2ND + 1,6NL = 1,2 (3,8) + 1,6 (1,2) = 6,48 ton
qU = 1,2qD + 1,6qL = 1,2 (0,4) + 1,6 (0,1) = 0,64 ton/m
Kombinasi 2, beban gravitasi + angin:
NU = 1,2ND + 0,5NL = 1,2 (3,8) + 0,5 (1,2) = 5,16 ton
HU = 1,3H = 1,3 (20) = 26 ton
qU = 1,2qD + 0,5qL = 1,2 (0,4) + 0,5 (1,25) = 1,105 ton/m
b. Analisa Balok Kolom
c. Aksi Kolom
Faktor panjang efektif kx, ditentukan dengan menggunakan faktor G:
GA = 1,0 (jepit)
GB =
∑ ( 1L )
KOLOM
∑ ( 1L )
BALOK
=2×1
4
1,4×1
8,5
=3 ,04
kx = 1,57
Dalam arah y kolom diasumsikan tertumpu sendi di ujung atas dan bawahnya,
sehingga ky = 1,0.
k x . Lx
r x
= 1, 47×40017 , 5
=35 , 88k y . Ly
r y
= 1,0×40010 , 1
=39 ,60
λC =
1π
.k y .L y
r y √ f y
E= 1
π×39 ,60×√240
200000=0 ,4366
ω =
1 , 431,6−0 ,67 λC
= 1 , 431,6−(0 , 67×0 , 4366)
=1 ,0937
Nn =
Ag . f cr=21 , 870(2401 , 0937 )=479 , 91
Nu
φ . N n
=(89 ,4+4 )
0 ,85×479 ,91=0 ,2284>0,2
d. Aksi Balok
Periksa WF 400×400×13×21 kompak atau tidak.
b f
2t f
=4002×21
=9 , 52<λ p=170
√ f y
=10 , 97
→ Sayap Kompak
N u
φb .N y
=93 , 19625×103
0,9×240×21 , 870=0 , 1973>0 , 125
→ Untuk Badan
λp =
500
√ f y(2 ,33−
Nu
Φb . N y)≥665
√ f y
λp =
500
√240(2 ,33−0 , 1973 )=68 ,8325>665
√ f y
=42 , 925
λ =
htw
=400−2×2113
=27 , 54< λp(Penampang Dinyatakan Kompak)
Lp (= 5,15 m) > L (4 m) → Tekuk Lateral
Karena L < Lp, maka Mn dapat mencapai Mp.
Mp = Zx.fy = 3600.13.103.(240) = 86,40312 ton.m
Φb.Mnx = 0,9.(86,40312) = 77,7628 ton.m
e. Perbesaran Momen
Sumbu Lentur adalah Sumbu x :
k x . Lx
r x
= 1,0×40017 , 5
=22 ,857
Cm =
0,6−0,4 ( M1
M 2)=0,6−0,4 ( 1 ,05
2 , 11 )=0,4
Ne1 =
π 2 .E . Ag
( k . Lr )
2=π 2×200000×21 , 870
22 , 8572=8263 , 04
Nu =84 ,5+1 ,105
8,52
=89 ,19625→ 89,2 ton
δb=Cm
1−N u
N e1
= 0,4
1−89 ,196258263 , 04
=0 , 4044<1,0
Ambil δb=1,0
f. Perbesaran Momen δ s
∑ Nu = 2.(84,5) + 1,105.(8,5) = 178,3925 ton
N
e1 =
π 2 .E . Ag
( k . Lr )
2=π 2×200000×21 , 870
35 , 882
=3356 → Ke langsingan Struktur Bergoyang
∑ Ne1 = 2.(3356) = 6712 ton
δ s=1
1−∑ Nu
∑ Ne1
= 1
1−178 ,39256712
=1 , 0273
g. Periksa Persamaan
M ux=δb .M ntu+δs . M itu=1,0. (2 , 11)+1 , 0273. (36 , 6 )=39 ,7373
N u
Φ .N n
+ 89 ( M ux
φb . M nx)≤1,0
0 ,2284+ 89 (39 , 7373
77 , 7628 )=0 ,6826<1,0OK
Jadi, profil WF 400×400×13×21 mencukupi untuk memikul beban-beban
tersebut, sesuai dengan desain LRFD.
SAMBUNGAN BALOK- KOLOM
Suatu sambungan konsol seperti tergambar, baut tipe ɸ25 (BJ50) ulir tidak
pada bidang geser, propil baja BJ 37.
Kontrollah kedalam sambungan komsol pada contoh dimuka dengan ultimate.
Baut ɸ 25 A = 4,9 cm2
- Kontrol geser : Mu = 25 x 40 = 1000 ton cm = 1.000.000 kg cm
Pu = 40 t
Kuat rencana baut :
Geser : Vd = 0,75 x 0,5 x Fu Ab.m = 0,75 x 0,5 x 5000 x 4,9 x 1
= 9187,50 kg (menentukan)
Tumpu : Rd = 0,75 x 2,4 db tp fu= 0,75 x 2,4 x 2,5 x 3700 x 1,6
= 26640 KG
Vn = Pun =
4000010 = 4000 kg < Vd
Atau :
Fu = VnAb
= 3804,9
= 77,551 kg/cm2
ɸf 0,5f ub
= 0,75 x 0,50 x 5000 = 1875 kg/cm2
- Tarik murni Td = ɸ. 0,75.Ab.fu = 0,75 (0,75 x 4,9 x 5000)
= 13781,25 kg
- Beban tarik : (interaksi geser + tarik )
Td = ɸ ft Ab ɸ ft = (1,3f ub- 1,5fuv) < f u
b= 5000 kg/cm2
= ( 1,3 x 5000 - 1,5 x 816,33 ) = 5275,5 kg/cm2
ft = 5000 kg/cm2
Td = 0,75 x 5000 x 4,9 = 18375 kg =T
Td ulir = 13781,25 kg
fu < ɸt 0,5 f ub
T=Tdulir= 13781,25 kg
Tarik murni menentukan
Mencari garis netral → anggap dibawah baut terbawah
( semua baut dihitung = 10 )
Fy a b =∑T a = ∑Tb fy
= 10 x 13781 ,25 kg20 x 24000 kg/cm 2
= 2,87 cm < S =
5 cm .....oke ( anggapan benar )
Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :
ɸMn = 0,90. F y . a2. b
2 +∑ T.d
ɸMn = 0,90 x2400 x . 2,872 x202
+2 x 13781,25 (2,13
+12,13+22,13+32,13+42,13 )
= 177917 + 3049791
ɸMn = 3227708 kg cm
Mn = 1000.000 kg cm < ɸMn ok…!!!
Sambungan cukup kuat menerima beban momen.