Perancangan-gable-pdf

PERANCANGAN STRUKTUR
KUDA-KUDA BAJA TIPE GABLE
Afret Nobel, ST
Akan Ahli Struktur
Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Perancangan Struktur Baja
Page 2 of 45
Daftar Isi
www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com
1. Pendahuluan ................................................................................................................................... 4
1.1 Peraturan umum ..................................................................................................................... 4
1.2 Ketentuan umum .................................................................................................................... 4
2. Perencanaan Gording ...................................................................................................................... 5
2.1 Pembebanan gording .............................................................................................................. 5
2.1.1 Beban mati ...................................................................................................................... 5
2.1.2 Beban hidup .................................................................................................................... 5
2.1.3 Beban angin ..................................................................................................................... 5
2.2 Analisis pembebanan .............................................................................................................. 5
2.2.1 Akibat beban mati ........................................................................................................... 5
2.2.2 Akibat beban hidup ......................................................................................................... 5
2.2.3 Akibat beban angin .......................................................................................................... 6
2.3 Kombinasi pembebanan .......................................................................................................... 6
2.4 Cek profil gording .................................................................................................................... 7
2.4.1 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat sayap ..................................................................... 7
2.4.2 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat badan..................................................................... 8
2.4.3
Tinjauan terhadap tekuk lateral
...................................................................................... 8
2.4.4 Kombinasi antara geser dan lentur ................................................................................. 9
Kontrol kuat geser nominal gording tanpa pengaku lateral: .......................................................... 9
Kuat geser badan tanpa adanya pengaku: ...................................................................................... 9
2.4.5 Kontrol lendutan ............................................................................................................. 9
3. Perhitungan batang tarik (Trackstang) .......................................................................................... 11
4. Perhitungan Ikatan Angin .............................................................................................................. 12
5. Perhitungan Kuda-kuda (Gable) .................................................................................................... 13
5.1 Pembebanan pada balok gable ............................................................................................. 13
5.1.1 Beban gording ............................................................................................................... 14
5.1.2 Tekanan angin pada bidang atap .................................................................................. 15
5.1.3 Tekanan angin pada bidang dinding ............................................................................. 15
5.1.4 Gambar skema pembebanan ........................................................................................ 16
5.2 Kontrol profil kuda-kuda gable .............................................................................................. 17
5.2.1 Rafter ............................................................................................................................. 17
5.2.2 Kolom ............................................................................................................................ 21
5.3 Perencanaan peletakan ......................................................................................................... 26

5.3.1 Kontrol tegangan yang timbul: ...................................................................................... 26
Page 3 of 45
5.3.2
Penentuan jumlah angkur
............................................................................................. 26
5.4 Perencanaan sambungan rafter puncak ............................................................................... 27
5.4.1 Data baut ....................................................................................................................... 27
5.4.2 Data plat ujung baut ...................................................................................................... 27
5.4.3 Beban rencana ............................................................................................................... 27
5.4.4 Menentukan letak garis netral ...................................................................................... 27
5.4.5 Menentukan tegangan lentur yang terjadi ................................................................... 28
5.4.6 Menentukan gaya-gaya yang terjadi ............................................................................. 28
5.4.7 Perencanaan pengaku penumpu beban ....................................................................... 30
5.5 Perencanaan sambungan rafter dengan kolom .................................................................... 31
5.5.1 Data baut ....................................................................................................................... 32
5.5.2 Data plat ujung baut ...................................................................................................... 32
5.5.3 Beban rencana ............................................................................................................... 32
5.5.4 Menentukan letak garis netral ...................................................................................... 32
5.5.5 Menentukan tegangan lentur yang terjadi ................................................................... 33
5.5.6 Menentukan gaya-gaya yang terjadi ............................................................................. 33
5.5.7 Perencanaan pengaku penumpu beban ....................................................................... 35
6. Perhitungan Pondasi ..................................................................................................................... 38
6.1 Data Perencanaan ................................................................................................................. 38
6.2 Rencana pondasi ................................................................................................................... 38
6.3 Dimensi pondasi .................................................................................................................... 38
6.4 Kuat lentur pondasi ............................................................................................................... 38
6.5 Kuat geser pondasi ................................................................................................................ 40
6.5.1 Geser satu arah ............................................................................................................. 40
6.5.2 Geser pons ..................................................................................................................... 41
7. Kesimpulan .................................................................................................................................... 43

Page 4 of 45
1. Pendahuluan
1.1 Peraturan umum
1. Rangkuman PPIUG 1983
2. SK SNI 03-1729-2002 tentang Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan
Gedung
3. Tabel profil PT. GUNUNG GARUDA STEEL
1.2 Ketentuan umum
1. Mutu baja yang digunakan adalah BJ 37
- fy = 240 Mpa
- fu = 370 Mpa
2. Alat sambung yang digunakan : Baut HTB
3. Jenis bangunan : bangunan industri
- Jarak antar kuda-kuda : 6 meter
- Bentang kuda-kuda : 30 meter
- Jarak antar gording (horizontal) : 1 meter
- Kemiringan atap : 10°
4. Bentuk atap : atap pelana
5. Profil kuda-kuda : Gable IWF
6. Profil gording : Lipped channel
7. Berat penutup atap : 0.20 kN/m2
8. Beban angin : 0.30 kN/m2
9. Beban orang : 1.00 kN/m2
Figure 1 Layout kuda-kuda gable

Page 5 of 45
2. Perencanaan Gording
2.1 Pembebanan gording
2.1.1 Beban mati
- Profil yang digunakan adalah Lipped Channel 125x50x20 (3.2)
- Berat sendiri gording = 0.068 kN/m
- Berat penutup atap = q atap x jarak miring gording = 0.2 kN/m2 x 1.015 m =
0.203 kN/m
- Total beban mati = 0.068 + 0.203 = 0.271 kN/m
2.1.2 Beban hidup
- Beban air hujan
ql = 40 – 0.8 0.2kN/m2 = 40 – 0.8 (10) = 0.32 kN/m2
qah = ql x jarak antar gording = 0.32 kN/m2 x 1.015 m = 0.325 kN/m
- Beban orang + peralatan = 1.00 kN
2.1.3 Beban angin
- Beban angin, P = 0.30 kN/m2 (nilai minimum untuk bangunan yang jauh dari
tepi laut)
- Beban angin tekan, Wt = 0.1 x 0.30 kN/m2 x 1.015 m = 0.030 kN/m
- Beban angin hisap, Wh = -0.4 x 0.30 kN/m2 x 1.015 m = -0.122 kN/m
2.2 Analisis pembebanan
2.2.1 Akibat beban mati
- M1 = 0.07 x qd x l2 = 0.07 x 0.271 kN/m x 62 m = 0.682 kNm
- M2 = 0.125 x qd x l2 = 0.125 x 0.271 kN/m x 62 m = 1.218 kNm
- V1 = 0.375 x qd x l = 0.375 x 0.271 kN/m x 6 m = 0.609 kN
- V2 = 0.625 x qd x l = 0.625 x 0.271 kN/m x 6 m = 1.015 kN
2.2.2 Akibat beban hidup
a. Beban air hujan
- M1 = 0.07 x qah x l2 = 0.07 x 0.325 kN/m x 62 m = 0.819 kNm
- M2 = 0.125 x qah x l2 = 0.125 x 0.325 kN/m x 62 m = 1.462 kNm
- V1 = 0.375 x qah x l = 0.375 x 0.325 kN/m x 6 m = 0.731 kN
- V2 = 0.625 x qah x l = 0.625 x 0.325 kN/m x 6 m = 1.219 kN

Page 6 of 45
b. Beban orang, P = 100 kN/m x Cos 10° = 0.985 kN
- M1 = 0.098 x P x l = 0.098 x 0.985 kN x 6 m = 0.579 kNm
- M2 = 0.375 x P x l = 0.375 x 0.985 kN x 6 m = 2.216 kNm
- V1 = 0.31 x P = 0.31 x 0.985 kN = 0.305 kN
- V2 = 0.69 x P = 0.69 x 0.985 kN = 0.680 kN
2.2.3 Akibat beban angin
a. Angin tekan
- M1 = 0.07 x qw x l2 = 0.07 x 0.030 kN/m x 62 m = 0.077 kNm
- V1 = 0.375 x qw x l = 0.375 x 0.030 kN/m x 6 m = 0.069 kN
- V2 = 0.625 x qw x l = 0.625 x 0.030 kN/m x 6 m = 0.114 kN
b. Angin hisap
- V1 = 0.375 x qw x l = 0.375 x 0.122 kN/m x 6 m = 0.274 kN
- V2 = 0.625 x qw x l = 0.625 x 0.122 kN/m x 6 m = 0.457 kN
2.3 Kombinasi pembebanan
Table 1 Momen
Tabel 1. Momen
M (kNm)
Mx = M.cos My = M.sin
Beban M
Beban mati (DL) 1.218 1.200 0.212
Beban hidup (LL) 2.216 2.182 0.385
Beban hujan (qah) 1.462 1.440 0.254
Beban angin (qw) 0.548 0.540 0.095
Table 2 Gaya lintang
Tabel 2. Gaya Geser
V (kNm)
Vx = V.cos Vy = V.sin
V
Beban
Beban mati (DL) 1.015 1.000 0.176
Beban hidup (LL) 0.680 0.669 0.118
Beban hujan (qah) 1.219 1.200 0.212
Beban angin (qw) 0.457 0.450 0.079

Page 7 of 45
Table 3 Kombinasi pembebanan
Tabel 3. Kombinasi pembebanan
Kombinasi Mx My Vx Vy
1,4DL 1.679 0.296 1.400 0.247
1,2Dl+1,6LL+0.5qah 5.363 0.946 2.630 0.464
1,2DL+1,6LL+0.8qw 4.049 0.714 2.455 0.433
1,2Dl+1,3qw+0.5qah 2.861 0.505 2.385 0.420
0,9DL+1,3qw 1.782 0.314 1.485 0.262
Used Load 5.363 0.946 2.630 0.464
2.4 Cek profil gording
Dicoba dimensi gording C150.50.20x3.2
A = 7.81 cm2 fy =240 Mpa
w = 6.76 Kg/m E =200,000 Mpa
Sx = 37.4 cm3 G =80,000 Mpa
Sy = 8.19 cm3 fr =70 Mpa
Ix = 280 cm4 H =150 mm
Iy = 28 cm4 B =50 mm
rx = 5.71 cm tw =3.2 mm
ry = 1.81 cm C =20 mm
tf =3.2 mm
Zx = (b x tf) (H – tf) + tw (0.5H – tf) (0.5H – tf)
= (50 x 3.2) (150 – 3.2) + 3.2 (0.5x150-3.2) (0.5x150-3.2)
= 39.98 cm3
2.4.1 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat sayap
- = B/t = 50/3.2 = 15.625
- p = 170/fy = 170/240 = 10.973
- r=370/ fy-fr =370/ 240-70=28.378
- Karena p r, maka pelat sayap tidak kompak
- Mp = Zx . fy = (39.98 x 103) x 240 = 9.596 kNm
- Mr = Sx (fy-fr) = (37.4 x 103) (240 -70) = 6.358 kNm
-
l −
l

l −
l

Mn =Mp-(Mp-Mr) p
r p

=9.596-(9.596-6.358) 15.625-10.973 =8.731kNm
28.378-10.973

of 45
2.4.2 Tinjauan terhadap tekuk lokal pelat badan
- = H/tw = (150-3.2x2)/3.2 = 44.88
- p = 1680/fy = 1680/240 = 108.44
- r = 2550/fy = 2550/240 = 164.60
- Karena p , maka pelat sayap kompak
- Mn = Mp = Zx (fy) = (39.98 x 103) x 240 = 9.56 kNm
2.4.3
Tinjauan terhadap tekuk lateral
- Lb (jarak antar pengaku/sokongan lateral) = 2000 mm
- Lp = 1.76 ry (E/fy) = 1.76 (57.1) (200,000/240) = 919.60 mm
- fl = fy – fr = 240 – 70 = 170 Mpa
-
bt3 (50×3.23×3)+(3.2×1503)+(3.2(20-3.2)3 4 J= = =3606mm
3 3

-

( / ) . . . 1 2
X =
p Sx EGJ A
-

= × × × × =
( / (37.4 103)) 200,000 80,000 3606,15 781 12608,71 1 2
X p Nmm
-
2

Iw Iy Ht
4
=
28 104 2 6 (150 2 3.2) 1443467200
4
mm

= × − × =
-
2 2 2 = 4 = 4 39.98 ×
103 1443467200 80,000 3606.15 280,000
X Zx Iw
Gj Iy
×
= 3.3 x10-4 N/mm2
-

Lr ry X1 1 1 X2 fl2
= + + ×
fl
-

5.71 12608,71 1 1 (3.3 10 4) 1702 2768.14
= + + × − × =
Lr mm
170
Karena Lp L Lr, maka penampang termasuk bentang menengah

Page 9 of 45

= − − −
- Mn Cb(Mp (Mp Mr)) Lb Lp
−
Lr Lp

=9.596-(9.596-6.358) 2000-919,6 =10,01kNm
2768,14-919,6
Kuat lentur penampang diambil yang terkecil dari 3 tinjauan di atas,
Mn = 8.73 kNm
2.4.4 Kombinasi antara geser dan lentur
Kontrol kuat geser nominal gording tanpa pengaku lateral:
- Kn = 5 + 5/(a/h2)2 = 5
- h/tw = (150-2x3.2)/3.2 = 44.88
Batas-batas :
- 1.10(kn*E/fy) = 1.10(5*200,000/240) = 71.00
- 1.37(kn*E/fy) = 1.37(5*200,000/240) = 88.43
Maka penampang mengalami leleh geser
Kuat geser badan tanpa adanya pengaku:
- Aw = h.tw = (150-2x3.2) 3.2 = 459.52 mm2
- Vn = 0.6 fy Aw = 0.6 (240) (459.52) = 66.17 kN
- Vu = 2.63 kN
Mu/Mn+0.625xVu/Vn 1.375
- 5.37/0.9(8.73) +0.625x2.63/0.75(66,17) =0,72 1.375 (OK)
2.4.5 Kontrol lendutan
qdx = 0,271 x Sin 10° = 0.047 kN/m
Px = 1,00 x Sin 10° = 0.174 kN/m
5 4 3 5 0,047 60004 0.174 60003
384 48 384 200,000 (28 104) 48 200,000 (28 104)
qdx L Px L x
E Iy E Iy
d

= × × × = × × ×
× × × × × × × × × ×
d x =14.18mm
qdy = 0,271 x Cos 10° = 0.267 kN/m
Py = 1,00 x Cos 10° = 0.985 kN/m

5 4 3 5 0,267 60004 0.985 60003
384 48 384 200,000 (280 104) 48 200,000 (280 104)
Page 10 of 45
qdy L Py L
x
E Ix E Ix
d

= × × × = × × ×
× × × × × × × × × ×
d x =8,041mm
2 2
240
d = d dx +d dy £L
14,1782 8,0412 6000 16,30 25,00( )
d = + £ Û OK
240
‡ Kesimpulan : profil Lipped Channel 125x50x20 (3.2) memenuhi persyaratan.

Page 11 of 45
3. Perhitungan batang tarik (Trackstang)
Batang tarik (Trackstang) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording pada arah
sumbu x (miting atap) sekaligus untuk mengurangi tegangan lendutan yang timbul pada arah
x. Beban-beban yang dipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap
(sumbu x), maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik Gx dan Px.
Gx = Berat sendiri gording + penutup atap sepanjang gording arah sumbu x
Px = Beban berguna arah sumbu x
P total = Gx + Px = (ql. L) + Px
Karena batang tarik dipasang dua buah, jadi per batang tarik adalah:
P = P tot/2 = (ql. L) + Px
= {(0,642 x 6) + (1 x sin 10°)}/2
= 2,013 kN
= P
Fn
£s = 160 Mpa, dimana diambil =
Fn = Ps
= 2,013 1000
x = 12,58 mm2
160
Fbr = 125% x Fn = 1,25 x 12,58 = 15,73 mm2
Fbr = ¼ d2, dimana:
d 4.Fbr
= 4x15,73
p
= = 4,47 mm
p
Maka, batang tarik yang dipakai adalah Ø 5 mm.

Page 12 of 45
4. Perhitungan Ikatan Angin
Ikatan angin hanya bekerja menahan gaya normal (axial) tarik saja. Adapun cara
kerjanya adalah apabila salah satu ikatan angin bekerja sebagai batang tarik, maka yang
lainnya tidak menahan apa-apa. Sebaliknya apabila arah angin berubah, maka secara
bergantian betang tersebut bekerja sebagai batang tarik.
Figure 2 Pembebanan pada ikatan angin
N dicari dengan syarat keseimbangan, sedangkan P = gaya/tekanan angin.
7,62
6
tgb = = 1,27
= arc tg 1,27 = 51,78°
P = (0,25 x 7,62) = 1,91 kN
H = 0, Nx = P
N cos
= P
= = 1,91
N P
cos
b
= = 2,60 kN
cos51,78
N
Fn
= = 2,6 1000
s = Fn N
s
x = 16,26 mm2
160
Fbr = 125% x Fn = 1,25 x 16,26 = 20,33 mm2
Fbr = ¼ d2, dimana:
d 4.Fbr
= 4x20,33
p
= = 5,09 mm
p
Maka, batang tarik yang dipakai adalah Ø 6 mm.

Page 13 of 45
5. Perhitungan Kuda-kuda (Gable)
5.1 Pembebanan pada balok gable
Figure 3 Gambar distribusi pembebanan
Pembebanan pada balok gable akibat beban-beban yang dipikul oleh gording
terpanjang yaitu = 6 meter.
Kaki kuda-kuda Kaki kuda-kuda
2,03 m
15,23 m
Figure 4 Pembebanan yang dipikul oleh gording

Balok yang direncanakan menggunakan IWF 700x300x12x14 dengan data penampang
sebagai berikut:
H = 700 mm
A = 235.50 mm2 rx = 29.3 cm
Page 14 of 45
B = 300 mm
Ix = 201,000 cm4 ry = 6.78 cm
t1 = 13 mm
Iy = 10,800 cm4
Sx = 5.760 cm3
t2 = 24 mm
Sy = 722 cm3
Figure 5 Penampang baja IWF
Pembebanan pada balok gable akibat beban-beban yang dipikul oleh 1 gording dengan
bentang 6 meter:
5.1.1 Beban gording
• Gording P1 (karena terletak pada ujung balok, maka menerima beban setengah jarak
gording = 0.508 m)
- Berat sendiri penutup atap : 6 m x 20 kg/m2 x 0.508 m = 60.96 kg
- Berat sendiri gording : 6 m x 6.76 kg/m = 40.56 kg
- Berat sendiri balok : 0.508 m x 185 kg/m = 93.98 kg
- Berat alat penyambung : 10% x BS = 9.398 kg
- Beban hidup : = 100 kg
• Gording P2 s/d P15 (karena terletak pada tengah balok, maka menerima beban satu
kali jarak gording = 1.016 m)
- Berat sendiri penutup atap : 6 m x 20 kg/m2 x 1.016m = 121.92 kg
- Berat sendiri gording : 6 m x 6.76 kg/m = 40.56 kg
- Berat sendiri balok : 1.016 m x 185 kg/m = 187.96 kg
- Berat alat penyambung : 10% x BS = 18.796 kg
- Beban hidup : = 100 kg

Dengan cara yang sama untuk mempermudah perhitungan beban-beban pada gording
dilakukan secara tabel sebagai berikut:
Page 15 of 45
Table 4 Tabel pembebanan pada gording
No Pembebanan P1 (kg) P2 s/d P15
1 Berat penutup atap 60.96 121.92
2 Berat gording 40.56 40.56
3 Berat sendiri balok 93.98 187.96
4 Berat alat sambung 9.94 18.80

205.44 369.24
Beban merata akibat beban mati:
P
q=

0.5L
2(205.4)+14(369.24) 5580.16
q= = =372.01kg/m
0.5(30) 15
Beban merata akibat beban hidup :
Dipilih yang terbesar antara beban orang atau beban air hujan,
Beban orang = 100 kg
Beban air hujan qah = 40 – 0.8 20 kg/m2 = 40 – 0.8 x 10 = 32 kg/m2
P = qah x jarak antar gording x jarak antar kuda-kuda
= 32 kg/m2 x 1.016 m x 6 m = 195.07 kg
Maka dipilih beban akibat air hujan = 195.07 kg
16(195.07) 3121.15
q= = =208.08kg/m
0.5(30) 15
5.1.2 Tekanan angin pada bidang atap
Tekanan angin = 30 kg/m2
Koefisien angin tekan Ctk = 0.1 Wt = 0.1 x 30 kg/m2 x 6 m = 18 kg/m
Koefisien angin hisap Chs = -0.4 Wh = -0.4 x 30 kg/m2 x 6 m = -72 kg/m
5.1.3 Tekanan angin pada bidang dinding
Koefisien angin tekan Ctk = 0.9 Wt = 0.9 x 30 kg/m2 x 6 m = 162 kg/m
Koefisien angin hisap Chs = -0.4 Wh = -0.4 x 30 kg/m2 x 6 m = -72 kg/m

Page 16 of 45
5.1.4 Gambar skema pembebanan
Figure 6 Skema pembebanan akibat beban mati
Figure 7 Skema pembebanan akibat beban hidup
Figure 8 Skema pembebanan akibat beban angin kiri

Page 17 of 45
5.2 Kontrol profil kuda-kuda gable
5.2.1 Rafter
Modulus elastisitas (E) = 200,000.00 Mpa
Modulus geser (G) = 80,000.00 Mpa
Tegangan leleh (fy) = 240.00 Mpa
Tegangan putus (fu) = 70.00 Mpa
Data beban dan geometri struktur:
Momen maksimum (Mu) = 461,990,771.00 Nmm
Gaya geser maksimum (Vu) = 100,867.80 N
Gaya aksial (Nu) = 110,134.97 N
M1x = 182,417,847.00 Nmm
M2x = 461,990,771.00 Nmm
MA = 461,990,771.00 Nmm
MB = 172,164,923.00 Nmm
MC = 88,367,983.00 Nmm
Lx = 15,287.33 Mm
Ly = 1,019.00 mm
Data profil:
H = 700 mm
A = 235.50 mm2 rx = 29.3 cm
B = 300 mm
Ix = 201,000 cm4 ry = 6.78 cm
t1 = 13 mm
Iy = 10,800 cm4
Sx = 5.760 cm3
t2 = 24 mm
r = 28.00 mm Sy = 722 cm3
Efek kolom:
Menentukan panjang tekuk rafter (Jepit-jepit):
Lkx = (15,287.33 x 0.5) = 7,643.67 mm
Lky = (1,019.00 x 0.5) = 509.58 mm
Menentukan parameter kelangsingan rafter:

Page 18 of 45

1 1 7,643.67 240 0.29
= = =
293 200,000
cx Lkx fy
rx E
l
p p

Perancangan-gable-pdf

More Related Content

What's hot

Viewers also liked

Similar to Perancangan-gable-pdf

Perancangan-gable-pdf