PURJOKOYULIANTO_5415134208_TUGASBESARBAJA

1

TUGAS BESAR

STRUKTUR BAJA I

Di Susun Oleh :

Nama : Purjoko Yulianto

NRM : 5415134208

PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL, FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2014

2

Soal (Tugas Besar Struktur Baja 1)

Diketahui :

Mutu baja yang digunakan adalah A36

Bentuk profil yang digunakan adalah L (sama kaki/tidak sama kaki, single/double)

Ketebalan pelat yang digunakan adalah 5 mm

Beban yang ada :

P1 = 25a = 25 x 2 = 50 kN

P2 = 60b = 60 x 10 = 600 kN

P3 = 75c = 75 x 8 = 600 kN

P2 = 60b kN

1 2 3

P3 = 75c kN

P1 = 25a kN

6

5

4

7 8

9 10

4 m

3 m 3 m 3 m

3

Ditanya :

Tentukan dimensi yang harus digunakan disetiap batang (Batang tekan maupun batang

Tarik)?

Tentukan berapa banyak sambungan baut yang harus digunakan?

Gambar sketsa rencana tersebut, baik batang, sambungan maupun pada plat?

4

1. METODE CREMONA (Menetukan Batang Tekan dan Tarik serta

Gaya per Batang).

Gambar 1. Soal dan Keterangan

Gambar 2. Struktur rangka murni

4 m

3 m 3 m 3 m

P2 = 600 kN

1 2 3

P3 = 600 kN

P1 = 50 kN

6

5

4

7 8

9 10

A B

C

D

E

G

F

5

Gambar.3 Metode Cremona setelah rangka di beri beban

Keterangan :

1. Dari gambar ke.2 diperoleh panjang struktur rangka batang per batang (L

member).

2. Dari gambar ke.3 diperoleh nilai dari beban/gaya (kN) yang kemudian akan

dijadikan Pu per batangnya dan diperoleh pula batang tekan dan batang Tarik,

dengan ketentuan apabila notasi (+) maka batang tersebut adalah Batang Tekan

dan apabila notasi (-) maka batang tersebut adalah Batang Tarik.

6

Dari perhitungan diatas di peroleh :

No Batang Gaya (kN) Panjang (cm) Keterangan

1 1 -787,5 300 Batang Tarik



4 4 +123,2 328 Batang Tekan


6 6 +1600,5 328 Batang Tekan


8 8 0 267 -


10 10 0 133 -

11 Va 599,9 - -

12 Vb 1462,5 - -

13 Ha 674,7 - -

14 Hb 650,1 - -

7

2. Menentukan Dimensi (Ukuran Profil) per Batang

A. Batang no.1 (Batang Tarik)

Diketahui : Pu = 787,5 kN

Panjang L = 3000 mm = 300 cm = 3 m

Mutu Baja = A36 ( Fu = 450 Mpa, Fy = 250 Mpa)

Ditanya : Ukuran Profil (Type : L)?....

Jawaban :

Profil L :

Pu = 787,5 kN

Asumsi Tegangan Leleh :

Pu = Pn

Pu = 0,9.Fy.Ag

Ag = (787,5.103/0,9.250) : 2 = 1750

mm2 = 17,5 cm2

(di bagi 2 ; Karena dipilih Profil

double)

Pilih Profil :

Profil = 80 x 80 x 12 mm

Ix = 2,39 cm = 23,9 mm

Iy = 2,39 cm = 23,9 mm

Ag = 17,9 cm2 = 1790 mm2

Tegangan Leleh :

Py = 0,9.Fy.Ag

Py = 0,9.250.(1790 x 2) karena

profil double

Py = 805.500 N = 805,5 Kn

Karena Py > Pu maka : -OK-

Tegangan Fraktur :

Ae = U.An

An = 85%.Ag

An = 85%.(1790 x 2)

An = 3043

Pu = 0,75.Fu.Ae

Pu = 0,75.450.3043

Pu = 1.027.012 N = 1.027,012 kN

Cek Kelangsingan :

= L/imax = 300/2,39 = 125,5 <

200 Primer Leleh -OK-

= L/imax = 300/2,39 = 125,5 <

300 Primer Sekunder -OK-

8

B. Batang no.2 (Batang Tarik)


Panjang L = 3000 mm = 300 cm = 3 m



Jawaban :

Profil L :

Pu = 787,5 kN


Pu = Pn

Pu = 0,9.Fy.Ag

Ag = (787,5.103/0,9.250) : 2 = 1750

mm2 = 17,5 cm2


double)

Pilih Profil :


Ix = 2,39 cm = 23,9 mm

Iy = 2,39 cm = 23,9 mm

Ag = 17,9 cm2 = 1790 mm2

Tegangan Leleh :

Py = 0,9.Fy.Ag

Py = 0,9.250.(1790 x 2) karena

profil double

Py = 805.500 N = 805,5 Kn


Tegangan Fraktur :

Ae = U.An

An = 85%.Ag

An = 85%.(1790 x 2)

An = 3043

Pu = 0,75.Fu.Ae

Pu = 0,75.450.3043

Pu = 1.027.012 N = 1.027,012 kN

Cek Kelangsingan :

= L/imax = 300/2,39 = 125,5 <


= L/imax = 300/2,39 = 125,5 <


9

C. Batang no.3 (Batang Tarik)


Panjang L = 3000 mm = 300 cm = 3 m



Jawaban :

Profil L :

Pu = 112,6 kN


Pu = Pn

Pu = 0,9.Fy.Ag

Ag = (112,6.103/0,9.250) : 2 =

250,22 mm2 = 2,50 cm2


double)

Pilih Profil :


Ix = 1,51 cm = 15,1 mm

Iy = 1,51 cm = 15,1 mm

Ag = 4,80 cm2 = 480 mm2

(Ag yang di pilih jaraknya cukup

jauh dengan Ag Asumsi, karena

setelah di coba nilai Ag yang dekat,

tidak lolos waktu cek kelangsingan)

Tegangan Leleh :

Py = 0,9.Fy.Ag

Py = 0,9.250.(480 x 2) karena profil

double

Py = 216.000 N = 216 Kn


Tegangan Fraktur :

Ae = U.An

An = 85%.Ag

An = 85%.(480 x 2)

An = 816

Pu = 0,75.Fu.Ae

Pu = 0,75.450.816

Pu = 275.400 N = 275,4 kN

Cek Kelangsingan :

= L/imax = 300/1,51 = 198,67 <


= L/imax = 300/1,51 = 198,67 <


10

D. Batang no.4 (Batang Tekan)


Panjang L = 3280 mm = 328 cm = 3,28 m



Jawaban :

Profil L :

Pu = 123,2 kN

Asumsi nilai w :

w = 4

Pu = Pn

Pu = .Ag.Fy/w

Ag = Pu/.Fy/4

Ag = (123,2.103/0,85.62,5) : 2 =

1159,52 mm2 = 11,59 cm2


double)

Pilih Profil :


Ix = 2,10 cm = 21,0 mm

Iy = 2,10 cm = 21,0 mm

Ag = 11,9 cm2 = 1190 mm2

Cek Batang :

c = k.L/rFy/2.E

c = 1.3280/21,0250/3,142.2x105

c = 1,75

= 1,25.c2

= 1.,25.1,752

= 3,828

Cek nilai Pu :

Pu = Ag.Fy/

Pu = 0,85.(1190 x 2).250/3,828

Pu = 132.114,2857 N = 132,11 kN

(Ag di kali 2, karena profil double)

Karena Pu yang di dapat > Pu pada

Beban maka : -OK-

11

E. Batang no.5 (Batang Tekan)


Panjang L = 3280 mm = 328 cm = 3,28 m



Jawaban :

Profil L :

Pu = 123,2 kN

Asumsi nilai w :

w = 4

Pu = Pn

Pu = .Ag.Fy/w

Ag = Pu/.Fy/4

Ag = (123,2.103/0,85.62,5) : 2 =

1159,52 mm2 = 11,59 cm2


double)

Pilih Profil :


Ix = 2,10 cm = 21,0 mm

Iy = 2,10 cm = 21,0 mm

Ag = 11,9 cm2 = 1190 mm2

Cek Batang :

c = k.L/rFy/2.E

c = 1.3280/21,0250/3,142.2x105

c = 1,75

= 1,25.c2

= 1.,25.1,752

= 3,828

Cek nilai Pu :

Pu = Ag.Fy/

Pu = 0,85.(1190 x 2).250/3,828

Pu = 132.114,2857 N = 132,11 kN



Beban maka : -OK-

12

F. Batang no.6 (Batang Tekan)

Diketahui : Pu = 1.600,5 kN

Panjang L = 3280 mm = 328 cm = 3,28 m



Jawaban :

Profil L :

Pu = 1.600,5 kN

Asumsi nilai w :

w = 1

Pu = Pn

Pu = .Ag.Fy/w

Ag = Pu/.Fy/1

Ag = (1600,5.103/0,85.250) : 2 =

3765,882 mm2 = 37,65 cm2

(Ag di bagi 2 ; Karena dipilih Profil

double)

Pilih Profil :

Profil = 160 x 160 x 17mm

Ix = 4,86 cm = 48,6 mm

Iy = 4,86 cm = 48,6 mm

Ag = 51,8 cm2 = 5180 mm2

(Ag di ambil dengan nilai yang

cukup jauh dari Ag asumsi, karena

Ag yang dekat saat di cek nilai Pu

nya tidak lolos)

Cek Batang :

c = k.L/rFy/2.E

c = 1.3280/48,6250/3,142.2x105

c = 0,759

= 1.43/1.6-0.67c

= 1.43/1.6-0.67(0,759)

= 1,231

Cek nilai Pu :

Pu = Ag.Fy/

Pu = 0,85.(5180 x 2).250/1,231

Pu = 1.788.383,428 N = 1.788,383

kN

(Ag dikali 2, karena dipilih profil

double)


Beban maka : -OK-

13

G. Batang no.7 (Batang Tarik)


Panjang L = 4020 mm = 402 cm = 4,02 m



Jawaban :

Profil L :

Pu = 903,1 kN


Pu = Pn

Pu = 0,9.Fy.Ag

Ag = (903,1.103/0,9.250) : 2 =

2006,89 mm2 = 20,06 cm2


double)

Pilih Profil :


Ix = 2,36 cm = 23,6 mm

Iy = 2,36 cm = 23,6 mm

Ag = 20,6 cm2 = 2060 mm2

Tegangan Leleh :

Py = 0,9.Fy.Ag

Py = 0,9.250.(2060 x 2) karena

profil double

Py = 927.000 N = 927,00 Kn


Tegangan Fraktur :

Ae = U.An

An = 85%.Ag

An = 85%.(2060 x 2)

An = 3502

Pu = 0,75.Fu.Ae

Pu = 0,75.450.3502

Pu = 1.181.925 N = 1.181 kN

Cek Kelangsingan :

= L/imax = 402/2,36 = 170,33 <


= L/imax = 402/2,36 = 170,33 <


14

H. Batang no.9 (Batang Tekan)


Panjang L = 4020 mm = 402 cm = 4,02 m



Jawaban :

Profil L :

Pu = 903,1 kN

Asumsi nilai w :

w = 2

Pu = Pn

Pu = .Ag.Fy/w

Ag = Pu/.Fy/2

Ag = (903,1.103/0,85.125) : 2 =

4.249,882 mm2 = 42,49 cm2

(Ag di bagi 2, Karena dipilih profil

double)

Pilih Profil :

Profil = 120 x 120 x 20

Ix = 3,57 cm = 35,7 mm

Iy = 3,57 cm = 35,7 mm

Ag = 44,2 cm2 = 4.420 mm2

Cek Batang :

c = k.L/rFy/2.E

c = 1.4020/35,7250/3,142.2x105

c = 1,266

= 1,25.c2

= 1,25.1,2662

= 2,003

Cek nilai Pu :

Pu = Ag.Fy/

Pu = 0,85.(4420 x 2).250/2,003

Pu = 937.843,2351 N = 937,843 kN



Beban maka : -OK-

15

Dari perhitungan diatas di peroleh :

No Batang Keterangan Profil L Dimensi/Ukuran Profil

1 1 Baja Siku-Siku Sama Kaki 80 x 80 x 12 mm







8 8 - -


10 10 - -

16

Menentukan Ukuran dan Jumlah Sambungan Baut per Batang

A. Batang no.1 (Batang Tarik)


Panjang L = 300 cm = 3 m


T = 12 mm (80 x 80 x 12 mm)

t plat = 5 mm, dbaut = 12,7 mm

Mutu Baut = A490 = 1035 Mpa

m = 2 (Karena Profil Double)

Ditanya : Perencanaan Sambungan Baut?....

Jawaban :

Design Kekuatan Baut :

Cek Shearing :

Ru = Rn

Ru = ( 0,4 x Fu baut x m x Ab)

Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

12,72)

Ru = 78,62 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn

Ru = ( 2,4 x Fu x dBaut x t)

Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 12,7 x 5)

Ru = 51,435 kN -Kritis-

Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 787,5/51,435

n = 15,31 = 16 baut

Cek Jarak Antar Baut :

Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 15,875 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 38,1 < S < 75

17

B. Batang no.2 (Batang Tarik)




T = 12 mm (80 x 80 x 12 mm)





Jawaban :


Cek Shearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

12,72)

Ru = 78,62 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 12,7 x 5)


Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 787,5/51,435

n = 15,31 = 16 baut


Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 15,875 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 38,1 < S < 75

18

C. Batang no.3 (Batang Tarik)




T = 12 mm (50 x 50 x 5 mm)





Jawaban :


Cek Shearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

12,72)

Ru = 78,62 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 12,7 x 5)


Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 112,6/51,435

n = 2,189 = 3 baut


Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 15,875 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 38,1 < S < 75

19

D. Batang no.4 (Batang Tekan)


Panjang L = 3280 cm = 3,28 m


T = 9 mm (70 x 70 x 9 mm)





Jawaban :


Cek Shearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

12,72)

Ru = 78,62 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 12,7 x 5)


Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 123,2/51,435

n = 2,39 = 3 baut


Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 15,875 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 38,1 < S < 75

20

E. Batang no.5 (Batang Tekan)


Panjang L = 3280 cm = 3,28 m


T = 9 mm (70 x 70 x 9 mm)





Jawaban :


Cek Shearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

12,72)

Ru = 78,62 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 12,7 x 5)


Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 123,2/51,435

n = 2,39 = 3 baut


Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 15,875 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 38,1 < S < 75

21

F. Batang no.6 (Batang Tekan)


Panjang L = 3280 cm = 3,28 m


T = 17 mm (160 x 160 x 17 mm)





Jawaban :


Cek Shearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

25,42)

Ru = 314,50 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 25,4 x 5)


Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 1600,5/102,87

n = 15,55 = 16 baut


Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 31,75 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 76,2 < S < 75

22

G. Batang no.7 (Batang Tarik)


Panjang L = 402 cm = 4,02 m


T = 14 mm (80 x 80 x 14 mm)




Ditanya : Perencanaan

Sambungan Baut?....

Jawaban :


Cek Shearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

22,22)

Ru = 240,25 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 22,2 x 5)


Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 903,1/89,91

n = 10,04 = 11 baut


Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 27,75 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 66,6 < S < 75

23

H. Batang no.9 (Batang Tekan)


Panjang L = 402 cm = 4,02 m


T = 14 mm (80 x 80 x 14 mm)





Jawaban :


Cek Shearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (0,4 x 1035 x 2 x /4 x

22,22)

Ru = 240,25 kN

Cek Bearing :

Ru = Rn


Ru = 0,75 (2,4 x 450 x 22,2 x 5)

Ru = 89,91 kN -Kritis

Jumlah Baut :

n = Pu/Ru

n = 903,1/89,91

n = 10,04 = 11 baut


Le : Min < Le < Max = 1,25.d < Le

< 12.t = 27,75 < Le < 60

S : Min < S < Max = 3.d < S < 15.t

= 66,6 < S < 75

24

Dari perhitungan sambungan baut di atas di peroleh :

No Batang Ukuran (Diameter) Baut Jumlah Baut

1 1 12,7 mm 16

2 2 12,7 mm 16

3 3 12,7 mm 3

4 4 12,7 mm 3

5 5 12,7 mm 3

6 6 25,4 mm 16

7 7 22,2 mm 11

8 8 - -

9 9 22,2 mm 11

10 10 - -

PURJOKOYULIANTO_5415134208_TUGASBESARBAJA

Documents

Transcript of PURJOKOYULIANTO_5415134208_TUGASBESARBAJA