67
STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH SEDERHANA TAHAN GEMPA ROGANDA PARULIAN SIGALINGGING NRP 3105 100 138 Dosen Pembimbing : Endah Wahyuni, ST.MSc.PhD Ir. Isdarmanu MSc JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

  • Upload
    hoangtu

  • View
    219

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH

SEDERHANA TAHAN GEMPA

ROGANDA PARULIAN SIGALINGGING

NRP 3105 100 138

Dosen Pembimbing :

Endah Wahyuni, ST.MSc.PhD

Ir. Isdarmanu MSc

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2009

Page 3: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

1. PENDAHULUAN

Adanya produk baja ringan yang dipakai sebagai

material struktur atap memberikan gagasan untuk

melakukan inovasi, yaitu penggunaan material baja

ringan pada struktur utama bangunan.

Dalam Tugas Akhir (TA) ini mencoba melakukan

studi analisa terhadap baja ringan bila ipakai sebagai

struktur balok yang direncanakan pada sebuah rumah

sederhana. Dan bagaimana kemampuan baja ringan

pada daerah dengan kekuatan gempa besar khususnya

Indonesia.

Page 4: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Adapun dalam studi ini memakai aturan British

Standard sebagai acuan perhitungan kontrol

penampang balok tersebut. Sedangkan untuk acuan

pembebanan dan gempa maupun perencenaan

sambungan menggunakan aturan Indonesia sendiri

yaitu SNI 1726-2000 (mengenai baja), SNI 1729-2000

(analisa gempa) dan SNI 1727-1987 (mengenai

distribusi beban

Page 5: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Tujuan

Pada permasalahan yang timbul diharapkan dapat mencapai tujuan

sebagai berikut:

1. Mampu merencanakan balok pada sebuah rumah sederhana 2

lantai dengan baja ringan untuk menahan gempa.

2. Adanya permodelan struktur baja ringan yang tepat sebagai

struktur utama yang mampu menahan gempa.

3. Ada perencanaan sambungan yang tepat pada struktur baja ringan.

4. Adanya hasil analisa terhadap lentur dari sebuah program bantu.

5. Mengetahui pelaksanaan konstruksi baja ringan pada rumah

sederhana.

Page 6: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Adapun Batasan Masalah TA ini, yaitu:

1.Dalam perencanaan Rumah tahan gempa dengan bahan

Baja Ringan mengadopsi aturan dari Inggris

yaitu British Standard (BS) yang sudah memakai bahan

Baja Ringan sebagai struktur utama pembangunan

rumah

2.Perencanaan pada elemen struktur hanya meninjau satu

komponen saja yaitu balok, baik balok induk

maupun balok anak

3.Balok yang ditinjau hanya balok pada lantai ke 2

4.Beban gravitasi yang ditinjau adalah beban yang ada di

atas balok, yaitu balok anak, lantai pada lantai ke 2 dan

beban dinding

5.Perencanaan ini tidak meninjau analisa biaya.

Page 7: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

2. TINJAUAN PUSTAKA

Perlu dilakukan tinjauan khusus terhadap

beban gempa sebab Indonesia memiliki daerah

dengan kekuatan gempa yang besar

Adanya pemikiran untuk merancang sebuah

rumah dengan struktur dari baja ringan dan

mampu menahan adanya suatu beban akibat

gempa menjadi sebuah ide yang harus

dikembangkan

Page 8: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Untuk analisa gempa dilakukan perhitungan

dengan analisa statik ekuivalen, sebab struktur

yang ada merupakan rumah sederhana yang

merupakan struktur gedung beraturan(SNI 1726

pasal 6).

Untuk pengertian rumah sederhana sendiri

didefinisikan menurut pedoman teknis oleh

Departemen Pekerjaan Umum, dimana luas lantai

gedung tidak lebih dari 70 m2, di atas tanah

seluas 54 m2 sampai 202 m2

GEMPA dan RUMAH SEDERHANA

Page 9: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Riset tentang baja cold – formed untuk

bangunan dimulai oleh Prof. George Winter dari

Universitas Cornell mulai tahun 1939, riset ini

meneliti penggunaan baja cold – formed sebagai

struktur sekunder pada bangunan rendah tidak

bertingkat (low – rise building). Berdasarkan riset –

riset beliau maka dapat dilahirkan edisi pertama “

Light Gauge Steel Design Manual “ tahun 1949 atas

dukungan AISI (American Iron and Steel Institute)

(Wei – Wen Yu, 2000).

COLD FORM

Sejak dikeluarkan peraturan tersebut atau

lebih dari lima dekade ini, maka pemakaian material

baja cold – formed semakin berkembang

Page 10: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

BALOK

Balok menerima beban tegak lurus sumbu

memanjang (beban lateral dan beban

lentur).

d.)c.)b.)a.)

x

y f< fy fy fy

f< fy fy fy fy

fy

Diagram tegangan lentur

Page 11: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

3. METODOLOGISTART

STUDI LITERATUR

PENGUMPULAN DATA-DATA ANALISA

ANALISA STRUKTUR DENGAN ETABS

V9.2

PERHITUNGAN PEMBEBANAN

KESIMPULAN DAN SARAN

PERENCANAAN SAMBUNGAN

OK

FINISH

Not OK

KONTROL

PENAMPANG

ANALISA PERILAKU DENGAN PROGRAM XTRACT

Page 12: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

STUDI LITERATUR

Untuk studi literatur menggunakan standar-

standar perencanaan baik dari Indonesia

maupun Inggris. Yaitu SNI dan British

Standard serta aturan-aturan yang lain seperti

PPIUG maupun pedoman teknis dari PU.

Untuk referensi banyak memakai Text

Book dan beberapa Paper

Page 13: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

1. Kegunaan : Tempat Tinggal

2. Zone Gempa : 6

3. Jumlah lantai : 2 (dua) lantai

4. Tinggi Bangunan : 6 m (tinggi portal)

5. Lebar Bangunan : 5 m

6. Panjang Bangunan : 7 m

7. Struktur :Struktur balok material Baja Canai Dingin dengan bentuk

Double Canal

8. Spesifikasi Bahan :

E = 200 kN/mm2

G = 79 kN/mm2

v = 0,30

α = 12 x10-6 peroC

Data – data Perancangan :

Page 14: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Denah pembalokan

Page 15: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Tampak samping

Page 16: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Tampak depan

Page 17: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

1. LC15230 (back to back) sebagai kolom

2. LC12730 (back to back) sebagai balok induk

3. LC10330 (back to back) sebagai balok anak

4. LC06425 sebagai kuda-kuda

TIPE PROFIL yang DIGUNAKAN

Page 18: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah
Page 19: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Tipe Profil D B r t A q

mm mm2 Kg/m

LC 06425 64 46 2.

5

2.5 500 3.99

LC 10330 103 68 3.

2

3 930 7.40

LC 12730 127 100 3.

2

3 1320 10.52

LC 15230 152 102 3.

2

3 1470 11.72

Tipe Profil Ix Iy Zx Zy rx ry

106 mm4 mm3 mm

LC 06425 0.278 0.0395 8680 1717 23.6 8.89

LC 10330 1.332 0.1292 25700 19390 37.7 26.2

LC 12730 3.160 0.5720 49800 10990 49.0 20.8

LC 15230 4.840 0.5720 63800 10990 57.4 19.7

Page 20: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Pembebanan

1 ) Beban mati

2 ) Beban hidup

3 ) Beban Gempa

4 ) Beban Angin

Page 21: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

KONTROL PENAMPANG BALOK

•Kontrol Lendutan

•Kontrol Tekuk (momen lentur):

1. Tekuk Lateral

2. Tekuk Lokal

•Kontrol Geser

•Kombinasi Geser dan Lentur

Page 22: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Rencana Sambungan

1. Kemampuan Baut terhadap

Kekuatan Geser

2. Kemampuan Baut terhadap

Kekuatan Tumpu

3. Kemampuan Baut terhadap

Kekuatan Tarik

Page 23: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Analisa Perilaku Balok

Dalam studi ini akan meninjau lebih jauh

mengenai perilaku balok itu sendiri terhadap lentur.

Kita dapat menganalisanya dengan sebuah program

yaitu Xtract

Page 24: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

4. PEMBEBANAN STRUKTUR

Pembebanan Atap:

Beban mati oleh gording, penggantung gording, dan berat seng

qd= 16,115 kg/m ,

Untuk beban hidup oleh beban air hujan

ql= 16 kg/m,

wa1= 8 kg/m (angin tekan) wa2= -16 kg/m (angin hisap)

Pembebanan lantai:

Qkayu = 600 kg/m3, dengan tebal lantai 1,5 cm

ql= 125 kg/m

Page 25: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Pembebanan Dinding

Untuk dinding sendiri menggunakan gysum board

wa1= 36 kg/m (angin tekan), qd = 75 kg/m

wa2= -16 kg/m (angin hisap)

Page 26: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Pembebanan Gempa

Zona gempa 6, tanah lunak.

C= 0,95

I = 1

R= 8,5

Wtot = 18.755 kg

•Gaya Geser Gempa Statik Arah X :

Vstatik = 2096 kg

Disertai gaya gempa arah Y yaitu sebesar 30 % tegak lurus arah

gaya gempa statik X (Vstatik= 30% (2096) = 628,8 kg)

•Gaya Geser Gempa Statik Arah Y :

Vstatik = 2096 kg

Disertai gaya gempa arah X yaitu sebesar 30 % tegak lurus arah

gaya gempa statik Y (Vstatik= 30% (2096) = 628,8 kg)

Page 27: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

5. ANALISA STRUKTUR DAN PERENCANAAN

BALOK

Denah pembalokan

Page 28: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Gambar potongan B-B ; b. Tampak samping (adanyanya

penambahan bracing dan kolom)

Page 29: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Tampak depan(adanyanya penambahan bracing dan kolom) ; b.

Potongan A-A

Page 30: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Untuk Bracing yang digunakan menggunakan

Coldform bentuk siku dengan tipe LA4630.

Data-Data Profile (LA4630)

A = 46 mm

B = 35 mm

t = 3,0 mm

A = 225 mm2

W = 1,79 kg/m

Ix = 0.0614 x106 mm4

Iy = 0.012 x106 mm4

Ix’ = 0.0484x106 mm4

Iy’ = 0.0251x106 mm4

E = 205 kN/mm2 = 205.000 N/mm2

Berdasarkan BS 5950-5 tabel 4

Us = 400 N/mm2

Ys = 300 N/mm2

py = 300 N/mm2

Page 31: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Gambar profil untuk Bracing tipe LA4630

Page 32: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Perencanaan Balok

Data-Data Profile (LC15230 back to back)

D = 127 mm

b = 100 mm

R = 3,2 mm

t = 3,0 mm

A = 1320 mm2

W = 10,57 kg/m

Ix = 3,16 x106 mm4

Iy = 0,572x106 mm4

ix = 49 mm

iy = 20,8 mm

Zx = 83.800 mm3

Zy = 10.990 mm3

rx = 49 mm

ry = 20,8 mm

E = 200kN/mm2 = 200.000 N/mm2

Berdasarkan BS 5950-5 tabel 4

Us = 400 N/mm2

Ys = 300 N/mm2

py = 300 N/mm2

Page 33: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Bentuk profil Plain Channel

(yang digunakan sebagai Balok)

Page 34: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

•Kontrol Lendutan

Pada Hasil Analisa Etabs, deflection terbesar yang terjadi

= 0,358 mm = 0,0358 cm

f

L = 2,0 m = 200 cm

555.0360

200

360

Lcm

360

Lf

0.0358 cm < 0.555 cm (Ok)

Page 35: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS

V9.02 beban yang diterima adalah sebagai berikut :

Du = 2.308 N

Mu = 1.565.319 Nmm

Pu = 16.245,7 N

Page 36: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Kuat Nominal Lentur Penampang Pengaruh Tekuk Lokal.

21

28013

sYt

b

Penampang badan:

cc MM 'maka:

cM 710494,1)49800( 300 xocx ZpM Nmm

Page 37: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

21

21

28040

28025

ss Yt

b

Y

Penampang sayap:

maka: cp

s

s

cc MM

Y

tb

YMM

2

1

21

28015

28040

'

cM

710494,1)49800( 300 xoZp Nmm

cM ' 710494,1

cM

Nmm

710494,1300800.49 sxp YZM Nmm

0 cp MM , sehingga

Page 38: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Kuat nominal lentur penampang pengaruh tekuk lateral

C

YEBB

YEb M

MM

MMM

2

2

1 EYB

MM

79 10787,33210327,3 B

21

22

20

11

2

D

t

r

LC

rL

AEDM

y

Eb

y

E

E

99 10102,3)13,1(10745,2 EM

Nmm

Nmm

Page 39: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

)10634,4()10107,1()10787,332(

10634,4

16197

16

bM

610969,6 bM cMNmm > 1.565.319 Nmm (Ok)

Penampang masih mampu menahan tekuk lateral dan

tekuk lokal. Artinya penampang LC 12730 yang

digunakan sebagai balok induk kuat terhadap momen

lentur yang terjadi.

Nilai “Mc” diambil dari nilai momen tekuk lokal antara sayap

dan badan yang terkecil dengan momen Mu yang diterima.

Page 40: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Kontrol Profil Balok terhadap Geser

harus memenuhi persamaan:uv DP

3127180 vP = 68.580 N

uv DP

NDN u 308.2580.68 (Ok)

Page 41: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Kombinasi Lentur dan Geser

1

22

cv

v

M

M

P

F

110494,1

10156,0

580.68

038.22

7

72

1010883,0 (Ok)

Page 42: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

6. PERENCANAAN SAMBUNGAN

I

IIIIA B C

DE

F

Diharapkan hubungan antara elemen struktur khusunya pada

balok tidak mengalami rotasi (mampu mempertahankan

sudut-sudut di antara komponen), sehingga dibuat tipe

sambungan kaku sesuai dengan SNI 1726 pasal 13.1.2.1.

Gambar denah daerah sambungan

Page 43: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Direncanakan dengan baut Ø 12 (BJ 41) , baut tipe tumpu.

Ab = ¼ π d2 = 113,09 mm2

uf = 410 Mpa

S1 ≥ 1,5 d (18 mm)

S ≥ 3 d (36 mm)

Tebal pelat = 3 mm

Page 44: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

mAfrV b

b

un 1

109,1134105,0

45,183.23

nfd VV

45,183.2375,0

Menggunakan baut tipe tumpu

Kuat geser:

N

= 17.387,59 N(menentukan)

Page 45: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

upbn ftdR 4,2

4003124,2

nfd RR

34.56075,0

Kuat tumpu:

= 34.560 N

= 25.920 N

Page 46: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Dalam perencanaan kita menggunakan profil

LC12730 sebagai balok dimana terdiri dari 2 profil

yang digabungkan satu sama lainnya. Akan tetapi

untuk menghindari terjadinya tekuk pada salah satu

profil, perlu diberi pelat kopel sejauh jarak tertentu.

Profil tunggal LC15230

ix = 49 mm

iy = 16,07 mm

Profil ganda LC15230 (back to back)

ix = 49 mm

iy = 20,8 mm

Sambungan Profil

Page 47: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

nR

n

u

R

Pn

17.387,59

272.1n

Jadi kuat rencana baut yang dipakai ( ) = 17.387,59 N

Maka,

Maka jumlah baut yang dipakai

= 0,073

n = 2 buah

Sambungan Balok-Balok

Page 48: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

. Detail sambungan “B”

2525

100

103

127

25

50

25

3

BALOK INDUK

LC 12730PELAT SIKU t=3mm

3

103

68

2525

25

50

25

25

127

BAUT D12

BALOK ANAK

LC 10330

BALOK ANAK

LC 10330BALOK INDUK

LC 12730

BAUT D12

PELAT SIKU t=3mm

SAMBUNGAN BALOK INDUK - BALOK ANAK ( DETAIL B1)

SAMBUNGAN BALOK INDUK - BALOK ANAK ( DETAIL B2)

Page 49: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Sambungan Balok-Kolom

Direncanakan dengan baut Ø 12 (BJ 41), baut tipe tumpu.

Ab = ¼ π d2 = 113,09 mm2

uf = 410 Mpa

S1 ≥ 1,5 d (18 mm)

S ≥ 3 d (36 mm)

Tebal pelat = 3 mm

Page 50: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

n

u

R

Pn

Maka jumlah baut yang dipakai )(n = 2 buah

Sambungan las

Digunakan las mutu FE70XX

R = 3,2 mm,

Tebal pelat = 3 mm,

te = 2 mm

Sambungan baut

Page 51: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

mina

7t

a

Sesuai dengan SNI 1729-2000 pasal13.5 (tabel 13.5-1),aturan nilai

dengan ketebalan pelat = 3 mm untuk

mm, maka digunakan:

= 3 mm.

perlute ≥

4,22175,0

17,13

n

tot

f

f

= 0,08 mm

perlua707,0

08,0

707,0et

≥ = 0,11 mm

Page 52: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

127

102

12848

24

24

24

48

24

100

127

Baut Ø12 Baut Ø12

Pelat 3mm

Profil LC 15230

(back to back)

Profil LC 12730

(back to back)

48

48

24

24

24

24

152

50 2828

Profil LC 12730

(back to back)

Las E70xx

Las E70xx

DETAIL SAMBUNGAN A1 DETAIL SAMBUNGAN A2

Profil LC 12730

(back to back)

48

Profil LC 12730

(back to back)

48

Detail sambungan “A”

Page 53: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

127

102

12848

24

24

24

48

24

100

127

Baut Ø12 Baut Ø12

Pelat 3mm

Profil LC 15230

(back to back)

Profil LC 12730

(back to back)

48

48

24

24

24

24

152

50 2828

Profil LC 12730

(back to back)

Las E70xx

Las E70xx

DETAIL SAMBUNGAN C1 DETAIL SAMBUNGAN C2

Profil LC 12730

(back to back)

48

Detail sambungan “C”

Page 54: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Detail sambungan “D”

127

102

12848

24

24

24

48

24

100

127

Baut Ø12 Baut Ø12

Pelat 3mm

Profil LC 15230

(back to back)

Profil LC 12730

(back to back)48

48

24

24

24

24

152

50 2828

Profil LC 12730

(back to back)

Las E70xx

Las E70xx

Page 55: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

7. ANALISA PERILAKU BALOK

Pada Tugas Akhir ini perlu dilakukan analisa perilaku

penampang secara khusus dan untuk melakukan analisa tersebut

diperlukan sebuah program bantu untuk memperlihatkan perilaku

penampang yang terjadi. Program bantu yang dipakai disebut

dengan nama Xtract.

Dengan Program bantu ini kita dapat menganalisa kondisi

profil yang dipakai saat menerima besar beban tertentu. Bahakn

kita dapat mengetahui lokasi leleh pertama pada penampang profil

yang dipakai. Untuk sampai mengetahui hasil analisa yang

diharapkan, maka perlu melakukan beberapa langkah dalam

menjalankan program ini.

Page 56: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

Tabel 7. 3. Perbandingan hasil Running Analysis Xtract dengan hasil Running

Analysis Etabs dan dengan analisa British Standard

Hasil Running Analysis Xtract

Momen pada leleh pertama 14.920.000 Nmm

Momen ultimat 22.240.000 Nmm

Hasil Running Analysis Etabs (Momen yang diterima)

Mu 1.565.319 Nmm

Analisa British Standard

Mc (tekuk lokal) 14.940.000 Nmm

Mc (tekuk lateral) 6.969.000 Nmm

Page 57: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

• Analisa besar momen yang mampu dipikul oleh

penampang dari balok yang diambil, baik yang

dianalisa dengan Xtract maupun dengan

menggunakan British Standard perbedaan

terlalu besar (perbedaan = 20.000 Nmm).

• Dari data di atas juga kita dapat menyimpulkan

bahwa, penampang masih sangat kuat dengan

besar momen yang diterima, jadi penampang

sangat handal menerima beban yang terjadi

pada aturan pembebanan yang ada dan beban

gempa pada daerah gempa kuat (zona gempa

6)

Page 58: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

8. PELAKSANAAN PENGGUNAAN BALOK BAJA

RINGAN

8.1 MATERIAL

Pada dasarnya bahan baja yang

digunakan haruslah memenuhi syarat-syarat

yang telah ditentukan oleh perencanan. Bahan

baja tersebut dapat diperoleh dari pabrik yang

telah dipercaya. Dimana tegangan leleh dari

bahan baja tersebut tidak boleh melebihi 84 %

dari tegangan putus

Page 59: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

8.2 PROSES PENGERJAAN

•Dalam memotong material haruslah menggunakan alat yang telah

ditentukan dan tidak merusak material baja. Jika terdapat lobang

ataupun hal-hal yang sekiranya dapat mempengaruhi kekuatan

material yang akan digunakan, hendaknya di hilangkan terlebih

dahulu dengan cara memotongnya.

•Dalam proses pembuatan lubang pada baja ringan hendaknya

dengan cara di bor ataupun dengan cara ditekan dengan

menggunakan alat yang telah disetujui.

•Saat akan digunakan hendaknya material baja tersebut dapat

dengan mudah dikenali dengan cara memberi tanda. Tapi perlu

diingat pemberian tanda tersebut tidak boleh merusak material.

Page 60: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

•Semua baut, mur ataupun paku keling yang digunakan haruslah

terlindungi dari korosi. Dalam penggunaannya semua baut, mur

ataupun paku keling haruslah terpasang sesuai dengan

rekomendasi pabrik.

•Daerah yang akan dilas hendaknya terbebas dari cairan,

minyak, cat atapun benda yang dapat mempengaruhi kualitas

las.

•Pada saat pengerjaan elemen konstruksi sementara hendaknya

mampu menahan beban yang ada. Dan pada saat dpindahkan

tidak mempengaruhi kekuatan utama struktur.

•Selama proses pengerjaan material baja haruslah disimpan

ditempat yang aman dan terlindungi dari hal-hal yang dapat

merusak material baja.

Page 61: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

8.3 TOLERANSI

•Panjang dari profil baja yang digunakan tidak boleh

menyimpang sebesar ± 3 mm dari yang telah ditentukan.

•Sudut dari elemen yang berdekatan tidak boleh

menyimpang ± 1o dari yang telah ditentukan.

•Kelurusan profil tidak boleh menyimpang sejauh ± 3 mm

atau L/500 dari yang telah ditentukan.

•Posisi pada dasar kolom baja terhadap pondasi rigan tidak

boleh menyimpang lebih dari 10 mm dari yang telah

ditentukan

•Deviasi pada ujung-ujung kolom baja ringan terhadap

kolom dibawahnya tidak boleh menyimpang lebih dari 5

mm atau L/600 dari yang telah ditentukan

Page 62: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

9. KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

Dari hasil analisa terhadap baja ringan yang tela dilakukan

dalam penyusunan Tugas Akhir ini, maka dapat ditarik sejumlah

kesimpulan sebagai berikut:

1. Profile Baja• Dari hasil perhitungan dan kontrol kekuatan terhadap profil Baja

Ringan diketahui bahwa profil LC 12730 dapat digunakan sebagai balok

pada srtuktur yang ada, karena :

• Dapat memikul beban mati, beban hidup (sesuai PPIUG), beban

angin (sesuai PPIUG) dan beban gempa daerah gempa 6 (sesuai

SNI 1729-2000)

Menahan gaya lateral dan lentur yang dihasilkan oleh beban-

beban tersebut sesuai dengan BS 1590-5.

Meskipun profil sangat tipis ternyata mampu menahan beban yang

cukup besar dan dipakai sebagai struktur utama pada rumah sederhana.

Page 63: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

2. Model Struktur

Pada permodelan struktur tanpa bracing (yang terlihat pada

gambar 3.3 dan gambar 3.4) setelah dilakukan running analysis

dengan Etabs, ternyata mengalami simpangan yang besar

sehingga mengakibatkan struktur menjadi runtuh.

Sehingga harus diberikan profil pengaku pada kolom arah

memanjang struktur dan penambahan kolom bagian luar

struktur supaya struktur mampu menerima gaya normal yang

cukup besar dari beban gempa dan beban angin yang diberikan

sehingga deformasi yang ditimbulkan menjadi lebih kecil (yang

terlihat pada gambar 5.2 dan gambar 5.3).

Penambahan profil pengaku bukan hanya memberi

perkuatan pada struktur secara umum, namun juga dapat

mengurangi besarnya gaya yang dihasilkan pada balok,

sehingga balok pun lebih handal.

Page 64: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

3. Rencana Sambungan

Rencana sambungan memakai sambungan kaku dengan

menggunakan baut tipe tumpu dengan kekuatan putus baut

410 Mpa sebagai pengikat dan pelat sebagai peyambung

antara profil yang diambungkan dengan las dapat menahan

gaya yang ada.

4. Analisa Perilaku Terhadap LenturDari hasil running program Xtract. Ternyata memperlihatkan

kemampuan penampang profil yang sangat besar dalam

memikul lentur. Itu dapat dilihat dari nilai momen maksimum

yang dapat dipikul padaa leleh pertama (Mxxmax = 14.920.000

Nmm ) hampir sekitar 9,5 kali momen yang terjadi (Mmax

=1.565.319 Nmm). Untuk laporan hasil analisa program Xtract,

lihat lampiran Xtract.

Page 65: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

5. Pelaksanaan Penggunaan Baja Ringan

• Material

Harus memperhatikan kekuatan material dimana tegangan leleh

dari bahan baja tersebut tidak boleh melebihi 84 % dari tegangan

putus. Jika didapati produk diluar ketentuan tersebut, perlu

diadakan uji laboratorium.

• Proses pengerjaan

Ada 7 hal yang harus diperhatikan dalam pengerjaan di lapangan

yaitu: pemotongan material, membuat lubang baut, memberi tanda

pada material, pemasangan baut, pengelasan, pemindahan dan

penyimpanan.

• Toleransi

Dalam pelaksanaanya dilapangan kadang kita temui

ketidaksesuaian material sesuai dengan yang direncanakan.

Namun beberapa hal tersebut masih dapat ditoleransi.

Page 66: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

SARAN

Apa yang disampaikan dalam Tugas Besar

ini barulah sebatas uji numerikal saja. Oleh karena

itu untuk lebih menjamin kehandalan dari material

baja ringan perlu diadakan uji laboratorium dengan

skala tertentu sehingga didapat hasil yang lebih

akurat. Selain itu penyusun berharap agar studi-

studi penggunaan material baru, lebih

ditingkatkan terutama penggunaan material baja

ringan.

Page 67: STUDI ANALISA BAJA RINGAN PADA BALOK RUMAH … · Light Gauge Steel Design Manual “tahun 1949 atas ... Adapun dengan menggunakan program bantu ETABS V9.02 beban yang diterima adalah

SEKIAN

DAN

TERIMA KASIH