.
ISSN 2775-0213 Journal of Applied Civil and Environmental Engineering Ae Vol.
No.
Oktober 2024 Study Alternatif Penggunaan Baja Castella Pada Struktur Pengaku Antar Kolom (Studi Kasus: Gedung Laboratorium dan Bengkel Jurusan Teknik Mesin PNUP) Alternative Study on Using Castellated Steel in Inter-column Stiffeners (Case Study: Laboratory and Workshop Building of the Mechanical Engineering Department.
PNUP) Hermana Kaselle1,.
Agus Salim.
Abdullah Latip.
Nurul Syafitri Ramadhani.
Muh.
Agung Perdana.
1,2,3,4,.
Jurusan Teknik Sipil.
Politeknik Negeri Ujung Pandang.
Makassar Koresponden : .
kaselle@poliupg.
ABSTRAK
Gedung Laboratorium dan Bengkel Jurusan Teknik Mesin di Kampus PNUP diharuskan dengan desain struktur berupa bentang panjang dan bebas kolom, hal ini membutuhkan alternatif penggunaan material yang sesuai untuk bentang lebar seperti baja castella.
Dengan alternatif penampang ini diharapkan dapat mengurangi berat struktur serta menjaga agar lendutan yang terjadi tidak terlalu besar.
Penelitian ini dilakukan dengan memodelkan dan menganalisis gedung eksisting dengan model truss (Model .
dalam ETABS v.
Selanjutnya, memodelkan ulang struktur pengaku antar kolom menjadi balok castella .
Hasil analisis struktur untuk model 1 diperoleh nilai rasio kekuatan penampang > 1 kemudian didesain ulang menggunakan model 2 yaitu penampang baja castella profil IWF450.
6,5.
Hasil perhitungan diperoleh nilai Pu = 302,725 kN > Pr = 268 .
Mc = 2279,55 Kn.
m > Mr = 114 kN.
Imax = 0,887 < 1 .
ibMn = 9,59354 kN.
m Ou Mu = 3,22 .
Rn = 73,125 kN O Vrh = 21,4 kN.
Lendutan yang diperoleh dari hasil analisis model 2 sebesar 75,1408 mm dan perhitungan manual sebesar 44 mm lebih kecil dari lendutan izin struktur yaitu 120.
833 mm sehingga pengaplikasian baja castella sebagai struktur pengaku antar kolom direkomendasikan mengganti struktur truss yang telah ada.
Pada metode pengangkatan dilakukan analisis dengan menghitung lendutan yang terjadi dengan menggunakan variasi jumlah tali crane.
Dari hasil perhitungan, pengangkatan balok baja castella dapat menggunakan 2 mobile crane dengan jumlah ikatan tali sebanyak 4 tali crane, metode ini lendutan terbesar 1,185 mm dibandingkan dengan penggunaan 1 mobile crane dengan 2 tali crane diperoleh lendutan sebesar 96 mm.
Kata Kunci : Pengaku.
Truss.
Baja Castella.
Kapasitas Desain.
Metode Pengangkatan PENDAHULUAN baja dinilai cukup efektif karena memiliki kekuatan tarik dan perbandingan kekuatan per volume yang lebih tinggi daripada material beton bertulang, membuat struktur baja menjadi material yang digunakan pada bangunan bentang lebar.
Baja adalah jenis Meningkatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi menjadi semakin memungkinkan manusia bisa membangun infrastuktur yang cukup sulit seperti bangunan bebas kolom.
Material 53/59 .
ISSN 2775-0213 Journal of Applied Civil and Environmental Engineering Ae Vol.
No.
Oktober 2024 logam yang dibuat berdasarkan campuran unsur utama besi dan unsur penguat karbon.
Penggunaan dalam pembuatan baja menggunakan unsur besi sekitar 97%, sedangkan karbonnya sekitar 0,2 sampai 2,1% (Arifi, 2.
ETABS, kemudian hasil output perhitungan analisa struktur digunakan untuk mendesain struktur pengaku antar kolom dengan mengganti struktur truss menjadi struktur baja Castella.
Desain kapasitas dilakukan Model 2 .
aja Castell.
dengan mengacu pada AISC 2016 untuk baja Castella.
Salah satu Gedung yang dirancang menggunakan material baja adalah Gedung Laboratorium dan Bengkel Jurusan Teknik Mesin di Kampus PNUP.
Gedung ini difungsikan sebagai laboratorium dan bengkel maka diharuskan desain struktur yang ada berupa bentang panjang dan bebas Pada saat perencanaan dipilih pengangkatan struktur tersebut mengalami deformasi lendutan yang terlalu besar.
Penelitian ini mencoba mengganti struktur menjadi profil castella yang dinilai cukup efektif pada struktur yang didominasi momen dan cocok untuk struktur bentang lebar (Dewobroto, 2.
Baja castella adalah konsep peningkatan penampang dengan badan berlubang dengan cara merubah dan memperluas penampang.
Dengan ukuran profil yang sama baja castella dapat menghasilkan momen geometris inersia yang lebih besar sehingga juga memiliki kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan baja standar karena distribusi beban yang lebih baik.
ANALISIS PENELITIAN
Geometri Castella.
Penampang Balok Baja Profil yang digunakan adalah IWF300.
6,5.
9 untuk tee atas dan tee bawah sehingga diperoleh profil baja castella IWF450.
6,5.
Berikut adalah desain dimensi penampang balok castella:
= 300 mm = db/2 = 300/2 = 150 mm = db h
= 300 150
= 450 mm = h / tan i = 150/tan .
A) = 87 mm =hx2 = 150 x 2
= 300
dT/e = .
b - .
/2 =.
/2 = 75 mm = 2.
= 2 ( 87 75 ) = 324 mm = 2b e = 2 x 87 75 = 248 mm Tujuan pada penelitian ini adalah untuk mendesain dimensi penampang efektif dengan menggunakan baja castella yang aman pada Gedung Laboratorium dan Bengkel Jurusan Teknik Mesin di Kampus II Politeknik Negeri Ujung Pandang, menghitung deformasi lendutan gedung setelah pengaplikasiaan baja castella dan untuk merencanakan metode pelaksanaan yang aman untuk pengangkatan struktur rangka baja castella.
Gambar 1.
Geometri Penampang Baja Castella IWF450.
6,5.
Desain Balok Baja Castella.
Data Perencanaan.
Dibawah ini merupakan data perencaan balok baja caastella:
Bentang = 29 m Baja .
utu BJ.
= 250 MPa
= 410 MPa
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu melakukan permodelan analisis struktur eksisting dan struktur
redesign dengan menggunakan aplikasi
54/59
ISSN 2775-0213 Journal of Applied Civil and Environmental Engineering Ae Vol.
No.
Oktober 2024 = 200000 MPa Properti penampang Properti profil awal dtop = dbot = 300 mm h = 282 mm bf = 150 mm tw = 6,5 mm tf = 9 mm A = 4533 mm2 Sx = 462167,940 mm3 Ix = 69325191 mm4 Zx = 522076,5 mm3 Properti tee atas dan bawah Atee= 1779 mm2 ytee = 61,46 mm Ix = 622641,460 mm4 Iy = 2532760,438 mm4 Sx-top= 187016,180 mm3 Sx-bot= 10131,335 mm3 Zx = 22237,5 mm3 J = 43315,625 mm4 rx = 18,708 mm ry = 37,732 mm yo = 56,957 mm Ix-net = 2Ix-tee 2Atee 2 = 2 .
422,914/.
2 = 160337916 mm4
= x-net
Sx-net
( )
= 450/2
= 712613 mm3 Zx-net = 2Atee .
= .
,914/.
= 752364 mm3 Properti bagian penampang bruto Agross = Anet h0.
= 3558 300.
= 3729 mm2 t h 3 = Ix-net ( w o ) Ix-gross 6,5.
Sx-gross
= 174962916 mm4
= x-net
( )
Zx-gross
= 450/2
= 777612,96 mm3 = Zx-net 2twh.
= 75236 2.
6,5.
= 898614 mm3 Hasil Analisis Gaya Dalam.
Dari hasil analisis gaya dalam balok castella profil IWF450.
6,5.
9 pada ETABS, diperoleh nilai maksimum gaya geser global terfaktor (V.
dan momen global terfaktor, (M.
disetiap as lubang bukaan balok baja castella seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Gambar 2.
Profil Tee Atas dan Bawah Properti bagian penampang netto Anet = 2Atee = 2.
= 3558 mm2 Tabel 1.
Nilai Xi.
Mr dan Vr tiap Bukaan = 2
= 2
= 225 mm = dg Ae 2.
t Ae yte.
= 450Ae2 .
Ae 61,.
= 422,914 mm No.
Bukaan xi, m Mr, kN.
Vr, kN
15,104
113,500
0,054
28,388
-30,377
28,095
Gaya Aksial Lokal dan Lentur Tee (Momen Vierrende.
55/59
ISSN 2775-0213 Journal of Applied Civil and Environmental Engineering Ae Vol.
No.
Oktober 2024 Adapun perhitungan gaya aksial lokal dan moment vierrendel adalah sebagai berikut: Gaya aksial lokal.
M .
Pr.
= dr Lendutan Balok Baja Castella.
Menghitung lendutan balok baja
castella dapat diperkirakan dengan menggunakan 90% momen inersia pada penampang netto dengan asumsi tumpuan = 160337916 mm4
Bentang
= 29000 mm = 200000 Mpa
Beban Mati (D) = 1682 N/m = 1,4D = 2354,8 N/m Sehingga Lendutan Akibat Beban Mati
OIDL
= 5yayaya4
113,500
0,432
= 268,376 kN Mvr.
= ( 2r ) .
28,095 0,075 = ( 2 )( 2 ) = 0,527 kN.
Kuat Lentur Web Post.
2Ea yce yce ycyc = 0,25tw.
2fy = 0,25 x 6,5 .
2 x250 = 25187906,3 N.
= 25,188 kN.
384yayc yaycu 0,9 5 ycu .
4,8/106 ) ycu 290004 384 ycu 200000 ycu 1749629160,9 2.
= 75,1408 mm = 4 mm = 75
0,493
L/240 = 29000/240
L/240 = 120,833 mm OIDL
L/240
75,1408 mm O 120,833 mmAOk Lendutan dalam ETABS OIDL = 1.
4 (D ADL) O L/240
= 97.
44 mm O 120,833 mm .
0,493
Rekapitulasi Hasil Perhitungan Desain Baja Castella.
= 11,538 mm Sudut
= 60A
Untuk e/tw = 10 = ycAycuycayc ycAycy 2Ea O 0,587.
= 0,587.
= 0,415
0,49Untuk e/tw = 20
2Ea O
= ycAycuycayc
0,493
= 0,587.
= 0,468
0,493
0,493
ycAycy 1,96.
Berdasarkan nilai lendutan yang IWF450.
6,5.
9 dengan bentang 29meter aman terhadap lendutan yang terjadi akibat beban mati.
Berikut ini rekapitulasi hasil hitungan desain baja castella yang ditunjukkan pada Tabel 2.
e/tw = 11,538 digunakan interpolasi untuk mencari nilai momen kritis, ycAycuycayc = 0,423 ycAycy Kekuatan lentur desain:
x Mp = 0,9 x 0,423 x 25,188 OIyca ycAycuycayc = 9,593 kN.
ycAycy Cek kekuatan web post:
Mu-web O OIyca ycAycuycayc
ycAycy 3,216 O
9,593 OK!
56/59
ISSN 2775-0213 Journal of Applied Civil and Environmental Engineering Ae Vol.
No.
Oktober 2024 Tabel 2.
Hasil Analisis Baja Castella Syarat Pu > Pr Pu = 302,72 kN Pr = 268,38 kN Mc > Mr Mc = 2279,5 kN.
Mr = 113,50 kN.
Imax < 1 Imax = 0,887 ibMn Ou Mu ibMn = 9,59 kN.
Mu = 3,22 kN.
Vrh O iv.
Rn = 73,13 kN Vrh = 21,44 kN Vr-max O iv.
Vn netto = 131,63 kN Vr-max = 28,09 kN Vr-max O iv.
Vn gross = 438,75 kN
Vr-max = 28,09 kN
OIDLO L/240
OIDL = 75,14 mm L/240 = 120,83 mm Nilai Perhitungan Analisis Perhitungan dan Metode Konstruksi (Pengangkatan Balok Baja Castell.
Ket
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
OK!
yu4 ycycaycoycn 5 x .
700/106 ) x 97004 384 ycu 200.
000 ycu 1.
yu4 ycycaycoycn = 1,185 ycoyco
Kontrol terhadap lendutan izin
yu2 ycycaycoycn
L/240
1,185 mm O 120,833 mmA.
Lendutan Pada Saat Pengangkatan.
Adapun jumlah tali ikat dan mobile crane yang akan digunakan tergantung dari besar lendutan yang terjadi dan tidak boleh melebihi lendutan izin pada saat pengangkatan balok baja castella.
Adapun besar lendutan izin balok baja kastella pada saat pengangkatan adalah.
L/240 = 29/240 = 0,1208 m = 120,8 mm.
Dari hasil perhitungan jumlah mobile crane yang digunakan adalah 2 Rough Terrain Crane, masing-masing dengan kapasitas 40 ton dengan jumlah titik ikat tal sebanyak 4 titik ikat dengan panjang tali sekitar 22,9 meter untuk sudut tali 45A.
Untuk menentukan besar lendutan menggunakan Simply-Supported Beam Deflection Formula.
Metode Mengatur posisi mobile crane Gambar 3.
Simply-Supported Beam Deflection Formula Menggunakan 2 tali crane yu2 ycycaycoycn = 5Wya4 yu2 ycycaycoycn 5 x .
700/106 ) x 290004 384 ycu 200.
000 ycu 1.
yu2 ycycaycoycn = 96 ycoyco
Kontrol terhadap lendutan izin
yu2 ycycaycoycn
L/240
96 mm O 120,833 mm.
Gambar 4.
Posisi Mobile Crane Mengikat balok baja castella sesuai Menggunakan 4 tali crane yu4 ycycaycoycn = 5Wya4 Gambar 5.
Pengikatan Balok Castella
57/59
ISSN 2775-0213 Journal of Applied Civil and Environmental Engineering Ae Vol.
No.
Oktober 2024 Mengangkat balok baja castella ke top tali sebanyak 4 tali crane, karena menghasilkan lendutan terbesar 1,185 mm dibandingkan hanya menggunakan 1 mobile crane dengan 2 tali crane dengan lendutan 96 mm.
DAFTAR PUSTAKA