BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Atap adalah bagian dari suatu bangunan gedung yang berfungsi sebagai penutup seluruh ruangan yang ada di bawahnya terhadap pengaruh panas, hujan, angin, debu atau untuk keperluan perlindungan. Komponen atap terdiri dari dua bagian penting, yaitu konstruksi rangka atap atau kuda-kuda di bawah penutup atap yang memikul beban penutup atap dan konstruksi penutup atap/pelapis atap yang berfungsi sebagai kulit pelindung kuda-kuda dan elemen bangunan di bawahnya. Rangka atap suatu bangunan gedung di Indonesia pada umumnya menggunakan material kayu, baja, beton bertulang dan baja ringan. Sifat-sifat dan kekuatan baja yang teridentifikasi dengan cukup rinci memudahkan untuk mendesain 2 kekuatan struktur yang terbuat dari material baja. Modifikasi dan pengembangan struktur kuda-kuda atap menggunakan material baja terus berjalan untuk mencapai nilai ekonomis dan juga nilai estetika.
Setiap jenis kuda-kuda mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing, pada tugas ini akan diperhitungkan jenis rangaka atap gedung dengan permukaan atap yang rata. Oleh karena itu pada rangka atap tersebut akan di perhitungkan beban air hujan, dan sebaliknya pada rangka atap tersebut tidak di perhitungkan beban angin hisap maupun tekan. Dengan asusmsi bahwa pengaruh angin pada konstruksi rangka atap ini tidak begitu besar karena konstruksi rangka atap dengan permukaan datar ( α = 0° ).
1.2 Rumusan Masalah
1. Desain konstruksi dengan beban yang telah dihitung sehingga aman dan efsien
2. Check dan hitunglah gaya dan momen pada konstruksi 3. Check dan hitunglah deformasi maksimum yang terjadi
BAB II
STUDI LITERATUR
2.1 TINJAUAN UMUM
Pada bab ini akan dijelaskan tentang tata cara dan langkah-langkah perhitungan struktur rangka atap. Studi literatur dimaksudkan agar dapat memperoleh hasil perencanaan yang optimal dan akurat serta efsien. Oleh karena itu, dalam bab ini pula akan dibahas mengenai konsep pemilihan system struktur dan konsep perencanaan/desain struktur bangunannya, seperti konfgurasi denah atap dan pembebanan sehingga diharapkan hasil yang akan diperoleh nantinya tidak akan menimbulkan kegagalan struktur.
2.2 KONSEP PEMILIHAN JENIS STRUKTUR
Desain struktur harus memperhatikan beberapa aspek diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Kekuatan dan kestabilan struktur mempunyai kaitan yang erat dengan kemampuan struktur untuk menerima beban-beban yang bekerja.
2. Kemudahan pelaksanaan pengerjaan merupakan faktor yang mempengaruhi sistem struktur yang dipilih.
3. Faktor ekonomi Meliputi jumlah biaya yang akan dikeluarkan agar dalam proses pelaksanaan, perencana dapat memberikan alternatif rencana yang lebih murah dan memenuhi aspek mekanika dan fungsionalnya.
2.3 KONSEP PERENCANAAN STRUKTUR RANGKA ATAP 2.3.1 DENAH ATAP
Dalam mendesain rangka atap, perlu direncanakan terlebih dahulu denah atap. Gambar denah atap dan potongan dapat dilihat pada gambar : 3.1 Denah atap.
Adapun spesifkasi bahan yang digunakan dalam perencanaan struktur rangka atap ini adalah sebagai berikut : Bahan : baja konvensional
Tegangan Leleh (fy) : baja konvensional = 2400 kg/cm2 Tegangan Putus (fu) : baja konvensional = 3700 kg/cm2 Berat Jenis baja (Bj) : baja konvensional = 7850 kg/cm3 Modulus Elastisitas baja = 2.1 x 105 Mpa
BAB III
PERENCANAAN KONSTRUKSI ATAP
3.1 Dasar Perencanaan
Atap direncanakan dari struktur baja yang dirakit di tempat atau di proyek. Perhitungan struktur rangka atap didasarkan pada panjang bentangan jarak kuda – kuda satu dengan yang lainnya. Selain itu juga diperhitungkan terhadap beban yang bekerja, yaitu meliputi beban mati, beban hidup, dan beban air hujan. Setelah diperoleh pembebanan, kemudian dilakukan perhitungan dan perencanaan dimensi serta batang dari rangka atap tersebut. Semua perencanaan tersebut berdasarkan pembebanan atap, meliputi: a. Beban mati, terdiri dari: 1. Berat sendiri penutup atap 2. Berat sendiri gording 3. Berat sendiri kuda – kuda 4. Berat plafond b. Beban hidup yang besarnya diambil paling menentukan diantara dua macam beban berikut: 1. Beban terpusat dari seorang pekerja besar minimumnya 100 kg 2. Beban air hujan yang besarnya dihitung dengan rumus: (40 – 0,8 x sudut).
Gambar 3.1: Denah atap
Rangka atap gedung :
Gambar 3.2 : Rangka atap baja
1. PEMBEBANAN
rangka atap (kuda-kuda) yang berada di tepi. Adapun pembagian luasan tangkapan beban ialah seperti gambar dibawah ini :
Gambar: Skema distribusi beban
DATA BEBAN
Perencanaan pembebanan struktur sesuai dengan Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung 1987, dengan data data pembebanan sebagai berikut :
Berat jenis baja : 7850 kg/m3
Berat Gording : 8,64 kg/m
Plafond / langit-langit : 18 kg/m2
Penutup atap (Sandek ) : 5,52 kg/m2
Beban Pekerja : 100 kg/m2
PERHITUNGAN PEMBEBANAN
1. Beban mati ( Dead Load / DL )
Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu konstruksi yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari konstruksi tersebut.
a. Penutup Atap (digunakan penutup atap Jenis Spandek = 5,52 kg/m2) Beben atap = luas atap tanggungan pertitik x berat atap
= 2.5 x 4 x 5,52
= 55,2 kg/m2 (titik pembebanan 2)
b. Berat gording (di pakai gording profil C8 = 8,64 kg/m)
Beban gording = Panjang gording tanggungan pertitik x berat gording
= 4 x 8,64 = 34,56 kg/m
c. Beban Plafond / langit-langit
= 18 kg/m2 (berpedoman pada perencanaan pembebanan)
d. Berat Sendiri Rangka Atap (Kuda-kuda)
Dalam Program SAP 2000, sudah terhitung berat sendiri Rangka Atap.
Beban hidup merupakan beban yang bisa ada atau tidak ada pada struktur. Untuk menentukan secara pasti beban hidup yang bekerja pada suatu konstruksi sangatlah sulit karena fuktuasi beban hidup bervaiasi, tergantung banyak faktor.
a. Beban Hidup
Beban terpusat dari seorang pekerja besar minimal : 100 kg/m2
b. Beban Air Hujan = 40 – 0,8 x
α
= 40 – 0,8 x 0Berikut ini adalah data-data beban pada titik titik pembebanan :
Beban mati = berat atap + berat gording Beban hidup = beban hidup
Beban air hujan = beban air hujan
Kombinasi pembebanan ( PPIUG 1983 BAB 1 PASAL 1.1) Pembebanan 1 = dead load + wind load
BAB IV
MENCARI PROFIL BAJA YANG AMAN DAN EFISIEN
Kemudian Beban-beban yang telah di hitung di input ke SAP 2000
Memasukan Beban Pada Konstruksi Beban Mati
Beban air hujan
Setelah memasukan beban pada konstruksi Releases Konstruksi (Karena Konstruksi rangka atap ini adalah TRUSS)
Memasukan Profl Baja : Double Angel
Berikut profil baja yang digunakan :
Profil Double Angel 90X90X9 (Batang Vertikal)
Profil Double Angel 50X50X5 (Batang Horizontal)
Profil Double Angel 45X45X5 (Batang Diagonal 2)
Selanjutnya untuk Check aman dan tidak amannya rangka atap tdiatas dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Dari hasil check structure diatas dapat di lihat bahwa profil baja yang digunkan untuk kanopi telah aman dan efisien, hal ini bisa dilihat dari warna elemen batang dalam rentang warna biru , hijau dan kuning.
Adapun gaya-gaya yang ditimbulkan , dapat di tampilkan sebagai berikut :
Gaya Momen
Dengan gaya tekan maksimum: -3287,06 kg, seperti ditampilkan tabel berikut:
Besar deformasi maksimum yang terjadi ialah pada ujung rangka dengan besar :
PERHITUNGAN KELANGSINGAN BAJA PROFIL BAJA DOUBLE ANGEL 45.45.5 , 50.50.5 , 65.65.11 , 90.90.9
a. Batang Tarik
DATA DATA
Batang tersusun dari baja siku ganda Gaya tarik max = 1194,42 kg
Dari tabel INA diperoleh profil batang,
b. Batang Tekan
DATA DATA :
Batang tekan tersusun dari Baja Siku ganda Gaya batang (N),
I Tegangan Izin baut NILAI
tegangan izin dasar σ 1400 tegangan izin dasar σ 1400
Geser τ 1120 Geser τ 840
Desak S1 > 2d σds 2800 Desak S1 > 2d σds 2100 Desak 1,5d < s1 < 2d σds 2240 Desak 1,5d < s1 < 2d σds 1680 Tegangan izin pelat, τ 812
Kelangsingan maksimum , λ maks = 200
Jari jari minimum inertia minimum, i min > Lk/ λ maks = 0,79 cm Profil minimum batang struktur ɺL 45.45.5
PERHITUNGAN 45.45.5 4,30 8,6 1,35 7,83 3,25 0,87 1,28 0,5
Kontrol Tekuk
- Terhadap tekuk sumbu x
λx = Lk / ix = 2,5 / 1,35 = 185,18
σx= ωx A totalN = 2,092 3287,068,6 = 384,21Kg/cm2 < σ (aman terhadap tekuk sumbu x)
