Gambar 4.1 Pemodelan Rangka Atap tampak atas

(1)

74

22

80 3,53,53,53,53,53,53,53,53,53,5333,53,53,53,53,53,53,53,53,53,5

L G N KU

IA T L

2 8 8 8 2

28

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 Rencana Atap

Gambar 4.1 Pemodelan Rangka Atap tampak atas

(2)

75

2,31 2,31

2,31 2,31 2,31 2,31 2,31 2,31

24 m

2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m

Keterangan :

L = List Plang G = Gording

N = Nok KU = Kuda – kuda Utama

IA = Ikatan Angin T = Treckstang

4.1.1 Pedoman Perhitungan Atap

Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:

1. Pedoman Perencanaan Pmbebanan Untuk Rumah dan Ge dung (PPPURG 1987)

2. SNI 03 – 1729- 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung.

4.1.2 Perencanaan Gording

Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data- data teknis, pembebanan gording, kombinasi dan kontrol kekuatan profil baja pada gording.Gording yang dihitung adalah gording yang memiliki bentang paling panjang dan menerima beban paling besar.

Gambar 4.2 Gambar perencanaan jarak antar gording 4.1.2.1 Data-data Perencanaan Gording

Bentang kuda-kuda = 24,00 m

Jarak kuda-kuda = 3,50 m

Jarak antar gording = 2,31 m Sudut kemiringan atap = 30°

(3)

76

Sambungan = Baut

Profil gording = lip channels in fron to front arrangement

= ( 2C.125.100.20.3,2 )

Berat gording = 12,30 kg/m

Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa Modulus geser ( G ) = 80.000 Mpa Poisson ratio ( m ) = 30 % Koefisien muai ( at ) = 1,2 * 10^-6

(pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Tegangan dasar = 160 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

(tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal11)

Penutup atap (genting) = 50 kg/m² Berat per unit volume (baja) = 7.850 kg/m³ Plafond eternit + penggantung = 11+7 = 18 kg/m²

(PPURG 1987, hal 6 ) Beban hidup gording = 100 kg

(PPURG 1987, hal 7 ) Tekanan tiup angin = 25 kg/m²

(PPURG 1987, hal 18 ) 4.1.2.2 Pembebanan gording

a. Beban mati

Beban mati adalah beban merata yang diakibatkan oleh berat sendiri dan beban-beban tetap permanen, adapun gambar pemodelan pembebanan yang diterima oleh gording sebagai berikut:

(4)

77

y

x

q

q cos a q sin a

a = 30°

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

L 3,5 m

L 2,31 m

L 3,5 m

1 2 L1 2 L1 2 L1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

GORDING GORDING

KUDA2 UTAMA

Gambar 4.3 Pemodelan pe mbebanan gording akibat Beban Mati merata

Gambar 4.4 Pemodelan luas penerimaan beban terhadap gording akibat Beban Mati merata

1. Berat gording baja kanal = 12,30 kg/m 2. Berat atap = 50 kg/m² x 2,31 m = 115,50 kg/m 3. Berat trekstang (10% x 5,14) = 0,514 kg/m

q total = 128,314 kg/m

qx = q . sin α = 128,314 sin 30˚ = 64,157 kg/m qy = q . cos α = 128,314 cos 30˚ = 111,123 kg/m

(5)

78 y

x

p

p cos a p sin a

a = 30°

Gambar 4.5 Pembebanan Beban Mati me rata

MDx = 1/8 . qx . L²

= 1/8 . 64,157 kg/m . 3,5² m = 98,240 kg.m

MDy = 1/8 . qy . L²

= 1/8 . 111,123 kg/m . 3,5² m = 170,157 kg.m

b. Beban Hidup

Menurut PPPURG 1987 Beban hidup adalah beban terpusat dari seseorang pekerja atau seorang pemadam kebakaran dengan peralatannya sebesar minimum P = 100 kg yang diletakkan pada tengah bentang dari panjang gording.

Gambar 4.6 Pemodelan Pe mbebanan gording akibat Beban hidup

qx =64,157 kg/m

𝒍: 𝟑, 𝟓𝟎 𝒎

qy =111,123 kg/m

𝒍: 𝟑, 𝟓𝟎 𝒎

(6)

79 Px = P . sin α = 100 sin 30˚ = 50 kg

Py = P . cos α = 100 cos 30˚ = 86,603 kg

Gambar 4.7 Pembebanan Beban Hidup terpusat

MLx = 1/4 . Px . L

= 1/4 . 50 kg/m . 3,5 m = 43,750 kg.m

MLy = 1/4 . Py . L

= 1/8 . 86,603 kg/m . 3,5 m

= 75,780 kg.m (Teknik Sipil, hal 68)

c. Beban Angin

Beban angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif (tekan) dan tekanan negatif (hisap), yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang yang ditinjau.Dalam perhitungan ini dipakai tekanan tiup minimum W = 25 kg/m², dikarenakan tidak termasuk dalam situasi yang terjadi pada ayat-ayat (2),(3), dan (4) yang tertulis pada PPPURG 1987.

𝒍: 𝟑, 𝟓𝟎 𝒎 Px = 50 kg

𝒍: 𝟑, 𝟓𝟎 𝒎

Py = 86,603 kg

(7)

80

w+ w-

a = 30°

Gambar 4.8 Pemodelan Beban Angin

Atap segi- tiga dengan sudut kemiringan 𝛼 < 65⁰

Koefisien angin tekan = ((0,02 . 𝛼 ⁰) – 0,4) = 0,2

= ((0,02 . 30 ⁰) – 0,4) = 0,2 Koefisien angin hisap = - 0,4

(PPPURG, hal 21 ) Beban angin tekan (Wt) = 0,2 . 25 . 2,31 = 11,55 kg/m

Beban angin hisap (Wh) = -0,4 . 25 . 2,31 = -23,1 kg/m

Karena beban angin bekerja tegak lurus sumbu y, sehingga hanya ada My

Angin tekan: My = 1/8 . Wt . L²

= 1/8 . 11,55 . 3,5²

= 17,686 kg.m Angin hisap: My = 1/8 . Wh . L²

= 1/8 . -23,1 . 3,5²

= -35,372 kg.m

d. Kombinasi pembebanan Gording 1. U = 1,4 D

Ux = 1,4 (98,240 ) = 137,536 kg.m

Uy = 1,4 (170,157 ) = 238,220 kg.m

2. U = 1,2 D + 0,5 L_a

Ux = 1,2 (98,240 ) + 0,5 (43,75 ) = 139,763 kg.m Uy =1,2 (170,157 ) + 0,5 (75,78) = 242,078 kg.m

(8)

81 3. U = 1,2 D + 1,6 La

Ux = 1,2 (98,240 ) + 1,6 (43,75 ) = 187,888 kg.m Uy =1,2 (170,157 ) + 1,6 (75,78) = 325,436 kg.m 4. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

Ux = 1,2 (98,240 ) + 1,6 (43,75) + 0,8 (0) = 187,888 kg.m Uy = 1,2 (170,157) + 1,6 (75,78) + 0,8 (17,686 ) = 339,585 kg.m 5. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

Ux = 1,2 (98,240 )+ 1,3 (0) + 0,5 (43,75) = 139,763 kg.m Uy = 1,2 (170,157) + 1,3 (17,686 ) + 0,5 (75,78) = 265,070 kg.m 6. U = 0,9 D ± 1,3 W

Arah x,

Ux = 0,9 (98,240 ) + 1,3 (0) = 88,416 kg.m

Ux = 0,9 (98,240 ) - 1,3 (0) = 88,416 kg.m

Arah y,

Uy = 0,9 (170,157) + 1,3 (17,686 ) = 176,133 kg.m Uy = 0,9 (170,157) - 1,3 (35,372 ) = 107,158 kg.m

(pasal 6.2.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 13)

Tabel 4.1 rekap kombinasi pe mbebanan

No. Kombinasi Beban Arah x (kg.m) Arah y (kg.m)

1 U = 1,4 D 137,536 238,220

2 U = 1,2 D + 0,5 La 139,763 242,078

3 U = 1,2 D + 1,6 La 187,888 325,436

4 U = 1,2 D + 1,6 L + 0,8 W 187,888 339,585 5 U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La 139,763 265,070

6 U = 0,9 D ± 1,3 W 88,416 176,133

88,416 107,158

Jadi momen maksimum yang diperhitungkan : Mux = 187,888 kg.m = 187,888.10⁴ N.mm Muy = 339,585 kg.m = 339,585.10⁴ N.mm

(9)

82

t

Ca

b

X y

4.1.2.3 Kontrol Terhadap Tegangan

Digunakan profil baja lip channels in front to front arrangement 2C.125.100.20.3,2 dengan data-data sebagai berikut:

Ix = 362 cm⁴ = 362.10⁴ mm⁴ Iy = 225 cm⁴ = 225.10⁴ mm⁴ Zx = 58 cm⁴ = 58.10³ mm⁴ Zy = 45 cm⁴ = 45.10³ mm⁴

1. Cek kelangsingan elemen

Perbandingan lebar terhadap tebal () (Tabel 7.5-1 SNI 03- 1729- 2002, hal 31)

f = b

2tf = 100

2.3,2 = 15,625

p= 500 𝑓𝑦= 500

240= 32,275

r= 625 𝑓𝑦= 625

240= 40,344

Karena : < p < r………Termasuk Penampang kompak

(pasal 8.2.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

2. Kontrol momen terhadap Tahanan Momen nominal Kapasitas Tahanan Moman Sayap

Mnx = Mp = Zx . fy Mnx = Mp = 58 .10³ x 240 Mnx = Mp = 13920 (10³) N.mm

Mnx = Mp = 1392 (10⁴) . 0,9 > Muy = 339,585.10⁴ N.mm

(10)

83

t

Ca

b

X y

Mnx = Mp = 1392 (10⁴) N.mm > Muy = 339,585.10⁴ N.mm …… OK Kapasitas Tahanan Moman Badan

Mny = Mp = Zy x fy Mny = Mp = 45.10³ x 240

Mny = Mp = 10800 .10³ N.mm . 0,90 > Mux = 187,888.10⁴ N.mm Mny = Mp = 1080 (10⁴) N.mm > Mux = 187,888.10⁴ N.mm ……OK

Untuk mengatasi masalah puntir maka sumbu lemah pada gording (Mny) dapat dibagi 2 sehingga :

𝑀𝑢𝑦

∅𝑏. 𝑀𝑛𝑥+ 𝑀𝑢𝑥

∅𝑏. 𝑀𝑛𝑦/2 ≤ 1,0 339,585 .10⁴

0,9.1392. 10⁴+ 187,888 .10⁴

0,9.1080 .10⁴/2 ≤ 1,0 0,271 + 0,387 = 0,658 ≤ 1,0 …….OK 4.1.2.4 Kontrol lendutan

Digunakan profil baja lip channels in front to front arrangement 2C.125.100.20.3,2 dengan data-data sebagai berikut:

Ix = 362 cm⁴ = 362.10⁴ mm⁴ Iy = 225 cm⁴ = 225.10⁴ mm⁴ E = 2 x 10⁶kg/cm²

1 Mpa = 10kg/cm²

1. Akibat beban mati 𝒇𝒙 =𝟓. 𝑴𝒙.𝒍^𝟐

𝟒𝟖.𝑬. 𝑰𝒚= 5.98,240 .10².350²

48 .2 .10⁶. 225 = 0,278 𝑐𝑚 𝒇𝒚 =𝟓. 𝑴𝒚.𝒍^𝟐

𝟒𝟖. 𝑬. 𝑰𝒙=5 . 170,157 .10².350²

48 .2 .10⁶. 362 = 0,300 𝑐𝑚

(11)

84 2. Akibat beban hidup

𝒇𝒙 = 𝑷𝒙. 𝒍^𝟑

𝟒𝟖.𝑬. 𝑰𝒚= 86,603 .350³

48 .2 . 10⁶.225= 0,172 𝑐𝑚 𝒇𝒚 = 𝑷𝒚. 𝒍^𝟑

𝟒𝟖. 𝑬.𝑰𝒙= 50 . 350³

48 .2 . 10⁶.362= 0,06 𝑐𝑚

3. Akibat beban angin 𝒇𝒙 =𝟓. 𝑴𝒙.𝒍^𝟐

𝟒𝟖.𝑬. 𝑰𝒚= 5 .0 .10² . 350²

48 .2 . 10⁶.225 = 0 𝑐𝑚 𝒇𝒚 =𝟓. 𝑴𝒚.𝒍^𝟐

𝟒𝟖. 𝑬. 𝑰𝒙=5. 17,686 .10².350²

48 . 2 .10⁶. 362 = 0,0031𝑐𝑚

4. Lendutan kombinasi

fx total = 0,278 + 0,172 + 0,000 = 0,45 cm fy total = 0,300+ 0,060 + 0,0031 = 0,3631 cm

Syarat lendutan 𝑓 𝑖𝑗𝑖𝑛 = 𝑙

360= 350

360= 0,972 𝑐𝑚

> 𝑓 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑖𝑚𝑏𝑢𝑙 = 0,45 ²+ 0,363 ²= 0,578 𝑐𝑚 Profil Aman Terhadap Lendutan…….OK

(SNI 03- 1729- 2002, hal 15)

4.1.3 Perhitungan Treckstang Gording

Batang tarik ( Treckstang ) berfungsi untuk mengurangi lendutan gording sekaligus untuk mengurangi tegangan lendutan yang timbul.Beban beban yang dipikul oleh trackstang yaitu beban-beban yang sejajar bidang atap, maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik. Treckstang yang akan dipakai sebanyak 1 (satu) buah tepat pada tengah bentang gording. Dimana, diketahui data treckstang adalah sebagai berikut :

Beban merata terfaktor pada gording (qx) = 64,157kg/m Beban terpusat teraktor pada gording (Px) = 50 kg

(12)

85

Treckstang

Ikatan angin

Kuda-kuda Gording

1,75 1,75

3,5 m 1,75

1,75 3,5 m

Lx = ( 3,5 m / 2 ) = 1,75 m

Tegangan leleh baja (Fy) = 240 Mpa Tegangan ultimit / tarik putus baja (Fu) = 370 Mpa

Gambar 4.9 Peletakkan treckstang

1. Pembebanan Treckstang P total = ( qx . Lx ) + Px

= ( 64,157 kg/m . 1,75 m ) + 50 kg

= 162,275 kg 2. Dimensi Treckstang

σ = _𝐹𝑛^𝑃 ≤ 𝜎 = 1600 kg/cm², dimana diambil σ = 𝜎

Fn = ^{𝑃 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙}

𝜎

=

162 ,275 𝑘𝑔

1600 = 0,101 cm² Fbr = 125 % . Fn = 1,25 . 0,101 = 0,13 cm² Fbr = ¼ . π .d² , dimana :

(13)

86

W Nx

N Ng

d = ^{4 .𝐹𝑏𝑟}

𝜋

=

^{4 .0,13}

3,14 = 0,41 cm

Maka batang tarik yang dipakai adalah  8 mm 4.1.4 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 gaya apa-apa.Sebaliknya apabila arah angin berubah, maka secara bergantian batang tersebut bekerja sebagai batang tarik.

ß = arc tan (2,31 . 3 ) / 3,5

=63,204^o

~

63^o Nx = w

N = ^𝑤

cos ß=25 . ( 2,31 .3 )

cos 63  = 381,616 kg

σ = ^𝑁

𝐹𝑛

≤ 𝜎 = 1600 kg/cm² Fn = ^𝑁

𝜎 = ^{381 ,616}

1600

= 0,23851 cm²

Fbr = 125 % . Fn = 1,25 . 0,23851 = 0,298 cm² Fbr = ¼ .π.d²

d = ^{4 .𝐹𝑏𝑟}

𝜋

=

^{4 .0,298}_3,14 = 0,616 cm Maka ikatan angin yang dipakai adalah  10 mm 4.1.5 Perencaan kuda-kuda

Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi : data-data teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.

4.1.6 Data-data Kuda-kuda

Bentang kuda-kuda = 24 m

Jarak kuda-kuda = 3,50 m

Jarak gording = 2,31 m

Sudut kemiringan atap = 30°

(14)

87

Sambungan = Baut

Berat gording = 2C.125. 100 . 20 . 3,2

= 12,30 kg/m Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa Modulus geser ( G ) = 80.000 Mpa Poisson ratio ( m ) = 30 % Koefisien muai ( at ) = 1,2 * 10^-6

(SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Tegangan dasar = 160 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

(SNI 03- 1729- 2002, hal 11) Penutup atap genting = 50 kg/m²

Berat per unit volume (Baja) = 7.850 kg/m³ Plafond eternit + penggantung = 11+7 = 18 kg/m²

(PPURG 1987, hal 6 ) Beban hidup gording = 100 kg

Tekanan tiup angin = 25 kg/m²

(PPURG 1987, hal 7&13) 4.1.7 Pembebanan kuda-kuda

Pembebanan kuda – kuda meliputi beban mati berupa beban penutup atap, gording dan beban plafond dengan penggantungnya.Beban hidup berupa beban pekerja yang bekerja pada buhul kuda-kuda , kemudian beban angin yang diklasifikasikan dengan daerah jauh dari laut atau pantai, dan daerah yang dekat dengan laut, pantai atau perbukitan.

4.1.7.1 Akibat beban mati

a. Akibat berat penutup atap dan Berat gording

Beban permanen yang bekerja pada kuda-kuda akibat dari benda yang berada diatasnya berupa atap yang diasumsikan dengan menggunakan penutup genting dan rangkanya seperti usuk dan reng disimbulkan dengan (

(15)

88

1

2 L ¹₂ L ¹₂ L^LUAS ¹₂ L ₁111 L L L L₂222 PEMBEBANAN

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 3,5 m

L 2,31 m

L 3,5 m

P2 P1

P1 P1

P1

P1 P1 P1 P1 P1

P2 BA ). Sedangkan beban gording adalah Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai gording.dimana dalam perhitungan digunakan gording baja profil lip channels in front to front arrangement 2C.125.100.20.3,2 dengan Berat jenis 12,30 kg/m disimbulkan dengan ( BG ).

 Pembebanan pada bentang sisi kiri 3,5 m dan sisi kanan 3,5 m

Gambar 4.10 Pemodelan Beban Titik Pada Titik Buhul

Gambar 4.11 Pemodelan luasan Beban pada titik buhul akibat berat atap dan gording Pada P1

BA = Bj penutup atap x ( ½ .2,31 + ½ .2,31 ) x ( ½ . 3,5 + ½ . 3,5 )

= 50 kg/m² x 2,31 m x 3,50 m

= 404,25 kg/join

BG = berat jenis gording x ( ½ . 3,5 + ½ . 3,5 )

= 12,30 kg/m x 3,50 m

= 43,05 kg/join

(16)

89

L 3,5 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,5 m

1 2 L

1

2 L ¹₂ L ¹₂ L

1 2 L LUAS

PEMBEBANAN

1 m

447,30 kg 420,20 kg

447,30 kg 447,30 kg

420,20 kg

P1 = BA + BG

= 404,25 + 43,05 kg/join = 447,30 kg/join

BA = Bj penutup atap x ( ½ .2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,50 + ½ . 3,50 )

= 50 kg/m² x 2,155 m x 3,50 m

= 377,125 kg/join

= 12,30 kg/m x 3,50 m

= 43,05 kg/join P2 = BA + BG

= 377,125 + 43,05 kg/join = 420,202 kg/join

Gambar 4.13 Beban yang diterima tiap titik buhul akibat beban penutup atap dan gording.

(17)

90

L 3,0 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,0 m

1

2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ₁ L₂

1 2 L1 2 L1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

P2 P1

P1 P1

P1

P1 P1 P1 P1 P1

P2

Gambar 4.15 Pemodelan luasan Beban pada titik buhul akibat berat atap dan gording Pada P1.

BA = Bj penutup atap x ( ½ .2,31 + ½ .2,31 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,0 )

= 50 kg/m² x 2,31 m x 3,00 m

= 346,50 kg/join

= 12,30 kg/m x 3,00 m

= 36,90 kg/join P1 = BA + BG

= 346,50 + 36,90 kg/join = 383,40 kg/join

(18)

91

L 3,0 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,0 m

1 2 L

1

2 L ¹₂ L ¹₂ L

1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

1 m

383,40 kg 360,15 kg

383,40 kg 383,40 kg

360,15 kg

= 50 kg/m² x 2,155 m x 3,00 m

= 323,25 kg/join

= 12,30 kg/m x 3,00 m

= 36,90 kg/join P2 = BA + BG

= 323,25 + 36,90 kg/join = 360,15 kg/join

(19)

92

1 2L

1 2 L

1

2 L ¹₂L

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m 1 2 L1 2 L1 2 L1 2 L^LUAS

PEMBEBANAN

3,5 m 3,0 m

P2 P1

P1 P1

P1

P1 P1 P1 P1 P1

P2

B_A = Bj penutup atap x ( ½ .2,31 + ½ .2,31 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,5 )

= 50 kg/m² x 2,31 m x 3,25 m

= 375,375 kg/join

= 12,30 kg/m x 3,25 m

= 39,975 kg/join P1 = BA + BG

= 375,375 + 39,975 kg/join = 415,35 kg/join

(20)

93

L 2,31 mL 2,31 m 1 2 L1 2 L^LUAS_PEMBEBANAN

3,0 m 3,5 m

1 m

1

2 L ¹2 L ¹2L ¹2L

KUDA2 UTAMA

GORDING

415,35 kg 390,16 kg

415,35 kg 415,35 kg

390,16 kg

= 50 kg/m² x 2,155 m x 3,25 m

= 350,1875 kg/join

= 12,30 kg/m x 3,25 m

= 39,975 kg/join P2 = BA + BG

= 350,1875 + 39,975 kg/join = 390,16 kg/join

(21)

94

L 3,5 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,5 m

1

2 L ¹₂ L ₁ L₂

1 2 L1 2 L1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

1,5

P2 P1

P1 P1

P1

P1 P1 P1 P1 P1

P2

 Pembebanan pada bentang sisi kiri 3,5 m dan sisi kanan 3,5 m pada kuda-kuda paling tepi.

B_A = Bj penutup atap x ( ½ .2,31 + ½ .2,31 ) x ( ½ . 3,50 +1,50 )

= 50 kg/m² x 2,31 m x 3,25 m

= 350,1875 kg/join

BG = berat jenis gording x ( ½ . 3,50 + 1,50 )

= 12,30 kg/m x 3,25 m

= 39,975kg/join P1 = BA + BG

= 350,1875 + 39,975 kg/join = 390,16 kg/join

(22)

95 L 3,5 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,5 m

1 2 L

1

2 L ¹₂ L ¹₂ L

1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

1 m

1,5

390,16 kg 390,16 kg

390,16 kg

BA = Bj penutup atap x ( ½ .2,31 + 1) x ( ½ . 3,50 +1,50 )

= 50 kg/m² x 2,155 m x 3,25 m

= 350,1875 kg/join

BG = berat jenis gording x ( ½ . 3,50 + 1,50 )

= 12,30 kg/m x 3,25 m

= 39,975kg/join P2 = BA + BG

= 350,1875 + 39,975 kg/join = 390,16 kg/join

(23)

96

1

2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L

1

2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L

2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m 2 m

3,53,5

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Luas Pembebanan Kuda-kuda

1

2 Luas Pembebanan

b. Akibat berat plafond

Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafon yang digantungkan pada dasar kuda-kuda.Beban tersebut dapat dijadikan beban merata pada batang bagian bawah kuda-kuda atau dijadikan beban titik pada setiap join bagian bawah kuda-kuda.

Gambar 4.26 Pemodelan Beban pada titik buhul akibat berat plafon

Gambar 4.27 Pemodelan Luasan beban yang diterima pada titik buhul

Bp = Berat jenis plafon x ( ½ . 2 + ½ . 2 ) x ( ½ . 3,5 + ½ . 3,5 )

= 18 kg/m² x 2 m x 3,5 m

= 126 kg / join

½ Bp = ½ . 126 kg / join

= 63 kg / join

(24)

97 Kuda-kuda

1

2 Luas Pembebanan Luas Pembebanan

33

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

63 kg 126 kg

126 kg 126 kg

63 kg

108 kg 108 kg

108 kg 54 kg

108 kg

54 kg 108 kg

108 kg 108 kg

Gambar 4.28 Beban yang diterima tiap titik buhul akibat Berat plafon dan penggantungnya.

Gambar 4.29 Pemodelan Luasan beban yang diterima pada titik buhul.

= 18 kg/m² x 2 m x 3,00 m

= 108 kg / join

½ B_p = ½ . 108 kg / join

= 54 kg / join

(25)

98 3,53

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

1

2 Luas Pembebanan

58,50 kg 117 kg

117 kg 117 kg

117 kg

= 18 kg/m² x 2 m x 3,25 m

= 117 kg / join

½ Bp = ½ . 117 kg / join

= 58,50 kg / join

(26)

99

3,5

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

1

2 Luas Pembebanan

31,50 kg 63 kg

63 kg 63 kg

63 kg

 Pembebanan pada bentang sisi kiri 3,0 m dan sisi kanan 3,5 m pada kuda –kuda paling tepi.

Bp = Berat jenis plafon x ( ½ . 2 + ½ . 2 ) x ( ½ . 3,50 )

= 18 kg/m² x 2 m x 1,75 m

= 63 kg / join

½ Bp = ½ . 63 kg / join

= 31,50 kg / join

5 Akibat berat sendiri kuda-kuda

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai kuda-kuda. Beban terhitung secara manual dalam Program SAP, dalam perencanaan ini menggunakan profil baja double Angel.Pada pembebanan akibat berat sendiri disimbulkan dengan huruf (BK).

(27)

100

w+ w-

a = 30°

6 Beban Hidup

Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban manusia yang bekerja pada saat pemasangan rangka atap dan pemasangan penutup atap dengan berat minmum per titik buhul diambil P = 100 kg , namun beban ini dalam analisa perhitungan tidak dibebankan pada semua titik buhul yang ada, namun hanya beberapa titik buhul, sesuai dengan jumlah pekerja dan tukang yang dibutuhkan saat pekerjaan pemasangan rangka atap dan penutup atap.

Gambar 4.35 Pemodelan penyebaran beban hidup terpusat 7 Beban Angin

Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang diasumsikan pada daerah perbukitan atau jauh dari kawasan pantai dengan besaran minimum W = 25 kg/m² pada keadaan normal,berikut gambar pemodelan dari beban angin.

Gambar 4.36 Pemodelan pembebanan akibat beban angin.

(28)

101

1

2 L ¹₂ L ¹₂ L^LUAS ¹₂ L ₁111 L L L L₂222 PEMBEBANAN

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 3,5 m

L 2,31 m

L 3,5 m

PtV2

PtH2 PtV1

PtH1

PhV1

PhH1

PtV1

PtH1 PtV1

PtH1 PhV3

PhH3 PhV1

PhH1 PhV1

PhH1 PhV2

PhH2 Dalam analisa perhitungan, beban angin disederhanakan menjadi dua arah pembebanan, yaitu pembebanan arah vertikal dan horisontal.Berikut gambar penyederhanaan beban angin untuk analisa perhitungan.

Gambar 4.37 Penyederhanaan pembebanan beban angin.

a. Pembebanan pada bentang sisi kiri 3,5 m dan sisi kanan 3,5 m

Gambar 4.38 Luasan penerimaan beban angin pada buhul yang menerima beban PtV1,PtH1 dan PhV1,PhH1

 Akibat angin tekan

Coefisien angin tekan ( Cw+) = 0,02 ά – 0,4

= 0,02 (30) – 0,4 = 0,2

(PPPURG, hal 21 )

(29)

102

L 3,5 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,5 m

1 2 L

1

2 L ¹2 L ¹2 L

1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

1 m

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,5 + ½ . 3,5 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,50 m

= 40,425 kg/join

P tekan = 40,425 kg/join

PtV1 = 40,425 x cos 30 = 35 kg/join PtH1 = 40,425 x sin 30 = 20,2125 kg/join

 Akibat angin Hisap

Coefisien angin hisap ( W-) untuk semua sudut adalah -0,40

(PPPURG, hal 21 ) W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,5 + ½ . 3,5 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,50 m

= - 80,85 kg/join

P hisap = - 80,85 kg/join

PhV1 = - 80,85 x cos 30 = - 70,020 kg/join PhH1 = - 80,85 x sin 30 = - 40,425 kg/join

 Beban pada PhV3 dan PhH3 PhV3 = PtV1 + PhV1

= 35 kg + (- 70,020 ) kg

= -35,020 kg PhH3 = PtH1 + PhH1

= 20,2125 kg + 40,425 kg

= 60,6375 kg

Gambar 4.39 Luasan penerimaan beban angin pada buhul yang menerima beban PtV2,PtH2 dan PhV2,PhH2.

(30)

103

L 3,0 m KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,0 m

1

2 L ¹2 L ¹2 L ¹2 L ₁ L₂

1 2 L1 2 L1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

32,66 kg

18,86 kg 35 kg

20,21 kg

70,02 kg

40,425 kg 35,02 kg

60,64 kg

65,320 kg

37,71 kg 35 kg

20,21 kg 35 kg

20,21 kg

70,02 kg

40,425 kg 70,02 kg

40,425 kg

 Akibat Angin Tekan

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,5 + ½ . 3,5 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,155 m x 3,50 m

= 37,71 kg/join P tekan = 37,71 kg/join

PtV2 = 37,71 x cos 30 = 32,658 kg/join PtH2 = 37,71 x sin 30 = 18,855 kg/join

 Akibat Angin Hisap

W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,5 + ½ . 3,5 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,155 m x 3,50 m

= - 75,425 kg/join P hisap = - 75,425 kg/join

Gambar 4.40 Beban yang diterima tiap titik buhul akibat beban angin b. Pembebanan pada bentang sisi kiri 3,0 m dan sisi kanan 3,0 m

(31)

104

L 3,0 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,0 m

1 2 L

1

2 L ¹₂ L ¹₂ L

1 2 L LUAS

PEMBEBANAN

1 m

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,0 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,00 m

= 34,65 kg/join

P tekan = 34,65 kg/join

 Akibat angin Hisap

W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,0 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,00 m

= - 69,30 kg/join

P hisap = - 69,30 kg/join

PhV1 = - 69,30 x cos 30 = - 60,015 kg/join hH1 = - 69,30 x sin 30 = - 34,650 kg/join

= 30,008 kg + (- 60,015 ) kg

= -30,007 kg PhH3 = PtH1 + PhH1

= 17,325 kg + 34,650 kg

= 51,975 kg

(32)

105

1 2L 1

2 L 1

2 L ¹2L

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m 1 2 L1 2 L1 2 L1 2 L^LUAS

PEMBEBANAN

3,5 m 3,0 m

27,99 kg

16,16 kg 30,01 kg

17,32 kg

60,01 kg

34,65 kg 30,01 kg

51,97 kg

55,99 kg

32,32 kg 30,01 kg

17,32 kg 30,01 kg

17,32 kg

60,01 kg

34,65 kg 60,01 kg

34,65 kg

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,0 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,155 m x 3,00 m

= 32,325 kg/join P tekan = 32,325 kg/join

 Akibat angin hisap

W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,0 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,155 m x 3,00 m

= - 64,65 kg/join P hisap = - 64,65 kg/join

Gambar 4.43 Beban yang diterima tiap titik buhul akibat beban angin c. Pembebanan pada bentang sisi kiri 3,0 m dan sisi kanan 3,5 m

(33)

106

L 2,31 mL 2,31 m 1 2 L1 2 L^LUAS_PEMBEBANAN

3,0 m 3,5 m

1 m

1

2 L ¹₂ L ¹₂L ¹₂L

KUDA2 UTAMA

GORDING

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,5 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,25 m

= 37,54 kg/join

P tekan = 37,54 kg/join

W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,5 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,25 m

= - 75,075 kg/join

P hisap = - 75,075 kg/join

= 32,511 kg + (- 65,020 ) kg

= -32,509 kg PhH3 = PtH1 + PhH1

= 18,770 kg + 37,537 kg

= 56,307 kg

Gambar 4.45 Luasan penerimaan beban angin pada buhul yang menerima beban PtV2,PtH2 dan PhV2,PhH2

(34)

107

L 3,5 m KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,5 m 1

2 L ¹2 L ₁ L₂

1 2 L1 2 L1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

1,5 32,51 kg

18,77 kg 32,51 kg

18,77 kg

65,02 kg

37,54 kg 65,02 kg

37,54 kg 27,73 kg

16,01 kg 32,51 kg

18,77 kg

65,02 kg

37,54 kg 32,51 kg

56,31 kg

60,65 kg

35,02 kg

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,5 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,155 m x 3,25 m

= 35,02 kg/join

P tekan = 35,02 kg/join

W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,0 + ½ . 3,5 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,25 m

= - 75,075 kg/join

P hisap = - 75,075 kg/join

Gambar 4.46 Beban yang diterima tiap titik buhul akibat beban angin d. Pembebanan pada bentang sisi kiri 3,5 m dan sisi kanan 3,5 m,

pada bagiang paling tepi

(35)

108

L 3,5 m

KUDA2 UTAMA

L 2,31 m

GORDING

L 2,31 m

L 3,5 m

1 2 L

1

2 L ¹2 L ¹2 L

1 2 L

LUAS PEMBEBANAN

1 m

1,5

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + ½ .2,31 ) x ( ½ . 3,5 + 1,5 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,25 m

= 37,54 kg/join

P tekan = 37,54 kg/join

W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + ½ . 2,31 ) x ( ½ . 3,5 + 1,5 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,31 m x 3,25 m

= - 75,075 kg/join

P hisap = - 75,075 kg/join

P.Vertikal = - 75,075 x cos 30 = - 65,017 kg/join P.Horisontal = - 75,075 x sin 30 = - 37,540 kg/join

= 32,511 kg + (- 65,017 ) kg

= -32,506 kg PhH3 = PtH1 + PhH1

= 18,770 kg + 37,540 kg

= 56,31 kg

Gambar 4.48 Luasan penerimaan beban angin pada buhul yang menerima beban PtV2,PtH2 dan PhV2,PhH2

(36)

109

30,33 kg

17,51 kg 32,51 kg

18,77 kg

65,02 kg

37,54 kg 32,51 kg

56,31 kg

60,65 kg

35,02 kg 32,51 kg

18,77 kg 32,51 kg

18,77 kg

65,02 kg

37,54 kg 65,02 kg

37,54 kg

W tekan = Cw+ x W x ( ½ . 2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,5 + 1,5 )

= 0,2 x 25 kg/m² x 2,155 m x 3,25 m

= 35,02 kg/join

P tekan = 35,02 kg/join

W hisap = Cq x W x ( ½ . 2,31 + 1 ) x ( ½ . 3,5 + 1,5 )

= -0,4 x 25 kg/m² x 2,155 m x 3,25 m

= - 75,037 kg/join

P hisap = - 75,037 kg/join

Gambar 4.49 Beban yang diterima tiap titik buhul akibat beban angin.

7.1.1 Kontrol Desain Kuda-Kuda Utama

1. Perhitungan Lendutan Ijin Kuda-Kuda Utama

Gambar 4.50. Model kerangka atap dalam model 3D.

(37)

110 Gambar 4.51 Kerangka kuda-kuda utama dan profil yang digunaka n

Dari perhitungan yang menggunakan Aplikasi SAP 2000.v.14, maka didapatkan gaya batang maksimal, reaksi tumpuan, dan lendutan yang terjadi pada rangka kuda-kuda tersebut yang disebabkan oleh berbagai kombinasi pembebanan.

Cek lendutan rangka kuda-kuda utama

Dari perhitungan analisis yang munggunakan Aplikasi SAP 2000 V.14 didapat lendutan terbesar yang terjadi pada joint object / element 157, dengan besarnya lendutan tiap kombinasi adalah sebagai berikut :

 Kombinasi 1,4D

Gambar 4.52Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 1,4D

δ (join object 157) = 𝑈1²+ 𝑈2²+ 𝑈3²

= 3,00692²+ 0,0²+ 10,00671²

= 10,449 mm

(38)

111

 Kombinasi 1D+1L

Gambar 4.53 Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 1D+1L δ (join object 157) = 𝑈1²+ 𝑈2²+ 𝑈3²

= 2,24631²+ 0,0²+ 7,46502²

= 7,796 mm

 Kombinasi 1,2D+0,5L

Gambar 4.54Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 1,2D+0,5L

= 2,62662²+ 0,0²+ 8,73587²

= 9,122 mm

(39)

112

 Kombinasi 1,2D+1,6L

Gambar 4.55 Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 1,2D+1,6L

= 2,73497²+ 0,0²+ 9,08498²

= 9,488 mm

 Kombinasi 1,2D+1,6L+0,8W

Gambar 4.56 Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 1,2D+1,6L+0,8W

= 2,57527²+ 0,0²+ 8,62048²

= 8,997 mm

(40)

113

 Kombinasi 1,2D+0,5L+1,3W

Gambar 4.57 Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 1,2D+0,5L+1,3W

= 2,36710²+ 0,0²+ 7,98106²

= 8,325 mm

 Kombinasi 0,9D+1,3W

Gambar 4.58 Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 0,9D+1,3W

= 1,67351²+ 0,0²+ 5,67807²

= 5,919 mm

(41)

114

 Kombinasi 0,9D-1,3W

Gambar 4.59 Hasil lendutan dari SAP 2000.v.14 kombinasi 0,9D+1,3W

= 2,19254²+ 0,0²+ 7,18770²

= 7,515 mm

Dari perhitungan lendutan diatas, lendutan terbesar terjadi pada kombinasi 1,4D dimana sebesar 10,449 mm, maka :

𝛿 ( lendutan ijin) = L / 360 = 24000 / 360 = 66,667 mm 𝛿 ( lendutan ijin) > δ (lendutan yang terjadi)

66,667 mm > 10,449 mm ………..OK

2. Perhitungan pe rencanaan sambungan baut pada plat buhul

Dari hasil Analisis menggunakan SAP2000v.14 dipilih gaya batang ( P aksial ) terbesar yang bekerja pada rangka batang kuda-kuda utama.

Perhitungan jumlah baut yang dibutuhkan dihitung pertitik buhul pada rangka batang kuda-kuda utama.Perhitungan ini berpedoman pada buku dari “Agus

Setiawan, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (berdasarkan SNI 03- 1729-2002).

(42)

115

287

288

290

291

292

298 297

296 295

294 293

274

276

275

277

278

279

285 283

284 282

281 280

303 308

302 307

301 306

300 305

299 304 286

313 318 312 317 311 316 310 315 309 314

A C B

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

299 X

Gambar 4.60 Rangka kuda-kuda dan titik buhulnya yang me miliki gaya dalam paling besar.

Tabel 4.2 Rekap Besarnya gaya batang Hasil Analisis SAP2000v.14 No.Batang Profil Baja

mm

P aksial (+) kg

P aksial (-)

kg Tarik / Tekan

274 2L.65.65.9 - -11303.69647 Tekan

275 2L.65.65.9 - -11303.69647 Tekan

276 2L.65.65.9 - -9850.815018 Tekan

277 2L.65.65.9 - -8356.502036 Tekan

278 2L.65.65.9 - -6834.311747 Tekan

279 2L.65.65.9 - -5286.43253 Tekan

280 2L.65.65.9 - -5286.432514 Tekan

281 2L.65.65.9 - -6834.311711 Tekan

282 2L.65.65.9 - -8356.50199 Tekan

283 2L.65.65.9 - -9850.815016 Tekan

284 2L.65.65.9 - -11303.69421 Tekan

285 2L.65.65.9 - -11303.6965 Tekan

286 2L.65.65.9 - -2422.469319 Tekan

287 2L.65.65.9 420.7121136 -868.2277302 Tarik / Tekan

288 2L.65.65.9 - -1803.010477 Tekan

289 2L.65.65.9 - -2899.425697 Tekan

290 2L.65.65.9 - -4243.041043 Tekan

291 2L.65.65.9 - -5609.332014 Tekan

292 2L.65.65.9 - -6997.885906 Tekan

293 2L.65.65.9 - -6997.885906 Tekan

294 2L.65.65.9 - -5609.33203 Tekan

295 2L.65.65.9 - -4243.041076 Tekan

296 2L.65.65.9 - -2899.425742 Tekan

297 2L.65.65.9 - -1803.010481 Tekan

298 2L.65.65.9 420.7121575 -868.2276769 Tarik / Tekan

299 2L.65.65.9 - -2880.24944 Tekan

300 2L.65.65.9 - -2321.527109 Tekan

(43)

116

301 2L.65.65.9 - -1778.746453 Tekan

302 2L.65.65.9 - -1250.53604 Tekan

303 2L.65.65.9 - -731.2973767 Tekan

304 2L.65.65.9 3661.408198 - Tarik

305 2L.65.65.9 3166.894202 - Tarik

306 2L.65.65.9 2660.341942 - Tarik

307 2L.65.65.9 2190.407344 - Tarik

308 2L.65.65.9 1760.724758 - Tarik

309 2L.65.65.9 - -2880.249405 Tekan

310 2L.65.65.9 - -2321.527076 Tekan

311 2L.65.65.9 - -1778.746436 Tekan

312 2L.65.65.9 - -1272.169186 Tekan

313 2L.65.65.9 - -731.2974278 Tekan

314 2L.65.65.9 3703.592311 - Tarik

315 2L.65.65.9 3166.894161 - Tarik

316 2L.65.65.9 2660.341919 - Tarik

317 2L.65.65.9 2190.407413 - Tarik

318 2L.65.65.9 1760.72485 - Tarik

Dimanan diketahui :

Tu = beban tarik terfaktor (kg).

Ag = Luas penampang kotor (mm²).

An = Luas penampang netto (mm²).

Ae = Luas penampang efektif (mm²).

Rn = Tahanan baut (kg).

Ø = factor tahanan 0,90 (kondisi leleh) ; 0,75 (kondisi fraktur).

db = diameter baut pada daerah tak berulir (mm).

tp = Tebal plat (mm).

fu = kuat tarik putus terendah dari baut atau plat.

fub

= kuat tarik baut pada tahanan geser (Mpa).

fup

= kuat tarik baut pada tahanan tumpu (Mpa).

m = jumlah bidang geser.

r1 = 0,50 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser.

r2 = 0,40 untuk baut dengan ulir pada bidang geser.

lp = lebar pelat (mm)