Oleh : A.A.M PERTEMUAN XIII

PERTEMUAN XIII

Fungsi atap:

Atap bangunan gedung berfungsi untuk melindungi bangunan dan

isinya dari pengaruh luar (panas, hujan, angin etc.). Bentuk atap

hendaknya memberikan sentuhan estetika bangunan, oleh karena itu

atap harus serasi dengan bentuk bangunannya.

Pemilihan bentuk dan bahan atap antara lain dipengaruhi oleh

faktor – faktor sebagai berikut :

-

Fungsi bangunan

-

Syarat teknis

-

Syarat hygenis

-

Daerah / lokasi: budaya / tradisi; iklim, keadaan geografis

-

Bahan yang tersedia, cara mendapatkan

Bahan penutup atap: 1. Genteng Tanah Biasa

Genteng tanah mempunyai beberapa variasi spesifikasi ukuran yang hampir sama namun tidak seragam. Genteng dibuat dari tanah lempung dan pasir. Setiap m2 luas atap dengan genteng tanah mempunyai jml. k.l. 25 buah genteng, sehingga ukuran terpasang setiap buahnya k.l. 20 cm x 20 cm.

Berat genteng jenis ini relatif ringan, shg tidak diperlukan struktur atap yang rumit dan berat. Ukuran usuk yang diperlukan adalah 5/7, atau dapat digunakan 4/6 jika jarak gording relatif dekat (sekitar 2 m). Ukuran reng umumnya digunakan 2/3.

Genteng jenis ini mudah pecah, sehingga tidak dapat dinaiki pekerja di atasnya pada saat pemasangan atap.

Bahan penutup atap: 2. Genteng Tanah Press

Genteng tanah jenis ini berukuran sama atau sedikit lebih besar dari genteng tanah biasa. Setiap m2 dapat terdiri dari 20 atau 25 buah. Perbedaan dg genteng tanah biasa adalah pada cara pembuatannya yang dikerjakan dengan teknik tekanan (press) secara manual atau dg mesin, shg. kekuatannya lebih tinggi dari genteng biasa dan pekerja dapat berada di atasnya untuk bekerja.

Ukuran usuk dan reng yang digunakan sama seperti pada genteng tanah biasa.

Bahan penutup atap: 3. Genteng Beton

Genteng beton terbuat dari mortar, yaitu campuran semen dan pasir, dengan perbandingan 1:3 atau lebih, tetapi di dalamnya tidak menggunakan baja tulangan.

Kekuatan dan beratnya lebih tinggi dari genteng tanah. Ukuran genteng ini bervariasi, berjumlah 9 sd 12 buah setiap m2 luas atap. Semakin besar ukuran genteng yang digunakan, maka makin sedikit jml. rangka pendukung yang dibutuhkan tetapi dengan ukuran yang lebih besar.

Dengan spesifikasi berat yang tinggi maka diperlukan rangka atap yang kuat. Usuk dengan ukuran 5/7 cm dapat digunakan dengan catatan jarak antar gording diperpendek menjadi sekitar 2 m. atau dngan usuk 6/10.

Misal digunakan genteng beton dengan jumlah 11 buah setiap 1 m2, maka reng yang harus digunakan dipapaki ukuran 3/4 cm.

Bahan penutup atap: 4. Genteng Keramik

Genteng keramik adalah jenis genteng dari tanah yang telah memperoleh pengolahan secara khusus (oven dgn suhu tinggi) sehingga tanah akan menjadi keramik. Kekuatan genteng keramik sangat tinggi dengan warna yang cerah dan tidak terlalu berat. Oleh karena itu genteng keramik sangat ideal untuk bahan penutup atap.

Ukurannya bervariasi sama dengan genteng beton dengan jumlah 11 – 25 buah tiap m2. Bentuknya bermacam – macam sesuai dengan desain yang dikehendaki.

Genteng keramik dapat menggunakan konstruksi atap dengan usuk 4/6 cm atau 5/7 cm dengan ukuran reng 2/3 cm atau 3/4 cm.

Bahan penutup atap: 5. Genteng Asbes

Genteng asbes adal genteng yang terbuat dari bahan asbes yang sangat ringan. Biasanya pemasangannya dibuat gandengan. Kekuatannya bervariasi tergantung produk dan jenisnya.

Rangka penutup atap yang bisa digunakan sama dengan rangka yang digunakan pada genteng tanah atau keramik. Peamsangan jenis genteng ini pada reng biasanya dilakukan dengan cara dipaku atau dibaut.

Bahan penutup atap: 6. Genteng Sirap kayu

Sirap kayu adalah bahan penutup atap yang terbuat dari bilah – bilah kayu dengan ukuran bervariasi. Bentuk unit sirap kayu biasanya berupa bilah kayu yang berbentuk lembaran kayu panjang (misalnya 0,5 x 10 x 60 cm). Lapisan sirap kayu ini minimal dipakai sebanyak 3 lapis dan diapsang bertindih dengan cara zig – zag.

Konstruksi atap sirap kayu menggunakan usuk ukuran 5/7 cm dengan jarak sekitar 30 – 50 cm dan ukuran reng yang digunakan tergantung pada ukuran sirapnya.

Atap sirap mempunyai kekuatan yang baik karena berlapis – lapis, pekerja dapat berada diatasnya dengan hati – hati pada saat pemasangan penutup atap tersebut.

Bahan penutup atap: 7. Genteng Sirap daun

Sirap daun adalah bahan penutup atap yang terbuat dari lapisan – lapisan daun yang tebal. Daunn yang digunakan biasanya jenisa daun palem atau rumput yang berbentuk memanjang.

Prinsip atap sirap daun ini sama dengan sirap kayu dengan metoda yang berlapis – lapis.

Konstruksi atap sirap daun dilakukan dengan cara yang sama dengan atap sirap, tetapi karen alasan umur daun yang relatif tidak tahan terhadap cuaca maka digunakan rangka penutup yang sesuai dengannya yaitu dengan menggunakan bambu atau kayu pohon palem (kelapa, dsb).

Bahan penutup atap: 8. Plat Beton

Atap dak beton berasal dari beton bertulang yang dibuat lembaran dan dipakai sebagai atap. Karena bentuk lembaran yang lebar, maka atap dak beton memerlukan bahan gabungan antara beton dan baja tulangan.

Atap dak hanya bertumpu pada konstruksi balok disekitarnya dan tidak lagi memerlukan kosnturksi lain seperti usuk dan reng bahkan kuda - kuda ataupun gunungan. Konstruksi atap dak terdiri dari besi tulangan polos dengan diameter misal d8, d10, d12 tergantung beban yang diterimanya.

Atap dak perlu dibuat kedap air yang bisa menggunakan zat water proofing atau dilapisi dengan plaster PC.

Bahan penutup atap: 9. Plat Baja

Atap pelat baja adalah atap pelat yang terbuat dari lembaran baja. Atap ini tidak lagi memerlukan konstruksi atau rangka pendukung seperti reng dan usuk. Hanya saja pada bagian – bagian tertentu menggunakan gording untuk menyangga bagian – bagian yang memerluakan dukungan karena beban yang cukup besar. Spesifikasi baja yang digunakan bervariasi.

Atap jenis ini sanga cocok digunakan untuk bangunan industri atau gudang dengan ketinggian yang cukup tinggi dan beban dinamis yang besar misal akibat angin, huan dan gempa bumi. Atap ini memerlukan coating atau pelapis luar misal cat agar tidak berkarat.

Bahan penutup atap:

10. Atap Seng Lembaran

Atap seng lembaran adalah atap yang terbuat dari bahan seng dengan bentuk lembaran bergelombang dengan ukuran tertentu (misal 800x1200, 800,2400, dsb dengan tebal yang beragam. Ukuran produk seng yang relatif lebar ini sangat memudahkan dalam pemasangannya. Karena sifat seng yang sangat ringan dan tidak dapat patah, maka penutup atap seng hanya dipasang pada konstruksi yang sederhana yaitu dengan gording saja tanpa usuk dan reng. Dengan demikian konstruksi penutup atap seng lembaran sangat efisien.

Konstruksi atap seng hanya menggunakan gording dengan ukuran yang tidak terlalu besar (misal ; kayu 6/12 atau 6/14) yang dipasang pada setiap jarak 1 m atau 1,5 m.

cara terbaik bagi para pekerja jika berada diatas seng adalah dengan cara menginjak bagian yang berada langsung diatas kayu gording.

Bahan penutup atap:

11. Atap Asbes Lembaran

Atap asbes lembaran adalah atap yang terbuat dari bahan asbes dengan bentuk lembaran bergelombang dengan ukuran bervariasi seperti atap seng gelombang, namun mempunyai ukuran gelombang yang berbeda yaitu gelombang besar dan kecil.

Sifat asbes berbeda dengan sifat seng, asbes lebih getas dibanding seng, oleh karena itu asbes memerlukan konstruksi yang sedikit lebih rapat. Jarak antar gording berkisar 1 m – 1,5 m. Asbes gelombang besar relatif lebih kuat dibanding dengan asbes dengan gelombang kecil karena struktur bentuk lengkungnya.

Konstruksi pemasangan asbes hampir sama dengan konstruksi pemasangan seng dengan menggunakan paku payung, namum paku payung pada pemasangan asbes biasanya berbentuk paku ulir agar tidak pecah.

Struktur Rangka Atap:

Bentuk:

1. Struktur Rangka Batang (Truss)

2. Struktur Portal

Bahan:

1. Kayu

2. Baja

CONTOH PERENCANAAN

PONDASI MENERUS

• Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil atau

batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi

satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air yang

membentuk suatu massa mirip batuan.

• Bahan lain (admixtures) dapat ditambahkan pada campuran

beton untuk meningkatkan workability, durability, dan waktu

pengerasan.

• Beton mempunyai kekuatan tekan yang tinggi, dan kekuatan

tarik yang rendah.

• Beton dapat retak karena adanya tegangan tarik akibat beban,

susut yang tertahan, atau perubahan temperatur.

• Beton bertulang adalah kombinasi dari beton dan baja, dimana

baja tulangan memberikan kekuatan tarik yang tidak dimiliki

beton. Baja tulangan juga dapat memberikan tambahan

kekuatan tekan pada struktur beton.

Beton dan Baja Tulangan

Beton bertulang (reinforced concrete)

Kuat dalam menahan gaya tekan (compression), namun lemah dalam menahan gaya tarik.

Memperkuat dan menahan gaya tarik

Perbedaan beton tidak bertulang dan beton bertulang

Beton tidak bertulang:

• Terjadi retak/patah pada bagian tarik, meskipun P masih kecil

• Keruntuhan mendadak

Beton bertulang:

• Retak kecil, jumlah lebih banyak • Mampu menahan beban yang lebih besar

Bahan Penyusun beton

• semen • air

• agregat halus (pasir), ukuran butir ≤ 5 mm

• agregat kasar (kerikil, batu belah), ukuran butir > 5 mm

• bahan tambah (admixture)

Faktor yang berpengaruh terhadap mutu beton

• umur beton

• faktor air semen (water cement ratio) • proporsi campuran bahan penyusun dan bahan tambah

• sifat mudah dikerjakan (workability) • perawatan beton (curing)

Kuat Tekan beton

pengujian silinder standar

(diameter 15 cm, tinggi 30 cm) pada saat umur mencapai 28 hari. P P 30 cm 15 cm _{c cu} regangan Tegangan (Mpa) f_c’ 0,45 f_c’ E_c 1

(a) Diagram tegangan – regangan beton

Beberapa penentu sifat-sifat beton dan nilainy adalah sebagai berikut (berdasarkan SNI ‘02):

• Tegangan tekan fc’

• Modulus elastisitas untuk beton, Ec secara umum: • untuk beton normal Ec =

(berat isi ± 23 kN/m3₎

• Regangan c = 0,002 atau 0,2 % • Regangan cu = 0,003 atau 0,3 %

wc : berat isi beton (kg/m3₎

f’c : kuat tekan beton (MPa)

  ' c , c , f w 150 043 ' c f .700 4

P P

Diagram momen

dengan:

M : momen lentur

y : jarak dari grs. Netral

ke sisi terluar I : momen inersia I My f_cr  gn. tegangan tekan tegangan tarik Pengujian Lentur

Kuat tekan beton untuk perancangan

Untuk perancangan struktur beton bertulang, kuat tekan beton silinder standar didasarkan pada hasil statistik pengujian tekan beton dari sejumlah benda uji (minimal 30 buah). Dengan asumsi bahwa data terdistribusi secara normal, maka kuat tekan beton didapatkan dari rumus:

s

f

f

_c

'



'

_cr



1

,

34

dengan:

f’_cr : kuat tekan rata-rata s : standar deviasi

• Kekuatan tekan

• Modulus Elastisitas

• Rasio Poisson

• Susut (Shrinkage)

• Rangkak (Creep)

• Kekuatan tarik

• Kekuatan geser

Kekuatan Tekan (fc’)

Kekuatan Tekan (fc’)

• Kurva tegangan regangan bersifat linier hingga 1/3 sampai

1/2 dari kekuatan tekan ultimate, setelah itu kurva bersifat

non linier

• Tidak terdapat titik leleh yang jelas, kurva cenderung smooth

• Kekuatan tekan ultimate tercapai pada regangan sebesar

0.002

• Beton hancur pada regangan 0.003 sampai 0.004. Untuk

perhitungan, diasumsikan regangan ultimate beton adalah

0.003

• Beton mutu rendah lebih daktail dari beton mutu tinggi,

yaitu mempunyai regangan yang lebih besar pada saat

hancur

Kekuatan Tekan (fc’)

• Ditentukan berdasarkan tes benda uji silinder beton

(ukuran 15 x 30 cm) usia 28 hari

• Dipengaruhi oleh:

– Perbandingan air/semen (water/cement ratio) – Tipe semen

– Admixtures/bahan tambahan – Agregat

– Kelembaban pada waktu beton mengeras – Temperatur pada waktu beton mengeras – Umur beton

• Beberapa definisi:

– Modulus awal, yaitu slope atau kemiringan kurva tegangan regangan di titik awal kurva

– Modulus tangen, yaitu slope atau kemiringan di suatu titik pada kurva tegangan regangan, misalkan pada kekuatan 50% dari kekuatan ultimate

• Nilai Modulus Elastisitas:

– Ec = w_c1.5 _(0.043) _{fc’ (SI Unit)}

– Ec = w_c1.5 ₍₃₃₎ _{fc’ (Imperial Unit)}

Untuk beton normal, w_c = 2320 kg/m3 _{(atau 145 lb/ft}3 _):

– Ec = 4700 fc’ (SI Unit)

– Ec = 57000 fc’ (Imperial Unit)

Baja tulangan

Diagram tegangan-regangan baja tarik secara umum diperlihatkan pada gambar di bawah.

Es f_maks fy y maks regangan Modulus elastisitas: = 200.000 MPa y y s f E   tegangan

Diagram tegangan-regangan baja tulangan yang dibebani tekan dianggap mempunyai bentuk yang sama.

Modulus of Toughness: Total absorbed energy before rupture

Modulus of Elasticity

Mutu baja tulangan baja tulangan:

Jenis Simbol f_y minimum [MPa]

Polos BJTP 24 240 BJTP 30 300 Deform BJTD 24 240 BJTD 30 300 BJTD 35 350 BJTD 40 400 BJTD 50 500

Tegangan leleh minimum sering digunakan sebagai dasar perencanaan. Dalam perencanaan beton bertulang tidak boleh didasarkan pada kuat leleh tulangan f_y yang melebihi 550 MPa, kecuali untuk tendon pratekan.

Ukuran Baja Tulangan Polos

Ukuran Baja Tulangan Deform

BETON BERTULANG

f



baja

• Mempunyai kekuatan tekan yang tinggi dibandingkan kebanyakan material lain.

• Cukup tahan terhadap api dan air. • Sangat kaku dan kokoh.

• Pemeliharaan yang mudah. • Umur bangunan yang panjang.

• Mudah diproduksi, terbuat dari bahan-bahan yang tersedia lokal (batu pecah/kerikil, pasir, dan air), dan sebagian kecil semen dan baja tulangan yang dapat didatangkan dari tempat lain.

• Dapat digunakan untuk berbagai bentuk elemen struktur (balok, kolom, pelat, cangkang, dll).

• Ekonomis, terutama untuk struktur pondasi, basement, pier, dll. • Tidak memerlukan tenaga kerja dilatih khusus.

Keuntungan Penggunaan Beton Bertulang

untuk Material Struktur

• Mempunyai kekuatan tarik yang rendah sehingga memerlukan baja tulangan untuk menahan tarik.

• Memerlukan cetakan/bekisting serta formwork sampai beton mengeras, yang biayanya bisa cukup tinggi.

• Struktur umumnya berat karena kekuatan yang rendah per unit berat. • Struktur umumnya berdimensi besar karena kekuatan yang rendah per

unit volume.

• Properties dan karakteristik beton bervariasi sesuai dengan proporsi campuran dan proses mixing.

• Berubah volumenya sejalan dengan waktu (adanya susut dan rangkak).

Kerugian Penggunaan Beton Bertulang

untuk Material Struktur

Pemilihan bahan struktur yang akan digunakan untuk bangunan tertentu dipengaruhi oleh :

• Tujuan Disain: Struktur harus memenuhi kriteria

berikut,

– Sesuai dengan fungsi/kebutuhan

– Ekonomis

– Layak secara struktural

– Pemeliharaan mudah

• Proses Disain:

– Definisi kebutuhan dan prioritas

– Pengembangan konsep sistem struktur

– Disain elemen-elemen struktur

• Kekuatan > beban

• Berlaku untuk semua gaya dalam, yaitu momen lentur, gaya

geser, dan gaya aksial

•



R

_n

> 

₁

S

₁

+ 

₂

S

₂

+ …

•



adalah faktor reduksi kekuatan/tahanan,



_i

adalah faktor

beban

•



bervariasi sesuai dengan sifat gaya,

– Lentur,  = 0.90

– Geser dan torsi,  = 0.85 – Aksial tarik,  = 0.90

– Aksial tekan, dengan tulangan spiral,  = 0.75 – Aksial tekan, dengan tulangan lain,  = 0.70