1 Pada bangunan rumah sederhana/konvensional pada umumnya, atap di atas rumah ditopang oleh konstruksi kuda-kuda. Konstruksi kuda-kuda ini akan menopang beban dari penutup atap (genteng, seng, dan sebagainya) dan komponen lain yang berada di atas maupun di bawah kuda-kuda tersebut seperti gording, usuk, reng, plafon, dan lain-lain. Selain itu, dengan adanya angin, air hujan bahkan abu vulkanik juga akan menambah beban pada kuda-kuda.
Pada rumah sederhana umumnya menggunakan kayu sebagai bahan pembuatan konstruksi kuda-kuda karena mudah didapat, ekonomis, mudah dibuat, dan relatif ringan. Akan tetapi ketersediaan kayu berkualitas semakin terbatas sehingga sulit didapat dan harganya semakin mahal (Rohman, 2011). Penggunaan kayu juga memerlukan teknik pengawetan yang baik agar tidak mudah rusak akibat iklim maupun serangan serangga dan tidak terjadi keruntuhan (Gambar 1.1).
Gambar 1.1 Keruntuhan rangka kuda-kuda kayu (suaramedianasional.blogspot.com, 2013)
Dari beberapa alasan tersebut, penggunaan material kayu sebagai kuda-kuda semakin jarang ditemui dan mulai banyak digunakannya bahan alternatif lain seperti beton bertulang dan baja ringan.
Kuda-kuda dengan material beton bertulang (Gambar 1.2) memang relatif lebih awet, kokoh, dan tidak butuh perawatan khusus. Namun material beton bertulang memiliki kapasitas dalam menahan beban yang berlebihan dan bobot yang dimiliki cukup besar (A-plus, 2013).
Gambar 1.2 Contoh rangka kuda-kuda beton
Konstruksi kuda-kuda dengan material baja ringan seperti pada Gambar 1.3 relatif lebih ringan dan lebih awet (anti rayap). Menurut Frick (2002), baja ringan memiliki bentuk yang sangat tipis, sehingga memiliki kelemahan dalam hal tekuk (buckling) dan harganya relatif masih mahal. Konstruksi kuda-kuda dari baja ringan juga membutuhkan tenaga ahli struktur (pada konstruksi tertentu) agar tidak terjadi keruntuhan.
Gambar 1.3 Contoh rangka kuda-kuda baja ringan
Dari beberapa permasalahan tersebut di atas, perlu dilakukan penelitian dan pengembangan penggunaan bahan alternatif untuk rangka kuda-kuda atap rumah. Dalam penelitian ini digunakan baja ringan isi mortar serbuk kayu dan baja
tulangan polos tanpa selimut beton sebagai batang rangka kuda-kuda atap rumah. Penggunaan bahan tersebut merupakan pengembangan dari kuda-kuda beton bertulang konvensional dimana bahan baja tulangan tidak dilakukan pengecoran dan batang baja ringan yang diisi mortar serbuk kayu untuk mengurangi berat namun direncanakan tetap kuat dan kaku dalam menahan beban. Simtem kuda-kuda yang diusulkan ini selanjutnya disebut sebagai “model altenatif” rangka kuda-kuda.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini yaitu belum diketahuinya respon struktur rangka kuda atap rumah terhadap beban pada model alternatif rangka kuda-kuda dengan batang terbuat dari bahan baja ringan yang diisi mortar serbuk kayu dan baja tulangan polos (tanpa selimut beton) apabila dibandingkan dengan kuda-kuda beton bertulang, kuda-kuda-kuda-kuda kayu, dan kuda-kuda-kuda-kuda baja ringan. Sehingga beberapa permasalahan yang akan dibahas yaitu:
a. Seberapa berat struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah?
b. Bagaimana perilaku lendutan di tengah bentang pada struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah?
c. Bagaimana daktilitas struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah? d. Berapa nilai kekakuan struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah? e. Bagaimana pelaksanaan setiap struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap
rumah?
f. Berapa harga struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah?
g. Berapa nilai efektifitas struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah?
1.3 Tujuan Penelitian
Pada penelitian pembuatan rangka kuda-kuda model alternatif untuk atap rumah dengan batang yang terbuat dari baja ringan yang diisi mortar serbuk kayu dan baja tulangan polos (tanpa selimut beton) ini akan dibandingkan dengan kuda-kuda acuan yaitu kuda-kuda-kuda-kuda baja ringan, dan kuda-kuda-kuda-kuda beton bertulang.
Parameter yang digunakan sebagai bahan perbandingan pada setiap rangka kuda-kuda atap rumah sekaligus tujuan dalam penelitian ini antara lain:
a. Mengetahui seberapa berat struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah;
b. Mengetahui bagaimana perilaku lendutan di tengah bentang pada struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah;
c. Mengetahui bagaimana daktilitas struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah;
d. Mengetahui berapa nilai kekakuan struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah;
e. Mengetahui berapa nilai ekonomi (harga) struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah;
f. Mengetahui berapa nilai efektifitas struktur rangka kuda-kuda model alternatif atap rumah;
1.4 Batasan Penelitian
Batasan pada penelitian ini antara lain:
a. Benda uji berupa rangka kuda-kuda atap yang diperuntukkan bagi rumah tinggal dengan bentang 6 meter dan tinggi 1,73 meter (sudut kemiringan 300); b. Benda uji menggunakan bahan alternatif pada batang berupa baja ringan yang
diisi mortar serbuk kayu 20% dan baja tulangan polos 12 mm (tanpa selimut beton);
c. Benda uji pembanding pertama menggunakan kuda-kuda beton bertulang dari baja tulangan polos Φ10 mm dan menggunakan mix design beton pc : ps : kerikil sebesar 1 : 1,5 : 2,5;
d. Benda uji pembanding kedua menggunakan truss baja ringan sesuai standar pemasangan truss untuk bentang 6 meter dari produsen truss baja ringan dengan menggunakan profil C 75 x 35 tebal 0,8 mm;
e. Pengujian menggunakan beban statis pada 3 titik yang ditambahkan secara bertahap dengan menggunakan silinder beton;
f. Penelitian ini dititikberatkan untuk mengetahui perilaku struktur kuda-kuda model alternatif yang meliputi beban kritis, lendutan, pola kerusakan, kekakuan dan daktilitas struktur pada keadaan layan dan keadaan ultimit terhadap benda uji pembanding.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini yaitu mendapatkan jenis rangka kuda-kuda atap rumah dengan bahan alternatif sebagai pengganti kayu yang cukup kuat dan kaku dalam menahan beban, cukup ringan dan mudah dibuat dengan peralatan sederhana, serta ekonomis.
1.6 Hipotesis Penelitian
Hipotesis penelitian ini yaitu rangka kuda-kuda model alternatif dengan batang dari baja tulangan dan baja ringan isi mortar serbuk kayu dapat diterapkan di masyarakat, cukup kuat, cukup kaku, cukup ekonomis dan ringan untuk dikerjakan 2 orang. Struktur rangka kuda-kuda model alternatif secara keseluruhan memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan kuda-kuda kayu, kuda-kuda beton bertulang dan kuda-kuda baja ringan.
1.7 Keaslian Penelitian
Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan beberapa penelitian yang berhubungan dengan struktur rangka kuda-kuda, diantaranya yaitu:
a. Basukito, Rahmat Septa (2010). Stabilitas Kuda-Kuda Baja Ringan Startruss Type C (Studi Kasus : Pengujian Kuda-Kuda Baja Ringan Bentang 6 m). Penelitian ini melakukan pengujian skala penuh pembebanan kuda-kuda dari baja ringan dengan bentang 6 m dan sudut kemiringan 300.
b. Lutfiansyah, Ganni (2011). Optimasi Berat Per Luasan Struktur Atap Rangka Baja Bentang 6 m Sudut 300. Penelitian ini menganalisa struktur teoritis terhadap rangka atap dari baja dengan bentang 6 m dan sudut kemiringan 300.
c. Arditya, Deni (2007). Perbaikan dan Perkuatan Lentur Murni Balok Beton Bertulang Tampang Persegi Dengan Cara Penambahan Profil Baja Kanal. Penelitian ini melakukan pengujian kekuatan pada balok beton normal ukuran 3 m x 0,25 m x 0,15 m dengan perkuatan menggunakan profil baja kanal pada bagian bawah (sisi tarik) benda uji.
d. Rutra, Adhitya Jauhari (2011). Optimasi Kuda-Kuda Baja Ringan Sudut 300dengan Penutup Atap Genteng Beton. Penelitian ini menganalisa struktur teoritis terhadap rangka atap dari baja ringan dengan bentang 6 m dan sudut kemiringan 300.
e. Yanwari, Dayang Eki (2013). Analisis dan Pengujian Kekuatan Kuda-kuda Baja Ringan Profil Tipe C dengan Beban Statik. Penelitian ini melakukan pengujian 2 kuda-kuda baja ringan bentang 6 m dan 8 m dengan memberikan beban statik untuk kemudian dilakukan analisis dengan teori dan software. Sedangkan pada penelitian ini akan melakukan pengujian pembebanan skala penuh pada rangka kuda-kuda dari baja ringan profil C (75.35.1) dengan pengisi dari mortar serbuk kayu untuk batang tekan, dan menggunakan baja tulangan polos 12 mm (tanpa selimut beton) untuk batang tarik dengan panjang bentang 6 m dan sudut kemiringan 300. Tema tesis ini belum pernah dilakukan sebelumnya di Teknik Sipil dan Lingkungan UGM maupun di luar instansi pendidikan Universitas Gadjah Mada.
