Perencanaan struktur kantor pajak dua lantai abstrak

(1)

BAB 3 Rencana Atap

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pesatnya perkembangan dunia teknik sipil menuntut bangsa Indonesia untuk dapat

menghadapi segala kemajuan dan tantangan. Hal itu dapat terpenuhi apabila

sumber daya yang dimiliki oleh bangsa Indonesia memiliki kualitas pendidikan

yang tinggi, Karena pendidikan merupakan sarana utama bagi kita untuk semakin

siap menghadapi perkembangan ini.

Dalam hal ini bangsa Indonesia telah menyediakan berbagai sarana guna

memenuhi sumber daya manusia yang berkualitas. Sehingga Universitas Sebelas

Maret Surakarta sebagai salah satu lembaga pendidikan dalam merealisasikan hal

tersebut memberikan Tugas Akhir sebuah perencanaan gedung bertingkat dengan

maksud agar menghasilkan tenaga yang bersumber daya dan mampu bersaing

dalam dunia kerja.

1.2. Rumusan Masalah

Masalah-masalah yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini dapat

dirumuskan sebagai berikut:

a. Bagaimana mengetahui konsep-konsep dasar berdasarkan data-data yang

diperoleh untuk merencanakan suatu bangunan.

b. Bagaimana melakukan perhitungan struktur dengan tingkat keamanan yang

memadai.

1.3. Tujuan

Dalam menghadapi pesatnya perkembangan jaman yang semakin modern dan

berteknologi, serta derasnya arus globalisasi saat ini, sangat diperlukan seorang

teknisi yang berkualitas. Khususnya dalam bidang teknik sipil, sangat diperlukan

(2)

BAB 3 Rencana Atap

teknisi-teknisi yang menguasai ilmu dan keterampilan dalam bidangnya. Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai lembaga pendidikan

bertujuan untuk menghasilkan ahli teknik yang berkualitas, bertanggungjawab,

kreatif dalam menghadapi masa depan serta dapat mensukseskan pembangunan

nasional di Indonesia.

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Program D III Jurusan Teknik Sipil

memberikan Tugas Akhir dengan maksud dan tujuan :

1. Mahasiswa dapat merencanakan suatu konstruksi bangunan yang sederhana

sampai bangunan bertingkat.

2. Mahasiswa diharapkan dapat memperoleh pengetahuan, pengertian dan

pengalaman dalam merencanakan struktur gedung.

3. Mahasiswa dapat mengembangkan daya fikirnya dalam memecahkan suatu

masalah yang dihadapi dalam perencanaan struktur gedung.

1.4. Metode Perencanaan

Metode perencanaan yang digunakan untuk pembahasan Tugas Akhir ini meliputi:

a. Sistem struktur.

b. Sistem pembebanan.

c. Perencanaan analisa struktur.

d. Perencanaan analisa tampang.

e. Penggambaran.

1.5. Kriteria Perencanaan

1. Spesifikasi Bangunan

a. Fungsi Bangunan : Kantor Gedung Pajak

b. Luas Bangunan : ± 600 m2 c. Jumlah Lantai : 2 lantai

d. Tinggi Lantai : 4,0 m

e. Konstruksi Atap : Rangka kuda-kuda baja

(3)

BAB 3 Rencana Atap

B U

R

L KT 1

SK J

N

KU G

KU KU

KU

KT 1

SK 1 2 .0 0

4 .3 3 4 .3 3

4 .33 3 .0 0 3 .0 0

1 .5 0

KT 2 KT 2

SK SK

SK

J J

J

g. Pondasi : Foot Plat

2. Spesifikasi Bahan

a. Mutu Baja Profil : BJ 37 (fu = 370 MPa, fy = 240 MPa)

b. Mutu Beton (f’c) : 17,5 MPa

c. Mutu Baja Tulangan (fy) : Polos : 240 MPa.

Ulir : 320 MPa.

1.6. Peraturan-Peraturan Yang Berlaku

1. Standart tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung PPBBI

1984.

2. Standart Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SKSNI T – 15 – 1991 – 03.

3. Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971.

4. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1989 (SNI 03-1727-1989)

Perancangan struktur kantor pajak dua lantai

BAB 3

PERENCANAAN ATAP

(4)

BAB 3 Rencana Atap

Gambar 3.1. Rencana Atap

Keterangan :

KU = Kuda-kuda Utama

KT 1 = Kuda-kuda Trapesium 1

KT 2 = Kuda-kuda Trapesium 2

SK = Setengah kuda-kuda utama

J = Jurai

G = Gording

B = Bracing

N = Nok

L = Lisplank

3.1.1. Dasar Perencanaan

Dasar perencanaan yang dimaksud di sini adalah data dari perencanaan atap itu

sendiri, seperti perencanaan kuda-kuda dan gording, yaitu :

a. Bentuk rangka kuda-kuda : seperti tergambar.

b. Jarak antar kuda-kuda : 4,33 m.

c. Kemiringan atap (a) : 30°

d. Bahan gording : baja profil lip channels ( ).

e. Bahan rangka kuda-kuda : baja profil double siku sama kaki ( ). f. Bahan penutup atap : genteng.

g. Alat sambung : baut-mur.

h. Jarak antar gording : 1,73 m.

i. Bentuk atap : limasan.

(5)

BAB 3 Rencana Atap

y

x

qx

qy

q

(sleleh = 2400 kg/cm2).

3.2. Perencanaan Gording

3.2.1. Perencanaan Pembebanan

Dicoba menggunakan gording dengan dimensi baja profil tipe lip channels/ kanal kait ( ) 200 ´ 75 ´ 20 ´ 3,2 dengan data sebagai berikut :

a. Berat gording = 9,27 kg/m.

b. lx = 721 cm4 c. ly = 87,5 cm4 d. h = 200 mm

e. b = 75 mm

f. ts = 3,2 mm

g. tb = 3,2 mm h. Zx = 72,1 cm3 i. Zy = 16,8 cm3

Kemiringan atap (a) = 30°

Jarak antar gording (s) = 1,73 m.

Jarak antar kuda-kuda (L) = 4,33 m.

Pembebanan berdasarkan Tata cara Perhitungan Pembebanan Untuk Bangunan

Rumah dan Gedung Revisi SNI 03-1727-1989/Mod SEI/ASCE 7-02, sebagai

berikut :

a. Berat penutup atap = 50 kg/m2 b. Beban angin = 25 kg/m2 c. Berat hidup (pekerja) = 100 kg

d. Berat penggantung dan plafond = 18 kg/m2

3.2.2. Perhitungan Pembebanan

(6)

BAB 3 Rencana Atap

y

x

px

py

p

Berat gording = = 9,27 kg/m

Berat penutup atap = 1,73 x 50 kg/m2 = 86,5 kg/m q = 95,77 kg/m

qx = q ´ sin 30° = 95,77 ´ sin 30° = 47,885 kg/m qy = q ´ cos 30° = 95,77 ´ cos 30° = 82,939 kg/m Mx1 = 1/8´ qy´ L2 = 1/8 ´ 82,939 ´ (4,33)2 = 194,377 kgm My1 = 1/8´ qx´ L2 = 1/8´ 47,885 ´ (4,33)2 = 112,224 kgm

b. Beban hidup

P diambil sebesar 100 kg.

Px = P ´ sin 30°= 100 ´ sin 30° = 50 kg. Py = P ´ cos30°= 100 ´ cos 30° = 87 kg. Mx2 = 1/4´ Py´ L = 1/4´ 87 ´ 4,33 = 94,178 kgm. My2 = 1/4 ´ Px´ L = 1/4´ 50 ´ 4,33 = 54,125 kgm.

c. Beban angin

TEKAN HISAP

Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2. Koefisien kemiringan atap (a) = 30°

(7)

BAB 3 Rencana Atap

1) Koefisien angin tekan = (0,02 a – 0,4) = 0,2

2) Koefisien angin hisap = – 0,4

Beban angin :

1) Angin tekan (W1) = koef. Angin tekan ´ beban angin ´ 1/2 (s1+s2) = 0,2 ´ 25 ´ ½ ´ (1,73 +1,73) = 8,65 kg/m.

2) Angin hisap (W2) = koef. Angin hisap ´ beban angin ´ 1/2 (s1+s2) = – 0,4 ´ 25 ´ ½ ´ (1,73 +1,73) = -17,3 kg/m.

Beban yang bekerja pada sumbu x, maka hanya ada harga Mx : 1) Mx (tekan) = 1/8´ W1 ´ L2 = 1/8´ 8,65 ´ (4,33)2 = 20,272 kgm. 2) Mx (hisap) = 1/8´ W2´ L2 = 1/8´-17,3 ´ (4,33)2 = -40,544 kgm.

Tabel 3.1 Kombinasi gaya dalam pada gording

Beban Angin Kombinasi Momen

Beban

Mati

Beban

Hidup _Tekan _Hisap _Minimum _Maksimum

Mx

My

194,377

112,224

94,178

54,125

20,272

-

-40,544

-

268,283

166,349

308,827

166,349

3.2.3. Kontrol Terhadap Tegangan

Ø Kontrol terhadap tegangan Minimum

Mx = 268,283 kgm = 26828,3 kgcm.

My = 166,349 kgm = 16634,9 kgcm.

σ =

2 2

Zy My Zx

Mx

÷÷ ø ö çç è æ + ÷ ø ö ç è æ

=

2 2

16,8 16634,9 72,1

26828,3

÷ ø ö ç

è æ + ÷ ø ö ç

(8)

BAB 3 Rencana Atap

= 1057,78 kg/cm2 < σ ijin = 1600 kg/cm2

Ø Kontrol terhadap tegangan Maksimum Mx = 308,827 kgm = 30882,7 kgcm.

My = 166,349 kgm = 16634,9 kgcm.

σ =

2 2

Zy My Zx

Mx

÷÷ ø ö çç è æ + ÷ ø ö ç è æ

=

2 2

16,8 16634,9 72,1

30882,7

÷ ø ö ç

è æ + ÷ ø ö ç

è æ

= 1078,85 kg/cm2 < σ ijin = 1600 kg/cm2

3.2.4 Kontrol Terhadap Lendutan

Di coba profil tipe lip channels :

200 ´ 75 ´ 20 ´ 3,2

E = 2,1 x 106 kg/cm2

lx = 721 cm4

ly = 87,5 cm4

qx = 0,47885 kg/cm

qy = 0,82939 kg/cm

Px = 50 kg

Py = 87 kg

433 180

1

´ = ijin

Z

b d

tw y

(9)

BAB 3 Rencana Atap

= 2,406 cm

Zx =

Iy E L Px Iy E L qx × × × + × × × × 48 384

5 4 3

= 5 , 87 10 1 , 2 48 433 50 5 , 87 10 1 , 2 384 ) 433 ( 47885 , 0 5 6 3 6 4 × × × × + × × × × × = 1,653

Zy =

Ix E L Py Ix E l qy × × × + × × × × 48 384

5 4 3

= 721 10 1 , 2 48 ) 433 ( 87 721 10 1 , 2 384 ) 433 ( 82939 , 0 5 6 3 6 4 × × × × + × × × × × = 0,510

Z = Zx2+Zy2

= 1,6532 +0,5102 = 1,730 Z £ Zijin

1,730 £ 2,406 ……… aman !

Jadi, baja profil lip channels ( ) dengan dimensi 200 ´ 75 ´ 20 ´ 3,2 aman dan

(10)

BAB 3 Rencana Atap

1 2

5

6

10

11

9

3 4

7

8

12

13 14

15 16

3.3. Perencanaan Setengah Kuda-kuda

Gambar 3.2. Panjang Batang Setengah Kuda- Kuda

3.3.1. Perhitungan Panjang Batang Setengah Kuda-kuda

Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel dibawah ini :

Tabel 3.2. Perhitungan panjang batang pada setengah kuda-kuda

Nomor Batang Panjang Batang (m)

1 1,50

2 1,50

3 1,50

4 1,50

5 1,73

6 1,73

7 1,73

8 1,73

9 0,87

10 1,73

11 1,73

12 1,73

13 2,29

14 2,60

15 3,00

(11)

BAB 3 Rencana Atap

3.3.2. Perhitungan Luasan

a. Setengah kuda-kuda

Gambar 3.3. Luasan Atap Setengah Kuda-Kuda

Panjang SA’ = (4 × 1,73) +1,15 = 8,07 m

Panjang AB = 7,00 m

Panjang CD = 6,00 m

Panjang GH = × =

' ' SA

AB SD

4,5 m

Panjang KL = × =

' ' SA

AB SF

3,0 m

Panjang OP = × =

' ' SA

AB SH

1,5 m

Panjang EF = 5,25 m

Panjang IJ = 3,75 m

Panjang MN = 2,25 m

Panjang QR = 0,75 m

A I

M Q R

S

E

N J

F

B A' C

G K

O

D H L P

B' C' D ' E' F' G' H ' I '

A I

M

Q R

S

E

N

J

F

B A'

C G

K O

D H L P

(12)

BAB 3 Rencana Atap

Luas ABEF = + × ' '=

2 AC

EF AB 865 , 1 2 25 , 5 7 × +

= 11,423 m2

Panjang A’C’ = (0,5 × 1,73) + 1,00 =1,865 m

Luas EFIJ = EF +IJ ×CE=

2 2 1,73

75 , 3 25 , 5 × +

= 7,785 m2

Luas IJMN = + × ' '=

2 EG

MN IJ 73 , 1 2 25 , 2 75 , 3 × +

= 5,19 m2

Luas MNQR = + × ' '=

2 G I

QR MN 73 , 1 2 75 , 0 25 , 2 × +

= 2,595 m2

Luas SQR = × ×=

2 ' S I QR 2 865 , 0 75 , 0 ×

= 0,324 m2

b. Plafon setengah kuda-kuda

Gambar 3.4. Luasan Plafon Setengah Kuda-Kuda

Panjang SA’ = (1,50 ´ 4) +1 = 7,00 m

(13)

BAB 3 Rencana Atap

Panjang AB = 7,00 m

Panjang CD = 6,00 m

Panjang GH = × =

' ' SA AB SD 4,5 m

Panjang KL = × =

' ' SA AB SF 3,0 m

Panjang OP = × =

' ' SA AB SH 1,5 m

Panjang EF = 5,25 m

Panjang IJ = 3,75 m

Panjang MN = 2,25 m

Panjang QR = 0,75 m

Luas ABEF = + × ' '=

2 AC

EF AB 750 , 1 2 25 , 5 7 × +

= 10,719 m2

Panjang A’C’ = (0,5 × 1,50) + 1,00 =1,75 m

Luas EFIJ = EF +IJ ×CE=

2 2 1,50

75 , 3 25 , 5 × +

= 6,750 m2

Luas IJMN = + × ' '=

2 EG

MN IJ 50 , 1 2 25 , 2 75 , 3 × +

= 4,500 m2

Luas MNQR = + × ' '=

2 G I

QR MN 50 , 1 2 75 , 0 25 , 2 × +

= 2,250 m2

Luas SQR = ´ =

2 ' S I QR 2 75 , 0 75 , 0 ×

(14)

BAB 3 Rencana Atap

3.3.3. Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda

Data-data pembebanan :

Berat gording = 11 kg/m

Jarak antar kuda-kuda = 4,33 m

Berat penutup atap = 50 kg/m2 Berat profil kuda-kuda = 25 kg/m

Berat plafon = 18 kg/m

Gambar 3.5. Pembebanan Setengah Kuda-Kuda Akibat Beban Mati

a) Perhitungan Beban

Ø Beban Mati

1. Beban P1

a).Beban gording = Berat profil gording ´ Panjang Gording CD = 11 ´ 6 = 66 kg

b). Beban atap = Luasan ABEF ´ Berat atap

= 11,423 ´ 50 = 571,15 kg

c). Beban kuda-kuda = ½ ´ Btg(1 + 5) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,5 + 1,73) ´ 25 = 40,375 kg

d). Beban plat sambung = 30 % ´ beban kuda-kuda

= 30 % ´ 40,375 = 12,1125 kg

3 4

7

8

1 3 1 4

1 5 1 6 P 4

P 5

P 9 P 1 0 P 1 1 P 6

1 2

5

6

1 0

1 1 P 2

P 1

P 3

9

P 8 P 7

(15)

BAB 3 Rencana Atap

e). Beban bracing = 10 % ´ beban kuda-kuda

= 10 % ´ 40,375 = 4,0375 kg

f). Beban plafon =Luasan ABEF ´ berat plafon

= 10,719 ´ 18 = 192,942 kg

2. Beban P2

a). Beban gording = Berat profil gording ´ Panjang Gording GH = 11 kg ´ 4,5 = 49,5 kg

b). Beban atap = Luasan EFIJ ´ berat atap

= 7,785 ´ 50 = 389,25 kg

c). Beban kuda-kuda = ½ ´Btg(5 + 6 + 9 +10) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,73 + 1,73 + 0,87 + 1,73) ´ 25 = 75,75 kg

= 30 % ´ 75,75 = 22,725 kg

= 10 % ´ 75,75 = 7,575 kg

3. Beban P3

a). Beban gording = Berat profil gording ´ Panjang Gording KL = ½ (11 ´ 3) = 16,5 kg

b). Beban atap = Luasan IJMN ´ berat atap

= ½ (5,19 ´ 50) = 112,5 kg

c). Beban kuda-kuda = ½ ´ Btg (6 + 11) ´ berat profil kuda kuda

= ½ ´ (1,73 + 1,73) ´ 25

= 30,75 kg

= 30 % ´ 30,75 = 9,225 kg

= 10 % ´ 30,75 = 3,075 kg

3 Beban P4

(16)

BAB 3 Rencana Atap

b). Beban atap = Luasan IJMN ´ berat atap

= ½ (5,19 ´ 50) = 112,5 kg

c). Beban kuda-kuda = ½Btg (12 + 13 + 7) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,73 + 2,29 +1,73) ´ 25 = 71,875 kg

= 30 % ´ 71,875 = 21,563 kg

= 10 % ´ 71,875 = 7,1875 kg

4 Beban P5

a). Beban gording = Berat profil gording ´ Panjang Gording = 11 ´ 1,50 = 16,50 kg

b). Beban atap = Luasan MNQR ´ berat atap

= 2,595 ´ 50 = 129,75 kg

c). Beban kuda-kuda = ½ Btg ( 7 + 8+ 14 + 15 ) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,73 + 1,73 + 2,6 + 3) ´ 25 = 113,25 kg

= 30 % ´ 113,25 = 33,975 kg

= 10 % ´ 113,25 = 11,325 kg

5 Beban P6

a). Beban gording = Berat profil gording ´ Panjang Gording = 11 ´ 0 = 0 kg

b). Beban atap = Luasan SQR ´ berat atap

= 0,324 ´ 50 = 16,2 kg

c). Beban kuda-kuda = ½ Btg (8 + 16) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,73 + 3,46) ´ 25 = 64,875 kg

= 30 % ´ 64,875 = 19,463 kg

(17)

BAB 3 Rencana Atap

6 Beban P7

a). Beban kuda-kuda = ½ ´Btg (1 + 9 + 2) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,5 + 0,87 + 1,5 ) ´ 25 = 48,375 kg

b). Beban bracing = 10 % ´ beban kuda-kuda

= 10 % ´ 48,375 = 4,8375 kg

c). Beban plafon =Luasan EFIJ ´ berat plafon

= 6,75 ´ 18 = 121,5 kg

= 30 % ´ 48,375 = 14,5125 kg

7 Beban P8

a). Beban kuda-kuda = ½ ´ Btg (2 + 10 + 11) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,5+1,73+1,73) ´ 25 = 62 kg

= 10 % ´ 62 = 6,20 kg

c). Beban plafon =Luasan IJMN ´ berat plafon

= ½ (4,50 ´ 18) = 40,5 kg

= 30 % ´ 62 = 18,6 kg

8 Beban P9

a) . Beban kuda-kuda = ½ ´ Btg (3 + 12 + 13) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,5 + 2,29 + 2,6) ´ 25 = 79,875 kg

= 10 % ´ 79,875 = 7,988 kg

c). Beban plafon =Luasan IJMN ´ berat plafon

= ½ (4,50 ´ 18) = 40,5 kg

= 30 % ´ 79,875 = 23,963 kg

(18)

BAB 3 Rencana Atap

a) Beban kuda-kuda = ½ ´ Btg (3 +13 + 14 + 4) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (1,5+ 2,6 + 3 + 1,5) ´ 25 = 107,5 kg

b) Beban bracing = 10 % ´ beban kuda-kuda

= 10 % ´ 107,5 = 10,75 kg

c) Beban plafon =Luasan MNQR ´ berat plafon

= 2,25 ´ 18 = 40,5 kg

d) Beban plat sambung = 30 % ´ beban kuda-kuda

= 30 % ´ 107,5 = 32,25 kg

10 Beban P11

a) Beban kuda-kuda = ½ ´ Btg (15 + 16 + 8) ´ berat profil kuda-kuda

= ½ ´ (3 + 3,46 + 1,73) ´ 25 = 102,375 kg

b) Beban bracing = 10 % ´ beban kuda-kuda

= 10 % ´ 102,375 = 10,238 kg

c) Beban plafon =Luasan SQR ´ berat plafon

= 0,281 ´18 = 5,058 kg

d) Beban plat sambung = 30 % ´ beban kuda-kuda

= 30 % ´ 102,375 = 30,713 kg

Tabel 3.3. Rekapitulasi Beban Mati Setengah Kuda-kuda

Beba n

Beban Atap

(kg)

Beban gordin

g

(kg)

Beban Kuda -

kuda (kg)

Beban Bracing

(kg)

Beban Plat

Penyam-bung (kg)

Beban Plafon

(kg)

Jumlah Beban

(kg)

Input SAP 2000 (kg)

P1 571,15 66 40,375 4,0375 12,1125 192,94 2

886,61

7 887

P2

389,25

0 49,5 75,75 7,575 22,725 --- 544,8 545 P3 112,5 16,5 30,75 3,075 9,225 --- 172,05 173 P4 112,5 16,5 71,875 7,1875 21,563 ---

229,62

3 230

(19)

BAB 3 Rencana Atap

P8 --- --- 62 6,20 18,6 40,5 127,3 128 P9 --- --- 79,875 7,988 23,963 40,5 152,33 153 P10 --- --- 107,50 10,75 32,25 40,5 191 191 P11 --- --- 102,375 10,238 30,713 5,058 148,38

4 149

Ø Beban Hidup

Beban hidup yang bekerja pada P1, P2, P5, P6 = 100 kg/m2 dan P3, P4 = 50 kg/m2

Ø Beban Angin Perhitungan beban angin :

Gambar 3.6. Pembebanan Setengah Kuda-kuda akibat beban angin

Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2. 1) Koefisien angin tekan = 0,02a´ 0,40

= (0,02 × 30) – 0,40 = 0,2

a).W1 = luasan ABEF × koef. angin tekan × beban angin = 11,423 × 0,2 × 25 = 57,115 kg

b).W2 = luasan EFIJ × koef. angin tekan × beban angin = 7,785 × 0,2 × 25 = 38,925 kg

c).W3 = luasan IJMN × koef. angin tekan × beban angin = ½ (5,19 × 0,2 × 25) = 12,975 kg

3 4

7

8

1 2 1 3

1 4

1 6

1 5

W4

W5

W6

1 2

5

6

1 0

1 1

9

W1

W2

(20)

BAB 3 Rencana Atap

d).W4 = luasan IJMN × koef. angin tekan × beban angin = ½ (5,19 × 0,2 × 25) = 12,975 kg

e).W5 = luasan MNQR × koef. angin tekan × beban angin = 2,595 × 0,2 × 25 = 12,975 kg

f).W6 = luasan SQR × koef. angin tekan × beban angin = 0,324 × 0,2 × 25 = 1,620 kg

T abel 3.4 Perhitungan Beban Angin Setengah Kuda-kuda

Beban

Angin

Beban

(kg)

W x Cos 30° (kg)

Untuk Input

SAP2000

W x Sin 30° (kg)

Untuk Input

SAP2000

W₁ 57,115 49,463 50 28,558 29

W₂ 38,925 33,710 34 19,463 20

W3 12,975 11,237 12 6,488 7

W₄ 12,975 11,237 12 6,488 7

W₅ 12,975 11,237 12 6,488 7

(21)

BAB 3 Rencana Atap

Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh

gaya batang yang bekerja pada batang setengah kuda-kuda sebagai berikut :

Tabel 3.5 Rekapitulasi gaya batang setengah kuda-kuda

Nomor batang Tarik ( + ) (kg)

Tekan ( - ) (kg)

1 934,88 -

2 924,85 -

3 - 67,4

4 67,4 -

5 - 1116,82

6 11,32 -

7 - 164,5

8 225,51 -

9 239,01 -

10 - 1152,84

11 - 363,43

12 - 648,55

13 186,44 -

14 - 124,39

15 - 719,67

16 - 40,26

3.3.4 Perencanaan Profil Setengah Kuda-kuda

a. Perhitungan profil batang tarik

Pmaks = 934,88kg σijin = 1600 kg/ cm2 Fnetto =

ijin maks

P

σ = 1600 88 , 934

= 0,584 cm2 Fbruto = 1,15 ´ Fnetto

(22)

BAB 3 Rencana Atap

= 0,788cm2

Dicoba, menggunakan baja profil 50. 50. 5

F = 2 ´ 4,80 = 9,60 cm2 (F = Penampang profil) Kontrol tegangan yang terjadi:

s =

F P_maks

. 85 , 0

=

60 , 9 85 , 0

88 , 934

´ = 114,57 kg/cm

2

s £ 0,75 sijin

114,57 kg/cm2 £ 1200 kg/cm2

b. Perhitungan profil batang tekan

Pmaks = 1152,84 kg

lk = 1,73 m = 173 cm

Dicoba, menggunakan baja profil 50. 50. 5

ix = 1,51 cm

F = 2 ´ 4,80 = 9,60 m2

l =

x

i lk

= 51 , 1 173

= 114,57

lg = p

leleh

E

α . 7 ,

0 ……… dimana, sleleh = 2400 kg/cm 2

= p

2400 7

, 0

/ 10 1 ,

2 6 2

×

× kg cm

= 111,02

ls =

g

l l

=

02 , 111

57 , 114

= 1,032

(23)

BAB 3 Rencana Atap

Kontrol tegangan yang terjadi :

s =

F Pmaks ×ω

=

60 , 9

536 , 2 84 , 1152 ´

= 304,542 kg/cm2

s £ 0,75 s ijin

304,542 kg/cm2£ 1200kg/cm2...aman!!

3.3.5. Perhitungan Alat Sambung

a. Batang Tekan

Digunakan alat sambung baut-mur.

Diameter baut (Æ) = 12,7 mm (1/2 inci)

Diameter lubang = 13,7 mm

Tebal pelat sambung (d) = 0,625 ´ d

= 0,625 ´ 12,7

= 7,9 mm.

Menggunakan tebal plat 8 mm

Ø Tegangan geser yang diijinkan

Teg. geser = 0,6 ´sijin = 0,6 ´ 1600

= 960 kg/cm2

Ø Tegangan tumpuan yang diijinkan

Teg. tumpuan = 1,5 ´sijin = 1,5 ´ 1600

= 2400 kg/cm2

Ø Kekuatan baut :

a) Pgeser = 2 ´ ¼ ´ p´ d2´tgeser

= 2 ´ ¼ ´p´ (1,27)2´ 960= 1914,144 kg b) Pdesak = d ´ d ´ ttumpuan

= 0,8 ´ 1,27 ´ 2400 = 2438,4 kg

(24)

BAB 3 Rencana Atap

Perhitungan jumlah baut-mur,

geser maks

P P

n= =

144 , 1914

84 , 1152

= 0,6 ~ 2 baut

Digunakan : 2 buah baut.

Perhitungan jarak antar baut :

a) 1,5 d £ S1£ 3 d

Diambil, S1 = 2,5 ´ d = 2,5 ´ 1,27 = 3,175 cm

= 3 cm

b) 2,5 d £ S2£ 7 d

Diambil, S2 = 5 ´ d = 5 ´ 1,27 = 6,35 cm

= 6 cm

b. Batang tarik

Diameter baut (Æ ) = 12,7 mm.

Diameter lubang = 13,7 mm.

= 0,625 ´ 12,7 = 7,9 mm.

Teg. geser = 0,6 ´sijin

= 0,6 ´ 1600 = 960 kg/cm2

Teg. tumpuan = 1,5 ´s ijin

= 1,5 ´ 1600 = 2400 kg/cm2

Ø Kekuatan baut :

a) Pgeser = 2 ´ ¼ ´ p´ d2´ t geser

(25)

BAB 3 Rencana Atap

1 2

5

6

10

11 9

3 4

7

8

12

13 14

15 16

b) Pdesak = d´ d ´ t tumpuan

= 0,8 ´ 1,27 ´ 2400 = 2438,4 kg

P yang menentukan adalah Pgeser = 1914,144 kg. Perhitungan jumlah baut-mur,

geser maks

P P

n= =

144 , 1914

88 , 934

= 0,5 ~ 2 baut

Digunakan : 2 buah baut.

a) 1,5 d £ S1£ 3 d

Diambil, S1 = 2,5 ´ d = 2,5 ´ 1,27 = 3,175 cm

= 3 cm

b) 2,5 d £ S2£ 7 d

Diambil, S2 = 5 ´ d = 5 ´ 1,27 = 6,35 cm

= 6 cm

Tabel 3.6. Rekapitulasi perencanaan profil setengah kuda-kuda

Nomor

(26)

BAB 3 Rencana Atap

y

x

qx

qy

q

1.73

4.2

30°

1-16 ûë 50 . 50 . 5 2 Æ 12,7

3.4.Perencanaan Jurai

3.4.1. Perencanaan Pembebanan

Dicoba menggunakan jurai dengan dimensi baja profil tipe double lip channels/ kanal kait ganda ( ) 200 ´ 150 ´ 20 ´ 3,2 dengan data sebagai berikut :

a. Berat jurai = 18,5 kg/m

b. lx = 1432 cm4 c. ly = 834 cm4 d. h = 200 mm

e. b = 150 mm

f. ts = 3,2 mm

g. tb = 3,2 mm h. Zx = 143 cm3 i. Zy = 111 cm3

Kemiringan atap (a) = 30°

Tinggi kuda-kuda trapesium (s) = 1,73 m.

Panjang Jurai (L) = 4,5 m.

Pembebanan berdasarkan Tata cara Perhitungan Pembebanan Untuk Bangunan

Rumah dan Gedung Revisi SNI 03-1727-1989/Mod SEI/ASCE 7-02, sebagai

berikut :

a. Berat penutup atap = 50 kg/m2 b. Beban angin = 25 kg/m2 c. Berat hidup (pekerja) = 100 kg

d. Berat penggantung dan plafond = 18 kg/m2

3.4.2. Perhitungan Pembebanan

(27)

BAB 3 Rencana Atap

y

x

px

py

p

1.73

4.2 30°

Berat jurai = = 18,5 kg/m

Berat gording = = 9,27 kg/m

Berat penutup atap = 1,73 x 50 kg/m2 = 86,5 kg/m q = 114,27 kg/m

qx = q ´ sin 30° = 114,27 ´ sin 30° = 57,135 kg/m qy = q ´ cos 30° = 114,27 ´ cos 30° = 98,961 kg/m Mx1 = 1/8´ qy´ L2 = 1/8 ´ 98,961 ´ (4,5)2 = 250,495 kgm My1 = 1/8´ qx´ L2 = 1/8´ 57,135 ´ (4,5)2 = 144,623 kgm

b. Beban hidup

P diambil sebesar 100 kg.

Px = P ´ sin 30°= 100 ´ sin 30° = 50 kg. Py = P ´ cos30°= 100 ´ cos 30° = 87 kg. Mx2 = 1/4´ Py´ L = 1/4´ 87 ´ 4,5 = 97,88 kgm. My2 = 1/4 ´ Px´ L = 1/4´ 50 ´ 4,5 = 56,25 kgm.

c. Beban angin

TEKAN HISAP

(28)

BAB 3 Rencana Atap

Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2. Koefisien kemiringan atap (a) = 30°

1) Koefisien angin tekan = (0,02 a – 0,4) = 0,2

2) Koefisien angin hisap = – 0,4

Beban angin :

1) Angin tekan (W1) = koef. Angin tekan ´ beban angin ´ 1/2 (s1+s2) = 0,2 ´ 25 ´ ½ ´ (1,73 +1,73) = 8,65 kg/m.

2) Angin hisap (W2) = koef. Angin hisap ´ beban angin ´ 1/2 (s1+s2) = – 0,4 ´ 25 ´ ½ ´ (1,73 +1,73) = -17,3 kg/m.

Beban yang bekerja pada sumbu x, maka hanya ada harga Mx : 1) Mx (tekan) = 1/8´ W1 ´ L2 = 1/8´ 8,65 ´ (4,5)2 = 21,90 kgm. 2) Mx (hisap) = 1/8´ W2´ L2 = 1/8´-17,3 ´ (4,5)2 = -43,79 kgm.

Tabel 3.7. Kombinasi gaya dalam pada jurai

Beban Angin Kombinasi Momen

Beban

Mati

Beban

Hidup _Tekan _Hisap _Minimum _Maksimum

Mx

My

250,495

144,623

97,88

56,25

21,90

-

-43,79

-

326,485

200,873

370,275

200,873

Joint Reaksi = 728 kg

3.4.3. Kontrol Terhadap Tegangan

Ø Kontrol terhadap tegangan Minimum

Mx = 326,49 kgm = 32649 kgcm.

(29)

BAB 3 Rencana Atap

σ = 2 2 Zy My Zx Mx ÷÷ ø ö çç è æ + ÷ ø ö ç è æ = 2 2 111 20087 143 32649 ÷ ø ö ç è æ + ÷ ø ö ç è æ

= 291,334 kg/cm2 < σ ijin = 1600 kg/cm2

Ø Kontrol terhadap tegangan Maksimum

Mx = 370,28 kgm = 37028 kgcm.

My = 200,87 kgm = 20087 kgcm.

σ = 2 2 Zy My Zx Mx ÷÷ ø ö çç è æ + ÷ ø ö ç è æ σ = 2 2 111 20087 143 37028 ÷ ø ö ç è æ + ÷ ø ö ç è æ

= 315,906 kg/cm2 < σijin = 1600 kg/cm2

3.2.4 Kontrol Terhadap Lendutan

Di coba profil tipe double lip

channels : 200 ´ 150 ´ 20 ´ 3,2

E = 2,1 x 106 kg/cm2

lx = 1432 cm4

ly = 834 cm4

qx = 0,5714 kg/cm

qy = 0,9896 kg/cm

Px = 50 kg

Py = 87 kg

450 180 1 ´ = Zijin

(30)

BAB 3 Rencana Atap

Zx =

Iy E L Px Iy E L qx × × × + × × × × 48 384

5 4 3

= 834 10 1 , 2 48 450 50 834 10 1 , 2 384 ) 450 ( 5714 , 0 5 6 3 6 4 ´ ´ ´ ´ + ´ ´ ´ ´ ´ = 0,228

Zy =

Ix E L Py Ix E l qy × × × + × × × × 48 384

5 4 3

= 1432 10 1 , 2 48 ) 450 ( 87 1432 10 1 , 2 384 ) 450 ( 9896 , 0 5 6 3 6 4 ´ ´ ´ ´ + ´ ´ ´ ´ ´ = 0,231

Z = Zx2+Zy2

= 0,2282 +0,2312 = 0,325

Z ≤Zijin

0,325 ≤ 2,5 ………aman !

Jadi, baja profil double lip channels ( ) dengan dimensi 200 ´ 150 ´ 20 ´ 3,2

aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk jurai.

3.5. Perencanaan Kuda-kuda Utama (KK)

[image:30.595.113.514.526.671.2]

3.5.1. Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda

Gambar 3.12. Panjang batang kuda-kuda

1 2 3 4 5 6 7 8

(31)

BAB 3 Rencana Atap

B D F J L H

A C

E G

I K

M N O P Q

B D F J L

H

A C

E G

I K

M N O P Q

r s

t v

x

u w y

[image:31.595.110.511.343.765.2]

Tabel 3.12 Perhitungan panjang batang pada kuda-kuda utama (KK)

Nomor Batang

Panjang Batang (m)

Nomor Batang

Panjang Batang (m)

1 1,5 16 1,73

2 1,5 17 0,87

3 1,5 18 1,73

4 1,5 19 1,73

5 1,5 20 2,30

6 1,5 21 2,60

7 1,5 22 3,00

8 1,5 23 3,46

9 1,73 24 3,00

10 1,73 25 2,60

11 1,73 26 2,30

12 1,73 27 1,73

13 1,73 28 1,73

14 1,73 29 0,87

15 1,73 - -

3.5.2. Perhitungan Luasan

(32)

[image:32.595.112.498.144.761.2]

BAB 3 Rencana Atap

Gambar 3.13. Luasan Atap Kuda-Kuda Utama

Panjang KL, MB, OF = 4,33 2 1

× = 2,17 m

Panjang AB = AM + MB = 5,67 m

Panjang KM, LB = (4 × 1,73) + 1,15 = 8,07 m

Panjang LJ = 0,5 × 1,73 = 0,87 m

Panjang BD = (0,5 × 1,73) +1,15 = 2,02 m

Panjang DF, FH, HJ = 1,73 m

Panjang CD = 4,79 m

Panjang EF = 4,04 m

Panjang GH = 3,29 m

Panjang IJ = 2,54 m

Luas ABCD = AB+CD ×BD 2

= 2,02

2 79 , 4 67 , 5

× +

= 10,56 m2

Luas CDEF = CD+EF ×DF 2

= 1,73

2 04 , 4 79 , 4

× +

= 7,64 m2

Luas EFGH = EF +GH ×FH 2

= 1,73

2 29 , 3 04 , 4

× +

= 6,34 m2

Luas GHIJ = GH +IJ ×HJ 2

= 1,73

2 54 , 2 29 , 3

× +

= 5,04 m2

Luas IJKL = IJ +KL×JL

(33)

BAB 3 Rencana Atap

Panjang Gording rs = 5,17 m

Panjang Gording tu = 4,42 m

Panjang Gording vw = 3,67 m

Panjang Gording xy = 2,92 m

[image:33.595.109.509.96.454.2]

b. Plafon

Gambar 3.14. Luasan Plafon Kuda-Kuda Utama

Panjang KL, MB, OF = 4,33 2 1

× = 2,17 m

Panjang AB = AM + MB = 5,67 m

Panjang KM, LB = (4 × 1,50) + 1 = 7,00 m

Panjang LJ = 0,5 × 1,50 = 0,75 m

Panjang BD = (0,5 × 1,50) + 1 = 1,75 m

Panjang DF, FH, HJ = 1,50 m

Panjang CD = 4,79 m

Panjang EF = 4,04 m

Panjang GH = 3,29 m

Panjang IJ = 2,54 m

B D F J L H

A C

E G

I K

M N O P Q

B D F J L

H

A C

E G

I K

(34)

BAB 3 Rencana Atap

Luas ABCD = AB+CD ×BD 2

= 1,75

2 79 , 4 67 , 5 × +

= 9,15 m2

Luas CDEF = CD+EF ×DF 2

= 1,50

2 04 , 4 79 , 4 × +

= 6,62 m2

Luas EFGH = EF +GH ×FH 2

= 1,50

2 29 , 3 04 , 4 × +

= 5,50 m2

Luas GHIJ = GH +IJ ×HJ 2

= 1,50

2 54 , 2 29 , 3 × +

= 4,37 m2

Luas IJKL = IJ +KL×JL 2

= 0,75

2 54 , 2 29 , 3 × +

= 2,19 m2

3.5.3. Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda

Data-data pembebanan :

Berat penutup atap = 50 kg/m2

Berat profil = 25 kg/m (diasumsikan untuk profil secara umum)

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

1 1

12

1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 16 1 5 1 4 13 2 9 28 2 7 2 6 2 5 2 4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

(35)

BAB 3 Rencana Atap

Gambar 3.15. Pembebanan Kuda- kuda utama akibat beban mati

b. Perhitungan Beban

Ø Beban Mati

1) Beban P1 = P9

a) Beban gording = Berat profil gording × Panjang Gording = 11 × 5,17 = 56,87 kg

b) Beban atap = Luasan × Berat atap

= 10,56 × 50 = 528 kg

c) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(1 + 9) × berat profil kuda kuda

= ½ × (1,5 + 1,73) × 25 = 40,375 kg

d) Beban plat sambung = 30 % × beban kuda-kuda

= 30 % × 40,375 = 12,1125 kg

e) Beban bracing = 10 % × beban kuda-kuda

= 10 % × 40,375 = 4,0375 kg

f) Beban plafon =Luasan × berat plafon

= 9,15 x 18 = 164,7 kg

2) Beban P2 =P8

b) Beban atap = Luasan × berat atap

= 7,64 × 50 = 382 kg

c) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(9 + 10 + 17 +18) ×berat profil kuda kuda

= ½ × (1,73 + 1,73 + 0,87 + 1,73) × 25 = 75,75 kg

(36)

BAB 3 Rencana Atap

= 30 % × 75,75 = 22,725 kg

= 10 % × 75,75= 7,575 kg

3) Beban P3 = P7

= 6,34 × 50 = 317 kg

c) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(10 + 11+19+ 20)×berat profil kuda kuda

= ½ × (1,73 + 1,73 + 1,73+ 2,30 ) × 25 = 93,625 kg

= 30 % × 93,625 = 28,087 kg

= 10 % × 93,625 = 9,3625 kg

4) Beban P4 = P6

= 5,04 × 50 = 252 kg

c) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(11+12+21+22) × berat profil kuda -kuda

= ½ × (1,73 +1,73 +2,60+3,00) x 25 = 113,25 kg

= 30 % × 113,25 =33,975 kg

= 10 % × 113,25 = 11,325 kg

5) Beban P5

= 3,64 × 2 × 50 = 364 kg

(37)

BAB 3 Rencana Atap

= ½ × (1,73 + 1,73 + 3,46) × 25 = 86,5 kg

= 30 % × 86,5 = 25,95 kg

= 10 % × 86,5 = 8,65 kg

f) Beban reaksi = reaksi kuda-kuda trapesium 2 + 2 reaksi jurai

= 463 kg + (2 × 728 kg) = 1919 kg

6) Beban P10 = P16

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(1+17+2) × berat profil kuda kuda

= ½ × (1,5 + 0,87 + 1,5 ) × 25 = 48,375 kg

b) Beban bracing = 10 % × beban kuda-kuda

= 10 % × 48,375 = 4,8375 kg

c) Beban plafon =Luasan × berat plafon

= 6,62 × 18 = 119,16 kg

= 30 % × 48,375 = 14,5125 kg

7) Beban P11 = P15

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg (2 +18+19+3) × berat profil kuda kuda

= ½ × (1,5+1,5+1,73+1,73) × 25 = 80,75 kg

= 10 % × 80,75 = 8,075 kg

= 5,50 × 18 = 99 kg

= 30 % × 80,75 = 24,225 kg

8) Beban P12 = P14

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg (3 +20+21+4) × berat profil kuda kuda

= ½ × (1,5+2,3+2,6+1,5) × 25 = 98,75 kg

= 10 % × 98,75 = 9,875 kg

(38)

BAB 3 Rencana Atap

= 4,37 × 18 = 78,66 kg

= 30 % × 98,75 = 29,625 kg

9) Beban P13

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg (4+22+23+24+5)× berat profil kuda kuda

= ½ × (1,5+3+3,46+3+1,5) × 25 = 155,75 kg

= 10 % × 155,75 = 15,575 kg

= 2,19 × 18 × 2 = 78,84 kg

= 30 % × 155,75 = 46,725 kg

e) Beban reaksi = reaksi kuda-kuda trapesium 2

[image:38.595.116.572.564.771.2]

= 870 kg

Tabel 3.13. Rekapitulasi pembebanan kuda-kuda utama

Beban

Beban Atap

(kg)

Beban gordin

g

(kg)

Beban

Kuda-kuda

(kg)

Beban Bracin

g

(kg)

Beban Plat Sambun

g

(kg)

Beban Plafon

(kg)

Beban Reaksi

(kg)

Jumla h Beban

(kg)

Input SAP 2000

(kg)

P1=P9 528 56,87 40,375 4,0375 12,1125 164,7 ---

806,095

807

(39)

BAB 3 Rencana Atap

P10=

P16

--- --- 48,375 4,8375 14,5125 119,16 --- 186,89 187

P11=P1 5

--- --- 80,75 8,075 24,225 99 --- 212,05 213

P12=P1 4

--- --- 98,75 9,875 29,625 78,66 --- 216,91 217

P13 --- --- 155,75 15,575 46,725 78,84 870 1166,89 1167

Ø Beban Hidup

Beban hidup yang bekerja pada P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 ,P8,dan P9 =100 kg

[image:39.595.114.533.343.503.2]

Gambar 3.16. Pembebanan kuda-kuda utama akibat beban angin

Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2 1) Koefisien angin tekan = 0,02a- 0,40

= (0,02 × 30°) – 0,40 = 0,2 a) W1 = luasan × koef. angin tekan × beban angin

= 10,56 × 0,2 × 25 = 52,8 kg

b) W2 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 7,64 × 0,2 × 25 = 38,2 kg

c) W3 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 6,34 × 0,2 × 25 = 31,7 kg

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

11

12

17 18 19

20 21

22 23

16 15

14

29 28 27 26 25 24

13

W1

W2

W3

W4

W5 W6

W7

W8

W9

(40)

BAB 3 Rencana Atap

d) W4 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 5,04 × 0,2 × 25 = 25,2 kg

e) W5 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 3,64 × 0,2 × 25 = 18,2 kg

2) Koefisien angin hisap = - 0,40

a) W6 = luasan × koef. angin hisap × beban angin = 3,64 × (-0,4) × 25 = - 36,4 kg

b) W7 = luasan × koef. angin hisap × beban angin = 5,04 × (-0,4) × 25 = - 50,4 kg

c) W8 = luasan × koef. angin hisap × beban angin = 6,34 × (-0,4) × 25 = - 63,4 kg

d) W9 = luasan × koef. angin hisap × beban angin = 7,64 × (-0,4) × 25 = -76,4 kg

[image:40.595.112.509.562.765.2]

e) W10 = luasan × koef. angin hisap × beban angin = 10,56 × (-0,4) × 25 = -105,6 kg

Tabel 3.14. Perhitungan beban angin

Beban Angin

Beban (kg)

W × Cos a (kg)

Input SAP2000

W × Sin a (kg)

Input SAP2000

W₁ 52,8 45,73 46 26,40 27

W₂ 38,2 33,08 34 19,10 ₂₀

W₃ 31,7 27,45 28 15,85 16

W₄ 25,2 21,82 22 12,6 ₁₃

W₅ 18,2 15,76 16 9,1 10

W6 - 36,4 -31,52 32 -18,2 -19

(41)

BAB 3 Rencana Atap

W8 - 63,4 -54,91 55 -31,7 -32

W9 -76,4 -66,16 67 -38,2 -39

W10 -105,6 -91,45 92 -52,50 -53

Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh

[image:41.595.112.510.72.141.2]

gaya batang yang bekerja pada batang kuda-kuda utama sebagai berikut :

Tabel 3.15. Rekapitulasi gaya batang

Nomor batang

Tarik ( + ) (kg)

Tekan ( - ) (kg)

1 9975,36 -

2 10026,42 -

3 9214,45 -

4 8195,58 -

5 8133,7 -

6 9081,41 -

7 9817,07 -

8 9763,44 -

9 - 11199,72

10 - 10320,44

11 - 9188,25

12 - 8027,89

13 - 8072,27

14 - 9221,96

15 - 10347,78

Nomor batang

Tarik ( + ) (kg)

Tekan ( - ) (kg)

16 - 11229,71

17 119,18 -

18 923,82 -

19 860,41 -

20 - 1527,74

21 1497,25 -

22 - 1906,42

23 5898,84 -

24 - 1783,85

25 1417,69 -

26 - 1420,65

27 815,24 -

28 - 837,11

29 121,72 -

3.5.4. Perencanaan Profil Kuda- kuda

a. Perhitungan profil batang tarik

Untuk batang atas dan batang bawah:

Pmaks. = 10026,42 kg

sijin = 1600 kg/cm2

σ P F

ijin maks.

netto =

=

1600 15 , 10906

= 6,816 cm2

(42)

BAB 3 Rencana Atap

= 1,15 ´ 6,816 cm2 = 7,838 cm2 Dicoba, menggunakan baja profil ûë60 . 60 .6

F = 2 ´ 6,91 cm2 = 13,82 cm2 ( F = penampang profil) Kontrol tegangan yang terjadi :

82 , 13 0,85

10026,42

F . 0,85

P

σ maks.

× = =

= 853,53 kg/cm2

s £ 0,75 sijin

853,53 £ 1200 kg/cm2……. aman !!

Untuk batang tengah:

Pmaks. = 5818,31 kg

sijin = 1600 kg/cm2

σ P F

ijin maks.

netto =

=

1600 31 , 5818

= 3,636 cm2

Fbruto = 1,15 ´ Fnetto

60 , 9 0,85

5818,31

F . 0,85

P

σ maks.

× = =

= 713,028 kg/cm2

s £ 0,75 sijin

(43)

BAB 3 Rencana Atap

b. Perhitungan profil batang tekan

Untuk batang atas dan batang bawah:

Pmaks. = 11229,71kg lk = 1,73 m = 173 cm

Dicoba, menggunakan baja profil ûë 60 . 60 . 6

ix = 1,82 cm

F = 2 × 6,91 = 13,82 cm2

i lk λ

x

=

= 82 , 1 173

= 95,05

lg = p

leleh

E

σ 7 ,

0 × =……dimana, sleleh = 2400 kg/cm

2

= 111,02 cm

ls =

g

l l

=

02 , 111

05 , 95

= 0,856

Karena ls £ 1, maka w = 2,381 ´ls2 = 1,745

Kontrol tegangan yang terjadi:

s =

F P_maks ×ω

=

82 , 13

745 , 1 71 , 11229 ×

= 1417,93 kg/cm2

s£sijin

1417,93 kg/cm2£ 1600kg/cm2

(44)

BAB 3 Rencana Atap

sijin = 1600 kg/cm2

σ P F

ijin maks.

netto =

=

1600 02 , 1846

= 1,154 cm2

60 , 9 0,85

1846,02

F . 0,85

P

σ maks.

× = =

= 226,230 kg/cm2

s £ 0,75 sijin

226,230 £ 1200 kg/cm2……. aman !!

3.5.5. Perhitungan Alat Sambung

a. Batang Tarik

Diameter baut (Æ) = 5/8 inch = 15,9 mm. Diameter lubang = 17 mm.

= 0,625 ´ 15,9 = 9,9 mm.

(45)

BAB 3 Rencana Atap

Teg. geser = 0,6 ´sijin = 0,6 ´ 1600 = 960 kg/cm2

Teg. tumpuan = 1,5 ´ sijin = 1,5 ´ 1600 = 2400 kg/cm2

Ø Kekuatan baut :

a) Pgeser = 2 ´ ¼ ´p´ d2´tgeser

= 2 ´ ¼ ´ p´ (1,59)2´ 960 = 3810,35 kg b) Pdesak = d´ d ´ ttumpuan

= 1 ´ 1,59 ´ 2400 = 3816 kg

P yang menentukan adalah Pgeser = 3810,35 kg Perhitungan jumlah baut-mur,

2,63 3810,35

10026,42 P

P n

geser maks.

= =

= ~ 3 baut

Digunakan : 3 buah baut

a) 1,5 d £ S1£ 3 d

Diambil, S1 = 2,5 d = 2,5 ´ 1,59 = 3,975 cm

= 3,5 cm

b) 2,5 d £ S2£ 7 d

Diambil, S2 = 5 d = 5 ´ 1,59 = 7,95 cm

= 7,5 cm

Diameter baut (Æ) = 15,9 mm.

Diameter lubang = 17 mm.

(46)

BAB 3 Rencana Atap

Ø Kekuatan baut :

c) Pgeser = 2 ´ ¼ ´p´ d2´tgeser

= 2 ´ ¼ ´ p´ (1,59)2´ 960 = 3810,35 kg d) Pdesak = d´ d ´ ttumpuan

= 0,8 ´ 1,59 ´ 2400 = 3816 kg

1,5 3810,35 5818,31 P

P n

geser

maks. ₌ ₌

= ~ 2 baut

a) 1,5 d £ S1£ 3 d

Diambil, S1 = 2,5 d = 2,5 ´ 1,59 = 3,975 cm

= 3,5 cm

b) 2,5 d £ S2£ 7 d

Diambil, S2 = 5 d = 5 ´ 1,59 = 7,95 cm

= 7,5 cm

(47)

BAB 3 Rencana Atap

= 0,625 ´ 15,9 = 9,9 mm.

Teg. geser = 0,6 ´sijin

= 0,6 ´ 1600 = 960 kg/cm2

Teg. tumpuan = 1,5 ´sijin

= 1,5 ´ 1600 = 2400 kg/cm2

Ø Kekuatan baut :

= 2 ´ ¼ ´p´ (1,59)2´ 960 = 3810,35 kg b) Pdesak = d´ d ´ttumpuan

= 1 ´ 1,59 ´ 2400 = 3816 kg

P yang menentukan adalah Pgeser = 3810,35 kg

Perhitungan jumlah baut-mur,

95 , 2 3810,35 11229,71 P

P n

geser maks.

= =

= ~ 3 baut

a) 1,5 d £ S1£ 3 d

Diambil, S1 = 2,5 d = 2,5 ´ 1,59 = 3,975 cm

= 3,5 cm

b) 2,5 d £ S2£ 7 d

(48)

BAB 3 Rencana Atap

= 7,95 cm

= 7,5 cm

= 0,625 ´ 15,9 = 9,9 mm.

Ø Kekuatan baut :

= 2 ´ ¼ ´ p´ (1,59)2´ 960 = 3810,35 kg b) Pdesak = d´ d ´ ttumpuan

= 0,8 ´ 1,59 ´ 2400 = 3816 kg

0,5 3810,35 1846,02 P

P n

geser

maks. ₌ ₌

= ~ 2 baut

a) 1,5 d £ S1£ 3 d

Diambil, S1 = 2,5 d = 2,5 ´ 1,59 = 3,975 cm

= 3,5 cm

(49)

BAB 3 Rencana Atap

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

11

12

17 18

19 20

21

22 23

16 15

14 13

29 28 27 26 25

24 Diambil, S2 = 5 d = 5 ´1,59

= 7,95 cm

[image:49.595.110.514.563.712.2]

= 7,5 cm

(50)

BAB 3 Rencana Atap

1 2 3 4 5 6 7 8

9

1 0

1 6 15

1 1 1 2 1 3 14

1 7

1 9 2 1 2 3 25 2 7

1 8

2 0 22 2 4 26

2 9 2 8

Nomor Batang

Dimensi Profil

Baut

(mm) Nomor _Batang

Dimensi

Profil Baut (mm)

1 ûë 60 . 60 . 6 3 Æ 15,9 16 ûë 60 . 60 . 6 3 Æ 15,9 2 ûë 60 . 60 . 6 3 Æ 15,9 17 ûë 50 . 50 . 5 2 Æ 15,9 3 ûë 60 . 60 . 6 3 Æ 15,9 18 ûë 50 . 50 . 5 2 Æ 15,9

7 ûë 60 . 60 . 6 3 Æ 15,9 22 ûë 50 . 50 . 5 2 Æ 15,9 8 ûë 60 . 60 . 6 3 Æ 15,9 23 ûë 50 . 50 . 5 2 Æ 15,9

15 ûë 60 . 60 . 6 3 Æ 15,9 - - -

3.6. Perencanaan Kuda-kuda Trapesium (KT)

[image:50.595.112.534.580.708.2]

3.6.1. Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda

(51)

BAB 3 Rencana Atap

[image:51.595.114.517.565.797.2]

Tabel 3.17. Perhitungan panjang batang pada kuda-kuda trapesium

Nomor Batang

Panjang Batang (m)

Nomor Batang

Panjang Batang (m)

1 1,5 16 1,73

2 1,5 17 0,87

3 1,5 18 1,73

4 1,5 19 1,73

5 1,5 20 2,30

6 1,5 21 1,73

7 1,5 22 2,30

8 1,5 23 1,73

9 1,73 24 2,30

10 1,73 25 1,73

11 1,5 26 2,30

12 1,5 27 1,73

13 1,5 28 1,73

14 1,5 29 0,87

15 1,73 - -

3.6.2. Perhitungan Luasan

a. Kuda-kuda Trapesium

B D F H

A C

E G

A B C D

H G

(52)

[image:52.595.107.530.160.810.2]

BAB 3 Rencana Atap

Gambar 3.3. Luasan Atap Kuda-Kuda Trapesium

Panjang AB = 3,50 m

Panjang CD = 2,63 m

Panjang EF = 1,88 m

Panjang GH = 1,50 m

Panjang BD = (0,5 ´ 1,73) + 1,15 m

= 2,02 m

Panjang DF = 1,73m

Panjang FH = 0,5 ´ 1,73 m

= 0,87 m

Luas ABCD = AB+CD ×BD=

2 2 2,02

63 , 2 5 , 3

× +

= 6,19 m2

Luas CDEF = CD+EF ×DF =

2 2 1,73

88 , 1 63 , 2

× +

= 3,90 m2

Luas EFGH = EF +GH ×FH =

2 2 1,73

50 , 1 88 , 1

× +

= 2,92 m2

b. Plafon Trapesium

B D F H

A C

(53)

[image:53.595.109.373.222.623.2]

BAB 3 Rencana Atap

Gambar 3.4. Luasan Plafon Kuda-Kuda Trapesium

Panjang AB = 3,50 m

Panjang CD = 2,63 m

Panjang EF = 1,88 m

Panjang GH = 1,50 m

Panjang BD = (0,5 ´ 1,50) + 1,00 m

= 1,75 m

Panjang DF = 1,50m

Panjang FH = 0,5 ´ 1,50 m

= 0,75 m

Luas ABCD = AB+CD ×BD=

2 2 1,75

63 , 2 5 , 3

× +

= 5,36 m2

Luas CDEF = CD+EF ×DF =

2 2 1,50

88 , 1 63 , 2

× +

= 3,38 m2

Luas EFGH = EF +GH ×FH =

2 2 1,50

50 , 1 88 , 1

× +

= 2,54 m2

3.6.3. Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda

(54)

BAB 6 Balok Anak

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

16 15

11 12 13 14

17

19 21 23 25 27

18

20 22 24 26

29 28

P1

P2

P3 P4 P5 P6 P7

P8

P9

P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16

Berat penutup atap = 50 kg/m2

Berat profil = 25 kg/m (diasumsikan untuk profil secara umum)

[image:54.595.113.517.226.373.2]

Panjang bagian yang ditahan oleh kuda-kuda trapesium adalah 3 m.

Gambar 3.18. Pembebanan Kuda- kuda Trapesium Akibat Beban Mati

a. Perhitungan Beban

Ø Beban Mati

1) Beban P1 = P9

a) Beban gording = Berat profil gording × Panjang gording = 11 × 1,73 = 19,03 kg

= 6,19 × 50 = 309,50 kg

c) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(1 + 9) × berat profil kuda kuda

= ½ × 3,23 × 25 = 40,375 kg

= 30 % × 40,375 = 12,11 kg

(55)

BAB 6 Balok Anak

= 10 % × 40,375 = 4,04 kg

f) Beban plafon =Luasan × berat plafon

= 5,36 × 18 = 96,48 kg

2) Beban P2 =P8

= 3,90 × 50 = 195 kg

c) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(9 + 10 + 17) × berat kuda kuda

= ½ × (1,73 + 1,73 + 0,87) x 25

= 54,125 kg

= 30 % × 54,125 = 16,24 kg

= 10 % × 54,125 = 5,412 kg

3) Beban P3 = P7

= 2,92 × 50 = 146 kg

c) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(10 + 11+19+ 20)× berat profil kuda kuda

= ½ × (1,73 + 1,50 + 1,73 +2,30 ) × 25

= 90,75 kg

= 30 % × 90,75 = 27,23 kg

= 10 % × 90,75 = 9,075 kg

f) Beban reaksi = Reaksi jurai

= 728 kg

4) Beban P4 = P6

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(11+12+21+ 22) × berat profil kuda kuda

(56)

BAB 6 Balok Anak

= 87,875 kg

b) Beban plat sambung = 30 % × beban kuda-kuda

= 30 % × 87,875 = 26,363 kg

c) Beban bracing = 10 % × beban kuda-kuda

= 10 % × 87,875 = 8,7875 kg

5) Beban P5

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(12 + 13 + 23 ) × berat profil kuda kuda

= ½ × (1,50 + 1,50 + 1,73) × 25

= 59,125 kg

= 30 % × 59,125 = 17,738 kg

c) Beban bracing = 10 % × beban kuda-kuda

= 10 % × 59,125 = 5,9125 kg

d) Beban reaksi = reaksi setengah kuda-kuda = 1145 kg

6) Beban P10 = P16

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg(1+17+2) × berat profil kuda kuda

= ½ × (1,5 + 0,87 + 1,5 ) × 25

= 48,375 kg

= 10 % × 48,375 = 4,838 kg

c) Beban plafon =½ × Btg (1 + 2) × berat plafon

= ½ × 3,00 × 50 = 75 kg

= 30 % × 48,375 = 14,51 kg

7) Beban P11 = P15

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg (2 +18+19+3) x berat profil kuda-kuda

= ½ × (1,5+1,73+1,73+1,5) x 25

= 68,25 kg

= 10 % × 68,25 = 6,825 kg

c) Beban plafon =½ × Btg (2 + 3) x berat plafon

(57)

BAB 6 Balok Anak

= 30 % × 68,25 = 20,48 kg

e) Beban reaksi = Reaksi setengah kuda-kuda

= 1145kg

8) Beban P12 = P14

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg (3 +20+21+4) × berat profil kuda-kuda

= ½ × (1,5+2,3+1,73+1,5) × 25

= 87,875 kg

= 10 % × 87,875 = 8,788 kg

= ½ × 3,00 x 50 = 75 kg

e) Beban plat sambung = 30 % × beban kuda-kuda

= 30 % × 87,875 = 26,36 kg

9) Beban P13

a) Beban kuda-kuda = ½ × Btg (4+22+23+24+5)× berat profil kuda kuda

= ½ × (1,5+2,3+1,73+2,3+1,5) × 25

= 116,625 kg

= 10 % × 116,652 = 11,665 kg

= ½ × 3,00 × 50 = 75 kg

= 30 % × 116,652 = 34,988 kg

e) Beban reaksi = R.setengah kuda-kuda + R. Kuda-kuda trapesium2

[image:57.595.115.571.660.774.2]

= 2042,69 kg

Tabel 3.18. Rekapitulasi pembebanan kuda-kuda trapesium

Beban

Beban Atap

(kg)

Beban gordin

g

(kg)

Beban

Kuda-kuda (kg)

Beban Bracin

g

(kg)

Beban Plat Sambun

g (kg)

Beban Plafon

(kg)

Beban Reaksi

(kg)

Jumla h Beban

(kg)

Input SAP200 0

(58)

BAB 6 Balok Anak

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

16 15

11 12 13 14

17

19 21 23 25 27

18

20 22 24 26

29 28

W1

W2

W3 W4

W5

W6

0

P2=P8 195 19,03 54,125 5,413 16,24 --- --- 289,808 290 P3=P7 146 19,03 90,75 9,075 27,23 --- 728 1020,09 1021 P4=P6 --- --- 87,875 8,788 26,363 --- --- 123,026 124

P5 --- --- 59,125 5,913 17,738 --- 1145 1227,77

6 1228 P10=

P16

--- --- 48,375 4,838 14,51 75 --- 142,723 143

P11=P1 5

--- --- 68,25 6,825 20,48 75 1145 1315,55

5 1316 P12=P1

4 --- --- 87,875 8,788 26,36 75 --- 198,023 199 P13 --- ---

116,65

2 11,665 34,988 75

2042,69 2280,99 2281

Ø Beban Hidup

Beban hidup yang bekerja pada P1, P2, P4, P5, P6, P8 , dan P9 =100 kg

[image:58.595.119.576.55.311.2]

Gambar 3.18. Pembebanan Kuda- Kuda Trapesium Akibat Beban Angin

Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2 1) Koefisien angin tekan = 0,02a- 0,40

= (0,02 × 30°) – 0,40 = 0,2

a) W1 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 5,36 × 0,2 × 25 = 26,8 kg

(59)

BAB 6 Balok Anak

c) W3 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 2,54 × 0,2 × 25 = 12,7 kg

2) Koefisien angin hisap = - 0,40

a) W4 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 2,54 × -0,40 × 25 = -25,4 kg

b) W5 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 3,38 × -0,40 × 25 = -33,8 kg

[image:59.595.114.484.326.492.2]

c) W6 = luasan × koef. angin tekan × beban angin = 5,36 × - 0,40 × 25 = -53,6 kg

Tabel 3.19. Perhitungan beban angin

Beban Angin

Beban (kg)

W × Cos a (kg)

Input SAP2000

W × Sin a (kg)

Input SAP2000

W₁ 26,8 23,21 24 13,4 7

W2 16,9 14,64 15 8,45 13

W₃ 12,7 10,99 11 6,35 ₇

W4 -25,4 -21,99 22 -12,7 -13

W5 -33,8 -29,27 30 -16,9 -17

W6 -53,6 -46,42 47 -26,8 -27

Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh

gaya batang yang bekerja pada batang kuda-kuda trapesium sebagai berikut :

(60)

BAB 6 Balok Anak

Nomor

batang

Tarik ( + ) (kg)

Tekan ( - ) (kg) 1 10745,04 - 2 10800,31 - 3 10373,27 - 4 12241,55 - 5 12218,59 -

6 10327,1 -

7 10717,65 - 8 10661,58 -

9 - 12336,74

10 - 11840,95

11 - 12126,47

12 - 13404,15

13 - 13403,94

14 - 12103,09

15 - 11817,85

Nomor batang

Tarik ( + ) (kg)

Tekan ( - ) (kg)

16 - 12312,15

17 49,61 -

18 - 516,34

19 659,29 -

20 2820,12 -

21 - 1803,36

22 1915,44 -

23 - 132,44

24 1950,07 -

25 - 1829,35

26 2854,76 -

27 637,86 -

28 - 474,73

29 50,89 -

3.6.4. Perencanaan Profil Kuda- kuda Trapesium

a. Perhitungan profil batang tarik

Pmaks. = 12241,55 kg

sijin = 1600 kg/cm2

σ P F

ijin maks.

netto =

=

1600 55 , 12241

= 7,651 cm2

= 1,15 ´ 7,651 cm2 = 8,799 cm2

Dicoba, menggunakan baja profil ûë60 . 60 .6

(61)

BAB 6 Balok Anak

82 , 13 0,85

12241,55

F . 0,85

P

σ maks.

× = =

= 1042,10 kg/cm2

s £ 0,75 sijin

1042,10 £ 1200 kg/cm2……. aman !!

Pmaks. = 2854,76 kg

sijin = 1600 kg/cm2

σ P F

ijin maks.

netto =

=

1600 76 , 2854

= 1,784 cm2

60 , 9 0,85

2854,76

F . 0,85

P

σ maks.

× = =

= 349,848 kg/cm2

s £ 0,75 sijin

349,848 £ 1200 kg/cm2……. aman !!

(62)

BAB 6 Balok Anak

Pmaks. = 13404,15kg lk = 1,50 m = 150 cm

Dicoba, menggunakan baja profil ûë 60 . 60 . 6

ix = 1,82 cm

F = 2 × 6,91 = 13,82 cm2

i lk λ

x

=

= 82 , 1 150

= 82,42

lg = p

leleh

E

σ 7 ,

0 × =……dimana, sleleh = 2400 kg/cm

2

= 111,02 cm

ls =

g

l l

=

02 , 111

42 , 82

= 0,742

Karena ls £ 1, maka w = 2,381 ´ls2 = 1,312

Kontrol tegangan yang terjadi:

s =

F Pmaks ×ω

=

82 , 13

312 , 1 15 , 13404 ×

= 1272,78 kg/cm2

s£sijin

1272,78 kg/cm2£ 1600kg/cm2

Pmaks. = 1789,08 kg

sijin = 1600 kg/cm2

σ P F

ijin maks.

(63)

BAB 6 Balok Anak

=

1600 08 , 1789

= 1,118 cm2

= 1,15 ´ 1,118 cm2 = 1,286 cm2 Dicoba, menggunakan baja profil ûë50. 50 .5

60 , 9 0,85

1789,08

F . 0,85

P

σ maks.

× = =

= 219,25 kg/cm2

s £ 0,75 sijin

219,25 £ 1200 kg/cm2……. aman !!

3.5.5. Perhitungan Alat Sambung

a. Batang Tarik

Diameter baut (Æ) = 15,9 mm (5/8 inch). Diameter lubang = 17 mm.

= 0,625 ´ 15,9 = 9,9 mm.

(64)

BAB 6 Balok Anak

= 2400 kg/cm2

Ø Kekuatan baut :