3.1 Menghitung Ketinggian Kuda-kuda
H = tan α . ½ L
H = tan 300 x ½ ( 25 m
)
H H = 7,22 m
α
½ L
3.2 Perhitungan Panjang Batang
Panjang Batang Mendatar
Panjang λ
(1,5 λ x 4) + 2 λ = L 8 λ = 25 λ = 25/8 λ = 3,125
1
30.0°
14.43
7.22
1.5l 1.5l 2l 1.5l 1.5l
h1 h2 h3 h4 h5
d6 d1
d2
d3 d4
d5
d14 d13 d12 d11
d10 d9
maka panjang batang
H1=H2 =H4 =H5 = 1,5 λ = 1,5 x 3,125 = 4,6875 m
batang H3 = 2 x λ = 2 x 3,125 m = 6,25 m
Panjang Batang Kaki Kuda-kuda
D1 + D2 +D3 = D4+D5+D6 =
1 2L cosα
=
12
,
5
cos30
°
= 14,43 m
Panjang Batang Diagonal
D1, D2,=D5,D6 = 4,6875 cos 30o
= 4,06 m
D3=D4 = 14,43 – (d5+d6)
= 14,43 – (4,06 +4,06) = 6,31 m
D7=D14 = sin 30o x 4,6875
= 2,34 m
D8=D13= h1 = 4,6875 m
D9=D12 = sin 30o x (h1+h2)
= sin 30o x (4,6875 +4,6875)
= 4,6875 m
D10=D11 =
√
d32+d92=
√
6,31²+4,68752= 7,86 m
Tabel 3.1 Panjang masing-masing Rangka Batang
H1= H2 = H4=H5 4,6875
H3 6,25
D1, D2,=D5,D6 4,06
D3=D4 6,31
D7=D14 2,34
D8=D13 4,6875
D9=D12 4,6875
D10=D11 7,86
3.3 Perhitungan Pembebanan
Adapun bagian dari kuda-kuda yang meneruskan beban ke penutup atap adalah gording. Untuk dapat dilakukan pendimensian pada gording maka harus dihitung terlebih dahulu beban-beban yang bekerja pada gording tersebut. Menurut PPIUG 1983 beban-beban tersebut adalah beban mati, beban hidup dan beban angin.
3.3.1 Perhitungan Beban Mati
Untuk beban mati yang bekerja pada gording adalah beban berat sendiri yang terdiri dari berat penutup atap dan berat plafond.
1. Berat Penutup Atap
Perhitungan berat penutup atap disesuaikan dengan jenis material yang digunakan atau direncanakan penutup atap menggunakan material genteng. Menurut PPIUG 1983, tabel 1 berat penutup atap (genteng) dengan reng dan
usuk/kaso adalah 50 kg/m2.
Jarak gording yang direncanakan = 1,2 m
Maka, berat atap = 50 kg/m2 1,2 m
= 60 kg/m
Jumlah gording = panjang bidang atapjarak gording = 14,431,2 = 12,02 =
12 btg
Direncanakan gording menggunakan profil baja Canal no.16, dari Tabel Profil Konstruksi Baja diperoleh berat adalah 18,8 kg/m.
3. Berat Sendiri Plafond
Untuk langit-langit plafond direncanakan menggunakan triplek, maka berat
triplek ditambah dengan berat penggantung, menurut PPIUG 1983 tabel 1 :
Berat triplek = 11 kg/m
Berat penggantung = 7 kg/m
Berat total = 18 kg/m
Jarak buhul bawah adalah = 1,2 m x cos 30º
= 1,04 m
Maka berat plafond adalah = 18 kg/m2
1,04 m
= 18,72 kg/m
Maka berat beban mati (q) :
q = Berat atap + Berat gording + Berat plafond
= 60 kg/m + 18,8 kg/m + 18,72 kg/m = 97,52 kg/m
qx = q . cos α
= 97,52 kg/m . cos 30
= 84,45 kg/m
qy = q . sin α
= 97,52 kg/m. Sin 30
= 49,76 kg/m direncanakan jarak kuda kuda = 3 m
Maka momen yang timbul apabila gording dianggap menerus : Mxa = 1/8. qx .L2
= 1/8.( 84,45 kg/m).(3 m)2
= 95,006 kg.m
Mya = 1/8. qy .L2
= 1/8.( 49,76 kg/m) .(3 m)2
3.3.2 Menghitung Beban Hidup
Beban hidup yang diperhitungkan pada kuda-kuda adalah:
1. Berat pekerja beserta peralatan atau pekakas kerjanya. Berdasarkan PPIUG 1983, beban terpusat untuk seorang pekerja beserta perkakas kerja adalah sebesar 100 kg. Maka beban terpusat adalah:
Px = P . cos α
= 100 kg . cos 30
= 86,6 kg
Py = P . sin α
= 100 kg . sin 30
= 50 kg
Maka momen maksimum beban terpusat adalah:
Mxh = 1/4 . Px . L
= 1/4 . 86,6 kg .3 m = 64,95 kg.m
Myh = 1/4 . Py . L
= 1/4 . 50 kg .3 m = 37,5 kg.m
2. Beban Air Hujan
Berdasarkan PPIUG 1983 rumus beban air hujan adalah
P = ( 40 kg/m2 - 0,8 α ) x jarak gording
= ( 40 kg/m2 - 0,8 . 30˚ ) x 1,2 m
= 19,2 kg/m
Px = P . cos α
= 19,2 kg/m. cos 30
= 16,63 kg/m
Py = P . sin α
= 19,2 kg/m . sin 30
= 9,6 kg/m
Mxair = 1/8 . Px . L2
= 1/8. 16,63 kg/m. 32
= 18,71 kg.m
Myair = 1/8 . Py . L2
= 1/8. 9,6 kg/m. 32
Mxb = Mxh + Mxair
= 64,95 kg.m+ 18,71 kg.m = 83,66 kg.m
Myb = Myh + Myair
= 37,5 kg.m + 10,8 kg.m = 48,3 kg.m
3.3.3 Menghitung Beban Angin
Berdasarkan PPIUG 1983 beban angin dipengaruhi oleh jauh dekatnya lokasi bangunan dari garis pantai, untuk lokasi ± 5 km dari garis pantai tekanan
tiup angin harus diambil minimum 40 kg/m2, maka besarnya koefisien angin
yaitu :
1. Koefisien angin tekan = + 0,02 α – 0,40 (PPIUG’83)
= + 0,02 (30) – 0,40
= + 0,2
Wtekan = koef angin tekan x jarak gording x koef tekan angin
min
= + 0,2 x 1,2 m x 40 kg/m2 = + 9,6 kg/m
Luas bidang tekan atap = panjang kaki kuda-kuda x jarak kuda-kuda = 14,43 m x 3 m
= 43,29 m2
Ptekan = + 0,2 x 43,29 m2 x 40 kg/m2
= 346,32 kg
2. Koefisien angin hisap = - 0,4 (PPIUG’83)
Whisap = - 0,4 x 1,2 m 40 kg/m2
= - 19,2 kg/m
Luas bidang tekan atap = panjang kaki kuda-kuda x jarak kuda-kuda
= 43,29 m2
Phisap = -0,4 x 43,29 m2 x 40 kg/m2
= -692,64 kg
Momen pada angin tekan
Mxc tekan = + 1/8 Wt l2
= + 1/8 (9,6) (3)2
= + 10,8 kg.m
Myc tekan = + 1/8 Wt l2
= + 1/8 (0) (3)2
= 0 kg.m
Momen pada angin hisap Mxc hisap = - 1/8 Wh l2
= - 1/8 (0) (3)2
= 0 kg. m
Myc hisap = - 1/8 Wh l2
= - 1/8 (- 19,2) (3)2
= - 21,6 kg.m
Cat : (+) Menandakan angin tekan
(-) Menandakan angin hisap 1,2 m merupakan jarak gording 3 m merupakan jarak kuda-kuda
3.4 Kombinasi Momen
Menurut PPIUG 1983 perjanjian beban adalah : 1. Muatan beban mati dinyatakan dengan huruf ‘a’ 2. Muatan beban hidup dinyatakan dengan huruf ‘b’ 3. Muatan beban angin dinyatakan dengan huruf ‘c’
3.4.1 Kombinasi Tetap (a+b)
Mx = Mxa + Mxb
= 95,006 kg.m + 83,66 kg.m = 178,666 kg.m
My = Mya + Myb
3.4.2 Kombinasi Momen Akibat Pembebanan Sementara (a + b + c)
1. Angin tekan
Mx = ( Mxa + Mxb ) + Mxc
=(178,666 kg.m)+ 10,8 kg.m = 189,466 kg.m
Direncanakan jenis material baja Bj 37 dengan tegangan izin beban utama
(σp) sebesar 1600 kg/cm2 dan jenis profil canal No. 16, maka di peroleh data profil
dari daftar baja sebagai berikut :
Berat = 18,8 kg/m
Wx = 116 cm3
Wy = 18,3 cm3
Ix = 925 cm4
Iy = 85,5 cm4
3.5.1 Kontrol Tegangan Akibat Momen yang Timbul
σ
ytb=
W
M
x x+
M
yW
y=
18946,6
116
+
10428
18,3
= 733,169 kg/cm2 ≤ σ
p = 1600 kg/cm2...
(aman)
2.) Angin hisap
σ
ytb=
M
W
x x+
M
yW
y=
17867
116
+
12588
18,3
= 841,895 kg/cm2 ≤ σ
p = 1600 kg/cm2...
(aman)
Baja profil Canal 14 dapat digunakan karena dapat menahan akibat momen tetap dan akibat momen sementara.
3.5.2 Kontrol Lendutan
Fmak =
1
200
×
l
=
1
200
×
300
cm
= 1,5 cm
Es = 2,1 x 106 kg/cm2
qa = berat gording + berat penutup atap (genteng) + berat plafond
= 18,8 kg/m + 60 kg/m + 18,72 kg/m = 97,52 kg/m
qax = qa . cos α
= 97,52 kg/m . cos 30
qay = qa . sin α
= 84,45 kg/m = 0,8445 kg/cm
= 48,76 kg/m = 0,4876 kg/cm
3.5.3 Kontrol Beban (primer + sekunder + angin)
Terhadap sumbu x
3.6 Pelimpahan Beban di Setiap Titik Buhul
Pelimpahan beban disetiap titik buhul yang diperhitungkan ialah beban tetap ditambah beban hidup.
3.6.1 Pelimpahan Beban Tetap (primer/mati)
Batang H1=H2=H4=H5 = 4,6875 m x 4 batang =18,75 m
Batang H3 = 6,25 m
Batang D1, D2,=D5,D6 = 4,06 m x 4 batang = 16,24 m
Batang D3=D4 = 6,31 m x 2 batang = 12,62 m
Batang D7=D14 = 2,34 m x 2 batang = 4,68 m
Batang D8=D13 = 4,6875 m x 2 batang = 9,375 m
Batang D9=D12 = 4,6875 m x 2 batang = 9,375 m
Batang D10= D 11 = 7,86 m x 2 batang = 15,72 m +
Panjang Batang Total = 93,37 m
Berdasarkan berat kuda-kuda yang direncanakan dengan menggunakan profil baja siku sama kaki adalah 2 ∟ .70 .70 .7, dengan berat (q = 7,38 kg/m).
Jadi,
berat keseluruhan batang kuda-kuda (P1)
= 2 x 7,38 kg/m x 93,37 m = 1378,14 kg.
Untuk berat plat buhul dan alat sambung diambil 20 % dari berat
keseluruhan batang kuda-kuda (P2) sehingga :
= 1378,14 kg x 0,20 = 275,63 kg
Berat atap (P3) = 60 kg/m2 x 14,43 m x 3 m x 2
= 5194,8 kg.
Berat gording (P4) = 18,8 kg/m x 3 m x 12 x 2
= 1353,6 kg
Berat orang yang bekerja beserta pekakas kerja sebesar 100 kg (P7)
Berat plafond (P5) = 18,72 kg/m2 x 3 m x 25 m
Berat air hujan (P6) = (40 kg/m2 - 0,8 x 30˚) x 14,43 m x 3 m x 2
= 1385,28 kg
Maka berat beban pada setiap titik buhul yang bekerja (P) adalah :
P total =
P1
+
P2
+
P3
+
P4
+
P5
8
=
1378,14
+
275,63
+
5194,8
+
1353,6
+
1404
8
= 1200,77 kg
Besar P pada tumpuan ½ P =
1200,77
2
= 600,385 kg
Ra=Rb=∑ P2 =82P=4P
¿4.P=4×1200,77=4803,08kg
Berat pekerja beserta peralatan atau pekakas kerjanya yaitu 100 kg dikalikan dengan hasil gaya batang yang diperoleh dari cremona beban tetap.
Ra=Rb=∑ P2 =82P=4P
¿4× P=4×100=400kg
Maka,
f=reaksibeban hidupreaksi bebantetap =4803,08400 =0,083
3.6.2 Pelimpahan Beban Sementara (sekunder/hidup)
Pembebanan ini didapat dari beban angin yaitu beban angin tekan dan beban angin hisab.
P tekan = + 346,32 kg