KELOMPOK 2 PERENCANAAN ATAP STRUKTUR KAYU

(1)

PERENCANAAN ATAP STRUKTUR KAYU

STRUKTUR KAYU

Disusun Guna Memenuhi Tugas Mata Kuliah Struktur Kayu

Dosen Pengampu: Ir. Muhammad Agung Putra Handana, S.T., M.T.

Disusun Oleh:

FATHIYATUL ASYRIFAH ROKAN (20 0404 013)

HARVAN SINUKABAN (20 0404 018)

JOHNATHAN PUNGU HAMONANGAN MANIK (20 0404 075)

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

Kelompok Nomor Urut Type of Truss Lebar Total Truss

(m) Devisions Jarak Antar Truss (m)

Panjang Bangunan

(m) h rendah (m) Sudut Atap Plafond Angin

(kg/m2) Mutu Kayu

1 1,2,3 Half Step Truss 10 4 4 20 1.2 25 Spandek 0.4 Gypsum 50 E16

2 4,5,6 Half Step Truss 10 4 4.5 18 1.2 24 Onduline 0.3 Tidak Ada 45 E17

3 7,8,9 Half Step Truss 10 4 5 20 1 23 Alderon Gypsum 40 E18

4 10,11,12 Half Step Truss 8 4 5.5 22 1 22 Genteng Metal 0.4 Tidak Ada 35 E16

5 13,14,15 Half Step Truss 8 4 6 18 1 21 Solartuff Gypsum 30 E17

6 16,17,18 Half Gable Truss 10 5 4 20 n.a 24 Spandek 0.4 Tidak Ada 25 E18

7 19,20,21 Half Gable Truss 10 5 4.5 18 n.a 23 Onduline 0.3 Gypsum 50 E16

8 22,23,24 Half Gable Truss 7.5 5 5 20 n.a 22 Alderon Tidak Ada 45 E17

9 25,26,27 Half Gable Truss 7.5 5 5.5 22 n.a 21 Genteng Metal 0.4 Gypsum 40 E18

10 28,29,30 Half Gable Truss 7.5 5 6 18 n.a 20 Solartuff Tidak Ada 35 E16

Langkah Pengerjaan Asistensi

Beban sesuai Code Spesifikasi Atap Sketsa geometri Atap Pembebanan Gording Analisa Struktur Gording Perencanaan Lentur Perencanaan Geser Kontrol Lendutan III. ANALISA STRUKTUR TRUSS

Identifikasi Joint dan Member Pembebanan Truss Analisa Struktur Truss

Identifikasi Batang Tarik dan Tekan IV. PERENCANAAN BATANG TARIK DAN TEKAN

Perencanaan Batang Tarik Perencanaan Batang Tekan

V. GAMBAR 4

1

2

3 I. PENDAHULUAN

II. PERENCANAAN GORDING

TUGAS PERENCANAAN STRUKTUR KAYU

(3)

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

JalanPerpustakaan no. 2, Kampus USU – Telp. (061) 803371 Medan 20155

TUGAS PERENCANAAN STRUKTUR KAYU

DOSEN PEMBIMBING : MUHAMMAD AGUNG PUTRA HANDANA, S.T., M.T.

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI……….……...i

DAFTAR GAMBAR………..…iii

DAFTAR TABEL………..iv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Pendahuluan ... 1

1.2 Beban Sesuai Code ... 2

1.2.1 Nilai Desain Acuan ... 2

1.2.2 Faktor Koreksi Nilai Desain Acuan ... 3

1.2.3 Beban ... 10

1.3 Spesifikasi Penutup Atap ... 13

1.3.1 Spesifikasi Atap Onduline ... 15

1.3.2 Cara Pemasangan Onduline Tile ... 17

1.3.3 Spesifikasi Struktur Atap ... 20

BAB II PERENCANAAN GORDING ... 22

2.1 Data Perencanaan Gording ... 22

2.2 Pembebanan Gording ... 22

2.2.1 Beban Mati (D)... 22

2.2.2 Beban Hidup (L)... 23

2.2.3 Beban Angin (W) ... 23

2.3 Analisis Struktur Gording ... 24

2.3.1 Momen akibat Pembebanan Gording ... 24

2.3.2 Kombinasi Pembebanan Gording... 25

2.4 Perencanaan Lentur ... 26

2.4.1 Kontrol Momen ... 26

2.5 Kontrol Lendutan ... 29

BAB III ANALISA STRUKTUR TRUSS ... 31

(4)

3.1 Identifikasi Joint dan Member ... 31

3.2 Pembebanan Truss ... 32

3.2.1 Perhitungan Beban Mati ... 34

3.2.2 Perhitungan Beban Hidup ... 38

3.3 Analisa Struktur Truss ... 42

3.4 Identifikasi Batang Tarik dan Batang Tekan ... 43

BAB IV PERENCANAAN BATANG TARIK DAN BATANG TEKAN ... 44

4.1 Perencanaan Batang Tarik ... 44

4.1.1 Kuat Tarik Sejajar Serat (Mutu A) ... 44

4.1.2 Kuat Tarik Terkoreksi (Ft’) ... 45

4.1.3 Tahanan Tarik Terkoreksi (T’) ... 45

4.1.4 Kebutuhan Luas Penampang Netto (A_n) ... 45

4.1.5 Menentukan Luas Penampang Bruto (A_g) ... 45

4.2 Perencanaan Batang Tekan ... 46

4.2.1 Menentukan Nilai Desain dan Modulus Elastisitas Lentur Acuan ... 46

4.2.2 Menentukan Rasio Kelangsingan (λ) ... 46

4.2.3 Menentukan Faktor-faktor Koreksi ... 49

4.2.4 Menentukan Nilai E_min ... 53

4.2.5 Menentukan Nilai Faktor Stabilitas Kolom (C_P) ... 53

4.2.6 Menentukan Kuat Tekan F_c ... 54

4.2.7 Perbandingan T’ dengan Tu ... 56

(5)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 : Atap Onduline... 15

Gambar 1.2 : Half Step-up Truss ... 20

Gambar 2.1 : Penampang gording ... 22

Gambar 2.2 : Proyeksi beban gording ... 24

Gambar 3.1 : Joint (huruf) dan Member (angka)... 31

Gambar 3.2 : Pembebanan truss ... 32

Gambar 3.3 : Tampak Atas ... 33

Gambar 3.4 : Detail Luas Pembebanan ... 33

Gambar 3.5 : Input beban mati SAP 2000 (kg, m) ... 38

Gambar 3.6 : Input beban hidup manusia SAP 2000 (kg, m) ... 38

Gambar 3.7 : Input beban hidup hujan SAP 2000 (kg, m) ... 39

Gambar 3.8 : Input beban angin tekan SAP 2000 (kg, m)... 40

Gambar 3.9 : Input beban angin hisap SAP 2000 (kg, m) ... 41

Gambar 3.10 : Reaksi Tumpuan ... 42

Gambar 3.11 : Kombinasi Pembebanan ... 42

(6)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Nilai Desain dan Modulus Elstisitas Lentur Acuan ... 2

Tabel 1.2 : Keberlakuan Faktor-Faktor Koreksi Untuk Kayu Gergajian ... 3

Tabel 1.3 : Faktor Layan Basah ( ) ... 4

Tabel 1.4 : Faktor Temperatur ( ) ... 4

Tabel 1.5 : Faktor Penggunaan Rebah ... 7

Tabel 1.6 : Faktor tusukan ... 7

Tabel 1.7 : Faktor Konversi Format ... 8

Tabel 1.8 : Faktor Ketahanan ( ) ... 9

Tabel 1.9 : Faktor Efek Waktu ( )... 9

Tabel 1.10 : Berat Jenis Beberapa Kayu Indonesia ... 11

Tabel 2.1 : Rekapitulasi Momen... 25

Tabel 2.2 : Kombinasi Momen ... 26

Tabel 3.1 : Identifikasi Joint dan Member ... 31

Tabel 3.2 : Rekapitulasi Beban Mati ... 37

Tabel 3.3 : Rekapitulasi Beban Hujan ... 39

Tabel 3.4 : Rekapitulasi Beban Angin Tekan ... 40

Tabel 3.5 : Rekapitulasi Beban Angin Hisap ... 41

Tabel 3.6 : Nilai Batang Tarik dan Batang Tekan ... 43

(7)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Pendahuluan

Kayu merupakan hasil hutan yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain.

Dalam kehidupan kita sehari-hari, kayu merupakan bahan yang sangat sering dipergunakan untuk tujuan penggunaan tertentu. Terkadang sebagai barang tertentu, kayu tidak dapat digantikan dengan bahan lain karena sifat khasnya. Kita sebagai pengguna dari kayu yang setiap jenisnya mempunyai sifat-sifat yang berbeda, perlu mengenal sifat-sifat kayu tersebut sehingga dalam pemilihan atau penentuan jenis untuk tujuan penggunaan tertentu harus betul-betul sesuai dengan yang kita inginkan. Dalam dunia konstruksi, material kayu sering digunakan seperti dalam penggunaan bahan dinding, bahan langit-langit, bahan penutup atap, bahan kusen dan daun pintu/jendela, struktur lantai, struktur kolom, dan lain sebagainya.

Kayu bangunan adalah kayu olahan yang diperoleh dengan jalan mengkonversikan kayu bulat menjadi kayu berbentuk balok, papan, atau bentuk-bentuk yang sesuai dengan tujuan penggunaan. Kayu digolongkan atas beberapa jenis, berdasarkan ukuran penampangnya, kayu digolongkan menjadi : balok kayu, bingkai kayu(kusen), kaso kayu, reng kayu, papan kayu, lis dan jalusi kayu. Pada pekerjaan konstruksi kayu, diperlukan penyambung kayu pada titik-titik pertemuan konstruksi (joint) apabila panjang kayu yang tersedia tidak mencukupi untuk bentang yang diinginkan. Sambungan pada kayu terdiri atas sambungan tanpa alat penyambung (header, tegak lurus, gigi tunggal, gigi rangkap), dan sambungan dengan alat penyambung (paku, baut, pasak).

Dalam merancang struktur kayu, digunakan pedoman SNI 7973-2013 tentang Spesifikasi Desain Untuk Konstruksi Kayu dan Revisi PKKI NI-5 tentang Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia.

(8)

1.2 Beban Sesuai Code

Perancangan struktur kayu dapat menggunakan prosedur desain metode Desain Tegangan Izin (DTI) atau Desain Faktor Beban Ketahanan (DFBK). Dalam perencanaan struktur atap kayu ini mengikuti prosedur desain Desain Faktor Beban Ketahanan (DFBK), yang mana perhitungan nilai desain terkoreksi harus ditentukan dengan menggunakan faktor-faktor koreksi DFBK yang ditetapkan di SNI 7973-2013.

1.2.1 Nilai Desain Acuan

Kayu harus dispesifikasikan dengan nama mutu dan spesies komersial, atau dengan level nilai desain yang diperlukan. Nilai desain acuan untuk kayu yang dipilah secara visual dan kayu dimensi yang dipilah secara mekanis dicantumkan di dalam tabel 1.1

Tabel 1.1 Nilai Desain dan Modulus Elstisitas Lentur Acuan

(Sumber : SNI 7973-2013)

(9)

1.2.2 Faktor Koreksi Nilai Desain Acuan

Nilai desain terkoreksi untuk komponen struktur dan sambungan kayu pada penggunaan akhir khusus harus sesuai dengan kondisi dimana kayu tersebut digunakan, dengan memperhitungkan perbedaan kekuatan kayu akibat perbedaan kadar air, durasi beban, dan jenis perlakuan. Kondisi penggunaan yang dimaksud di dalam Spesifikasi di sini adalah kondisi umum. Desainer bertanggungjawab untuk mengaitkan asumsi desain dan nilai desain acuan, dan melakukan penyesuaian nilai desain yang sesuai dengan penggunaan akhir. Faktor-faktor koreksi yang berlaku untuk kayu gergajian adalah :

Tabel 1.2 : Keberlakuan Faktor-Faktor Koreksi Untuk Kayu Gergajian

(Sumber : SNI 7973-2013)

(10)

1.2.2.1 Faktor Layan Basah ( )

Faktor Layan Basah ( ) adalah untuk memperhitungkan kadar air masa layan yang lebih tinggi dari pada 19% untuk kayu massif dan 16% untuk produk kayu yang dilem. digunakan pada kondisi kadar air >19%. Nilai desain acuan untuk kayu gergajian struktural didasarkan pada kondisi layan kadar air yang ditetapkan di Tabel 1.3 di bawah.

Apabila kadar air komponen struktur berbeda dengan kondisi layan tersebut, maka nilai desain acuan harus dikalikan dengan faktor layan basah, , yang ditetapkan di dalam Tabel 1.3.

Tabel 1.3 : Faktor Layan Basah ( )

(Sumber : SNI 7973-2013) 1.2.2.2 Faktor Temperatur ( )

Nilai desain acuan harus dikalikan dengan faktor temperatur, , di dalam Tabel 1.4 untuk komponen struktural yang akan mengalami pengeksposan tetap pada temperatur tinggi sampai 65^oC.

Tabel 1.4 : Faktor Temperatur ( )

(Sumber : SNI 7973-2013)

(11)

1.2.2.3 Faktor Stabilitas Balok ( )

Beberapa peraturan mengenai Faktor Stabilitas Balok ( )

1. Apabila tinggi komponen struktur lentur tidak melebihi lebarnya, d < b, tumpuan lateral tidak diperlukan dan = 1,0.

2. Apabila komponen struktur lentur kayu gergajian persegi panjang ditumpu lateral dengan mengikuti ketentuan stabilitas komponen struktur lentur, maka = 1,0.

3. Apabila tepi tekan komponen struktur lentur ditumpu di seluruh panjangnya untuk mencegah peralihan lateral, dan ujung-ujung tumpu mempunyai tumpuan lateral untuk mencegah rotasi, maka = 1,0.

Faktor stabilitas balok harus dihitung menggunakan persamaan berikut :

………..…(1.1) Keterangan :

………..………..…(1.2) 1.2.2.4 Faktor Ukuran ( )

Beberapa peraturan mengenai Faktor Ukuran ( ) adalah :

1. Nilai desain lentur, tarik, dan tekan sejajar serat acuan untuk kayu dimensi yang tebalnya 50,8 mm sampai 101,6 mm yang dipilah secara visual harus dikalikan dengan faktor koreksi yang ditetapkan yaitu 1,0

2. Apabila tinggi komponen struktur lentur kayu gergajian yang tebalnya 127 mm atau lebih besar melebihi 305 mm dan dipilah secara visual, maka nilai desain lentur acuan, F_b, di dalam Tabel 1.4 harus dikalikan dengan faktor ukuran tabel 1.1

(12)

( )

………..(1.3)

3. Untuk balok dengan penampang lingkaran dan diameter lebih besar daripada 343 mm, atau untuk balok persegi 305 mm atau lebih besar yang dibebani di bidang diagonal, faktor ukuran harus ditentukan sesuai poin ke-2 berdasarkan balok persegi yang dibebani ekuivalen secara konvensional yang mempunyai luas penampang sama.

4. Nilai desain acuan untuk Dek dari semua species yang tebalnya 50,8 mm atau 76,2 mm, kecuali Redwood, harus dikalikan dengan faktor ukuran yang ditetapkan. Nilai desain untuk Dek di Spesifikasi Suplemen Tabel 4E SNI 7973-2013 didasarkan atas ketentuan ASTM D245 kecuali untuk faktor layan basah, C_M untuk F_b yang didasarkan atas ASTM D1990. Nilai desain lentur acuan, F_b, di Tabel 4E untuk semua spesies dan kombinasi spesies kecuali Redwood didasarkan atas ketebalan 101,6 mm. Pertambahan 10 persen terhadap nilai-nilai ini berlaku apabila dek 50,8 mm digunakan.

(13)

1.2.2.5 Faktor Penggunaan Rebah ( )

Apabila kayu yang tebalnya 50,8 sampai 101,6 mm dibebani di muka lebar, nilai desain lentur acuan, F_b, harus dikalikan dengan faktor penggunaan rebah, C_fu yang ditetapkan di Tabel 1.6

Tabel 1.5 : Faktor Penggunaan Rebah

(Sumber : SNI 7973-2013) 1.2.2.6 Faktor Tusukan ( )

Nilai desain acuan harus dikalikan dengan faktor tusukan, Ci berikut, apabila kayu dimensi dipotong sejajar serat pada tinggi maksimum 10,16 mm, panjang maksimum 9,53 mm, dan densitas tusukan sampai 11840/m². Faktor tusukan harus ditentukan dengan pengujian atau dengan perhitungan menggunakan penampang tereduksi untuk pola tusukan yang melebihi batas-batas berikut :

Tabel 1.6 : Faktor tusukan

(Sumber : SNI 7973-2013) 1.2.2.7 Faktor Komponen Struktur Berulang ( )

Nilai desain lentur acuan, F_b, di dalam Tabel 4A, 4B, 4C, dan 4F pada SNI 7973-2013 untuk kayu dimensi yang tebalnya 50,8 mm sampai 101,6 mm harus dikalikan dengan faktor komponen struktur berulang, C_r = 1,15 apabila komponen struktur tersebut digunakan sebagai

(14)

joist, batang pada rangka batang, gording, dek, balok lantai, atau komponen struktur serupa yang satu sama lain berkontak atau berjarak tidak lebih dari 610 mm as ke as, banyaknya tidak kurang dari tiga, dan dihubungkan satu sama lain dengan lantai, atap, atau elemen-elemen pendistribusi beban lain yang memadai untuk memikul beban desain. (Elemen pendistribusi beban adalah sistem yang didesain atau berdasarkan pengalaman terbukti mampu menyalurkan beban desain ke komponen struktur di dekatnya, berjarak satu sama lain seperti telah disebutkan di atas, tanpa terjadinya kelemahan struktural atau defleksi berlebihan. Elemen penutup lantai dengan penggunaan sambungan lidah-dan-alur, dan penggunaan paku pada umumnya memenuhi kriteria ini.) Nilai desain lentur di dalam Tabel 4E untuk Dek yang dipilah secara visual telah dikalikan dengan faktor Cr = 1,15.

1.2.2.8 Faktor Konversi Format ( )

Untuk DFBK, nilai desain acuan harus dikalikan dengan faktor konversi format, KF, yang ditetapkan di dalam Tabel 1.8. Faktor konversi format, KF, tidak berlaku untuk desain yang menggunakan metode DTI.

Tabel 1.7 : Faktor Konversi Format

(Sumber : SNI 7973-2013) 1.2.2.9 Faktor Ketahanan ( )

Faktor ketahanan, , yang ditetapkan di dalam Tabel 1.9 didasarkan atas faktor ketahanan yang didefinisikan di dalam ASTM D5457. Faktor ketahanan diberikan untuk berbagai sifat kayu dengan hanya satu faktor untuk setiap ragam tegangan (yaitu lentur, geser, tekan, tarik, dan stabilitas). Pada umumnya, besar faktor ketahanan antara lain merefleksikan variablitas sifat

(15)

produk kayu. Perbedaan aktual pada variabilitas produk diperhitungkan di dalam penurunan nilai desain acuan.

Tabel 1.8 : Faktor Ketahanan ( )

(Sumber : SNI 7973-2013) 1.2.2.10 Faktor Efek Waktu ( )

Untuk DFBK, nilai desain acuan harus dikalikan dengan faktor efek waktu, λ, yang ditetapkan di Tabel 1.10. Faktor efek waktu, λ, tidak berlaku untuk desain yang menggunakan DTI.

Tabel 1.9 : Faktor Efek Waktu ( )

(Sumber : SNI 7973-2013)

1. Faktor efek waktu, λ, lebih besar dari pada 1,0 tidak berlaku pada sambungan atau komponen struktur yang diberi perlakuan dengan vakum tekan dengan bahan pengawet larut air atau kimiawi penghambat api.

(16)

2. Kombinasi beban dan faktor beban yang konsisten dengan ASCE 7 dicantumkan di sini untuk memudahkan. Beban nominal harus sesuai dengan Nilai desain DFBK untuk komponen struktur dan sambungan harus ditentukan sesuai dengan Standar ASTM D 5457 dan ketentuan desain di dalam Spesifikasi ini, atau sesuai dengan Nilai Desain Komponen Struktur dan Nilai Desain Sambungan. Apabila nilai desain DFBK ditentukan dengan menggunakan metode faktor normalisasi reliabilitas di dalam ASTM D 5457, maka faktor konversi format tidak berlaku.

1.2.3 Beban

Beban yang digunakan mengacu pada standar atau peraturan pembebanan pada gedung yang berlaku, yaitu SNI 1727:2020 tentang Beban Desain Minimum dan Kriteria Terkait untuk Bangunan Gedung dan Struktur Lain.

1.2.3.1 Beban Mati (D)

Beban mati adalah berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang terpasang, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, klading gedung dan komponen arsitektural dan struktural lainnya serta peralatan layan terpasang lain termasuk berat derek dan sistem pengangkut material. Beban mati pada struktur atap kayu ini ialah gording, penutup atap, rangka atap, dan lain sebagainya.

(17)

Tabel 1.10 : Berat Jenis Beberapa Kayu Indonesia

(Sumber : SNI 7973-2013) 1.2.3.2 Beban Hidup (L)

Beban Hidup (L) adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir, atau beban mati.

Beban hidup atap adalah beban pada atap yang diakibatkan (1) selama pemeliharaan oleh pekerja, peralatan, dan material, dan (2) selama masa layan struktur akibat benda bergerak, seperti tanaman pot atau perlengkapan dekoratif kecil serupa lainnya yang bukan terkait hunian.

(18)

beban hidup terkait hunian pada atap seperti area berkumpul di atap, atap dek dan atap vegetatif atau atap lansekap pada area yang bisa dipakai, diperhitungkan sebagai beban.

1.2.3.3 Beban Hujan (R)

Beban hujan adalah beban akibat akumulasi massa air yang terjadi di atap selama hujan bercurah tinggi. Proses ini, yang disebut sebagai genangan, sebagian besar terjadi di atap datar.

Genangan di atap terjadi ketika limpasan setelah curah hujan kurang dari jumlah air yang tertahan di atap. Air yang terkumpul di atap datar atau rendah selama hujan dapat menimbulkan beban struktural yang besar. Oleh karena itu, hal tersebut harus diperhatikan saat mendesain sebuah bangunan.

Beban hujan pada struktur atap ditentukan dalam SNI 1727 – 2020 yang mengatur tentang beban hujan dijelaskan sebagai berikut :

R = (40-(0.8 x α))………...(1.4)

Rx = R Cos α………...……….………...(1.5)

Ry = R Sin α……….………...(1.6)

1.2.3.4 Beban Angin (W)

Beban angin adalah beban yang bekerja pada struktur akibat tekanan-tekanan dari gerakan angin. Beban angin sangat tergantung dari lokasi dan ketinggian dari struktur. Besarnya tekanan tiup harus diambil minimum sebesar 25 kg/m², kecuali untuk bangunan-bangunan berikut:

 Tekanan tiup di tepi laut hingga 5 km dari pantai harus diambil minimum 40 kg/m²

 Untuk bangunan di daerah lain yang kemungkinan tekanan tiupnya lebih dari 40 kg/m², harus diambil sebesar p=V²/16 (kg/m²), dengan V adalah kecepatan angina dalam m/s

 Untuk cerobong, tekanan tiup dalam kg/m²harus ditentukan dengan rumus (42,5 + 0,6h), dengan h adalah tinggi cerobong seluruhnya dalam meter. Nilai tekanan tiup yang diperoleh dari hitungan diatas harus dikalikan dengan suatu koefisien angin, untuk mendapatkan gaya resultan yang bekerja pada bidang kontak tersebut.

(19)

1.2.3.5 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada SNI 1727:2020 tentang Beban Desain Minimum Dan Kriteria Terkait Untuk Bangunan Gedung Dan Struktur Lain.

Kombinasi Beban DFBK

 1,4D

 1,2D + 1,6L + 0,5( Lr atau R )

 1,2D + 1,6( Lr atau R) + (L atau 0,5W )

 1,2D + 1,0W + L + 0,5(Lr atau R )

 1,2D + 1,0E + L

 0,9D + 1,0W

 0,9D + 1,0E Keterangan : D = Beban Mati L = Beban Hidup Lr = Beban Hidup Atap R = Beban Hujan W = Beban Angin E = Beban Gempa

1.3 Spesifikasi Penutup Atap

Dalam perancangan struktur atap kayu ini menggunakan penutup atap Onduline ketebalan 0.3 cm. Onduline merupakan inovasi baru yang menciptakan lembaran atap yang panjang menyerupai onduline dan tampilan menyerupai genteng onduvilla, produk ini dirancang dengan menampilkan garis timbul (emboss), sehingga memudahkan pengguna untuk:

1. Menentukan overlap (tumpang tindih atap) tanpa perlu kesulitan mengukur.

2. Menjaga kelurusan pemasangan serta pemotong lembaran

3. Memudahkan penentuan posisi sekrup, sehingga posisi sekrup lurus dan rapi.

(20)

Keuntungan menggunakan atap onduline adalah : 1. Ringan

Mengingat struktur jenis atap ini ringan, sehingga mudah diangkut, tidak mudah rusak ataupun pecah. Jadi proses pengangkutannya lebih mudah dan praktis. Dilihat dari segi ketahanan produknya pun juga tidak perlu dikhawatirkan. Karena jenis atap onduline ini bisa menahan beban dengan baik. Itulah kenapa jenis atap ini cocok dipakai untuk semua daerah di Indonesia.

2. Meredam Suara

Atap onduline itu tidak bising. Jadi bila dibandingkan dengan jenis atap dari logam, onduline bisa menyerap air lebih baik. Itulah kenapa tipe ini dapat meminimalisir suara bising dari air hujan.

3. Anti Karat

Mengingat onduline itu tidak memiliki kandungan unsur asbes dan metal, sehingga jenis atap ini lebih awet dan bebas korosi ataupun karat.

4. Ekonomis

Dengan menggunakan atap onduline, Anda bisa menghemat biaya perawatan dan pemasangan. Karena saat proses pemindahannya sangat cepat. Selain itu, pemasangannya juga mudah. Dengan begitu Anda dapat menyelesaikannya dengan cepat. Untuk perawatannya sendiri juga anti ribet. Sehingga cukup menguntungkan penggunanya. Jadi bisa dikatakan bahwa jenis atap ini memiliki kualitas yang sesuai dengan harganya.

(21)

1.3.1 Spesifikasi Atap Onduline

Gambar 1.1 : Atap Onduline

(22)

SPESIFIKASI

Panjang : 200 cm

Lebar : 97 cm

Profil : 7 corrugation + 6 flats Pengulangan : 14,6 cm

Tinggi gelombang : 3,8 cm Lebar gelombang : 9,7 cm

Tipe : DR

Berat / lembar : 6,1 kg Berat / : 4,14 kg / Tebal : 0,3 cm Luas gross : 1,94

Kemiringan 5^o – 10^o : Jarak reng 22,5 cm Coverage suface : 1,3

Kemiringan > 10^o : Jarak reng 45 cm Coverage suface : 1,57

(Sumber : Katalog Onduline Tile)

(23)

1.3.2 Cara Pemasangan Onduline Tile

(24)

1.3.2.1 Cara Pemasangan Onduline Tile Sudut Kemiringan Bidang Atap > 10^o Berikut adalah langkah-langkahnya :

1. Pasang reng dengan jarak 45 cm dari as ke as.

2. Pasang atap Onduline Tile, mulai dengan lembar ke-1.

 Overlap ke samping = 1 gelombang.

 Overlap ke atas = 20 cm.

 Jumlah sekrup per lembar = 18 pcs (formasi 6 + 3 + 6 + 3).

 Lanjutkan dengan pemasangan lembar berikutnya, sampai 1 baris penuh.

(25)

3. Pasang atap Onduline Tile di baris ke-2, mulailah dengan ½ lembar atap, agar terbentuk pola zig-zag /susun bata (lembar ke-4).

4. Lanjutkan dengan pemasangan lembar berikutnya, hingga baris ke-2 penuh.

 Untuk baris ke-3, mengulang sama seperti baris ke-1.

 Untuk baris ke-4, mengulang sama seperti baris ke-2, dst.

(26)

1.3.3 Spesifikasi Struktur Atap 1.3.3.1 Type of Truss

Rangka atap yang digunakan pada perencanaan struktur atap kayu ini adalah Half Step-up Truss.

Gambar 1.2 : Half Step-up Truss

(27)

1.3.3.2 Gording

Gording membagi bentangan atap dalam jarak-jarak yang lebih kecil pada proyeksi horizontal. Gording meneruskan beban dari penutup atap, reng, usuk, orang, beban angin, beban air hujan pada titik-titik buhul kuda-kuda. Gording kayu biasanya memiliki dimensi : panjang maksimal 4 m, tinggi 12 cm dan lebar 8 cm s.d. 10 cm. Jarak antar gording kayu diantara 1,2 m s.d. 2,5 m.

1.3.3.3 Usuk

Usuk berfungsi menerima beban dari penutup atap dan reng dan meneruskannya ke gording. Usuk terbuat dari kayu dengan ukuran 5/7 cm dan panjang maksimal 4 m. Usuk dipasang dengan jarak 40 cm s.d. 50 cm antara satu dengan lainnya pada arah tegak lurus gording. Usuk akan terhubung dengan gording dengan menggunakan paku.

(28)

BAB II

PERENCANAAN GORDING 2.1 Data Perencanaan Gording

Gambar 2.1 : Penampang gording

Bentang Truss = 10 m

Jarak antar Truss = 4.50 m Sudut Kemiringan = 24

Profil Gording = Gording 8/14

Jarak antar Gording = 1.37 m Jarak antar Usuk = 0.50 m Jarak antar Reng = 0.45 m 2.2 Pembebanan Gording

2.2.1 Beban Mati (D)

Beban mati adalah beban merata yang terjadi akibat beban gording itu sendiri dan beban- beban tetap permanen, adapun pembebanan sebagai berikut:

 Berat Jenis Kayu = 610 kg/m³

(Tabel 11.3.3.A-Berat Jenis Beberapa Kayu Indonesia SNI 7973-2013)

 Berat penutup atap dengan reng 2/3 dan usuk 5/7 = 9.22 kg/m²

 Berat Sendiri Gording = Maka dapat dihitung total beban mati per satuan panjang (q) sebagai berikut :

(29)

2.2.2 Beban Hidup (L)

Beban Hidup pada atap yang tidak dapat dicapai olah orang harus diambil yang paling menentukan diantara dua macam beban berikut :

 Beban Pekerja

Beban terpusat dari seorang pekerja dengan peralatannya diasumsiman 100 kg

 Beban Hujan (R)

( )

Maka nilai beban hujan dapat dihitung sebagai berikut :

Beban hidup pekerja dan beban hidup air hujan diasumsikan tidak bekerja secara bersamaan. Sehingga, akan dipilih beban terbesar sebagai beban hidup yang diperhitungkan.

2.2.3 Beban Angin (W)

Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan atau terpaan angin yang terdiri dari dua jenis, yaitu angin tekan dan angin hisap dengan arah pembebanannya tegas lurus bidang atap. Besaran tekanan positif dan negatif dapat ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup dengan koefisien angin. Adapun beban angin yang terjadi pada atap miring sepihak positif atau negatif ditentukan oleh arah angin.

Beban angin = 45 kg/m² Kemiringan atap ( ) = 24

(30)

Maka Beban angin adalah :

( )

2.3 Analisis Struktur Gording

Gambar 2.2 : Proyeksi beban gording 2.3.1 Momen akibat Pembebanan Gording

a. Beban Mati

( )

(31)

b. Beban Hidup

( )

c. Beban Angin

Angin tekan

Angin hisap

2.3.2 Kombinasi Pembebanan Gording

Tabel 2.1 : Rekapitulasi Momen

Nama Beban My (kg.m) Mx (kg.m)

Beban mati (D) 20.04 45.01

Beban Hidup (L) 21.21 131.79

Beban angin tekan (W) 0 12.45

Beban angin hisap (W) 0 -62.42

(32)

Tabel 2.2 : Kombinasi Momen

No Kombinasi Momen Muy (kg.m) Mux (kg.m)

1 1.4D 24.528 55.104

2 1,2D + 1,6L + 0,5( Lr atau R ) 57.98 264.873

3 1,2D + 1,6( Lr atau R) + (L atau 0,5Wtekan ) 21.024 53.457 4 1,2D + 1,6( Lr atau R) + (L atau 0,5Whisap ) 21.024 16.022 5 1,2D + 1,0W_tekan + L + 0,5(Lr atau R ) 42.234 191.472 6 1,2D + 1,0Whisap + L + 0,5(Lr atau R ) 42.234 116.602

7 1,2D + 1,0E + L 42.234 179.022

8 0,9D + 1,0W_tekan 15.768 47.874

9 0,9D + 1,0Whisap 15.768 -26.996

10 0,9D + 1,0E 15.768 35.424

2.4 Perencanaan Lentur 2.4.1 Kontrol Momen

 Kode Mutu E17 - Fb = 16,5 MPa - E = 17000 MPa - Emin = 8500 MPa - Lu = 4,5 m = 4500 mm

 Faktor Koreksi - C_M = 0,85 - Ct = 1 - C_f = 1 - C_fu = 1.1 - Ci = 0,8

- Cr = 1,15 - K_F = 2,54

- = 0,85 - = 0,8

(33)

 Tahanan Lentur Fb’

= Fb x CM x Ct x Cf x Ci x Cr

Fb’

= 16.5 x 0,85x 1x 1x 0,8x 1,15 Fb’

= 12.903 MPa

 Mencari Panjang Efektif (SNI 7973-2013 Butir 3.3.3.5)

Maka sesuai Tabel 3.3.3 Panjang Efektif , le untuk komponen Struktur Lentur adalah ( ) ( )

( ) ( )

 Rasio Kelangsingan (SNI 7973-2013 Butir 3.3.3.6)

√

√ ( )

( )

Maka sesuai SNI 7973-2013 Butir 3.3.3.8 nilai Fbe dapat dihitung

( )

(34)

 Mencari Faktor Stabilitas (CL) (SNI 7973-2013 Butir 3.3.3.8)

√[

] [

]

CL =

 Tahanan Lentur Terkoreksi

F_b^’ = F_b x C_Mx C_tx C_fx C_fu x C_ix C_rx C_L x K_F x x Fb’

= 17,3 x 0,85x 1x 1 x 1.1 x 0,8x 1,15x 0,97 x 2,54 x 0,85 x 0,8 Fb’

= 23,87 MPa

 Modulus Penampang -

-

 Tahanan Moment Lentur Terkoreksi - Mx’ = Fb’ x Sx

Mx’ = 23,87 x Mx’ = 6239694.52 N mm

Mx’ = 636.70 kg m

( ) - My’ = Fb’ x Sy

My’ = 23,87 x My’ = 3565539.73 N mm

My’ = 363.83 kg m

( )

(35)

 Kontrol Tegangan Lentur

OK

2.5 Kontrol Lendutan E = 17000 MPa

Emin = 8500 MPa

 Faktor Koreksi Untuk menghitung E dan Emin - C_M = 0,9

- C_t = 1 - Ci = 0,95

 Modulus Elastisitas Terkoreksi E’ = E x CM x Ct x Ci

E’ = 18000 x 0,9 x 1x 0,95 E’ = 15390 MPa

E’ = 153900 kg/cm²

 Menghitung Momen Inersia -

( )

-

(36)

( )

 Menghitung Lendutan Izin Lendutan Izin =

=

= 15 mm

 Lendutan Akibat Beban Tetap (Beban Mati + Beban Hidup) Arah Sumbu Kuat (Arah X)

(

( )

) (

( ) )

 Lendutan Akibat Beban Tetap (Beban Mati + Beban Hidup) Arah Sumbu Lemag (Arah Y)

(

( )

) (

( ) )

 Lendutan Total

√( ) ( ) √( ) ( )

( ) OK

(37)

BAB III

ANALISA STRUKTUR TRUSS 3.1 Identifikasi Joint dan Member

Gambar 3.1 : Joint (huruf) dan Member (angka) Tabel 3.1 : Identifikasi Joint dan Member

Member i-j L (mm) Xi - Xj Yi - Yj

1 A-B 2736.591 2500 1113.072

2 B-C 2736.591 2500 1113.072

3 C-D 2736.591 2500 1113.072

4 D-E 2736.591 2500 1113.072

5 E-F 5652.287 0 5652.287

6 F-G 2500 2500 0

7 G-H 2500 2500 0

8 H-I 2500 2500 0

9 I-J 2500 2500 0

10 J-A 1200 0 1200

11 A-I 2773.085 2500 1200

12 I-B 2313.072 0 2313.072

13 B-H 3405.921 2500 2313.072

14 H-C 3426.143 0 3426.143

15 C-G 4241.280 2500 3426.143

16 G-D 4539.215 0 4539.215

17 D-F 5182.130 2500 4539.215

(38)

3.2 Pembebanan Truss

Dalam melakukan analisis suatu sistem struktur rangka batang, senantiasa digunakan prinsip-prinsip kesetimbangan statik dengan mengambil beberapa asumsi dasar sebagai berikut:

a. Semua beban termasuk berat sendiri struktur dianggap bekerja pada titik-titik kumpul b. Setiap batang terhubung di suatu titik kumpul yang berupa sendi tanpa gesekan

(frictionless hinges)

c. Sumbu utama setiap batang, dalam satu titik kumpul, saling berpotongan di suatu titik sehingga tidak terjadi eksentrisitas gaya

d. Setiap batang hanya memikul gaya aksial, tanpa adanya momen lentur dan gaya geser

Gambar 3.2 : Pembebanan truss

(39)

Gambar 3.3 : Tampak Atas

Gambar 3.4 : Detail Luas Pembebanan

(40)

Luas A’ = 9 m² Luas B’ = 11.25 m² Luas C’ = 11.25 m² Luas D’ = 11.25 m² Luas E’ = 5.625 m²

3.2.1 Perhitungan Beban Mati 1) Beban P1

a) Beban Gording = Berat gording panjang gording jumlah gording

=

b) Beban atap = Luasan A’ berat atap

=

c) Beban truss = ½ batang (1+10+11) berat truss

= ½ (2.736 + 2.773 + 1.2)

= ½ 6.709 m

= 22.911 kg 2) Beban P2

=

b) Beban atap = Luasan B’ berat atap

=

= ½ (2.736 + 2.313+ 3.405)

(41)

= ½ 8.454 m

= 28.870 kg 3) Beban P3

=

b) Beban atap = Luasan C’ berat atap

=

= ½ (2.736 + 3.426+ 4.241)

= ½ 10.403 m

= 35.526 kg 4) Beban P4

=

b) Beban atap = Luasan D’ berat atap

=

= ½ (2.736 + 5.182+ 4.539)

= ½ 12.457 m

= 42.540 kg

(42)

5) Beban P5

=

b) Beban atap = Luasan E’ berat atap

=

c) Beban truss = ½ batang 5 berat truss

= ½ 5.652 m

= 19.301 kg 6) Beban P6

a) Beban truss = ½ batang (5+6+17) berat truss

= ½ (5.652+2.5+5.182) m

= ½ 13.334 m

= 45.535 kg 7) Beban P7

= ½ (2.5+4.241+4.539) m

= ½ 11.28 m

= 38.521 kg 8) Beban P8

= ½ (2.5+3.405+3.426) m

= ½ 9.331 m

= 31.865 kg

(43)

9) Beban P9

= ½ (2.5+2.773+2.313) m

= ½ 9.331 m

= 25.906 kg 10) Beban P10

1) Beban truss = ½ batang 10 berat truss

= ½ 1.2 m

= 4.098 kg

Tabel 3.2 : Rekapitulasi Beban Mati Nama

Beban

Atap (kg)

Gording (kg)

Truss (kg)

Jumlah Beban (kg)

Input SAP 2000 (kg)

Input SAP 2000 (kN)

P1 82.98 61.47 22.911 167.361 168 1.6475

P2 103.725 61.47 28.870 194.065 195 1.9123

P3 103.725 61.47 35.526 200.721 201 1.9711

P4 103.725 61.47 42.540 207.735 208 2.0398

P5 51.862 30.735 19.301 101.898 102 1.0003

P6 0 0 45.535 45.535 46 0.4511

P7 0 0 38.521 38.521 39 0.3824

P8 0 0 31.865 31.865 32 0.3138

P9 0 0 25.906 25.906 26 0.2549

P10 0 0 4.098 4.098 5 0.0490

(44)

Gambar 3.5 : Input beban mati SAP 2000 (kg, m) 3.2.2 Perhitungan Beban Hidup

3.2.2.1 Beban Hidup Manusia

Beban yang bekerja pada P1 hingga P5 adalah 100 kg atau 0.980665 kN

Gambar 3.6 : Input beban hidup manusia SAP 2000 (kg, m)

(45)

3.2.2.2 Perhitungan Beban Hidup Hujan Beban Hujan =

Tabel 3.3 : Rekapitulasi Beban Hujan Nama

Beban

Luasan Atap (m²)

Beban Hujan

(kg/m²) Beban (kg) Input SAP 2000 (kg)

Input SAP 2000 (kN)

P1 9.851 20.8 204.9 205 2.0104

P2 12.312 20.8 256.089 257 2.5203

P3 12.312 20.8 256.089 257 2.5203

P4 12.312 20.8 256.089 257 2.5203

P5 6.165 20.8 128.232 129 1.2651

Gambar 3.7 : Input beban hidup hujan SAP 2000 (kg, m)

(46)

3.2.2.3 Perhitungan Beban Angin Beban angin = 45 kg/m²

Kemiringan atap ( ) = 24 1) Angin Tekan

( )

( ) kg

Tabel 3.4 : Rekapitulasi Beban Angin Tekan Nama Beban W (kg) W cos

(kg)

Input SAP 2000 (kg)

W sin (kg)

Input SAP 2000 (kg)

W1 22.185 20.26701 20.3 9.02345 9.1

W2 22.185 20.26701 20.3 9.02345 9.1

W3 22.185 20.26701 20.3 9.02345 9.1

W4 22.185 20.26701 20.3 9.02345 9.1

W5 22.185 20.26701 20.3 9.02345 9.1

Gambar 3.8 : Input beban angin tekan SAP 2000 (kg, m)

(47)

2) Angin Hisap

( )

( ) Tabel 3.5 : Rekapitulasi Beban Angin Hisap Nama Beban W (kg) W cos

(kg)

Input SAP 2000 (kg)

W sin (kg)

Input SAP 2000 (kg)

W1 -110.97 -101.37614 -101.4 -45.13557 -45.2

W2 -110.97 -101.37614 -101.4 -45.13557 -45.2

W3 -110.97 -101.37614 -101.4 -45.13557 -45.2

W4 -110.97 -101.37614 -101.4 -45.13557 -45.2

W5 -110.97 -101.37614 -101.4 -45.13557 -45.2

Gambar 3.9 : Input beban angin hisap SAP 2000 (kg, m)

Setelah seluruh beban diinput pada SAP 2000, maka didapatkan reaksi tumpuan seperti pada gambar berikut

(48)

Gambar 3.10 : Reaksi Tumpuan 3.3 Analisa Struktur Truss

Perhitungan Analisa Struktur menggunakan Aplikasi SAP 2000, dengan menggambar kan truss dan menginput nilai masing-masing pembebanan di Aplikasi SAP 2000 didapatkan gaya aksial setiap batang untuk masing-masing pembebanan. Dari kombinasi pembebanan diambil nilai maksimum yaitu nilai envelope.

Gambar 3.11 : Kombinasi Pembebanan

(49)

3.4 Identifikasi Batang Tarik dan Batang Tekan

Tabel 3.6 : Nilai Batang Tarik dan Batang Tekan Batang Comb

Axial Tekan

(kg)

Tarik (kg) 1 Envelope -1396 2 Envelope -1264

3 Envelope -721

4 Envelope -50

5 Envelope -428

6 Envelope 659

7 Envelope 1155

8 Envelope 1275

9 Envelope 46

10 Envelope -1810

11 Envelope 1415

12 Envelope -581 13 Envelope -164

14 Envelope 150

15 Envelope -843

16 Envelope 728

17 Envelope -1364

(50)

BAB IV

PERENCANAAN BATANG TARIK DAN BATANG TEKAN 4.1 Perencanaan Batang Tarik

Mutu kayu = E17

Data desain kayu mutu E17 : - E = 17000 MPa - Emin = 8500 MPa - Ft = 14.6 MPa Kelas mutu = Kelas mutu A

Tarik Maks = 1415 kg = 13881.15 N (Output SAP 2000) Ukuran kayu =

Faktor Koreksi - CM = 1.0 - Ct = 1.0 - Cf = 1.0 - Cfu = 1.1 - Ci = 0,8

- Cr = 1,15 - KF = 2.70

- = 0,80

- = 0,8

4.1.1 Kuat Tarik Sejajar Serat (Mutu A) F_t = 0.8 Ft tabel

F_t = 0.8 14.6 MPa Ft = 11.68 MPa

(51)

4.1.2 Kuat Tarik Terkoreksi (F_t’)

F_t’ = Ft CM Ct CF CI KF

F_t’ = 11.68 1.0 1.0 1.0 0.8 2.70 0.80 0.80 Ft’ = 16.1464 MPa

4.1.3 Tahanan Tarik Terkoreksi (T’) T’ = Ft’ An

T’ = 16.1464 An

4.1.4 Kebutuhan Luas Penampang Netto (An)

13881.15 N 16.1464 N/mm² An

4.1.5 Menentukan Luas Penampang Bruto (Ag) Ag = 1.25 An

Ag = 1.25 Ag = 1074.6318

Dicoba menggunakan dimensi batang A_g = 7200

An = 7200 / 1.25 = 5760 Kontrol tahanan tarik batang

13881.15 N 16.1464 N/mm² 5760 13881.15 N 93003.264 N (OK)

Maka berdasarkan gaya tarik maksimum, dapat digunakan batang dengan dimensi

(52)

4.2 Perencanaan Batang Tekan

4.2.1 Menentukan Nilai Desain dan Modulus Elastisitas Lentur Acuan

4.2.2 Menentukan Rasio Kelangsingan (λ)

Panjang Efektif (Le) dapat ditentukan melalui :

Didapatkan nilai Ke = 1 , dan untuk nilai L = K x L

Kode Mutu= E17

Fc= 14,6

E= 17000

Emin= 8500

(53)

Rasio Kelangsingan =

;

 Batang 1

=

= 27,36 ;

=

= 22,8 [Kontrol]

27,36 < 50 (OK)

 Batang 2

=

= 27,36 ;

=

= 22,8 [Kontrol]

27,36 < 50 (OK)

 Batang 3

=

= 27,36 ;

=

= 22,8 [Kontrol]

27,36 < 50 (OK)

 Batang 4

=

= 27,36 ;

=

= 22,8 [Kontrol]

27,36 < 50 (OK)

 Batang 5

=

= 47,1 ;

=

= 47,1 [Kontrol]

47,1 < 50 (OK)

(54)

 Batang 10

=

= 12 ;

=

= 10 [Kontrol]

12 < 50 (OK)

 Batang 12

=

= 23,13 ;

=

= 19,275 [Kontrol]

23,13 < 50 (OK)

 Batang 13

=

= 34,05 ;

=

= 28,375 [Kontrol]

34,05 < 50 (OK)

 Batang 15

=

= 42,41 ;

=

= 35,34 [Kontrol]

42,41 < 50 (OK)

 Batang 17

=

= 43,18 ;

=

= 43,18 [Kontrol]

43,18 < 50 (OK)

(55)

4.2.3 Menentukan Faktor-faktor Koreksi

 Fator Layan Basah (Cm)

CM = 0,8 ; CMe = 0,9

(56)

 Faktor Temperatur (CT)

C_T = 1,0 ; C_Te = 1,0

 Faktor Ukuruan (CF)

CF = 1,0 ; CFe = 1,0

(57)

 Faktor Tusukan

Ci = 0,8 ; CIe = 0,95

 Faktor Konversi Format (KF)

KF = 2,4 ; KFe = 1,76

 Faktor Ketahanan (Φc)

Φc = 0,9 ; Φs = 0,85