Untuk melaksanakan tugas pada mata kuliah Struktur Kayu, dilakukan analisis perencanaan dan perhitungan struktur kisi. Rangka atap ditopang oleh balok-balok kayu yang disusun berbentuk segitiga yang disebut balok penopang. Untuk perhitungan analisa struktur balok atap untuk member tekan dan tarik menggunakan metode sisipan, software Cremon dan SAP 2000.
Bab ini membahas tentang teori-teori yang berkaitan dengan penulisan laporan yaitu yang berkaitan dengan kayu, rangka kayu, rangka batang, metode analisis rangka batang, beban struktur, sambungan struktur kayu, sambungan paku, SAP-2000, komponen tekan dan tarik. Bab ini membahas mengenai perhitungan struktur rangka atap dengan metode analisa SAP 2000, analisa gusset dan analisa cremona, serta rangkuman hasil analisa. Bab ini membahas mengenai perencanaan dan perhitungan sambungan yang akan digunakan pada konstruksi rangka atap.
Dalam perkembangannya, struktur kayu sering dijadikan alternatif dalam perancangan bangunan, seperti rangka struktur atap, rangka atau gelagar jembatan, bekisting, kolom dan balok lantai bangunan. Oleh karena itu, hal ini juga akan berdampak pada kebutuhan bahan bangunan, termasuk bahan kayu yang digunakan untuk struktur setengah kayu. Biasanya kayu yang ada di pasaran memiliki panjang 4 meter, sehingga untuk membuat struktur rangka dengan bentang lebih dari 4 meter harus menggunakan sambungan dengan kayu lain yang ukuran/dimensinya sama.
Untuk itu sangat perlu dilakukan perhitungan gaya-gaya dalam yang berhubungan dengan rangka atap/kasau.
Beban Statis
Saat menentukan dimensi struktur, diperhitungkan berapa banyak beban yang akan ditanggungnya. Selain itu, untuk memprediksi variasi beban yang akan bekerja pada sistem struktur, pilihlah tipe dasar struktur yang dipilih dalam proyek. Misalnya, pada struktur bangunan bertingkat tinggi, beban angin lateral yang besar biasanya dipertimbangkan, sehingga dinding geser dan sistem rangka tubular harus dipilih.
Walaupun dapat bergerak, beban hidup dapat dikatakan bekerja lambat pada struktur. Beban hidup meliputi berat orang, furnitur, material yang disimpan, salju, dan sebagainya. Karena penentuan beban hidup dan distribusinya sangat sulit, maka nilai beban hidup ditentukan dalam peraturan beban tergantung pada penggunaannya dalam desain struktur (Surya, 2006).
Beban Dinamis
Oleh karena itu, hal-hal berikut harus diperhatikan pada saat menyambung kayu agar sambungan tersebut awet dan kuat (Surya, 2006). Sambungan ini terdiri dari dua batang kayu atau lebih yang disusun tidak dalam satu garis lurus. Sambungan kunci tombol digunakan bila terdapat lebih dari dua batang kayu pada satu titik sambungan.
Tautan pengunci dapat dipasang pada empat posisi: posisi penguncian atas, posisi penguncian bawah, posisi penguncian atas dan bawah, dan posisi penguncian samping. Biasanya dalam hal ini digunakan pin dan baut untuk menyatukan struktur agar tidak bergeser atau kendor. Sambungan ini digunakan untuk menyambung beberapa papan dalam arah yang lebar sehingga diperoleh permukaan yang besar.
Kayu yang disambung dengan 4 paku akan memiliki kekuatan yang relatif lebih baik dibandingkan dengan menggunakan 2 paku. Hal ini sesuai dengan yang dikatakan oleh Frick (1982) bahwa sambungan yang menggunakan paku sebagai alat penyambungnya harus terdiri dari minimal 4 paku, yang kemudian ditegaskan oleh PPKI (1961) bahwa penggunaan 4 paku membantu menopang dan menyebarkan. beban yang diterima sambungan sehingga mempunyai kekakuan yang lebih baik (Yani, 2013).
SAP 2000
Hal ini dikarenakan sebagian besar konstruksi kayu masih menggunakan paku sebagai alat penyambungnya sehingga diperlukan cara yang mudah untuk mengetahui besarnya beban yang dapat diterima oleh sambungan tersebut. Gaya-gaya dalam yang dihitung dengan menggunakan SAP 2000 adalah gaya anggota tarik, gaya anggota tekan, gaya anggota diagonal dan gaya anggota vertikal (Sholeh, 2021). Pada batang yang mengalami tegangan tekan, tegangan yang dihasilkan harus diubah dengan faktor lentur yang besarnya bergantung pada jari-jari inersia, panjang lentur batang dan jenis batang.Panjang lentur batang diperoleh dengan mengalikan tegangan lentur. faktor panjang dengan panjang sebenarnya dari batang tersebut.
Batang tarik adalah batang yang menahan tegangan tarik aksial yang disebabkan oleh aksi gaya tarik aksial pada ujung-ujung batang. Pada komponen struktur tarik, bagian yang terkena tegangan lentur, harus diberikan kelonggaran untuk pelemahan akibat lubang untuk alat penghubung. Tegangan tarik ultimit dapat dengan mudah dicapai jika sambungan ujung direncanakan lebih kuat dari kekuatan batang.
Tegangan (stress), besarnya harus dipilih sedemikian rupa sehingga tegangan yang terjadi lebih kecil atau sama dengan tegangan tarik ijin. Konstruksi terlindung atau konstruksi luar juga berdampak pada ketahanan, dalam perencanaan atap, konstruksi rangka dilindungi oleh penutup atap (Kristiyanto, 2020).
METODOLOGI
Penulis akan menggunakan rangka penyangga model B yaitu model Polynesian Truss seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
PERENCANAAN DIMENSI & PEMBEBANAN
Perencanaan Dimensi Batang
Perhitungan Beban
- Beban Mati
- Berat Sendiri Rangka Atap
- Berat Sendiri Gording 8/12
- Berat Sendiri Atap Normal
- Berat Sendiri Atap Puncak
- Berat Total Atap
- Berat Total Atap Puncak
- Proyeksi Gaya Terhadap Beban Mati
- Proyeksi Momen Terhadap Beban Mati
- Koesfisien Beban Angin Tiup
- Koefisian Beban Angin Hisap
- Beban Angin Tiup
- Beban Angin Hisap
- Perhitungan Momen Terhadap Beban Angin Tiup
- Perhitungan Momen Terhadap Beban Angin Hisap
- Beban Hidup Atap Normal
- Beban Hidup Atap Puncak
- Proyeksi Gaya Terhadap Beban Hidup
- Tegangan Izin
- Kombinasi Beban 1. Pembebanan Tetap Normal
- Kontrol Tegangan
- Kontrol Lendutan
Luas atap berada di belakang angin dengan sudut kemiringan 33º dengan ketentuan koefisien semua sudut -0,4.
Rekapitulasi Beban
- Beban Kuda-Kuda
- Beban Atap + Gording
- Beban Hidup
- Beban Angin
- Perhitungan Kombinasi Beban
Dalam perhitungannya, hasil yang diperoleh per truss ditunjukkan di bawah ini. Ketentuan yang digunakan untuk beban pelat sudut : Wk = 0,5 x berat mati rangka pada bagian tepi rangka. Penekanan beban ini adalah pada beban atap + gorden yaitu pada batang gorden hingga rangka, sehingga diberikan gaya terpusat pada batang gorden dan batang gorden dipasang tepat pada titik buhul rangka rangka.
Dalam perhitungannya akan dicantumkan hasil yang diperoleh untuk setiap beban atap + tirai pada setiap titik tekuk di bawahnya. Rongga F dan J = (beban atap normal + beban puncak atap)/2 + beban tirai Rongga G, I = beban puncak atap + beban tirai. Dalam pembebanannya akan dicantumkan hasil yang diperoleh untuk setiap beban hidup pada setiap titik tumbukan untuk setiap atap normal dan atap runcing dibawahnya.
Angin diasumsikan datang dari kiri ke kanan, sehingga didapat beban pada setiap batangnya. Penentuan beban angin dilakukan dengan menggambarkan arah x dan y karena angin bekerja pada bidang yang tegak lurus batang. Jenis beban yang digunakan dalam analisa rangka penahan beban adalah beban tetap yang terdiri dari beban mati + beban hidup dan beban sementara yang terdiri dari beban mati + beban hidup + beban angin.
ANALISA STRUKTUR 5.1 Metode Titik Buhul
Pembebanan Tetap (M+H)
