LAPORAN TUGAS BESAR STRUKTUR KAYU PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN STRUKTUR KUDA – KUDA MODEL POLYNESIAN TRUSS sk

(1)

LAPORAN TUGAS BESAR STRUKTUR KAYU PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN

STRUKTUR KUDA – KUDA MODEL POLYNESIAN TRUSS

LEMBAR COVER

Disusun Oleh : Imdadirrahman NIM.2009026043

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MULAWARMAN SAMARINDA

2023

(2)

Tugas Besar Struktur Kayu Teknik Sipil

Universitas Mulawarman

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS BESAR STRUKTUR KAYU

Oleh :

Telah menyelesaikan Tugas Besar Struktur Kayu sebagai syarat mengikuti Ujian Akhir Semester tahun 2023

Samarinda, November 2023 Asisten

Aryantha Yunsa Al Fattah NIM.2009026022

Mengetahui, Dosen Pengampu

Ir. Fachriza Noor Abdi, ST.MT NIP. 197110104 200003 1 003

Imdadirrahman

Nama : Imdadirrahman

NIM : 2009026043

Program Studi : Teknik Sipil

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala nikmat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Struktur Kayu ini. Analisa Perencanaan dan Perhitungan Struktur Kuda- Kuda dengan model Polunesian Truss ini disusun dalam rangka memenuhi tugas mata kuliah Struktur Kayu.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir. Fachriza Noor Abdi, S.T., M.T. selaku dosen mata kuliah Struktur Kayu yang telah mengamanahkan untuk membuat laporan ini, sekaligus berterima kasih kepada Aryantha Yunsa Al Fattah selaku Asisten tugas besar yang telah membimbing dan membantu dalam penyusunan laporan ini, sehingga laporan ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak terdapat kekurangan, Namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak akhirnya laporan ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pembaca guna meningkatkan kualitas laporan ini dan laporan- laporan lainnya pada waktu yang akan datang. Penulis sangat berharap agar laporan ini dapat bermanfaat dan digunakan sebagai bahan pembelajaran di masa yang akan datang.

Samarinda, 10 November 2023

Imdadirrahman

(4)

DAFTAR ISI

COVER...i

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS BESAR STRUKTUR KAYU...ii

KATA PENGANTAR...iii

DAFTAR ISI...iv

DAFTAR GAMBAR...viii

DAFTAR TABEL...ix

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang...1

1.2 Maksud dan Tujuan Perencanaan...2

1.3 Sasaran...2

1.4 Standar Teknis dan Peraturan...2

1.5 Sistematika Penulisan...2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA...4

2.1 Definisi Kayu...4

2.2 Jenis-Jenis Kayu...5

2.3 Mutu Kayu...5

2.4 Pengertian Struktur Kayu...6

2.5 Teori Pembebanan...7

2.6 Tegangan Pada Kayu...8

2.6 Sap 2000...9

2.7 Titik Buhul...10

2.8 Metode Cremona...10

BAB III METODOLOGI...12

3.1 Umum...12

3.2 Algoritma Dan Diagram Alir Perencanaan...12

3.2.1 Algoritma...12

3.2.2 Diagram Alir Perencanaan...14

3.3 Deskripsi Studi Kasus...15

3.4 Ukuran dan bagian struktur...16

BAB IV PERENCANAAN DIMENSI DAN PEMBEBANAN...20 Imdadirrahman

(5)

4.1 Perencanaan Dimensi Batang...20

4.2 Perhitungan Beban...20

4.2.1 Beban Mati...20

4.2.2 Beban Angin...23

4.2.3 Beban Hidup...25

4.2.4 Rekapitulasi Hasil Analisa...26

4.2.5 Rekapitulasi Beban...32

BAB V ANALISA STRUKTUR...42

5.1Analisa SAP 2000...42

5.1.1Pembebanan Tetap...42

5.1.2Pembebanan Sementara Angin Kiri...44

5.1.3Pembebanan Sementara Angin Kanan...46

5.2Analisa Titik Buhul...48

5.2.2Pembebanan Sementara Angin dari Kiri...58

5.3Analisa Cremona...103

5.3.2Pembebanan Sementara Angin Kiri...104

5.4Rekapitulasi hasil analisa...105

5.4.1Berdasarkan Metode SAP-2000...105

5.4.2Berdasarkan Metode Titik Buhul...111

5.4.3Berdasarkan Metode Cremona...112

5.4.4 Rekapitulasi Gaya Dalam Batang Kombinasi...113

BAB VI KONTROL TEGANGAN...115

6.1Dasar Perhitungan...115

6.2Perhitungan Batang Tekan...116

6.3Perhitungan Batang Tarik...120

BAB VII PERENCANAAN SAMBUNGAN...122

7.1Sambungan Baut...122

7.2Sambungan Batas Atas...123

7.3Sambungan Buhul A dan O...124 Imdadirrahman

(6)

7.3.1Sambungan Gigi Tunggal...124

7.3.2Sambungan Gigi Rangkap...124

7.3.3Sambungan Baut...125

7.4Sambungan Buhul B dan N...126

7.4.1Sambungan Gigi...126

7.4.2Sambungan Baut...127

7.5 Sambungan Buhul C dan M...128

7.5.1 Sambungan Gigi...128

7.5.2 Sambungan Baut...129

7.6 Sambungan Buhul P dan U...131

7.7 Sambungan Buhul D dan L...136

7.8 Sambungan Buhul Q dan T...140

7.9 Sambungan Buhul E dan K...145

7.10 Sambungan Buhul F dan J...147

7.11 Sambungan Buhul R dan S...149

7.12 Sambungan Buhul G dan I...152

7.13 Sambungan Buhul H...154

7.13.2 Sambungan Baut...155 Imdadirrahman

(7)

7.14 Sambungan Buhul V...157

BAB VIII PENUTUP...160

8.1Kesimpulan...160

8.2Saran...170

Daftar Pustaka...171

Imdadirrahman

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Struktur Kuda-Kuda Model

B………..15

Gambar 3.2 Rencana Batang Kuda-

Kuda……….16

Gambar 4.1 Analisa Gaya Beban Mati Normal………

21

Gambar 4.2 Analisa Gaya Beban Mati Puncak………

22

Gambar 4.3 Beban Angin Dari Arah Kiri………

28

Gambar 5.1 Beban Tetap Pada Setiap Titik Gording………

49

Gambar 5.2 Reaksi Perletakan Beban

Tetap……….50

Gambar 5.3 Gaya-Gaya Batang Akibat Beban Tetap………

50

Gambar 5.4 Diagram Batang Akibat Beban Tetap………

51

Gambar 5.5 Beban Angin Kiri Pada Setiap Titik Buhul.

………..51

Gambar 5.6 Reaksi Perletakan Beban Angin Kiri………

52

Gambar 5.7 Gaya-Gaya Batang Akibat Beban Angin

Kiri………..52

Gambar 5.8 Diagram Gaya Batang Akibat Beban Angin kiri………..53

Gambar 5.9 Beban Angin Kanan Pada Setiap Titik Buhul………

53

Imdadirrahman

(9)

Gambar 5.10 Reaksi Perletakan Beban Angin

Kanan………..54

Gambar 5.11 Gaya-Gaya Batang Akibat Beban Angin

Kanan……….54

Gambar 5.12 Diagram Gaya Batang Akibat Beban Angin Kanan………

55

Gambar 5.13 Keseimbangan Titik Buhul di

A………..56

B……….56

C……….58

Gambar 5.16 Keseimbangan Titik Buhul di P……….58

D……….59

E……….61

Q……….61

H……….62

G……….63

Gambar 5.22 Keseimbangan Titik Buhul di F……….64

R……….65

Gambar 5.24 Keseimbangan Titik Buhul

A………..67

B……….68

C……….69 Imdadirrahman

(10)

P………..70

D………..71

E………..72

Q………..73

H………..74

Gambar 5.32 Keseimbangan Titik Buhul G………...

………..75

F………..76

R………..77

I………...78

O………..79

N……….80

M……….81

U……….82

L………..83

K………..84

T………..85 Imdadirrahman

(11)

J………...86

S………..87

A………..89

B……….90

C……….91

P………..92

D……….93

E……….94

Q……….95

H……….96

G……….97

Gambar 5.54 Keseimbangan Titik Buhul di F……….98

R……….99

I……….100

Gambar 5.57 Keseimbangan Titik Buhul di O………

101

Gambar 5.58 Keseimbangan Titik Buhul di N………

102

Imdadirrahman

(12)

M………...103

Gambar 5.60 Keseimbangan Titik Buhul di U………

104

Gambar 5.61 Keseimbangan Titik Buhul di L………

105

Gambar 5.62 Keseimbangan Titik Buhul di K………

106

Gambar 5.63 Keseimbangan Titik Buhul di T………

107

Gambar 5.64 Keseimbangan Titik Buhul di J………

108

Gambar 5.65 Keseimbangan Titik Buhul di S………

109

Gambar 5.66 Analisa Cremona Beban

Tetap……….110

Gambar 5.67 Analisa Cremona Beban Sementara Angin Kiri………

111

Gambar 5.68 Analisa Cremona Beban Sementara Angin Kanan………

111

Gambar 7.1 Sambungan Baut di Buhul

A………...133

B………...135

C………...138

P………...142

D………...146

Q………...150 Imdadirrahman

(13)

E………...151

Gambar 7.8 Sambungan Baut di Buhul F………...152

Gambar 7.9 Sambungan Baut di Buhul R………...154

Gambar 7.10 Sambungan Baut di Buhul G……….157

Gambar 7.11 Sambungan Baut di Buhul H……….156

Gambar 7.12 Sambungan Baut di Buhul V……….. …..162

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Modulus Kenyal (E) Kayu Sejajar Serat……….….….8

Tabel 2. 1Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A...8

Tabel 3.1 Panjang Batang Horizontal………...17

Tabel 3.2 Panjang Batang Vertikal………..18

Tabel 3.3 Panjang Batang Diagonal Bagian Luar……… 18 Tabel 3.4 Panjang Batang Diagonal Bagian Dalam……….18

Tabel 4.1 Perhitungan Struktur Rangka Kuda-Kuda………...39 Imdadirrahman

(14)

Tabel 4.2 Pembebanan Beban Rangka Setiap Buhul………

40

Tabel 4.3 Pembebanan Beban Atap + Gording Setiap Buhul………..42

Tabel 4.4 Pembebanan Beban Hidup Setiap Buhul……….43 Tabel 4.5 Pembebanan Beban Angin Arah Kiri Pada Sumbu X Setiap Buhul…………

44

Tabel 4.6 Pembebanan Beban Angin Arah Kiri Pada Sumbu Y Setiap Buhul…………

44

Tabel 4.7 Pembebanan Beban Angin Arah Kanan Pada Sumbu X Setiap Buhul………

45

Tabel 4.8 Pembebanan Beban Angin Arah Kanan Pada Sumbu Y Setiap Buhul………

46

Tabel 4.9 Rekap Angin Dari 2 Arah………46

Tabel 4.10 Kombinasi Beban

Tetap……….47

Sementara……….48

Tabel 5.1 Hasil Perhitungan Gaya Batang Akibat Beban Tetap Dengan SAP2000…...112

Tabel 5.2 Hasil Perhitungan Gaya Batang Akibat Beban Angin Kiri Dengan SAP2000………113 Tabel 5.3 Hasil Perhitungan Gaya Batang Akibat Beban Angin Kiri Dengan SAP2000………115 Tabel 5.4 Hasil Analisa Gaya Dalam Pembebanan Menggunakan Titik Buhul………

117

Tabel 5.5 Hasil Analisa Gaya Dalam Pembebanan Menggunakan Cremona………….118

Tabel 5.6 Kombinasi Gaya

Dalam……….120

Tetap……….164 Imdadirrahman

(15)

Tabel 8.2 Perhitungan Batang Akibat Beban Tetap………

165

Tabel 8.3 Perhitungan Batang Akibat Beban Angin Kiri………

167

Tabel 8.4 Perhitungan Batang Akibat Beban Angin Kanan………

168

Tabel 8.5 Hasil Analisa Gaya Dalam Pembebanan Menggunakan Titik Buhul dan Cremona……...……….166 Tabel 8.6 Perhitungan Batang Dengan SAP2000………...167

Tabel 8.7 Jumlah Baut Setiap

Sambungan……….169

Imdadirrahman

(16)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kayu merupakan material struktural dan banyak disediakan oleh alam dan diminati di beberapa daerah di Indonesia. Material utama pada bangunan tradisional Indonesia mayoritas adalah kayu. Peminat kayu pada dunia konstruksi meningkat dalam beberapa dekade terakhir, dari sisi arsitektur dinilai indah, mewah, penuh seni, dan nyaman sebagai tempat tinggal. Bukan hanya untuk tempat tinggal, tetapi kayu masih digunakan untuk konstruksi gedung, jembatan, bantalan kereta api dan lain – lain. Kayu dipilih sebagai bahan konstruksi selain karena alasan mudah didapat, harga yang relatif murah atau terjangkau, serta memiliki nilai-nilai estetika.

Rangka atap adalah suatu komponen penting yang ada dalam suatu bangunan. Rangka atap berfungsi sebagai penopang tekanan atap dan menyalurkan tekanan bangunan ke struktur lainnya yang ada di bawahnya. Dalam perencanaan kudakuda atap, terdapat beberapa macam model seperti Doublehowe Truss, Polynesian Truss, Modified Queen Post Truss. Pada konstruksi kayu akan ditemukan kondisi sambungan yang tidak mungkin rigid seperti pada beton bertulang atau pada konstruksi baja. Untuk alat sambung sendiri ada beberapa macam yaitu alat sambung perekat (epoxy), pasak, paku dan baut. Efektifitas masing – masing alat sambung berbeda – beda tergantung dari karakteristik masing – masing sambungan.

Berdasarkan model dan alat sambungan di atas maka untuk memenuhi Tugas Besar Struktur Kayu, dilakukan perencanaan struktur kuda-kuda model Polynesian Truss dengan sambungan paku untuk mengetahui perhitungan gaya batang, pembebanan dan rancangan sambungan yang terjadi pada setiap rangka kuda-kuda.

Imdadirrahman

(17)

1.2 Maksud dan Tujuan Perencanaan

Adapun maksud dan tujuan perencanaan antara lain :

1. Untuk mengetahui perhitungan nilai extream dari batang tekan dan tarik menggunakan metode titik buhul, cremona, dan dengan menggunakan aplikasi SAP 2000.

2. Untuk mengetahui perhitungan jumlah baut yang digunakan dalam pada sambungan.

3. Untuk mengetahui kontrol tegangan yang ada pada struktur kuda-kuda

4. Untuk mengetahui perhitungan jarak antar kuda-kuda yang aman untuk pembangunan atap rumah.

1.3 Sasaran

Adapun sasaran yang ingin dicapai dalam laporan tugas besar struktur kayu ini, yaitu : 1. Dapat mengetahui pembebanan pada perencanaan model Fan Fink Truss

2. Dapat mengetahui hasil analisa strukutur dengan cara keseimbangan titik buhul 3 Dapat mengetahui kontrol tegangan yang ada pada struktur kuda-kuda

4 Dapat mengetahui analisa strukutr dengan cara cremona

1.4 Standar Teknis dan Peraturan

Adapun standar teknis dan peraturan yang digunakan sebagai acuan dalam perhitungan Laporan Praktikum Struktur Kayu ini adalah :

1. PKKI (Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia) 1961

2. PPIUG (Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung)1987 3. SNI (Standar Nasional Indonesia) 7973:2013

1.5 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini merupakan pendahuluan yang materinya berisikan tentang latar belakang, tujuan, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Imdadirrahman

(18)

Pada bab ini menjelaskan teori mengenai definisi kayu, jenis-jenis kayu, mutu kayu, pengertian struktur kayu, dan teori pembebanan. Adapun tinjauan pustaka didapatkan dari berbagai sumber, antara lain : buku, jurnal, dan lain sebagainya.

BAB III METODOLOGI

Menjelaskan langkah-langkah mengenai soal, ukuran dan bagian struktur, serta diagram alir perencanaan.

BAB IV PERENCANAAN DAN DIMENSI PEMBEBANAN

Menjelaskan mengenai perencanaan dimensi batang tekan dan tarik serta memaparkan perhitungan beban struktur, beban angin kiri, beban angin kanan, dan rekapitulasi kombinasi beban.

BAB V ANALISA STRUKTUR

Menjelaskan mengenai analisa struktur dengan SAP2000, metode kesetimbangan titik buhul, metode cremona, dan rekapitulasi hasil analisa perhitungan.

BAB VI KONTROL TEGANGAN

Menjelaskan mengenai perhitungan dan pengontrolan tegangan terhadap pembebanan yang ada pada model konstruksi rangka kuda-kuda atap yang didapat.

BAB VII PERENCANAAN SAMBUNGAN

Menjelaskan mengenai perencanaan dan perhitungan sambungan yang digunakan pada kontruksi kuda-kuda atap dengan model Polynesian Truss .

PENUTUP

Pada bab ini dibahas mengenai kesimpulan serta saran dari keseluruhan laporan praktikum struktur kayu model Polynesian Truss.

Imdadirrahman

(19)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Kayu

Kayu merupakan sumber kekayaan alam yang mudah diproses sesuai dengan keperluan penggunaannya. Baik berbentuk kayu pertukangan, kayu industri maupun kayu bakar.

Disamping itu kayu juga memiliki komponen kimia seperti makromolekul utama dinding sel yaitu selulosa, poliosa dan lignin yang terdapat pada semua kayu dan komponenkomponen yang ringan (ekstraktif dan zat-zat mineral). (Effendi, 2013) Kayu merupakan salah satu bahan penting untuk pembangunan dan kebutuhan industri pengolahan kayu yang hingga saat ini berkembang pesat termasuk industri kerajinan dan mebel. Walaupun saat ini ada bahan konstruksi seperti baja, besi, alumenium dan produk lainnya, tetapi kayu masih digunakan untuk bermacam-macam kebutuhan pembangunan dan industri. Penggunaan kayu harus diketahui sifat-sifat kayu agar dapat dimanfaatkan secara optimal dari segi teknis maupun ekonomis. (Effendi, 2013)

Kayu merupakan sumber kekayaan alam yang tidak akan ada habis-habisnya, apabila dikelola/diusahakan dengan cara-cara yang baik. Artinya: apabila pohon-pohon ditebang (di hutan) untuk diambil kayunya, segera tanah hutan harus ditanami kembali, supaya sumber kayu tidak habis. Kayu dikatakan juga sebagai renewable resources (sumber kekayaan alam yang dapat diperbaharui/diadakan lagi). Berbeda dengan misalnya minyak bumi atau barang-barang tambang lain. Setelah beberapa puluh atau beberapa ratus tahun sumbernya akan habis. Jadi eksploitasi barang-barang tambang dibatasi persediaannya di

dalam tanah, yang diukur dengan satuan waktu. (Frick, 1981)

Kayu merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang lain.

Dengan kemajuan teknologi, kayu sebagai bahan mentah sudah diproses menjadi barang lain. Barang-barang seperti kertas, bahan sintetik, tekstil, bahkan sampai daging tiruan, dibuat dari kayu. (Frick, 1981)

Imdadirrahman

(20)

2.2 Jenis-Jenis Kayu

Di Indonesia banyak sekali jenis pohon, kurang lebih 3000 jenis, tetapi baru ±150 pohon yang diselidiki oleh LPPK. Dibawah ini beberapa contoh jenis pohon yang kayunya diperdagangkan sebagi bahan bangunan.

A. Koromandel (Coromandel)

Nama lain adalah “Ebony”, kayu-hitam atau kayu arang. Warnanya ungu dengan garis- garis hitam memanjang. Pohon ini banyak terdapat di Sulawesi dan kepulauan Maluku.

Kekuatan maupun Keawetan Kayu termasuk kelas I. Seratnya dapat dikatakan lurus.

B. Ulin

Kayu jenis ini di Kalimantan dan Riau disebut juga Ulin, di Palembang garubuaya dan Sumatra Barat dan Bengkulu disebut Tusam. Warnanya merah muda kekuning- kuningan. Kekuatan dan keawetan kelas I.

C. Cempaka

Di Jabar disebut manglid atau baros, di Jateng cempaka dan di Sumatera disebut medang. Warna kayu coklat kekuning-kuningan. Kekuatan kayu termasuk kelas III dan kewetan kelas II. Baik untuk segala macam pekerjaan kayu, tapi tidak untuk memikul beban berat.

D. Keruing

Di Sumatera disebut lagan, di Kalimantan kruen atau tampudau dan di Jateng/Jatim palahlar. Warna kayu coklat agak muda. Kekuatan kayu temasuk kelas I – II dan keawetan kelas III.

2.3 Mutu Kayu

Di Indonesia banyak sekali jenis pohon, kurang lebih 3000 jenis, tetapi baru ±150 pohon yang diselidiki oleh LPPK. Dibawah ini beberapa contoh jenis pohon yang kayunya diperdagangkan sebagai bahan bangunan.

Imdadirrahman

(21)

A. Mutu Kayu A :

a. Kayu harus kering udara

b. Balok Besarnya mata kayu tidak melebihi 1/6 dari lebar balok dan tak lebih dari 3,5cm.

c. tidak boleh mengandung bidang batas global yang lebih besar dari 1/10tinggibalok

d. Miring arah serat, tg α, tidak boleh lebih dari 1/10.

e. Retak-retak dalam arah radial tidak boleh lebih dari ¼ tebal kayu, dan retakretak menurut linkaran tahunan tidak boleh melebihi 1/5 tebal kayu

B. Mutu Kayu B :

a. Kadar lengas kayu kurang atau sama dengan 30%.

b. Besarnya mata kayu tidak melebihi ¼ dari lebar balok dan tak lebih dari 5cm.

c. Balok tidak boleh mengandung bidang batas global yang lebih dari 1/10 tinggi balok.

d. Miring arah serat, tg α, tidak boleh lebih dari 1/7. Retak-retak dalam arah radial tidak boleh lebih dari 1/3 tebal kayu, dan retakretak menurut linkaran tahunan tidak boleh melebihi ¼ tebal kayu

2.4 Pengertian Struktur Kayu

Struktur kayu merupakan suatu struktur yang elemen susunannya adalah kayu.

Dalam perkembangannya, struktur kayu banyak digunakan sebagai alternatif dalam perencanaan pekerjaan-pekerjaan sipil, diantaranya adalah : rangka kudakuda, rangka dan gelagar jembatan, struktur perancah, kolom, dan balok lantai bangunan. Pada dasarnya kayu merupakan bahan alam yang banyak memiliki kelemahan struktural, sehingga pengunaan kayu sebagai bahan struktur perlu memperhatikan sifat-sifat tersebut.

Oleh sebab itu, maka struktur kayu kurang populer dibandingkan dengan beton dan baja. Akibatnya saat ini terdapat kecenderungan beralihnya peran kayu dari bahan struktur menjadi bahan pemerindah (dekoratif).Namun demikian pada kondisi tertentu Imdadirrahman

(22)

(misalnya :pada daerah tertentu, dimana secara ekonomis kayu lebih menguntungkan dari pada penggunaan bahan yang lain) peranan kayu sebagai bahan struktur masih digunakan.

2.5 Teori Pembebanan A. Beban Mati

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu struktur atap yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur itu. Yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen seperti berat sendiri, berat gording, penutup atap (metal roof), dan plafond. Dalam analisis, semua beban diatas dijadikan beban terpusat.

Dalam Peraturan Muatan Indonesia (PMI), beban mati atap ditetapkan 50 kg/m², sudah berikut genteng, gording, kaso. Karena jarak antar kuda-kuda adalah 10 m, maka diambil nilai beban yang ditransfer ke portal kanan dan kirinya dengan pembagian 1 : 1 dari tengah bentang.

Dengan demikian, beban maksimum dipikul oleh kuda-kuda yang berada di tengah bentang, yang secara total menahan beban sepanjang 10 m per satuan lebar. Maka beban atap yang telah diketahui dikonversikan menjadi beban garis kemudian beban mati tersebut dikonversikan menjadi beban titik yang letaknya pada join atas batang batang vertikal.

PD = qm × �2 × (�/ cos�)

Diambil berat Plafond adalah 18 kg/�², beban ini merata pada bidang datar rangka kuda-kuda

B. Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu struktur, khusus pada atap ke dalam beban hidup termasuk beban yang berasal dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energi kinetik) butiran air dan beban yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan dan material atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak. Beban orang yang merupakan Imdadirrahman

(23)

beban hidup(La) menurut PMI adalah sebesar 100 kg yang diletakkan di Titik rangka atap searah dengan arah sumbu global (arah gravitasi).

P = 100 kg

C. Beban Angin (W)

Beban ini merupakan beban tidak permanen yang bekerja pada rangka atap yang disebabkan adanya selisih tekanan udara. Pada beban angin ini terbagi atas tekanan tiup dan tekanan isap. Tekanan tiup angin yang diperhitungkan bangunan berada bukan di tepi laut diambil minimum 25 kg/m². Tekanan tiup angin yang diperhitungkan bangunan berada di tepi laut dalam struktur rangka atap adalah mininum 40 kg/m².

2.6 Tegangan Pada Kayu

Tegangan ijin kayu tidak ada kaitannya dengan keawetan kayu. Tegangan ijin kayu diperlukan untuk menghitung kekuatan struktur dukung misalnya unluk bangunan gedung, jembatan, acuan dan sebagainya, kayu yang akan dipakai untuk keperluan struktur perlu dihitung berdasarkan tegangan kayu yang diizinkan.

Tabel 2. 2 Modulus Kenyal (E) Kayu Sejajar Serat

Kelas Kuat Kayu E // (kg/cm²)

I 125.000

II 100.000

III 80.000

IV 60.000

Tabel 2. 3Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A Kelas Kuat

Jati (Tectonagrandis) KI

I

KI II

KI III

KI IV

KI V σₗ ₜ (kg/m²)

σₜₖ ₙ=¿ σₜ ⊥ ₙ

(kg/m²)

σₜ ₖ⊥ (kg/m²) ᵀₙ (kg/m²)

150 100 75 50 - 130

130 85 60 45 - 110

40 25 15 10 - 30

20 12 8 5 - 15

Imdadirrahman

(24)

Menurut (PKKI, 1961) pengaruh keadaan konstruksi dan sifat muatan terhadap tegangan yang diperkenankan adalah:

1. Tegangan-tegangan yang diperkenankan dalam daftar II harus digandakan dengan:

a. Faktor 2/3.

1) Untuk konstruksi yang selalu terendam dalam air.

2) Untuk bagian konstruksi yang tidak terlindung, dan kemungkinan besar kadar lengas kayu akan selalu tinggi.

b. Faktor 5/6.

Untuk konstruksi yang tidak terlindung, tetapi kayu itu dapat mengering dengan cepat

2. Tegangan yang diperkenankan dalam daftar II boleh digandakan dengan faktor 5/4.

a. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan angin.

b. Untuk bagian-bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan tidak tetap.

2.6 Sap 2000

SAP (Structure Analysis Program) 2000 merupakan metode yang digunakan untuk analisa gaya-gaya dalam pada rangka atap/ kuda-kuda. Gaya-gaya dalam yang dihitung dnegan menggunakan SAP 2000 adalah gaya batang tarik, gaya batang tekan, gaya batang diagonal, dan gaya batang vertikal. (Tampubolon. S. P, 2021).

Sebelum melakukan simulasi SAP 2000 dan analisa perhitungan dengan metode Titik Buhul maka terlebih dahulu ditentukan parameter-parameter yang digunakan dalam rangka kuda-kuda. Parameter-parameter ini direncanakan dan di desain sesuai dengan Standart Nasional Indonesia (SNI), desain pembebanan, dan menurut Peraturan Perencanaan Kayu Indonesia (PPKI). Parameter yang diperoleh akan digunakan untuk menganalisa gaya-gaya yang terjadi pada rangka atap/ kuda-kuda dengan SAP-2000 dan metode titik buhul. Parameter yang sudah diperoleh akan di input ke SAP-2000 dan dilakukan simulasi terhadap gaya-gaya batang yang terjadi, sedangkan dalam metode titik buhul dilakukan perhitungan langsung setelah semua parameter yang ditentukan sudah diperoleh. (Tampubolon, 2022).

Imdadirrahman

(25)

2.7 Titik Buhul

Pada konstruksi rangka atap/ kuda-kuda, gaya-gaya yang bekerja haruslah dalam keadaan seimbang pada setiap titik simpul/ titik buhul. Dalam hal ini gaya luar (external force) dan gaya batang yang terjadi pada rangka atap/ kuda-kuda saling berpotongan dititik simpul/ titik buhul yang belum diketahui dapat dihitung/ ditentukan dengan menggunakan metode Titik Buhul. Metode analisa titik buhul/ titik simpul diperoleh dari ∑ H = 0 (secara horizontal); ∑V = 0 (secara vertikal); ∑M = 0 (Momen), diabaikan. Untuk itu dalam analisa dan metode perhitungan ini ada 2 persamaan dimana nilai dari setiap titik simpul yang akan dicari gaya batangnya harus hanya 2 (atau 1) batang yang belum diketahui gaya batangnya baru dapat diselesaikan dengan menggunakan metode ritter. (Tampubolon. S. P, 2022).

Beban luar pada konstruksi rangka batang hanya boleh bekerja pada titik simpul. Beban beban yang bekerja pada struktur rangka batang terdiri dari beban mati dan beban hidup. Beban mati adalah beban beban dari material material yang dipasang secara permanen serta beban itu sendiri atau rangka batangnya itu sendiri. Sedangkan beban hidup adalah beban yang berupa beban bergerak pada pemasangan cremona ini beban yang bergerak ini yang dimaksud adalah bandul. (Tampubolon. S. P, 2022).

2.8 Metode Cremona

Metode cremona adalah metode perhitungan gaya batang pada struktur rangka batang dengan cara grafis dengan yang berdasarkan keseimbangan gaya pada setiap titik kumpul.

Adapun langkah-langkah perhitungannya adalah:

1. Tetapkan skala gaya yang akan digunakan dan arah putaran poligon gaya. (searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam).

2. Hitunglah reaksi peletakannya.

Imdadirrahman

(26)

3. Buat poligon gaya, dimulai pada titik buhul yang maksimum mempunyai 2 gaya batang tidak diketahui. Mulailah dari gaya yang diketahui paling awal sesuai arah putaran yang ditetapkan.

4. Posisi gaya tiap batang selalu sama dengan posisi batang, yang berbeda adalah arahnya, apakah meninggalkan titik buhul yang ditinjau atau menuju titik buhul yang ditinjau tersebut.

5. Setelah poligon gaya terbentuk (awal-akhir bertemu pada 1 titik), tentukan titik buhul yang ditinjau dengan pertimbangan arah putaran dan gaya-gaya dari batang yang tidak diketahui.

6. Agar tidak membingungkan, berilah tanda negatif (-) untuk batang tekan jika menuju titik buhul, dan tanda positif (+) untuk batang tarik jika meninggalkan titik buhul.

7. Mulailah lagi dengan langkah ketiga untuk mencari gaya batang lainnya.

8. Jika seluruh gaya batang telah diketahui, maka seluruh poligon gaya yang didapat untuk masing-masing buhul dijadikan satu poligon gaya (diagram Cremona) dengan pertimbangan letak-letak buhul yang telah ditetapkan pada poligon gaya disesuaikan dengan buhul-buhul pada rangka batang.

Imdadirrahman

(27)

BAB III METODOLOGI

3.1 Umum

Perencanaan rangka atap kua-kuda harus memperhatiakan segala aspek yang berkaitan dalam sifat fisik dari batang yang digunakan. Perencanaan pada bagian dasar seperti jenis kelas kayu yang sesuai berfungsi sebagai kekuatan pada rangka. Perhitungan pembebanan akan menghasilkan batang yang bersifat tekan dan tarik. Akibatnya pada proses perencanaan selalu memerhatikan pandangannya kepada pembebanan yang sekiranya akan dipikul. Dari hal tersebut, akan dihitung kuat tekan dan tarik pada setiap batang yang kemudian akan dibandingkan dengan faktor keamanan.

Jika menghasilkan kondisi yang tidak aman, maka ukuran dari dimensi penampang batang akan diubah hingga menemukan tegangan kontrol yang lebih kecil daripada tegangan izin. Model Polynesian adalah salah satu jenis struktur truss yang digunakan dalam konstruksi bangunan. Truss adalah kerangka struktural dari balok-balok lurus dan elemen-elemen segitiga yang digunakan untuk mendukung beban-beban seperti atap, lantai, atau beban lainnya dalam suatu bangunan. Truss biasanya dibuat dari bahan seperti kayu, baja, atau beton.

3.2 Algoritma Dan Diagram Alir Perencanaan 3.2.1 Algoritma

Adapun algoritma dari perancangan permodelan struktur kuda-kuda model Polynesian Truss, adalah sebagai berikut:

1. Mulai

2. Dilakukan studi kasus 3. Dimasukkan data;

a. Data model kuda-kuda b. Data bentang kuda-kuda c. Data tinggi kuda-kuda d. Data kelas kuat kayu Imdadirrahman

(28)

e. Data jenis kayu f. Data berat jenis kayu g. Data modulus Elastisitas h. Data alat sambung kuda-kuda i. Data tekanan angin

j. Data beban hidup

4. Dilakukan perencanaan dimensi batang.

5. Dilakukan perhitungan beban primer dan sekunder.

6. Dilakukan Analisa struktur menggunakan program SAP2000, metode Cremona, dan metode keseimbangan titik buhul.

7. Dikeluarkan hasil akhir:

a. Jika hasil akhir sama atau mendekati maka proses dilanjutkan b. Jika hasil akhir tidak sama maka kembali ke proses nomor 5 8. Dilakukan kontrol tegangan.

9. Dikeluarkan hasil gaya yang bekerja pada batang:

a. Jika gaya yang bekerja lebih kecil dari batas aman maka proses dilanjutkan b. Jika gaya yang bekerja lebih besar dari batas aman maka kembali ke proses 4 10. Dilakukan perencanaan sambungan baut

11. Selesai

Imdadirrahman

(29)

3.2.2 Diagram Alir Perencanaan

Imdadirrahman

(30)

3.3 Deskripsi Studi Kasus

Rencanakan dimensi beserta sambungan dari struktur rangka kuda kuda model A yaitu Polynesian Truss seperti pada gambar dibawah ini dengan data yang diketahui sebagai berikut:

Gambar 3.1 Struktur Model Polynesian Truss Data perencanaan, diketahui:

 Alat Sambung : Baut

 Jenis Kayu : Jati

 Kelas Kayu : Kelas Kayu II

 Berat Jenis Kayu : 0,7 g/cm³

 Lokasi Bangunan : Tepi laut

 Jenis Atap : Genting

 Berat Jenis Atap : 50 kg/m³

 Tumpuan : Sendi-Rol

 Modulus Elastisitas : 100.000 kg/cm²(PKKI 1961 Daftar 1)

 Tekanan Angin : 50 kg/m² (PPIUG Pasal 4.2 (2))

 Beban Hidup : 100 kg/m² (PPIUG Pasal 3.2 (1))

 Kemiringan Atap : 28,61 º

 Kemiringan Atap Puncak : 63,95 º

 Panjang Bentang Kuda-Kuda : 4,9 Meter

 Jarak Antar Kuda-Kuda : 1,5 Meter Imdadirrahman

(31)

3.4 Ukuran dan bagian struktur

Gambar 3.1 Rencana Batang Kuda-Kuda

Berdasarkan dari gambar rangka atap di atas, maka dapat ditentukan untuk panjang dari setiap batang yang terdaftar dalam sifat batang vertikal, horizontal maupun diagonal.

Dari bentuk rangka yang bersifat simetris, maka dapat dihitung hanya pada setengah sisi saja dan didapat persamaan :

1. V1 = V4.

2. V2 = V3.

3. H1 = H2 = H3 = H4 = H5 = H6 = H7 = H8 = H9.

4. A1 = A2 = A3 = A4 = A5 = A10 = A11 = A12 = A13 = A14 = D1 = D12 5. A6 = A7 = A8 = A9 = D13 = D14

6. D2 = D3 = D10 = D11

7. D4 = D5 = D6 = D7 = D8 = D9.

3.4.1 Perhitungan Kemiringan Atap

Imdadirrahman

(32)

1. Arctan

h H1+H2+1

2H3

¿

) = Arctan

1,2 0,8+0,8+1

2x0,8 = Arctan 1,2 2,0 = 30,964°

2. Arctan ( 1,5h

a ) = Arctan 1,5x1, 2

0,8 = Arctan 1,8

0,8 = 66,038°

3.4.2 Perhitungan Batang Horizontal Nilai Panjang H1 = 0,8 meter, maka di dapat:

H1 = H2 = H3 = H4 = H5 = H6 = H7 = H8 = H9 = 0,8 m 3.4.3 Perhitungan Batang Tegak Lurus

V1 = V4 = h

H1+H2+1/2H3x H1= 1,2

0,8+0,8+0,4x0,8=0,48m

V2 = V3 = h

H1+H2+1/2H3x(H1+H3)= 1,2

0,8+0,8+0,4x1,6=0,96m

3.4.4 Perhitungan Batang Diagonal bagian Luar A1 = 1

2

√

^H¹²^+V¹² ⁼ ¹₂

√

^0,8²⁺^0,48² ^{= 0,465 m}

A6 =

√

⁽¹²^.1,5^h)²⁺⁽¹²^{. a)}² ⁼

√

⁽¹²^.^1,5.1,2)²⁺⁽¹²^.^0,8⁾² = 0,9848 = 0,985 m 3.4.5 Perhitungan Batang Diagonal bagian Dalam

A1 = D1 = D12 = 0,465 m A6 = D13 = D14 = 0,985 m

D4 =

√

^h²⁺⁽¹²^{. a)}² ⁼

√

^1,2²⁺⁽¹²^.^0,8)² ^{= 1,265 m}

D2 = H2 1 2.¿

¿¿

√¿

=

√

^0,4²^+0,72² = 0,8236 = 0,824 m

Imdadirrahman

(33)

3.4.6 Tabel Panjang setiap batang

Tabel 3.1 Panjang Batang Horizontal No

.

Batang Horizontal Panjang (m)

1. H1 0.7

2. H2 0,7

3. H3 0,7

4. H4 0,7

5. H5 0,7

6. H6 0,7

7. H7 0,7

8. H8 0,7

9. H9 0,7

Tabel 3.2 Panjang Batang Vertikal No

.

Batang Vertikal Panjang (m)

1. V1 0,48

2. V4 0,48

3. V2 0,96

4. V3 0,96

Tabel 3.3 Panjang Batang Diagonal Bagian Luar No

.

Batang Diagonal Panjang (m)

1. A1 0,465

2. A2 0,465

3. A3 0,465

4. A4 0,465

5. A5 0,465

6. A6 0,985

7. A7 0,985

8. A8 0,985

9. A9 0,985

10. A10 0,465

11. A11 0,465

12. A12 0,465

13. A13 0,465

Imdadirrahman

(34)

14. A14 0,465

Tabel 3.4 Panjang Batang Diagonal bagian Dalam No

.

Batang Diagonal Panjang (m)

1. D1 0,465

2. D2 0,824

3. D3 0,824

4. D4 1,265

5. D5 1,265

6. D6 1,265

7. D7 1,265

8. D8 1,265

9. D9 1,265

10. D10 0,824

11. D11 0,824

12. D12 0,465

13. D13 0,985

14. D14 0,985

Imdadirrahman

(35)

BAB IV

PERENCANAAN DIMENSI DAN PEMBEBANAN

4.1 Perencanaan Dimensi Batang

Batang pada penyusun rangka atap terdiri dari dua jenis, yaitu batang tarik dan batang tekan. Perbedaan ini dikarenakan gaya yang bekerja pada batang dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu menjauhi titik atau mendekati titik. Hal sama menjadi dasar dalam perhitungan titik buhul yang akan dibahas pada bab selanjutnya. Berdasarkan batang penyusun yang telah dikelompokan pada bagian sebelumnya, maka dapat ditentukan dimensi asumsi untuk rencana preliminary design yaitu dengan menggunakan dimensi 8/12 pada seluruh batang.

4.2 Perhitungan Beban

Berdasarkan beban yang bekerja, pada rangka kuda-kuda terjadi reaksi akibat faktor internal dan eksternal. Pada faktor internal terdapat beban yang bekerja akibat dari rangka itu sendiri. Pada faktor eksternal terdapat beban yang diterima dari luar.

4.2.1 Beban Mati

Pada rangka terbuat dari balok kayu tentu memiliki berat dari kayu sehingga terdapat beban dari penyusun rangka itu sendiri atau disebut beban struktur. Pada struktur dengan jenis kayu jati, didapat perhitungan berat struktur yaitu berat dari rangka ditambah dengan berat dari atap dan bagian-bagiannya.

4.2.1.1 Berat Sendiri Gording 8/12 qg = 0,08. 0,12. 700

= 6,72 kg/m

4.2.1.2 Berat Sendiri Rangka Atap q = b. h. berat rata-rata kayu jati

= 0,08. 0,12. 700

= 6,72 kg/m Imdadirrahman

(36)

4.2.1.3 Berat Sendiri Atap Normal

qⁿ = berat jenis atap sirap + reng + kaso. jarak gording = 40. 0,465

= 18,6 kg/m

4.2.1.4 Berat Sendiri Atap Puncak

qp = berat jenis atap sirap + reng + kaso. jarak gording = 40. 0,985

= 39,4 kg/m

4.2.1.5 Berat Total Atap Normal

qnt = berat sendiri gording + berat sendiri atap normal = 6,72 + 18,6

= 25,32 kg/m

4.2.1.6 Berat Total Atap Puncak

qpt = berat sendiri gording + berat sendiri atap puncak = 6,72 + 39,4

= 46,12 kg/m

4.2.1.7 Proyeksi Gaya Terhadap Beban Mati a. Proyeksi Gaya Beban Total Atap Normal

Analisa Gaya ini diperlukan untuk melakukan kontrol tegangan dan lendutan batang gording nantinya.

Gambar 4.1 Analisa Gaya Beban Mati Normal Imdadirrahman

(37)

q^xmn = qⁿ sin α = 25,32 sin 30,964º = 13,04 kg/m q^ymn = qⁿ cos α = 25,32 cos 30,964º = 21,7 kg/m b. Proyeksi Gaya Beban Total Atap Puncak

Analisa Gaya ini diperlukan untuk melakukan kontrol tegangan dan lendutan batang gording nantinya.

Gambar 4.2 Analisa Gaya Beban Mati Puncak q^xmp = q sin α = 46,12 sin 66,038º = 42,13 kg/m

qymp = q cos α = 46,12 cos 66,038 ° = 18,76 kg/m 4.2.1.8 Proyeksi Momen Terhadap Beban Mati a. Proyeksi Momen Terhadap Beban Mati Normal Mmaks = 1

8. q_nt. l² = 1

8.25,32.1,5² = 7,121 kg/m M^xmn = 1

8. q_ymn. l² = 1

8.21,7.1,5² = 6,103 kg/m M^ymn = 1

8. q_xmn.l² = 1

8.13,04.1,5² = 3,667 kg/m b. Proyeksi Momen Terhadap Beban Mati Puncak M^maks= 1

8. q_pt. l² = 1

8.46,12.1,5² = 12,971 kg/m M^xmp= 1

8. q_ymp. l² = 1

8.18,76.1,5² = 5,276 kg/m Imdadirrahman

(38)

M^ymp= 1

8. q_xmp.l² = 1

8.42,13.1,5² = 11,849 kg/m

4.2.2 Beban Angin

Gambar 4.3 Beban Angin Dari Arah Kiri

Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Berdasarkan ketentuan PPIUG 1987 Pencarian Koefisien didapatkan dengan mempertimbangkan posisi tinjau dari arah angin yang datang yaitu dengan mempertimbangkan arah angin yang datang atau tiup dan arah berwalawan atau hisap.

4.2.2.1 Koefisien Beban Angin Tiup a. Atap Normal

Diketahui bidang atap di pihak angin dengan sudut kemiringan 30,964º dengan ketentuan koefisien (α < 65º) maka…

(0,02.30,964º) - 0,4 = 0,22 C^nt = 0,22

b. Atap Puncak

Diketahui bidang atap di pihak angin dengan sudut kemiringan 66,038º dengan ketentuan koefisien (65º< α < 90º) maka didapat + 0,9.

C^pt = 0,9 (Dari Pasal 4.3 nomor 1.b)

Imdadirrahman

(39)

4.2.2.2 Koefisien Beban Angin Hisap a. Atap normal

Bidang atap segitiga di belakang angin dengan sudut kemiringan 30,964º dengan ketentuan koefisien semua sudut maka didapat -0,4.

C^nh = -0,4 (Dari Pasal 4.3 nomor 1.b) b. Atap Puncak

Bidang atap di belakang angin dengan sudut kemiringan 66º dengan ketentuan koefisien semua sudut maka didapat -0,4.

Cph = -0,4 (Dari Pasal 4.3 nomor 1.b) 4.2.2.3 Beban Angin Tiup

a. Beban angin di pihak atap normal q^nt = C^nt . P^angin . jarak gording

= 0,219 . 40. 0,465 = 4,1 kg/m

b. Beban angin di pihak atap puncak q^pt = C^pt . P^angin . jarak gording

= 0,9 . 40 . 0,985 = 35,46 kg/m

4.2.2.4 Beban Angin Hisap

a. Beban angin di pihak atap normal qnh = Cnh . Pangin . jarak gording

= -0,4. 40. 0,465 = - 7,44 kg/m

b. Beban angin di pihak atap puncak qph = Cph . Pangin . jarak gording

Imdadirrahman

(40)

= -0,4 . 40. 0,985 = - 15,76 kg/m

4.2.2.5 Perhitungan Momen Tiup Akibat Beban Angin

Arah angin tegak lurus dengan bidang atap sehingga momen yang tedapat pada sumbu y adalah 0.

a. Momen tiup akibat beban angin normal M^nt = 1

8. q nt . l² = 1

8. 4,079 . _1,5² = 1,153 kgm b. Momen tiup akibat beban angin puncak

M^pt = 1

8. q pt . l² = 1

8.35,46.1,5² = 9,973 kgm 4.2.2.6 Perhitungan Momen Hisap Akibat Beban Angin

Arah angin tegak lurus dengan bidang atap sehingga nilai momen terhadap sumbu y adalah 0.

a. Momen hisap akibat beban angin normal M^nh = 1

8. q nh . l² = 1

8.−7,44.1,5² = -2,092 kgm b. Momen hisap akibat beban angin puncak

M^ph = 1

8. q ph .l² = 1

8.−15,76.1,5² = -4,432 kgm

4.2.3 Beban Hidup

4.2.3.1 Beban Hidup Atap Normal P^hn = P. jarak gording normal . L = 100. 0,465 . 1,5

= 68,4 kg/m2

Imdadirrahman

(41)

4.2.3.2 Beban Hidup Atap Puncak Php = P. jarak gording puncak . L = 100 . 0,985 . 1,5

= 147,75 kg

4.2.3.3 Proyeksi Gaya Terhadap Beban Hidup

a. Proyeksi Gaya Terhadap Beban Hidup Atap Normal Pxhn = Phn sin α = 69,75 sin 30,964º = 35,191 kg

Pyhn = Phn cos α = 69,75 cos 30,964º = 58,652 kg

b. Proyeksi Gaya Terhadap Beban Hidup Atap Puncak Pxhp = Php sin α = 147,75 sin 66,038 ° = 135,016 kg Pyhp = Php cos α = 147,75 cos 66,038 ° = 60,006 kg 4.2.3.4 Proyeksi Momen Terhadap Beban Hidup

a. Proyeksi Momen Terhadap Beban Hidup Atap Normal Mmaks= 1

4 . P . l = 1

4 . 69,75 . 1,5 = 25,65 kg/m Mxhn = 1

4 . Pyhn . l = 1

4 . 59,810 . 1,5 = 21,994 kg/m Myhn = 1

4 . Pxhn . l = 1

4 . 35,886 . 1,5 = 13,196 kg/m b. Proyeksi Momen Terhadap Beban Hidup Atap Puncak Mmaks= 1

4 . P . l = 1

4 . 147,75 . 1,5 = 55,406 kgm Mxhp = 1

4 . Pyhp . l = 1

4 . 60,006 . 1,5 = 22,502 kgm Myhp = 1

4 . Pxhp . l = 1

4 . 135,016 . 1,5 = 50,631 kgm

Imdadirrahman

(42)

4.2.4 Rekapitulasi Hasil Analisa 4.2.4.1 Perhitungan tegangan Izin

Kombinasi tegangan yang dilakukan terhadap 2 jenis kombinasi, yaitu kombinasi pembebanan primer dan kombinasi pembebanan sekunder.

a. Pembebanan Primer

Kombinasi pembebanan primer dengan beban tetap (β=1) pada konstruksi terlindungi (v=1).

σr = β. V. σn

= 1. 1. 100 = 100 kg/cm²

b. Pembebanan sekunder

Kombinasi pembebanan sekunder dengan beban sementara (β = 1) pada konstruksi terlindung (v = 1).

σr = β. V. σn

= 1. 5/4. 100 = 125 kg/cm²

4.2.4.2 Kombinasi Beban a. pembebanan Tetap Normal

Mtxn = Mxmn + Mxhn

= 6,103 + 21,994 = 28,097 kg/m Mtyn = Mymn + Myhn

= 3,667 + 13,196 = 16,863 kg/m

b. pembebanan Tetap Puncak Mtxp = Mxmp + Mxhp

= 5,276 + 22,502 Imdadirrahman

(43)

= 27,778 kgm Mtyp = Mymp + Myhp

= 11,849 + 50,631

= 62,48 kgm

c. Pembebanan Sementara Normal Msxn = Mxmn + Mxhn + Mnt + Mnh

= 6,103 + 21,994 + 1,153 + (-2,092) = 27,158 kg/m

Mstyn = Mymn + Myhn

= 3,667 + 13,196 = 16,863 kg/m

d. Pembebanan Sementara Puncak Msxp = Mxmp + Mxhp + Mpt + Mph

= 5,276 + 22,502 + 9,973 + (-4,432) = 33,319 kg/m

Msyp = Mymp + Myhp

= 11,849 + 50,631 = 62, 48 kg/m

4.2.4.3 Kontrol Tegangan Wx = 1

6. b . h²

= 1

6 . 8. 12²

= 192 cm³ Wy = 1

6. b . h²

= 1

6 . 12. 8² Imdadirrahman

(44)

= 128 cm³

a. Tegangan akibat pembebanan tetap normal Σmaks = Mtxn

Wx +Mtyn Wy

= 2809,7

192 +1686,3 128 = 27,808 kg/cm³

Perbandingan antara tegangan izin dan tegangan uji dengan satuan σmaks ≤ σizin : σmaks ≤ σizin

27,808 kg/cm³ ≤ 100 kg/cm³………...(Aman) b. Tegangan akibat pembebanan tetap puncak

Σmaks = Mtxp

Wx +Mtyp Wy

= 2777,8

192 +6248 128 = 63,28 kg/cm³

Perbandingan antara tegangan izin dan tegangan uji dengan aturan σmaks ≤ σizin : σmaks ≤ σizin

63,280 kg/cm³ ≤ 100 kg/cm³……….(Aman) c. Tegangan akibat pembebanan sementara normal

σ_maks = Msxn

Wx + Msyn Wy

=

^2715,8₁₉₂ + 3200 128

=

52,104kg/cm³

Perbandingan antara tegangan izin dan tegangan uji dengan aturan σ_maks≤ σ_izin : σ_maks≤ σ_izin

kg/cm³≤ 100 kg/ cm³ ………..(Aman) d. Tegangan akibat pembebanan sementara puncak Imdadirrahman

(45)

σ_maks = Msxp

Wx + Msyp Wy

=

³⁹⁴⁷₁₉₂ + 1686,3 128

=

33,731kg/cm³

Perbandingan antara tegangan izin dan tegangan uji dengan aturan σ_maks≤ σ_izin : σ_maks≤ σ_izin

33,731kg/cm³≤ 100 kg/ cm³ ………..(Aman) 4.2.4.4 Kontrol Lendutan

Berdasarkan pada PKKI 1961 untuk kontrol lendutan pada gording didapat : f^max ≤ 1

200 . ljarak kuda-kuda

Nilai fmax yang didapat yaitu : fmax = 1

200

.

1,5 = 0,75 cm

a.

Lendutan Akibat Pembebanan Tetap Atap Normal Ftxn = 5. qymn . L⁴

384.E . Ix + Pyhn . L³ 48.E . Ix

= 5.0,217.200⁴

384.1152.10⁵ + 59,652.200³ 48.1152.10⁵ = 0,039 + 0,0848

= 0,124 cm

Ftyn = 5. qxmn . L⁴

384.E . Iy + Pxhn . L³ 48.E . Iy

= 5.0,13027.150⁴

384.512.10⁵ + 35,886.150³ 48.512.10⁵ = 0,053 + 0,114

= 0,167 cm

Imdadirrahman

(46)

Ftn =

√

^Ftxn²⁺^Ftyn²

=

√

^0,124²^+0,167²

= 0,208 cm ≤ 0,75 cm………..(Aman)

b.

Lendutan Akibat Pembebanan Tetap Atap Puncak Ftxp = 5. qymp . L⁴

384.E . Ix + Pyhp . L³ 48.E . Ix

= 5.0,1876.150⁴

384.1152.10⁵ + 60,006.150³ 48.1152.10⁵ = 0,034 + 0,087

= 0,121 cm

Ftyp = 5. qxmp . L⁴

384.E . Iy + Pxhp . L³ 48.E . Iy

= 5.0,42145.150⁴

384.512.10⁵ + 135,016. 150³ 48.512.10⁵ = 0,610 cm

Ftp =

√

^Ftxp²⁺^Ftyp²

=

√

^0,121²⁺^0,610²

= 0,622 cm ≤ 0,75 cm………..(Aman)

c.

Lendutan Akibat Pembebanan Sementara Atap normal Fsxn = 5. qymn . L⁴

384.E . Ix + Pyhn . L³

48.E . Ix + 5. qnt . L⁴

384.E . Ix + 5. qnh . L⁴ 384.E . Ix = 0,1159

Fsyn = 5. qxmn . L⁴

384.E . Iy + Pxhn . L³ 48.E . Iy = 0,167 cm

Fsn =

√

^Fsxn²^+Fsyn²

=

√

^0,1159²^+0,167²

Imdadirrahman

(47)

= 0,203 cm ≤ 0,75 cm………..(Aman)

d.

Lendutan Akibat Pembebanan Sementara Atap Puncak Fsxp = 5. qymp . L⁴

384.E . Ix + Pyhp . L³

48.E . Ix + 5. qpt . L⁴

384.E . Ix + 5. qph . L⁴ 384.E . Ix

= 0,168 cm

Fsyp = 5. qxmp . L⁴

384.E . Iy + Pxhp . L³ 48.E . Iy = 0,610 cm

Fsp =

√

^Fsxp²⁺^Fsyp²

=

√

^0,168²⁺^0,610²

= 0,633 cm ≤ 0,75 cm………..(Aman)

4.2.5 Rekapitulasi Beban 4.2.5.1 Beban Kuda-Kuda a. Panjang Total batang

Total Panjang kuda-kuda, yaitu:

Ptot = 32,46 m b. Volume total batang

Total Volume Kuda-kuda, yaitu:

Vtot = Ptot . l . h = 32,456 . 0,08 . 0,12 = 0,31 m³ c. Berat total kuda-kuda

Total berat kuda-kuda, yaitu:

Wtot = Vtot . Bj = 0,31158 . 700 = 218,0 kgf d. Berat sendiri kuda-kuda

Wk = Wtot / nbuhul = 218 / 15 = 14,54 kgf

Berikut hasil perhitungan yang di dapatkan untuk setiap batang rangka kuda-kuda.

Imdadirrahman

(48)

Tabel 4.1 Perhitungan Struktur Rangka Kuda-Kuda No

.

Batang Lebar (m)

Tinggi (m)

Panjang (m)

Volume (m³)

Berat Jenis (Kg/m³)

Berat Batang (kg)

1. H1 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

2. H2 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

3. H3 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

4 H4 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

5. H5 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

6. H6 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

7. H7 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

8. H8 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

9. H9 0,08 0,12 0,800 0,0077 700,00 5,38

10. V1 0,08 0,12 0,480 0,0046 700,00 3,23

11. V2 0,08 0,12 0,960 0,0092 700,00 6,45

12. V3 0,08 0,12 0,960 0,0092 700,00 6,45

13. V4 0,08 0,12 0,480 0,0046 700,00 3,23

14. A1 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

15. A2 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

16. A3 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

17. A4 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

18. A5 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

19. A6 0,08 0,12 0,985 0,0095 700,00 6,62

20. A7 0,08 0,12 0,985 0,0095 700,00 6,62

21. A8 0,08 0,12 0,985 0,0095 700,00 6,62

22. A9 0,08 0,12 0,985 0,0095 700,00 6,62

23. A10 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

24. A11 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

25. A12 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

26. A13 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

27. A14 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

28. D1 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

29. D2 0,08 0,12 0,824 0,0079 700,00 5,54

30. D3 0,08 0,12 0,824 0,0079 700,00 5,54

31. D4 0,08 0,12 1,265 0,0121 700,00 8,50

32. D5 0,08 0,12 1,265 0,0121 700,00 8,50

33. D6 0,08 0,12 1,265 0,0121 700,00 8,50

34. D7 0,08 0,12 1,265 0,0121 700,00 8,50

35. D8 0,08 0,12 1,265 0,0121 700,00 8,50

36. D9 0,08 0,12 1,265 0,0121 700,00 8,50

37. D10 0,08 0,12 0,824 0,0079 700,00 5,54

38. D11 0,08 0,12 0,824 0,0079 700,00 5,54

39. D12 0,08 0,12 0,465 0,0045 700,00 3,12

40. D13 0,08 0,12 0,985 0,0095 700,00 6,62

41. D14 0,08 0,12 0,985 0,0095 700,00 6,62

Imdadirrahman

(49)

42. TOTAL 32,46 0,312 - 218,10 Pada pembebanan titik buhul digunakan ketentuan sebagai berikut :

W^k = 0,5 x berat sendiri kuda - kuda pada pinggir rangka W^k = 1,0 x berat sendiri kuda - kuda pada tengah rangka 218,10 : 15 (jumlah buhul) = 14,54

Tabel 4.2 Pembebanan Beban Rangka Setiap Buhul

Buhul Beban

(kg)

A 14,54 . 0,5 7,27

B 14,54 . 1 14,54

C 14,54 . 1 14,54

D 14,54 . 1 14,54

E 14,54 . 1 14,54

F 14,54 . 1 14,54

G 14,54 . 1 14,54

H 14,54 . 1 14,54

I 14,54 . 1 14,54

J 14,54 . 1 14,54

K 14,54 . 1 14,54

L 14,54 . 1 14,54

M 14,54 . 1 14,54

N 14,54 . 1 14,54

O 14,54 . 0,5 7,27

4.2.5.2 Beban Atap + Gording

Pada beban atap + gording yang menjadi tumpuan dari beban ini yaitu pada gording ke rangka sehingga memberikan bentuk gaya terpusat pada batang dan gording dipasang tepat pada titik buhul rangka kuda-kuda. Terkhusus pada buhul puncak menggunakan 2 gording sehingga memikul 2 kali berat gording.

1. Berat 1 gording Imdadirrahman

(50)

W^g = b. h. jarak kuda - kuda . berat rata-rata kayu jati = 0,08. 0,12. 1,5 . 700

= 10,08 kgf

2. Berat atap sirap pada atap normal

W^an = jarak kuda - kuda. jarak gording. berat jenis atap sirap = 1,5 . 0,465 . 40

= 27,72 kgf

3. Berat atap sirap pada atap puncak

Wap = jarak kuda - kuda. jarak gording. berat jenis atap sirap = 1,5 . 0,985 . 40

= 59,1 kgf

Pada perhitungan didapatkan hasil yang akan dicantumkan untuk setiap beban atap + gording pada setiap titik buhul di bawah ini.

Tabel 4.3 Pembebanan Beban Atap + Gording Setiap Buhul Buhul

Beban Atap (kg)

Beban Gording (kg)

Beban (kg)

A 13,86 10.08 23,94

B 27,72 10.08 37,8

C 27,72 10.08 37,8

D 27,72 10.08 37,8

E 27,72 10.08 37,8

F 43,41 10.08 53,49

G 59,1 10.08 69,18

H 59,1 10.08 79,26

I 59,1 10.08 69,18

J 43,41 10.08 53,49

K 27,72 10.08 37,8

L 27,72 10.08 37,8

M 27,72 10.08 37,8

Imdadirrahman

(51)

N 27,72 10.08 37,8

O 13,86 10.08 23,94

Buhul A dan O = (beban atap normal)/2 + beban gording

Buhul B, C, D, E, K, L, M, N = beban atap normal + beban gording

Buhul F dan J = (beban atap normal + beban atap puncak)/2 + beban gording Buhul G, I = beban atap puncak + beban gording

Buhul H = beban atap puncak + (beban gording) . 2 4.2.5.3 Beban Hidup

Pada beban hidup diasumsikan gaya bekerja pada setiap titik buhul dengan berat minimal 100 kg/ _m² . Pada pembebanan didapatkan hasil yang akan dicantumkan untuk setiap beban hidup pada setiap titik buhul untuk setiap atap normal dan atap puncak di bawah ini.

Tabel 4.4 Pembebanan Beban Hidup Setiap Buhul No.

Buhul (kg)

Beban Hidup (kg)

1 A 34,2

2 B 68,4

3 C 68,4

4 D 68,4

5 E 68,4

6 F 108,075

7 G 147,75

8 H 147,75

9 I 147,75

10 J 108,075

11 K 68,4

12 L 68,4

13 M 68,4

14 N 68,4

15 O 34,2

Imdadirrahman

(52)

4.2.5.4 Beban Angin

Untuk angin diasumsikan akan datang dari kiri ke kanan maka didapat untuk beban pada setiap batang.

1. Beban angin kiri normal (W^nt) = q^nt . l = 4,079 . 1,5 = 6,15 kgf 2. Beban angin kanan normal (W^nh) = q^nh . l = (-7,44) . 1,5 = -11,16 kgf 3. Beban angin kiri puncak (Wpt) = qpt . l = 35,46 . 1,5 = 53,19 kgf

4. Beban angin kanan puncak (Wph) = qph . l = (-15,76) . 1,5 = -23,64 kgf

Penentuan beban angin dilakukan dengan penjabaran arah x dan y karena angin bekerja pada bidang tegak lurus pada batang.

Tabel 4.5 Pembebanan Beban Angin Arah Kiri pada Sumbu X Setiap Buhul

No. Buhul Arah Kiri Wx

(kg)

1 A Wntsin(30,964°)

2 1,582

2 B Wnt sin 30,964°

¿ ⁾ 3,164

3 C Wnt sin 30,964°

¿ ⁾ 3,164

4 D Wnt sin 30,964°

¿ ⁾ 3,164

5 E Wnt sin 30,964°

¿ ⁾ 3,164

6 F Wntsin(30,964°)+Wptsin(66,038°)

2 25,877

7 G Wpt sin (66,038 ° ) 48,59

8 H Wptsin(66,038°)+Wphsin(66,038°)

2 35,095

9 I Wph sin (66,038 ° ) 21,6

10 J Wnhsin(30,964°)+Wphsin(66,038°)

2 13,675

11 K Wnh sin 30,964°

¿ ⁾ 5,75

12 L Wnh sin 30,964°

¿ ⁾ 5,75

13 M Wnr sin 30,964°

¿ ⁾ 5,75

14 N Wnh sin 30,964°

¿ ⁾ 5,75

Imdadirrahman

(53)

15 O Wnhsin(30,964°)

2 2,875

Tabel 4.6 Pembebanan Beban Angin Arah Kiri pada Sumbu Y Setiap Buhul

No. Buhul Arah Kiri Wy

(kg)

1 A Wntcos(30,964°)

2 -2,635

2 B Wnt cos 30,964°

¿ ⁾ -5,27

3 C Wnt cos 30,964°

¿ ⁾ -5,27

4 D Wnt cos 30,964°

¿ ⁾ -5,27

5 E Wnt cos 30,964°

¿ ⁾ -5,27

6 F Wntcos(30,964°)+Wptcos(66,038°)

2 -13,452

7 G Wpt cos (66,038 ° ) -21,634

8 H Wptcos(66,038°)+Wphcos(66,038°)

2 -6,0095

9 I Wph cos (66,038 ° ) 9,615

10 J

Wnhcos(30,964°)+(Wphcos 66,038°)

¿¿

¿

9,5925

11 K Wnh cos 30,964°

¿ ⁾ 9,57

12 L Wnh cos 30,964°

¿ ⁾ 9,57

13 M Wnh cos 30,964°

¿ ⁾ 9,57

14 N Wnh cos 30,964°

¿ ⁾ 9,57

15 O Wnhcos(30,964°)

2 4,785

Tabel 4.7 Pembebanan Beban Angin Arah Kanan pada Sumbu X Setiap Buhul

No. Buhul Arah Kanan Wx

(kg)

1 A

30,964° Wnh¿sin¿

¿

-2,875

2 B Wnh sin 30,964°

¿ ⁾ -5,75

Imdadirrahman