Kata Kunci : Tegangan batang tarik, Beban kritis terhadap batang tekan

Transkripsi

1 ANALISIS BAJA RINGAN SEBAGAI BAHAN KONSTRKSI ATAP PADA PEMBANGUNAN RUMAH DINAS BANK INDONESIA PALANGKA RAYA AFRIJONI, ST Alumni Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Palangka Raya ABSTRAK Baja ringan adalah salah satu konstruksi yang sangat berperan dalam pembangunan pada saat ini, karena semakin sulitnya material kayu didapat, maka dalam penyusunan ini sangat tertarik untuk menjadikan baja ringan sebagai judul skrip yaitu Analisis Baja Ringan Sebagai Bahan Konstruksi Atap. Permasalahan dalam penelitian ini adalah menghitung kekuatan pembebanan kuda-kuda secara manual dengan mengecek tegangan tarik dan tekan akibat gaya-gaya yang bekerja dan membandingkan dengan tegangan ijin. Pada pembahasan metodologi yang dipakai dalam penyelesaian penelitian ini adalah : 1. Mencari sumber penelitian yang akan dibahas. 2. Pengumpulan data yang didapat dari sumber penelitian. 3. Pengolahan data-data yang didapat sesuai dengan tahapan pembebanan dengan mengambil sampel dari salah satu kuda-kuda (Truss 7). 4. Menghitung gaya-gaya yang bekerja pada pembebanan dari kuda-kuda truss Pengecekan tegangan pembebanan yaitu terhadap tegangan batang tarik, dan terhadap beban kritis terhadap tekan. Dari hasil pembahasan adanya perbedaan sudut dimana data awal 30 0 setelah dilakukan perhitungan ulang maka sudut 31 0 dan panjang bentang sesuai gambar 1250 mm tetapi dihitung menjadi 1252 mm. Setelah melakukan penelitian ini saranyang disampaikan bahwa baja ringan merupakan alternatif utama sebagai pengganti kayu untuk kebutuhan material konstruksi dimasa kini dan akan datang. Kata Kunci : Tegangan batang tarik, Beban kritis terhadap batang tekan 12

2 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dengan pertumbuhan penduduk yang semakin padat dan semakin sulitnya didapat material kayu dalam pembangunan dewasa ini, produsen baja mulai melirih baja ringan sebagai pengganti kayu untuk konstruksi bangunan, baik itu bangunan sedang maupun bangunan besar. Mulai berkembangnya baja ringan di Kota Palangka Raya dan salah satu konstruksi yang sangat berperan dalam pembangunan pada saat ini, produsen Baja Ringan produk Jsteel lewat Distributor CV. Baja Guna Abadi Palangka Raya sudah sering menawarkan produk terbaiknya. Mengapa harus memakai rangka atap Baja ringan? 1. Karena bobot kontruksi atap baja ringan yang ringan maka dibandingkan dengan kayu,beban yang harus di tanggung oleh struktur dibawahnya lebih rendah. 2. Rangka atap baja ringan bersifat tidak membesarkan api ( non-combustible). 3. Konsumen tidak perlu kuatir rangka atap baja ringan dimakan rayap. 4. Pemasangan Rangka atap baja ringan relative sangat cepat apabila dibandingkan rangka kayu. 5. Atap baja ringan nyaris tidak memiliki nilai muai dan susut. 6. Desain atap baja ringan fleksibel mengikuti desain atap yang ada. 7. Rangka atap baja ringan bebas biaya pemeliharaan. 8. Lebih presisi sebab standar bentuk sama sehingga atap baja ringan lebih rata. 9. Batang truss rangka atap baja ringan mempunyai kuat tarik yang besarnya 560 Mpa. 10. Hasil pasangan atap baja ringan lebih rata atau flat jadi pasangan genteng lebih rapi dan lebih bagus. Untuk mendapat produk terbaik Jsteel bekerja sama dengan Nissin Steel Co.,LTD. Dengan Distributor resmi CV. Baja Guna Abadi Palangka Raya menghadirkan rangka baja yang paling mutakhir yaitu pelindung lapisan baja berteknologi tinggi yang terdiri atas zincalum, aluminium dan magnesium (ZAM) sehingga memiliki daya tahan karat paling sempurna. Maka dalam penyusunan skripsi ini sangat tertarik untuk menjadikan baja ringan Jsteel sebagai judu Skripsi Analisis Baja Ringan Sebagai Bahan Kontruksi Atap, yaitu pada banganan rumah Dinas Bank Indonesia Palangkaraya Rumusan Masalah Mengecek kekuatan kuda-kuda secara manual di rumah Dinas Bank Indonesia Palangka Raya Tujuan Penelitian Tujuan penelitian adalah menghitung tegangan tarik dan tekan akibat gaya-gaya yang bekerja dan membandingkan dengan tegangan ijin. II. LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Baja Ringan Baja ringan adalah material yang terbuat dari baja dengan ukuran dan ketentuan yang telah disesuaikan penggunaannya oleh pabrikasi, sebelum dikirim kelapangan, dipasang sebagai rangka atap. 2.2 Rangka atap/kuda-kuda Seperti yang telah diuraikan diatas rangka atap baja ringan dipasang dengan sistem konstruksi baja ringan yang stabil dan kokoh dengan 13

3 keunggulan baja ringan yang tahan terhadap segala cuaca, tidak berkarat, anti rayap, kuat untuk puluhan tahun. 2.3 Pembebanan Beban konstruksi kuda-kuda dapat dibedakan dalam beberapa bentuk yaitu : Dead Load (Beban Mati/tetap) Di dalam perhitungan Beban mati (Dead Load), beban beban yang sangat diperhitungkan adalah Sebagai berikut : Atap Atap merupakan struktur paling atas dari seluruh bangunan, beban atap yaitu atap Multi sirap adalah 10 kg/m. Gording Gording pada baja ringan tidak sama dengan bangunan yang memakai kayu, beban yang diperhitungkan adalah 3,6 kg/m. Tabel II.1 Ketebalan, Berat Jarak Gording Maksimum Profil Rangka Baja Merk JSteel (Material Aluminium Zinc Alloy Coated (Allzinc). Ketebalan Berat Jarak Maksimum Gording (mm) No (mm) (kg/m ) Internal Span End Span Dinding 1. 0,50 4, ,45 4, ,40 3, Plafon Plafon adalah pelindung dari panasnya matahari yang didapat dari atap, merupakan salah satu peran untuk indahnya suatu bangunan dalam, beban plafon mempunyai berat sendiri 20 Kg/m 2. Kuda-kuda Kuda-kuda adalah pemikul utama dari suatu rangka atap dan Berat sendiri kuda-kuda adalah 4,6 kg/m Beban Hidup Yang dimaksud dengan beban hidup adalah beban pekerja (Pemadanm) + beban air hujan dihitung sebesar P = 100 Kg (PMI 1970) WinLoad (Beban angin). Untuk penelitian bangunan rumah dinas Bank Indonesia, didapat data dari perhitungan gambar yaitu : - Lokasi Bangunan = Daratan - Tekanan angin = 40 kg/m 2 (PMI 1970) - Kemiringan atap = Koefisien Angin = Muka 0,2 = (PMI 1970) = Belakang (Isap) = 0,4 (PMI 1970) III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Sumber Penelitian Sumber penelitian adalah produk baja JSteel dengan objek spesifikasi Bahan Baja digunakan yaitu : 1. Gording 2. Kuda-kuda Material Kuda-kuda Uk-75 dengan bentang lebih dari 10 meter. 3.2 Pengumpulan data Data yang diperlukan didapat dari Distributor CV. Baja Guna Abadi Palangkaraya sebagai berikut : 1. Gambar rangka atap secara keseluruhan. 2. Gambar rangka kuda-kuda per item. 3. Buku-buku sebagai petunjuk ataupun teori perhitungan Baja. 14

4 4. Brosur Produk Jsteel (Rangga Atap Baja Ringan) 5. Foto-foto yang didapat dari Distributor mengenai pemasangan rangka atap baja ringan. 3.3 Pengolahan data Setelah pengumpulan data-data yang diperlukan didapat, maka selanjutnya diolah data berdasarkan tahapan pembebanan pada salah satu kuda-kuda rangka baja ringan dilapangan : I. Memasukan data-data yang diketahui. Didalam penelitian ini data-data yang diketahui adalah : Profil kuda-kuda Profil Gording Jenis Penutup Atap (Multi Sirap) II. Kuda-kuda Batang yang sudah diketahui yaitu sudut A= 30 0 dilanjutkan pengecekan manual sudut yang sebenarnya. Untuk mendapat panjang total batang kuda-kuda dicari dulu satu persatu jumlah batang yang ada pada sampel perhitungan : a. Batang Bawah c. Batang Vertikal b. Batang Atas d. Batang Diagonal III. Gording A. Pembebanan a. Beban Mati - Berat sendiri gording W 1 = L x q gording - Berat sendiri atap W 2 = L x q atap - Total beban mati = W 1 + W 2 b. Beban Hidup Beban terpusat dari pekerja yang besarnya diambil paling menentukan diantara dua macam beban seperti berikut : 1. Beban terpusat dari seorang pekerja besarnya minimum 100 kg. 2. Beban air hujan yang besarnya dihitung dengan rumus : Gx = (G-0,8 x sin α) Gy = (G-0,8 x cos α) 3. Beban Angin Untuk bangunan di darat mengasumsikan beban angin (W) = 40 kg/m 2. B. Perhitungan Momen pada Gording a. Akibat beban mati b. Akibat beban hidup c. Akibat beban angin Dalam perhitungan momen pada gording adalah mencari nilai momen pada Mx dan Nilai momen pada My. IV. Perhitungan Gaya Gaya Batang a. Akibat beban mati (Dead Load) Mencari berat sendiri yang bekerja dengan cara titik simpul batang atas dan menganalisa titik simpul menentukan batang tarik (+) dan batang tekan (-) b. Akibat beban hidup Mencari berat sendiri yang bekerja dengan cara titik simpul dan menganalisa titik simpul dengan menentukan batang tarik (+) dan batang tekan (-) akibat berat beban dari Pekerja. c. Win (Beban Angin) Mencari berat sendiri yang bekerja dengan cara titik simpul dan menganalisa titik simpul menentukan batang tarik (+) dan batang tekan (-) akibat berat beban dari angin kanan (Tekan), angin kiri (Isap). Beban angin kiri = Luas atas x Tekanan angin x Koefisien angin. Beban angin kanan = Luas atas x Tekanan angin x Koefisien angin. V. Pengecekan tegangan pembebanan a. Terhadap tegangan batang tarik 15

5 Batang tarik adalah batang-batang dari struktrur yang dapat menahan pembebanan tarik yang bekerja searah sumbu, untuk menghindari runtuhan AISC menetapkan bahwa tegangan pada penampang tidak boleh melampau : Rumus = ft = 0,60 x fy ft : Tegangan tarik aksial yang diijinkan fy : Tegangan Leleh Minimum baja Besarnya tegangan tarik yang disebabkan oleh suatu beban tarik aksial ditentukan dengan persamaan : Rumus = ft = P/A ft : Tegangan tarik aksial yang diijinkan P : Beban yang bekerja A : Luasan Penampang maka ft = P/A < ft = 0,60 x fy b. Pengecekan beban kritis terhadap tekan Batang tekan adalah batang yang menerima pembebanan dari atasnya dan diteruskan ke batang tarik. Penelitian ini mengecekan sampai dimana beban kritis dari batang tekan (P cr ). Rumus : Pcr = A x Fe. Untuk mencari Fe Fe : π 2 x E l/r r : Pcr : Kekuatan kritis Maksimum dari batang tekan Fe : Harga tegangan Euler pada batang A : Luasan Penampang r : Jari-jari E : Elastisitas Baja Ringan Maka ft = P/A < Pcr = A x Ee. MULAI Permasalahan IV. PEMBAHASAN 4.1 Pengolahan data I. Data-data yang diketahui : Gambar Rangka atap pada bangunan Data yang diketahui : Lebar Bangunan Panjang rangka atap = 12,150 m a. Jarak Kuda-kuda = 1,500 m b. Kemiringan = 30 0 c. Tekanan angin yang bekerja (W) = 40 kg/m 2 d. Berat atap (Multi Sirap) = 10 kg/m 2 e. Berat Baja Ringan untuk kuda-kuda = 4,6 kg/m f. Berat Baja Ringan untuk gording = 3,60 kg/m II. Kuda-kuda. a. Mencari Panjang Batang Rangka Kdakuda. Untuk perhitungan pembebanan pada salah satu kuda-kuda rangka baja penelitian mengambil kuda-kuda Truss 7. Berat Jenis Baja Ringan = 4,6 kg/m Mencari sudut yang sebenarnya tg α = = 0,5916 α = arc.tg 0,5916 = 31 0 sin α = 0,515 cos α = 0,587 Data yang diketahui setelah dilakukan koreksi secara Analisis : a. Lebar Bangunan b. Panjang rangka atap = 1215,2 cm c. Jarak Kuda-kuda = 150,0 cm d. Kemiringan =

6 e. Tekanan angin yang bekerja (W) = 0,040 kg/cm f. Berat atap (Multi Sirap) = 0,010 kg/cm 2 g. Berat Baja Ringan untuk kuda-kuda = 4,6 kg/cm h. Berat Baja Ringan untukgording = 3,6 kg/cm Tabel 4.1 Panjang batang kuda-kuda setelah NO A b c d e f g h i j k l m n o p q dihitung secara manual. Nama batang Panjang batang (cm) L1-2 L2-3 L3-4 L4-5 L5-6 L ,0 L ,0 L ,0 L ,6 L ,8 L ,4 L ,4 L ,0 L ,0 L ,5 L ,1 X15 570,0 JUMLAH Jadi total panjang batang kuda-kuda truss-7 adalah : TOTAL = (Jumlah batang tabel 1 + batang vertikal) x 2 = (28948 cm + 288,8 cm) x 2 = 58473,6 cm Berat kuda-kuda baja ringan 0,046 kg/cm Jadi total berat kuda-kuda truss-7 adalah : TOTAL = (Total panjang batang x berat kuda-kuda baja ringan) = 58473,6 cmx 0,046 kg/cm = 2689,786 kg = 2689,79 kg III. Gording Pembebanan Beban Mati (q x DL) Berat sendiri gording = 3,6 kg/m = 0,036 kg/cm W1 = L x Berat baja untuk gording = 150cm x 0,036 kg/cm = 5,4 kg Berat penutup atap : W2 = L x Berat atap = 150 cm x 0,010 kg/cm = 1,5 kg Total beban mati = W1 + W2 = 5,4 kg + 1,5 kg = 6,9 kg Tabel 4.2 Momen dan beban Gording setelah dihitung. Beb an No Beban Beban Mat Hidup Hujan i Kg Kg (Kg ) , Mx , My , ,7 5 Beban Angin Pembebanan (Kg/m) (Kg/m) SEME TEKA HISAP TETAP N N Kg Kg TARA Kg Kg 18056, , , , ,5 9862,5 IV. Perhitungan Gaya-gaya Batang a. Akibat beban mati 1) Berat sendiri yang bekerja pada simpul batang diatas - Berat atap Multisirap = 0,010 kg/cm - Berat sendiri plafon = 0,020 kg/cm 2 - Berat sendiri gording = 0,036 kg/cm - Berat sendiri kuda-kuda = 0,046 kg/cm 2) Untuk Jarak kuda-kuda 150 cm - Berat atap Multisirap = 0,010 kg/cm x 150 cm x cm 17

7 = 211,8 kg/cm - Berat sendiri plafon = 0,020 kg/cm 2 x 150 cm = 3,00 kg/cm - Berat sendiri gording = 0,036 kg/cmx 150 cm = 5,40 kg - Berat sendiri kuda-kuda = 2689,79 kg 3) Total beban mati (qdl) = 2936,99 kg/cm Tabel 4.3 Batang Akibat Beban Mati BATANG TEKAN (Kg) (-) TARIK (Kg) (+) S1 - S S2 - S7-2916,75 S3 - S6-3954,65 S4 - S5-3327,42 S19 - S33 435,96 - S20 - S S21 - S S22 - S ,75 - S23 - S ,18 - S24 - S ,19 - S25 - S ,93 - S S34 - S ,89 S9 - S S10 - S ,59 - S11 S ,91 - S12 S ,82 - S13 S ,95 - V. PENUTUP setelah dianalisa secara manual sudut A = Panjang bentang pada kuda-kuda truss-7 menurut Gambar adalah mm, tetapi setelah dianalisa secara manual menjadi mm, perbedaan dari data yang dipakai mempengaruhi : 1. Panjang batang 2. Pembebanan 3. Tegangan 4. Dll Panjang batang pada rangka kuda-kuda tidak kuat terhadap tekanan pada kemampuan tertentu, untuk mengantisipasinya dengan menambah dimensi batang (menambah baja plat untuk meningkatkan kekakuan batang kuda itu sendiri). 5.2 Saran Dengan mempertimbangkan hasil analisis atap baja ringan sebagai bahan konstruksi atap. Untuk mengatasi hal tersebut ada kemungkinan menambah batang Vertikal pada rangka kuda-kuda truss Kesimpulan Didalam menganalisa Perhitungan dengan yang sudah ada dilapangan didapat perbedaan : 1. Sudut dari kuda-kuda dimana menurut gambar besarnya sudut A = 30 0, tetapi 18

8