PERENCANAAN STRUKTUR DAN RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG RUMAH SAKIT UMUM DAERAH GEMOLONG 2 LANTAI

Transkripsi

1 PERENCANAAN STRUKTUR DAN RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG RUMAH SAKIT UMUM DAERAH GEMOLONG 2 LANTAI TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya pada Program D3 Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Dikerjakan oleh : YOGA WIWIT LESTARI NIM : I PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 i

2 LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN STRUKTUR DAN RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG RUMAH SAKIT UMUM DAERAH GEMOLONG 2 LANTAI TUGAS AKHIR Dikerjakan Oleh: YOGA WIWIT LESTARI NIM : I Diperiksa dan disetujui Oleh : Dosen Pembimbing AGUS SETYA BUDI, ST, MT NIP PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 ii

3 LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN STRUKTUR DAN RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG RUMAH SAKIT UMUM DAERAH GEMOLONG 2 LANTAI TUGAS AKHIR Dikerjakan Oleh: YOGA WIWIT LESTARI NIM : I Diperiksa dan disetujui : Dosen Pembimbing Dipertahankan didepan tim penguji: AGUS SETYA BUDI, ST, MT NIP Ir. ENDANG RISMUNARSI, MT :... NIP Ir. SUPARDI, MT :... NIP FAJAR SRI HANDAYANI, ST, MT :.. NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Disahkan, Ketua Program D3 Teknik Jurusan Teknik Sipil FT UNS Ir. BAMBANG SANTOSA, MT NIP ACHMAD BASUKI, ST, MT NIP Mengetahui, a.n. Dekan Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS KUSNO ADI SAMBOWO, ST, M.Sc, Ph.D NIP iii

4 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO... PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... Hal i ii iv v vi viii xiv xvi xvii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Maksud dan Tujuan Kriteria Perencanaan Peraturan-Peraturan Yang Berlaku... 3 BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Dasar Perencanaan Jenis Pembebanan Sistem Bekerjanya Beban Provisi Keamanan Perencanaan Atap Perencanaan Tangga Perencanaan Plat Lantai Perencanaan Balok Anak Perencanaan Portal (Balok, Kolom) Perencanaan Pondasi viii

5 BAB 3 PERENCANAAN ATAP 3.1 Perencanaan Atap Dasar Perencanaan Perencanaan Gording Perencanaan Pembebanan Perhitungan Pembebanan Kontrol Terhadap Tegangan Kontrol Terhadap Lendutan Perencanaan Seperempat Kuda-Kuda Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-kuda Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda Perencanaan Profil Seperempat Kuda-kuda Perhitungan Alat Sambung Perencanaan Setengah Kuda-Kuda Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-kuda Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda Perencanaan Profil Seperempat Kuda-kuda Perhitungan Alat Sambung Perencanaan Kuda-kuda Trapesium Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Trapesium Perhitungan Luasan Kuda-kuda Trapesium Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Trapesium Perencanaan Profil Kuda-kuda Trapesium Perhitungan Alat Sambung Perencanaan Jurai Perhitungan Panjang Batang Jurai Perhitungan Luasan Jurai Perhitungan Pembebanan Jurai Perencanaan Profil Jurai ix

6 3.5.5 Perhitungan Alat Sambung Perencanaan Kuda-kuda Utama A Perhitungan Panjang Kuda-kuda Utama Perhitungan Luasan Kuda-kuda Utama Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama Perhitungan Alat Sambung Perencanaan Kuda-kuda Utama B Perhitungan Panjang Kuda-kuda Utama Perhitungan Luasan Kuda-kuda Utama Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama Perhitungan Alat Sambung BAB 4 PERENCANAAN TANGGA 4.1 Uraian Umum Data Perencanaan Tangga Perhitungan Tebal Plat Equivalent dan Pembebanan Perhitungan Tebal Plat Equivalent Perhitungan Beban Perhitungan Tulangan Tangga dan Bordes Perhitungan Tulangan Tumpuan Perhitungan Tulangan Lapangan Perencanaan Balok Bordes Pembebanan Balok Bordes Perhitungan Tulangan Lentur Perhitungan Tulangan Geser Perhitungan Pondasi Tangga Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi Perhitungan Kapasitas Dukung Pondasi x

7 4.7.2 Perhitungan Tulangan Lentur Perhitungan Tulangan Geser BAB 5 PLAT LANTAI 5.1 Perencanaan Plat Lantai Perhitungan Beban Plat Lantai Perhitungan Momen Penulangan Plat Lantai Penulangan Lapangan Arah x Penulangan Lapangan Arah y Penulangan Tumpuan Arah x Penulangan Tumpuan Arah y Rekapitulasi Tulangan. 162 BAB 6 PERENCANAAN BALOK ANAK 6.1 Perencanaan Balok Anak Perhitungan Lebar Equivalent Lebar Equivalent Balok Anak Perhitungan Pembebanan Balok Anak Pembebanan Balok Anak as E (1-13) Pembebanan Balok Anak as B (1-5) Pembebanan Balok Anak as B (6-12) Pembebanan Balok Anak as 1 (D-F) BAB 7 PERENCANAAN PORTAL 7.1 Perencanaan Portal Menentukan Dimensi Perencanaan Portal Ukuran Penampang Kolom. 197 xi

8 7.2 Perhitungan Beban Equivalent Plat Lebar Equivalent Pembebanan Balok Portal Memanjang Pembebanan Balok Portal Melintang Penulangan Ring Balk Perhitungan Tulangan Lentur Rink Balk Perhitungan Tulangan Geser Rink Balk Penulangan Balok Portal Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Memanjang Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Memanjang Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Melintang Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Melintang Penulangan Sloof Perhitungan Tulangan Lentur Sloof Perhitungan Tulangan Geser Sloof Penulangan Kolom Perhitungan Tulangan Lentur Kolom Perhitungan Tulangan Geser Kolom BAB 8 PERENCANAAN PONDASI 8.1 Data Perencanaan Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi Perhitungan Kapasitas Dukung Pondasi Perencanaan Tulangan Pondasi Perhitungan Tulangan Lentur Perhitungan Tulangan Geser xii

9 BAB 10 RAB BAB 10 REKAPITULASI 9.1 Perencanaan Atap Perencanaan Tangga Penulangan Tangga Pondasi Tangga Perencanaan Plat Perencanaan Balok Anak Perencanaan Portal Perencanaan Pondasi Footplat BAB 11 KESIMPULAN PENUTUP.. DAFTAR PUSTAKA. LAMPIRAN-LAMPIRAN xix xx xxi xiii

10 xiv

11 Gedung PUSKESMAS / RSUD BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Semakin pesatnya perkembangan dunia teknik sipil di Indonesia saat ini, menuntut terciptanya sumber daya manusia yang dapat mendukung kemajuannya dalam bidang ini. Dengan sumber daya manusia yang berkualitas tinggi, kita sebagai bangsa Indonesia akan dapat memenuhi tuntutan ini. Karena dengan hal ini kita akan semakin siap menghadapi tantangannya. Bangsa Indonesia telah menyediakan berbagai sarana guna memenuhi sumber daya manusia yang berkualitas. Dalam merealisasikan hal ini Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai salah satu lembaga pendidikan yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut, memberikan sebuah perencanaan gedung bertingkat dengan maksud agar dapat menghasilkan tenaga yang bersumber daya dan mampu bersaing dalam dunia kerja. 1.2 Maksud Dan Tujuan Dalam menghadapi pesatnya perkembangan jaman yang semakin modern dan berteknologi, serta semakin derasnya arus globalisasi saat ini, sangat diperlukan seorang teknisi yang berkualitas. Khususnya dalam hal ini adalah teknik sipil, sangat diperlukan teknisi-teknisi yang menguasai ilmu dan keterampilan dalam bidangnya. Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai lembaga pendidikan bertujuan untuk menghasilkan ahli teknik yang berkualitas, bertanggungjawab, kreatif dalam menghadapi masa depan serta dapat mensukseskan pembangunan nasional di Indonesia. BAB 1 Pendahuluan 1

12 2 Gedung PUSKESMAS / RSUD Program D III Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret memberikan dengan maksud dan tujuan : a. Mahasiswa dapat merencanakan suatu konstruksi bangunan yang sederhana sampai bangunan bertingkat. b. Mahasiswa diharapkan dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam merencanakan struktur gedung. c. Mahasiswa diharapkan dapat memecahkan suatu masalah yang dihadapi dalam perencanaan suatu struktur gedung. 1.3 Kriteria Perencanaan a. Spesifikasi Bangunan 1) Fungsi Bangunan : RSUD 2) Luas Bangunan : 1536 m 2 3) Jumlah Lantai : 2 lantai 4) Tinggi Tiap Lantai : 5 m 5) Konstruksi Atap : Rangka kuda-kuda baja 6) Penutup Atap : Genteng tanah liat 7) Pondasi : Foot Plate b. Spesifikasi Bahan 1) Mutu Baja Profil : BJ 37 2) Mutu Beton (f c) : 20 MPa 3) Mutu Baja Tulangan (fy) : Polos: 240 MPa Ulir : 380 Mpa BAB 1 Pendahuluan

13 3 Gedung PUSKESMAS / RSUD 1.4 Peraturan-Peraturan Yang Berlaku a. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI b. Peraturan Beton Bertulang Indonesia1971 ( untuk perhitungan pelat). c. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, utuk perhitungan beban mati, beban hidup, dan beban angin. d. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung SNI BAB 1 Pendahuluan

14 BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Dasar Perencanaan Jenis Pembebanan Dalam merencanakan struktur suatu bangunan bertingkat, digunakan struktur yang mampu mendukung berat sendiri, gaya angin, beban hidup maupun beban khusus yang bekerja pada struktur bangunan tersebut. Beban-beban yang bekerja pada struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, beban - beban tersebut adalah : a. Beban Mati (qd) Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian penyelesaian, mesin mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung itu.untuk merencanakan gedung ini, beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung adalah : 1) Bahan Bangunan : a) Beton Bertulang kg/m 3 b) Pasir (jenuh air) kg/m 3 c) Beton biasa kg/m 3 d) Baja kg/m 3 e) Pasangan bata merah kg/m 3 2) Komponen Gedung : a) Dinding pasangan batu merah setengah bata kg/m 3 BAB 2 Dasar Teori 4

15 5 b) Langit langit dan dinding (termasuk rusuk rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku),terdiri dari : - semen asbes (eternit) dengan tebal maximum 4 mm kg/m 2 - kaca dengan tebal 3 4 mm kg/m 2 c) Penutup atap genteng dengan reng dan usuk kg/m 2 d) Penutup lantai dari tegel, keramik dan beton (tanpa adukan) per cm tebal kg/m 2 e) Adukan semen per cm tebal kg/m 2 b. Beban Hidup (ql) Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu gedung, termasuk beban beban pada lantai yang berasal dari barang barang yang dapat berpindah, mesin mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut. Khususnya pada atap, beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan (PPIUG 1983). Beban hidup yang bekerja pada bangunan ini disesuaikan dengan rencana fungsi bangunan tersebut. Beban hidup untuk bangunan gedung untuk lantai 1 digunakan sebagai ruang periksa dan lantai 2 digunakan untuk ruang inap dan gudang ini terdiri dari : 1) Beban atap kg/m 2 2) Beban tangga dan bordes kg/m 2 3) Beban lantai kg/m 2 Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung BAB 2 Dasar Teori

16 6 tersebut adalah sangat kecil, maka pada perencanaan balok induk dan portal dari sistem pemikul beban dari suatu struktur gedung, beban hidupnya dikalikan dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan gedung yang ditinjau, seperti diperlihatkan pada tabel 2.1. Tabel 2.1 Koefisien reduksi beban hidup Penggunaan Gedung PERUMAHAN/PENGHUNIAN : Rumah Tinggal, Hotel, Rumah Sakit TANGGA : Perumahan / penghunian Pertemuan umum, perdagangan dan penyimpanan, industri, tempat kendaraan Koefisien Beban Hidup untuk Perencanaan Balok Induk 0,75 0,90 Sumber : PPIUG 1983 c. Beban Angin (W) Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara (PPIUG 1983). Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif (hisapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kg/m 2 ini ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup dengan koefisien koefisien angin. Tekan tiup harus diambil minimum 25 kg/m 2, kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari tepi pantai. Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum 40 kg/m 2. BAB 2 Dasar Teori

17 7 Sedangkan koefisien angin untuk gedung tertutup : 1. Dinding Vertikal a) Di pihak angin...+ 0,9 b) Di belakang angin...- 0,4 2. Atap segitiga dengan sudut kemiringan α a) Di pihak angin : α < ,02 α - 0,4 65 < α < ,9 b) Di belakang angin, untuk semua α...- 0, Sistem Bekerjanya Beban Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi, yaitu elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di bawahnya, atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai kekuatan lebih kecil. Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen elemen struktur gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut : Beban pelat lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal, beban balok portal didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar melalui pondasi Provisi Keamanan BAB 2 Dasar Teori

18 8 Dalam pedoman beton 1983, struktur harus direncanakan untuk memiliki cadangan kekuatan untuk memikul beban yang lebih tinggi dari beban normal. Kapasitas cadangan ini mencakup faktor pembebanan (U), yaitu untuk memperhitungkan pelampauan beban dan faktor reduksi ( ), yaitu untuk memperhitungkan kurangnya mutu bahan di lapangan. Pelampauan beban dapat terjadi akibat perubahan dari penggunaan untuk apa struktur direncanakan dan penafsiran yang kurang tepat dalam memperhitungkan pembebanan. Sedang kekurangan kekuatan dapat diakibatkan oleh variasi yang merugikan dari kekuatan bahan, pengerjaan, dimensi, pengendalian dan tingkat pengawasan. Tabel 2.2 Faktor Pembebanan U No. KOMBINASI BEBAN FAKTOR U 1. D 1,4 D 2. D, L 1,2 D +1,6 L 3. D, L, W 1,2 D + 1,6 L ± 0,8 W 4. D, W 0,9 D + 1,3 W D, Lr, E D, E 1,05 ( D + Lr ± E ) 1,2D ± 1,0E Sumber : SNI Keterangan : D = Beban mati BAB 2 Dasar Teori

19 9 L = Beban hidup Lr = Beban hidup tereduksi W = Beban angin E = Beban gempa Tabel 2.3 Faktor Reduksi Kekuatan No Kondisi gaya Faktor reduksi ( ) BAB 2 Dasar Teori

20 Lentur, tanpa beban aksial Beban aksial, dan beban aksial dengan lentur : a. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur b. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur : Komponen struktur dengan tulangan spiral Komponen struktur lainnya Geser dan torsi Tumpuan beton 0,80 0,8 0,7 0,65 0,75 0,65 Sumber : SNI Karena kandungan agregat kasar untuk beton struktural seringkali berisi agregat kasar berukuran diameter lebih dari 2 cm, maka diperlukan adanya jarak tulangan minimum agar campuran beton basah dapat melewati tulangan baja tanpa terjadi pemisahan material sehingga timbul rongga-rongga pada beton. Sedang untuk melindungi dari karat dan kehilangan kekuatannya dalam kasus kebakaran, maka diperlukan adanya tebal selimut beton minimum. Beberapa persyaratan utama pada SNI adalah sebagai berikut : a) Jarak bersih antara tulangan sejajar yang selapis tidak boleh kurang dari d b atau 25 mm, dimana d b adalah diameter tulangan. b) Jika tulangan sejajar tersebut diletakkan dalam dua lapis atau lebih, tulangan pada lapisan atas harus diletakkan tepat diatas tulangan di bawahnya dengan jarak bersih tidak boleh kurang dari 25 mm. BAB 2 Dasar Teori

21 11 Tebal selimut beton minimum untuk beton yang dicor setempat adalah: a) Untuk pelat dan dinding = 20 mm b) Untuk balok dan kolom = 40 mm c) Beton yang berhubungan langsung dengan tanah atau cuaca = 50 mm 2.2 Perencanaan Atap a. Pembebanan Pada perencanaan atap ini, beban yang bekerja adalah : 1) Beban mati 2) Beban hidup 3) Beban Angin b. Asumsi Perletakan 1) Tumpuan sebelah kiri adalah Rol.. 2) Tumpuan sebelah kanan adalah Sendi. c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP d. Perhitungan dimensi profil kuda-kuda. 1) Batang tarik Ag perlu = An perlu = 0,85.Ag P mak Fy... (2.1) An = Ag-dt...(2.2) L = Panjang sambungan dalam arah gaya tarik x = Y Yp...(2.3) BAB 2 Dasar Teori

22 12 U =1 x L...(2.4) Ae = U.An... (2.5) Cek kekuatan nominal : Kondisi leleh φ Pn = 0,9. Ag. Fy...(2.6) Kondisi fraktur φ Pn = 0,75. Ag. Fu...(2.7) φ Pn > P. (aman) 2) Batang tekan Periksa kelangsingan penampang : b tw = 300 Fy...(2.8) K. l λc = rπ Fy E....(2.9) Apabila = λc 0,25 ω = 1 0,25 < λs < 1,2 ω 1,43 = 1,6-0,67λc λs 1,2 ω 2 = 1,25.λ s BAB 2 Dasar Teori

23 13 Pn = φ. Ag. Fcr = Ag f y ω...(2.10) Pu φp n < 1. (aman) 2.3 Perencanaan Tangga a. Pembebanan : 1) Beban mati 2) Beban hidup : 300 kg/m 2 b. Asumsi Perletakan 1) Tumpuan bawah adalah Jepit. 2) Tumpuan tengah adalah Jepit. 3) Tumpuan atas adalah Jepit. c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP d. Perhitungan untuk penulangan tangga Mu Mn = φ...(2.11) Dimana φ = 0,8 m fy f = 0,85. ' c...(2.12) BAB 2 Dasar Teori

24 14 Mn Rn = 2 b.d...(2.13) ρ = 1 1 m 1 2.m.Rn fy...(2.14) ρb = 0,85.fc 600. β. fy fy...(2.15) ρ max = 0,75. ρb...(2.16) ρ min < ρ < ρ maks tulangan tunggal ρ < ρ min dipakai ρ min = 0,0025 As = ρ ada. b. d...(2.17) 2.4 Perencanaan Plat Lantai a. Pembebanan : 1) Beban mati 2) Beban hidup : 250 kg/m 2 b. Asumsi Perletakan : jepit c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000 Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah sebagai berikut : M u M n = φ dimana, φ = 0, 80 f y m = 0,85xf ' M Rn = n 2 bxd c BAB 2 Dasar Teori

25 15 ρ = 1 1 m 1 2.m.Rn fy ρb = 0,85.fc 600. β. fy fy ρ max = 0,75. ρb ρ min < ρ < ρ maks tulangan tunggal ρ < ρ min dipakai ρ min = 0,0025 As = ρ ada. b. d Luas tampang tulangan As = Jumlah tulangan x Luas 2.5 Perencanaan Balok Anak a. Pembebanan : 1) Beban mati 2) Beban hidup : 250 kg/m 2 b. Asumsi Perletakan : sendi sendi c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP d. Perhitungan tulangan lentur : M u M n = φ dimana, φ = 0, 80 f y m = 0,85xf ' M Rn = n 2 bxd c BAB 2 Dasar Teori

26 16 ρ = 1 1 m 1 2.m.Rn fy ρb = 0,85.fc 600. β. fy fy ρ max = 0,75. ρb ρ min = 1,4/fy ρ min < ρ < ρ maks ρ < ρ min tulangan tunggal dipakai ρ min Perhitungan tulangan geser : φ = 0,60 V c = 1 x f ' cxbxd 6...(2.18) φ Vc=0,6 x Vc....(2.19) Φ.Vc Vu 3 Φ Vc (perlu tulangan geser) Vu < Vc < 3 Ø Vc (tidak perlu tulangan geser) Vs perlu = Vu Vc...(2.20) (pilih tulangan terpasang) ( Av. fy. d) Vs ada = s...(2.21) (pakai Vs perlu) 2.6 Perencanaan Portal ( Balok, Kolom ) a. Pembebanan : 1) Beban mati 2) Beban hidup : 250 kg/m 2 BAB 2 Dasar Teori

27 17 b. Asumsi Perletakan 1) Jepit pada kaki portal. 2) Bebas pada titik yang lain c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP d. Perhitungan tulangan lentur : M u M n = φ dimana, φ = 0, 80 f y m = 0,85xf ' M Rn = n 2 bxd c ρ = 1 1 m 1 2.m.Rn fy ρb = 0,85.fc 600. β. fy fy ρ max = 0,75. ρb ρ min = 1,4/fy ρ min < ρ < ρ maks ρ < ρ min Perhitungan tulangan geser : φ = 0,60 tulangan tunggal dipakai ρ min V c = 1 6 x φ Vc=0,6 x Vc f ' cxbxd Φ.Vc Vu 3 Φ Vc (perlu tulangan geser) Vu < Vc < 3 Ø Vc BAB 2 Dasar Teori

28 18 (tidak perlu tulangan geser) Vs perlu = Vu Vc (pilih tulangan terpasang) ( Av. fy. d) Vs ada = s (pakai Vs perlu) 2.7 Perencanaan Pondasi a. Pembebanan : Beban aksial dan momen dari analisa struktur portal akibat beban mati dan beban hidup. b. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI c. Perhitungan kapasitas dukung pondasi : Vtot Mtot σ yang terjadi = +...(2.22) A 1 2.b.L 6 = σ tan ahterjadi < σ ijin tanah...(dianggap aman) Perhitungan tulangan lentur Mu = ½. qu. t 2...(2.23) m f y = 0,85xf ' M Rn = n 2 bxd c ρ = 1 1 m 1 2.m.Rn fy 0,85.fc 600 ρb =. β. fy fy ρ max = 0,75. ρb ρ min < ρ < ρ maks tulangan tunggal BAB 2 Dasar Teori

29 19 ρ < ρ min dipakai ρ min = 0,0036 As = ρ ada. b. d Luas tampang tulangan As = ρ xbxd Perhitungan tulangan geser : Vu = σ x A efektif φ = 0,60 V c = 1 x f ' cxbxd 6 φ Vc = 0,6 x Vc Φ.Vc Vu 3 Φ Vc (perlu tulangan geser) Vu < Vc < 3 Ø Vc (tidak perlu tulangan geser) Vs perlu = Vu Vc (pilih tulangan terpasang) ( Av. fy. d) Vs ada = (pakai Vs perlu) s BAB 2 Dasar Teori

30 BAB 3 PERENCANAAN ATAP 3.1 Rencana Atap SK 1 J KU KU KU KU KU KU KU KU KU J SK 1 16 SK 2 KT N G KT SK 2 J KU G KU KU KU KU KU KU KU B B B B B B B B KU J SK 1 G SK 1 G G Gambar 3.1 Rencana atap Keterangan : KU = Kuda-kuda utama KT = Kuda-kuda trapesium SK1 = Seperempat kuda-kuda SK2 = Setengah kuda-kuda N = Nok G = Gording J = Jurai luar B = Bracing BAB 3 Perencanaan Atap 18

31 Dasar Perencanaan Dasar perencanaan yang dimaksud di sini adalah data dari perencanaan atap itu sendiri, seperti perencanaan kuda-kuda dan gording, yaitu : a. Bentuk rangka kuda-kuda : seperti tergambar b. Jarak antar kuda-kuda : 4,00 m c. Kemiringan atap (α) : 30 d. Bahan gording : baja profil lip channels ( ) e. Bahan rangka kuda-kuda : baja profil double siku sama kaki ( ) f. Bahan penutup atap : genteng tanah liat mantili g. Alat sambung : baut-mur h. Jarak antar gording : 1,5 m i. Mutu baja profil : Bj-37 σ ijin = 1600 kg/cm 2 σ leleh = 2400 kg/cm 2 (SNI ) 450 BAB 3 Perencanaan Atap commit 1600 to user

32 20 Gambar 3.2 Rencana kuda-kuda 3.2 Perencanaan Gording Perencanaan Pembebanan Dicoba menggunakan gording dengan dimensi baja profil tipe lip channels/ kanal kait ( ) 150 x 75 x 20 x 4,5 dengan data sebagai berikut : a. Berat gording = 11,0 kg/m g. t b = 4,5 mm b. I x = 489 cm 4 h. Z x = 65,2 cm 3 c. I y = 99,2 cm 4 i. Z y = 19,8 cm 3 d. h = 150 mm e. b = 75 mm f. t s = 4,5 mm Kemiringan atap (α) = 30 Jarak antar gording (s) = 1,5 m Jarak antar kuda-kuda utama (L) = 4,00 m Pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG 1983), sebagai berikut : a. Berat penutup atap = 50 kg/m 2 b. Beban angin = 25 kg/m 2 c. Beban hidup (pekerja) = 100 kg d. Beban penggantung dan plafond = 18 kg/m 2 BAB 3 Perencanaan Atap

33 Perhitungan Pembebanan a. Beban mati (titik) y x q x α q q y Berat gording = = 11,0 kg/m Berat penutup atap = 1,5 x 50 kg/m = 75,0 kg/m + q = 86,0 kg/m q x = q sin α = 86,0 x sin 30 = 43 kg/m q y = q cos α = 86,0 x cos 30 = 74,48 kg/m M x1 = 1 / 8. q y. L 2 = 1 / 8 x 74,48 x (4,0) 2 = 148,96 kgm M y1 = 1 / 8. q x. L 2 = 1 / 8 x 43 x (4,0) 2 = 86 kgm b. Beban hidup x P x α P P y P diambil sebesar 100 kg. BAB 3 Perencanaan Atap

34 22 P x = P sin α = 100 x sin 30 = 50 kg P y = P cos α = 100 x cos 30 = 86,60 kg M x2 = 1 / 4. P y. L = 1 / 4 x 86,60 x 4,0 = 86,60 kgm M y2 = 1 / 4. P x. L = 1 / 4 x 50 x 4,0 = 50 kgm c. Beban angin TEKAN HISAP Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 (PPIUG 1983) Koefisien kemiringan atap (α) = 30 1) Koefisien angin tekan = (0,02α 0,4) = (0, ,4) = 0,2 2) Koefisien angin hisap = 0,4 Beban angin : 1) Angin tekan (W 1 ) = koef. Angin tekan x beban angin x 1/2 x (s 1 +s 2 ) = 0,2 x 25 x ½ x (1, 5+1, 5) = 7,5 kg/m 2) Angin hisap (W 2 ) = koef. Angin hisap x beban angin x 1/2 x (s 1 +s 2 ) = 0,4 x 25 x ½ x (1, 5+1, 5) = -15 kg/m Beban yang bekerja pada sumbu x, maka hanya ada harga M x : 1) M x (tekan) = 1 / 8. W 1. L 2 = 1 / 8 x 7,5 x (4,0) 2 = 15 kgm 2) M x (hisap) = 1 / 8. W 2. L 2 = 1 / 8 x -15 x (4,0) 2 = -30 kgm BAB 3 Perencanaan Atap

35 23 Tabel 3.1. Kombinasi gaya dalam pada gording Momen Mx My Beban Mati (kgm) 148,96 86 Beban Hidup (kgm) 86,60 50 Beban Angin Kombinasi Tekan Hisap Minimum Maksimum (kgm) (kgm) (kgm) (kgm) ,31 329,31 183,2 183, Kontrol Terhadap Tegangan a. Kontrol terhadap tegangan Minimum Mx = 305,31 kgm = kgcm My = 183,2 kgm = kgcm σ = M Z X X 2 M + Z Y Y 2 = , ,8 = 1036,99 kg/cm 2 < σ ijin = 1600 kg/cm 2 b. Kontrol terhadap tegangan Maksimum Mx = 329,31 kgm = kgcm My = 183,2 kgm = kgcm σ = M Z X X 2 M + Z Y Y 2 = , ,8 = 1054,132kg/cm 2 < σ ijin = 1600 kg/cm 2 BAB 3 Perencanaan Atap

36 Kontrol Terhadap Lendutan Di coba profil : 150 x 75 x 20 x 4,5 E = 2,1 x 10 6 kg/cm 2 Ix = 489 cm 4 Iy = 99,2 cm 4 qx qy Px Py = 0,43 kg/cm = 0,7448 kg/cm = 50 kg = 86,60 kg 1 Zijin = L Zijin = 400 = 2,22 cm qx. L Px. L Zx = E. Iy 48. E. Iy ,43.(400) = , , , ,2 = 1,008 cm Zy = qy. l Py. L E. Ix 48. E. Ix ,7448.(400) 86,6.400 = , , = 0,35 Z = 2 Zx Zy = 1, ,35 = 1, 185 z z ijin 1,185 < 2,22 aman! BAB 3 Perencanaan Atap

37 24 Jadi, baja profil lip channels ( ) dengan dimensi 150 x 75 x 20 x 4,5 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk gording Perencanaan Seperempat Kuda-kuda BAB 3 Perencanaan Atap

38 25 Gambar 3.3. Panjang batang seperempat kuda-kuda Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel di bawah ini : Tabel 3.2 Perhitungan panjang batang pada seperempat kuda-kuda Nomor Batang Panjang Batang ( m ) 1 1, 5 2 1,5 3 1,5 4 1,33 5 1,33 6 1,33 7 0,75 8 1,5 9 1, ,25 BAB 3 Perencanaan Atap

39 Perhitungan luasan Seperempat Kuda-kuda a. Luasan Atap Gambar 3.4. Luasan atap seperempat kuda-kuda Panjang ja Panjang ib Panjang hc Panjang gd Panjang fe Panjang ab Panjang bc Panjang cd Panjang de = 4,50 m = 3,66 m = 3,0 m = 2,33 m = 2,0 m = 1,75 m = 1,5 m = 1,5 m = 0,75 m BAB 3 Perencanaan Atap

40 27 Luas abij = ½ ab.( ja + ib ) = ½ 1,75x (4,5 + 3,66 ) = 7,14 m 2 Luas bchi = ½ bc.( ib + hc ) = ½ 1,5 x ( 3, ) = 5,0 m 2 Luas cdgh = ½ cd. ( hc + gd ) = ½ 1,5 x ( 3 + 2,33 ) = 4,0 m 2 Luas defg = ½ de. ( fe+ gd ) = ½ 0,75 x ( 2 + 2,33 ) = 1,62 m 2 b. Luasan Plafon BAB 3 Perencanaan Atap

41 28 j i h f g e d c b a Gambar 3.5. Luasan plafon seperempat kuda-kuda Panjang ja Panjang ib Panjang hc Panjang gd Panjang fe Panjang ab Panjang bc Panjang cd Panjang de = 4,50 m = 3,66 m = 3,0 m = 2,33 m = 2,0 m = 1,67 m = 1,33 m = 1,33 m = 0,66 m Luas abij = ½ ab.( ja + ib ) = ½ 1,67 x (4,5 + 3,66 ) = 6,82 m 2 Luas bchi BAB 3 Perencanaan Atap

42 29 Luas cdgh Luas defg = ½ bc.( ib + hc ) = ½ 1,33 x ( 3, ) = 4,43 m 2 = ½ cd.( hc + gd ) = ½ 1,33 x ( 3 + 2,33 ) = 3,55 m 2 = ½ de.( fe+ gd ) = ½ 0,66 x ( 2 + 2,33 ) = 1,43 m Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda Data-data pembebanan : Berat gording = 11,0 kg/m Jarak antar kuda-kuda = 4,0 m Berat penutup atap = 50 kg/m 2 Berat profil = 4,95 kg/m ( baja profil ) Berat plafon = 18 kg/m BAB 3 Perencanaan Atap

43 30 P4 P1 P3 P P5 P6 P7 Gambar 3.6. Pembebanan seperempat kuda-kuda akibat beban mati Perhitungan Beban a. Beban Mati Beban P 1 Beban gording Beban atap Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg = Luasan abij x Berat atap = 7,14 x 50 = 357 kg = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,50 + 1,33) x 2.4,95 = 14,008 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 14,008 = 4,202 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 14,008 = 1,401 kg = Luasan abij x berat plafon = 6,82 x 18 = 122,76 kg Beban P 2 Beban gording = Berat profil gording x panjang gording BAB 3 Perencanaan Atap

44 31 Beban atap Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban P 3 Beban gording Beban atap Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban P 4 Beban gording = 11 x 3,33 = 36,63 kg = Luasan bchi x berat atap = 5 x 50 = 250 kg = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 + 0,75 + 1,5) x 2.4,95 = 25,98 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 25,98 = 7,794 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 25,98 = 2,598 kg = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,67 = 29,37 kg = Luasan cdgh x berat atap = 4 x 50 = 200 kg = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 +1,5+2) x 2.4,95 = 32,175 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 32,175 = 9,653 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 32,175 = 3,218 kg = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,0 = 22 kg Beban atap = Luasan defg x berat atap = 1,62 x 50 = 81 kg BAB 3 Perencanaan Atap

45 32 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban P 5 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon Beban P 6 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon Beban P 7 Beban kuda-kuda = ½ x Btg (3+11) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 2,25) x 2.4,95 = 18,56 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 18,56 = 5,568 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 18,56 = 1,856 kg = ½ x Btg( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 1,33 + 0,75) x 2.4,95 = 16,87 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 16,87 = 5,061 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 16,87 = 1,687 kg = Luasan bchi x berat plafon = 4,43 x 18 = 79,74 kg = ½ x Btg( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 1,33 +1,5+1,5) x 2.4,95 = 28,01 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 28,01 = 8,403 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 28,01 = 2,801 kg = Luasan cdgh x berat plafon = 3,55 x 18 = 63,19 kg = ½ x Btg( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1, ,25) x 2.4,95 = 27,62 kg BAB 3 Perencanaan Atap

46 33 Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 27,62 = 8,826 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 27,62 = 2,762 kg = Luasan defg x berat plafon = 1,43 x 18 = 25,74 kg Tabel 3.3 Rekapitulasi pembebanan seperempat kuda-kuda Beban Beban Beban Beban Beban Plat Beban Jumlah Input Beban Atap gording Kuda - kuda Bracing Penyambug Plafon Beban SAP 2000 (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) P ,008 1,401 4, ,76 543, P ,63 25,98 2,598 7, , P ,37 32,175 3,218 9, , P ,56 1,856 5, , P ,87 1,687 5,061 79,74 103, P ,01 2,801 8,403 63,19 102, P ,62 2,762 8,826 25,74 64, b. Beban Hidup Beban hidup yang bekerja pada P 1, P 2, P 3, P 4 = 100 kg BAB 3 Perencanaan Atap

47 34 c. Beban Angin Perhitungan beban angin : W4 W3 W2 3 W Gambar 3.7. Pembebanan seperempat kuda-kuda akibat beban angin Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 (PPIUG 1983) Koefisien angin tekan = 0,02α 0,40 = (0,02 x 30) 0,40 = 0,2 1) W 1 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 7,14 x 0,2 x 25 = 35,7 kg 2) W 2 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 5,0 x 0,2 x 25 = 25 kg 3) W 3 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 4,0 x 0,2 x 25 = 20 kg 4) W 4 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 1,62 x 0,2 x 25 = 8,1 kg BAB 3 Perencanaan Atap

48 35 Tabel 3.4. Perhitungan beban angin Wx Input SAP Wy Input SAP Beban Beban (kg) W.Cos α 2000 W.Sin α 2000 Angin (kg) (kg) (kg) (kg) W 1 35,7 30, ,85 18 W , ,5 13 W , W 4 8,1 7,0 7 4,05 5 Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh gaya batang yang bekerja pada batang Seperempat kuda-kuda sebagai berikut : Tabel 3.5. Rekapitulasi gaya batang seperempat kuda-kuda kombinasi Batang Tarik (+) Tekan (-) ( kg ) ( kg ) BAB 3 Perencanaan Atap

49 Perencanaan Profil Seperempat Kuda Kuda a. Perhitungan profil batang tarik P maks. = kg L = 1,5 m f y = 2400 kg/cm 2 f u = 3700 kg/cm 2 Kondisi leleh P maks. = φ.f y.ag P Φ maks. Ag = = =.f y , ,39 cm Kondisi fraktur P maks. = φ.f u.ae P maks. = φ.f u.an.u (U = 0,75 didapat dari buku LRFD hal.39) Pmaks An = = = 0,34cm Φ.fu. U 0, ,75 L i min = = = 0,625 cm Dicoba, menggunakan baja profil BAB 3 Perencanaan Atap

50 37 Dari tabel didapat Ag = 6,31 cm 2 i = 1,66 cm Berdasarkan Ag kondisi leleh Ag = 0,39/2 = 0,195 cm 2 Berdasarkan Ag kondisi fraktur Diameter baut = 1/2. 2,54 = 12,7 mm Diameter lubang = 12,7 + 2 = 14,7 mm = 1,47 cm Ag = An + n.d.t = (0,34/2) + 1.1,47.0,6 = 1,052 cm 2 Ag yang menentukan = 1,052 cm 2 Digunakan maka, luas profil 6,31 > 1,052 ( aman ) inersia 1,66 > 0,625 ( aman ) Jadi,baja profil double siku-siku sama kaki ( ) dengan dimensi aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk Seperempat batang tarik b. Perhitungan profil batang tekan P maks. = kg L = 2 m f y = 2400 kg/cm 2 f u = 3700 kg/cm 2 Dicoba, menggunakan baja profil Dari tabel didapat nilai nilai : Ag = 2. 6,31 = 12,62 cm 2 r = 1,66 cm = 16,6 mm b = 55 mm t = 6 mm BAB 3 Perencanaan Atap

51 38 Periksa kelangsingan penampang : b = = 9, 2 12,910 t f f y λ c = 2 kl r y π E 1(2000) = 16, ,14 x2x10 5 = 1,33 Karena λ c >1,2 maka : ω = 1,25 λ c 2 ω = 1,25.1,33 2 = 2,21 f y P n = Ag.f cr = Ag ω = = ,8 N = 13704,98 kg 2,21 Pmax = = 0,07 < 1... ( aman ) φpn 0,85x13704,98 Jadi, baja profil double siku-siku sama kaki ( ) dengan dimensi aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk seperempat batang tekan Perhitungan Alat Sambung a. Batang Tekan Digunakan alat sambung baut-mur. ( A 490,F b u = 825 N/mm 2 ) Diameter baut ( ) = 12,7 mm ( ½ inches) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung (δ) = 0,625. d = 0, ,7 = 7,94 mm. Menggunakan tebal plat 8 mm. (BJ 37,f u = 3700 kg/cm 2 ) 1. Tahanan geser baut = n.(0,5.f ub ).An P n = 2.(0, ).¼. π. 1,27 2 = 10455,43 kg/baut BAB 3 Perencanaan Atap

52 39 2. Tahanan tarik penyambung = 0,75.f ub.an P n = (0, ).¼. π. 1,27 2 = kg/baut 3. Tahanan Tumpu baut : P n = 0,75 (2,4.fu.dt) = 0,75 (2, ,7.8) = 6766,56 kg/baut P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg. Perhitungan jumlah baut-mur, Pmaks n = = = 0,13 ~ 2 buah baut P 6766,56 Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut : 1) 5d S 15t atau 200 mm Diambil, S 1 = 5 d = 5. 12,7 = 63,5 mm = 60 mm 2) 2,5 d S 2 (4t +100) atau 200 mm Diambil, S 2 = 2,5 d = 2,5. 12,7 = 31,75 mm = 30 mm b.batang tarik Digunakan alat sambung baut-mur. ( A 490,F b u = 825 N/mm 2 ) Diameter baut ( ) = 12,7 mm ( ½ inches) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung (δ) = 0,625. d = 0, ,7 = 7,94 mm. Menggunakan tebal plat 8 mm. (BJ 37,f u = 3700 kg/cm 2 ) BAB 3 Perencanaan Atap

53 40 1. Tahanan geser baut P n = n.(0,5.f ub ).An = 2.(0, ).¼. π. 1,27 2 = 10445,09 kg/baut 2. Tahanan tarik penyambung P n = 0,75.f ub.an = (0, ).¼. π. 1,27 2 = 8232,99 kg/baut 3. Tahanan Tumpu baut : P n = 0,75 (2,4.fu.dt) = 0,75 (2, ,7.8) = 6766,56 kg/baut P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg. Perhitungan jumlah baut-mur, Pmaks n = = = 0,13 ~ 2 buah baut P 6766,56 Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut : a) 5d S 15t atau 200 mm Diambil, S 1 = 5 d = 5. 12,7 = 63,5 mm = 60 mm b) 2,5 d S 2 (4t +100) atau 200 mm Diambil, S 2 = 2,5 d = 1,5. 12,7 = 31,75 mm = 30 mm Tabel 3.6. Rekapitulasi perencanaan profil seperempat kuda-kuda Nomer Batang Dimensi Profil Baut (mm) BAB 3 Perencanaan Atap

54 , , , , , , , , , , , Perencanaan Setengah kuda-kuda BAB 3 Perencanaan Atap

55 42 Gambar 3.8. Panjang batang Setengah kuda-kuda Perhitungan Panjang Batang Setengah Kuda-kuda Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel di bawah ini : Tabel 3.7 Perhitungan panjang batang pada Setengah kuda-kuda Nomor Batang Panjang Batang ( m ) Nomor Batang Panjang Batang ( m ) 1 1, ,53 2 1, ,53 3 1, ,03 4 1, ,30 5 1, ,30 6 1, ,65 7 1,5 20 3,06 8 1,5 21 3,34 9 1,5 22 3, ,5 23 4, ,5 24 4, ,5 13 0, Perhitungan luasan Setengah Kuda-kuda a. Luas Atap BAB 3 Perencanaan Atap

56 43 h g v i f u j e t k d` s` k` d s l c b a r q p m n o Gambar 3.9. Luasan atap setengah kuda-kuda Panjang ab = on = 1,923 m Panjang bc = cd = nm = ml = st = tu = uv = 1,538 m Panjang ao = bn = cm = dl = d`k` = 4,00 m Panjang ek = 3,333 m Panjang fj = 2,00 m Panjang gi = 0,667 m Panjang vh = 0,769 m Panjang dd`=k`l=s`t= 0,765 Luas abno = ab x ao = 1,923 x 4,00 = 7,69 m 2 BAB 3 Perencanaan Atap

57 44 Luas bcmn = bc x bn = 1,538 x 4,00 = 6,15 m 2 Luas cdlm = cd x cm = 1,538 x 4,00 = 6,15 m 2 Luas dd`k`l = ½ x luas cdlm =½ x 6,15 = 3,075 m 2 Luas d`ekk` =½ (d`k` + ek). s`t =½ ( 4 + 3,333 ). 0,765 = 2,8 m 2 Luas efjk = ½ tu ( ek + fj ) = ½. 1,538 ( 3, ,00 ) = 4,10 m 2 Luas fgij = ½. uv. ( gi + fj ) = ½. 1,538 (0, ,00) = 2,05 m 2 Luas ghi =½. vh. gi =½. 0,769. 0,667 = 0,26 m 2 BAB 3 Perencanaan Atap

58 45 b. Luas Plafon h g v i f u j e t k d` s` k` d s l c b a r q p m n o Gambar Luasan plafon setengah kuda-kuda Panjang ab = on = 1,667 m Panjang bc = cd = nm = ml = st = tu = uv =1,333 m Panjang ao = bn = cm = dl = d`k` 4,00 m Panjang ek = 3,333 m Panjang fj = 2,00 m Panjang gi = 0,667 m Panjang vh = 0,667 m BAB 3 Perencanaan Atap

59 46 Panjang dd`=k`l=s`t= 0,667 m Luas abno = ab x ao =1,667 x 4,00 = 6,67 m 2 Luas bcmn = bc x bn = 1,333 x 4,00 = 5,33 m 2 Luas cdlm = cd x cm = 1,333 x 4,00 = 5,33 m 2 Luas dd`k`l = ½ x luas cdlm =½ x 5,33 = 2,66 m 2 Luas d`ekk` =½ (d`k` + ek). s`t =½ ( 4 + 3,333 ). 0,667 = 2,44 m 2 Luas efjk = ½ tu ( ek + fj ) = ½ 1,33 ( 3,33 + 2,00 ) = 3,55 m 2 Luas fgij = ½ uv ( gi+ fj ) = ½ 1,333 ( 0, ,00 ) = 1,78 m 2 Luas ghi = ½. vh. gi = ½. 0,666. 0,666 = 0,22 m 2 BAB 3 Perencanaan Atap

60 Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda Data-data pembebanan : Berat gording = 11,0 kg/m Jarak antar kuda-kuda = 4,0 m Berat penutup atap = 50 kg/m 2 Berat profil = 4,95 kg/m ( baja profil ) Berat plafon = 18 kg/m P8 P7 12 P6 11 P4 P P1 7 P P P 9 P 10 P 11 P 12 P 13 P 14 P 15 Gambar Pembebanan setengah kuda-kuda akibat beban mati Perhitungan Beban a. Beban Mati Beban P 1 Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg Beban atap = Luasan abno x Berat atap = 7,69 x 50 = 384,6 kg BAB 3 Perencanaan Atap

61 45 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon Beban P 2 Beban gording = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1, ,333) x 2.4,95 = 14,211 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 14,008 = 4,26 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 14,211 = 1,421 kg = Luasan abno x berat plafon = 6,67 x 18 = 120,06 kg = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg Beban atap Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban P 3 Beban gording Beban atap Beban kuda-kuda = Luasan bcmn x berat atap = 6,15 x 50 = 307,5 kg = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 + 0,75 + 1,5) x 2.4,95 = 25,99 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 25,99 = 7,8 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 25,99 = 2,599 kg = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg = Luasan cdlm x berat atap = 6,15 x 50 = 307,5 kg = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda =½x(1,538+1,53+1,53+2,03)x2.4,95 = 32,175 kg BAB 3 Perencanaan Atap

62 46 Beban plat sambung Beban bracing Beban P 4 Beban gording Beban atap bawah Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban P 5 Beban gording Beban atap atas Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 32,175 = 9,7 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 32,175 = 3,22 kg = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg = Luasan dd`k`l x berat atap = 3,075 x 50 = 153,75 kg = ½ x Btg (9+ 17)x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,538+ 2,300) x 2.4,95 = 18,99 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 18,99 = 5,6 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 18,99 = 1,899 kg = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg = Luasan d`ekk` x berat atap = 2,8 x 50 = 140 kg = ½ x Btg ( )x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (3,344+3,067+2,659) x 2.4,95 = 44,8 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 44,8 = 13,4 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 44,8 = 4,48 kg Beban P 6 BAB 3 Perencanaan Atap

63 47 Beban gording Beban atap Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban P 7 Beban gording Beban atap Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban P 8 Beban atap Beban kuda-kuda Beban plat sambung = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,67 = 29,370 kg = Luasan efjk x Berat atap = 3,55 x 50 = 204,939 kg = ½ x Btg( )x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,538+1,538+3,067+3,344)x2.4,95=46,960 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 46,960 = 14,08 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 46,960 = 4,696 kg = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 1,33 = 14,630 kg = Luasan fgij x Berat atap = 1,78 x 50 = 89 kg = ½ x Btg( )x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,538+1,538+3,833+4,059)x2.4,95=54,291 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 54,291 = 16,28 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 54,291 = 5,429 kg = Luasan ghi x berat atap = 0,22 x 50 = 11 kg = ½ x Btg(12+23) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1, ,600) x 2.4,95 = 30,383 kg = 30% x beban kuda-kuda BAB 3 Perencanaan Atap

64 48 = 30% x 30,383 = 9,114 kg Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 30,383 = 3,038 kg Beban P 9 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon Beban P 10 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon = ½ x Btg ( )x berat profil kuda kuda = ½ x (1, , ,767) x 2.4,95 = 16,993 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 16,993 = 5,098 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 16,993 = 1,699 kg = Luasan bcmn x berat plafon = 5,33 x 18 = 95,976 kg = ½ x Btg ( )x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,333+1,333+1,538+1,533)x2.4,95=28,42 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 28,422 = 8,52 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 28,422 = 2,842 kg = Luasan cdlm x berat plafon = 5,33 x 18 = 95,976 kg Beban P 11 Beban kuda-kuda = ½ x Btg ( )x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,333+2,032+2,300) x 2.4,95 = 28,04 kg Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 28,04 = 8,4 kg BAB 3 Perencanaan Atap

65 49 Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 28,04 = 2,804 kg Beban plafon = Luasan dd`k`l x berat plafon = 2,66 x 18 = 47,88 kg Beban P 12 Beban kuda-kuda Beban plat sambung = ½ x Btg (4 +18)x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,333+2,300) x 2.4,95 = 17,98 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 17,98 = 5,39 kg Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 17,98 = 1,798 kg Beban plafon = Luasan d`ekk`x berat plafon = 2,44 x 18 = 43,92 kg Beban P 13 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon Beban P 14 Beban kuda-kuda Beban plat sambung = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,333+1,33+2,65+3,067)x 2.4,95 = 41,718 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 41,718 = 12,5 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 41,718 = 4,171 kg = Luasan efjk x berat plafon = 3,55 x 18 = 63,944 kg = ½ x Btg ( )x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,33+1,33+3,344+3,833) x 2.4,95= 48,722 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 48,722 = 14,61 kg BAB 3 Perencanaan Atap

66 50 Beban bracing Beban plafon Beban P 15 Beban kuda-kuda Beban plat sambung Beban bracing Beban plafon = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 48,722 = 4,872 kg = Luasan fgij x berat plafon = 1,78 x 18 = 31,996 kg = ½ x Btg ( ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,333+4,059+4,600) x 2.4,95 = 49,460 kg = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 49,46= 14,83 kg = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 49,46= 4,946 kg = Luasan ghi x berat plafon = 0,22 x 18 = 4,001 kg Tabel 3.8. Rekapitulasi pembebanan setengah kuda-kuda Beban Beban Beban Input gordin Beban Beban Plat Beban Jumlah Kuda SAP Beb Atap Bracing Penyambug Plafon Beban g kuda 2000 an (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) P 1 384, ,211 1,421 4,26 120,06 567, P 2 307, ,99 2,599 7,9-387, P 3 307, ,175 3,217 9,7-396, P 4 153, ,99 1,899 5,6-224, P ,8 4,48 13,4-246, P 6 204,939 29,370 46,960 4,696 14,08-300, P ,630 54,291 5,429 16,28-179, P ,383 3,038 9,114-53, P ,993 1,699 5,098 95, , P ,422 2,842 8,52 95, , BAB 3 Perencanaan Atap

67 51 P 11 28,04 2,804 8,4 47,88 87,12 88 P 12 17,98 1,798 5,39 43,92 69, P ,718 4,171 12,5 63, , P ,722 4,872 14,61 31, , P ,460 4,946 14,83 4,001 73, b. Beban Hidup Beban hidup yang bekerja pada P 1, P 2, P 3, P 4, P 5, P 6, P 7, P 8 = 100 kg c. Beban Angin Perhitungan beban angin : W 8 W 7 12 W 6 11 W 4 W W 1 7 W W Gambar Pembebanan Setengah kuda-kuda akibat beban angin Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 (PPIUG 1983) Koefisien angin tekan = 0,02α 0,40 = (0,02 x 30) 0,40 = 0,2 W 1 = luasan abno x koef. angin tekan x beban angin = 7,69 x 0,2 x 25 = 38,46 kg BAB 3 Perencanaan Atap

68 52 W 2 = luasan bcmn x koef. angin tekan x beban angin = 6,15 x 0,2 x 25 = 30,76 kg W 3 = luasan cdlm x koef. angin tekan x beban angin = 6,15 x 0,2 x 25 = 30,76 kg W 4 = luasan dd`k`l x koef. angin tekan x beban angin = 3,075 x 0,2 x 25 = 15,37 kg W 5 = luasan d`ekk`x koef. angin tekan x beban angin = 2,8 x 0,2 x 25 = 14 kg W 6 = luasan efjk x koef. angin tekan x beban angin = 4,10 x 0,2 x 25 = 20,49 kg W 7 = luasan fgij x koef. angin tekan x beban angin = 2,05 x 0,2 x 25 = 10,25 kg W 8 = luasan ghi x koef. angin tekan x beban angin = 0,26 x 0,2 x 25 = 1,28 kg Tabel 3.9. Perhitungan beban angin Beban Angin Beban (kg) Wx W.Cos (kg) Input SAP (kg) Wy W.Sin (kg) Input SAP (kg) W 1 38,46 33, ,23 20 W 2 30,76 26, ,38 16 W 3 30,76 26, ,38 16 W 4 15,37 13, ,45 8 W ,2 13 6,7 7 W 6 20,49 17, ,25 11 W 7 10,25 8,88 9 5,13 6 BAB 3 Perencanaan Atap

69 53 W 8 1,28 1,11 2 0,64 1 Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh gaya batang yang bekerja pada batang Setengah kuda-kuda sebagai berikut : Tabel Rekapitulasi gaya batang Setengah kuda-kuda Kombinasi kombinasi Batang Tarik (+) Tekan (-) Batang Tarik (+) Tekan (-) ( kg ) ( kg ) ( kg ) ( kg ) Perencanaan Profil Setengah Kuda Kuda a. Perhitungan profil batang tarik BAB 3 Perencanaan Atap

70 54 P maks. = kg L = 1,5 m f y = 2400 kg/cm 2 f u = 3700 kg/cm 2 Kondisi leleh P maks. = φ.f y.ag P maks. Ag = = = Φ.f y 0, Kondisi fraktur P maks. = φ.f u.ae 0,46 cm P maks. = φ.f u.an.u Pmaks An = = = 0,4 cm Φ.fu. U 0, ,75 L i min = = = 0,625 cm Dicoba, menggunakan baja profil Dari tabel didapat Ag = 6,31 cm 2 i = 1,66 cm Berdasarkan Ag kondisi leleh Ag = 0,46/2 = 0,23 cm 2 Berdasarkan Ag kondisi fraktur Diameter baut = 1/2. 2,54 = 12,7 mm Diameter lubang = 12,7 + 2 = 14,7 mm = 1,47 cm Ag = An + n.d.t = (0,4/2) + 1.1,47.0,6 = 1,108 cm 2 Ag yang menentukan = 1,08 cm 2 Digunakan maka, luas profil 6,31 > 1,08 ( aman ) 2 BAB 3 Perencanaan Atap

71 55 inersia 1,66 > 0,625 ( aman ) Jadi,baja profil double siku-siku sama kaki ( ) dengan dimensi aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk Setengah batang tarik b. Perhitungan profil batang tekan P maks. = kg L = 2,03 m f y = 2400 kg/cm 2 f u = 3700 kg/cm 2 Dicoba, menggunakan baja profil Dari tabel didapat nilai nilai : Ag = 2.6,31 = 12,62 cm 2 r = 1,66 cm = 16,6 mm b = 55 mm t = 6 mm Periksa kelangsingan penampang : b = = 9,16 12,910 t f f y λ c = 2 kl r y π E 1(2030) = 16, ,14 x2x10 5 = 1,349 Karena λ c >1,2 maka : BAB 3 Perencanaan Atap

72 56 ω = 1,25 λ c 2 ω = 1,25. 1,349 2 = 2,27 f y P n = Ag.f cr = Ag ω 240 = 1262 = ,31 N = 13342,731 kg 2,27 Pmax = φp 0,85x13342,731 n = 0,094 < 1... ( aman ) Jadi, baja profil double siku-siku sama kaki ( ) dengan dimensi aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk setengah batang tekan Perhitungan Alat Sambung a. Batang Tekan Digunakan alat sambung baut-mur. ( A 490,F b u = 825 N/mm 2 ) Diameter baut ( ) = 12,7 mm ( ½ inches) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung (δ) = 0,625. d = 0, ,7 = 7,94 mm. Menggunakan tebal plat 8 mm. (BJ 37,f u = 3700 kg/cm 2 ) 1. Tahanan geser baut P n = n.(0,5.f ub ).An = 2.(0,5. 825).¼. π. 12,7 2 = 13315,59 kg/baut 2. Tahanan tarik penyambung P n = 0,75.f ub.an = (0, ).¼. π. 12,7 2 = 9986,69 kg/baut 3. Tahanan Tumpu baut : P n = 0,75 (2,4.fu.dt) = 0,75 (2, ,7.8) = 6766,56 kg/baut P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg. BAB 3 Perencanaan Atap