BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Struktur bangunan terdiri dari struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah yaitu pondasi dan struktur atas yaitu dari sloof sampai atap. Konstruksi atap adalah bagian paling atas dari suatu bangunan, permasalahan konstruksi atap tergantung pada luasnya ruang yang harus dilindungi, bentuk dan konstruksi yang dipilih, dan lapisan penutupnya. Struktur atap ada tiga bagian,yaitu kuda-kuda, rangka atap, dan penutup atap. Pengaruh lingkungan luar terhadap atap menentukan pilihan bahan yang digunakan. Pengaruh luar umumnya suhu ( sinar matahari ), cuaca ( air hujan dan kelembaban udara), serta keamanan terhadap kebakaran (petir dan bunga api) sehingga atap harus memenuhi kebutuhan terhadap keamanan dan kenyamanan. Setiap susunan rangka batang struktur atap haruslah merupakan satu kesatuan bentuk yang kokoh yang nantinya mampu memikul beban yang bekerja padanya tanpa mengalami perubahan. (Wicaksono, 2011) Dalam pembuatan konstruksi atap harus memperhatikan syarat-syarat yang diberlakukan untuk konstruksi atap. Adapun syarat-syaratnya antara lain sebagai berikut : 1. Konstruksi atap harus kuat menahan berat sendiri dan tahan terhadap beban-beban yang bekerja padanya. 2. Pemilihan bentuk atap yang sesuai sehingga menambah keindahan serta kenyamanan bagi penghuninya. 3. Bahan penutup atap harus sesuai dengan fungsi bangunan tersebut, dan tahan terhadap pengaruh cuaca.
4. Sesuai dengan ciri khas arsitektur tradisional bangunan sekitar. 5. Kemiringan atau sudut atap harus sesuai dengan jenis bahan penutupnya. Makin rapat jenis bahan penutupnya, maka kemiringannya dapat dibuat lebih landai, seperti bahan dari seng, kaca, asbes dan lain lainnya. Setelah syarat-syarat pembuatan konstruksi atap diketahui, untuk tindakan selanjutnya yakni harus mengetahui kriteria pemilihan jenis penutup atap. Jenis penutup atap merupakan faktor yang sangat mempengaruhi keserasian atap. Dalam pemilihan jenis penutup atap ada beberapa kriteria antara alain sebagai berikut : 1. Tinjauan terhadap iklim setempat 2. Bentuk keserasian atap 3. Fungsi dari bangunan tersebut 4. Bahan penutup atap mudah diperoleh 5. Dana yang tersedia Selain syarat-syarat pembuatan konstruksi atap di atas, ada juga syarat yang lebih sederhana untuk diketahui yakni syarat umum pembuatan konstruksi atap sebagai berikut : 1. Bahan bersifat isolasi terhadap panas, dingin dan bunyi. 2. Rapat terhadap air hujan dan tidak tembus air. 3. Tidak mengalami perubahan bentuk akibat pergantian cuaca 4. Tidak terlalu banyak memerlukan perawatan khusus. 5. Tidak mudah terbakar. 6. Bobot ringan dan mempunyai kedudukan yang mantap setelah dipasang. 7. Awet.
Saat ini ada berbagai jenis bahan penutup atap yaitu, atap sirap, genteng tanah liat tradisional, genteng keramik, genteng beton, atap seng, atap dek beton, genteng metal, dan polycarbonate. Dari jenis penutup atap turut menentukan desain struktur atap. Pada penelitian ini menggunakan atap jenis genteng keramik dengan bahan dasar berasal dari tanah liat. Namun genteng ini telah mengalami proses finishing yaitu lapisan glazur pada permukaannya. Lapisan ini dapat diberi warna yang beragam dan melindungi genteng dari lumut, umurnya bisa 20 50 tahun. Aplikasinya sangat cocok untuk hunian modern di perkotaan. (Wicaksono, 2011) 2.1.1. Konstruksi Rangka Atap Kayu Kayu sampai saat ini masih banyak dicari dan dibutuhkan orang. Pilihan atas suatu bahan bangunan tergantung dari sifat-sifat teknis, ekonomis dan dari keindahan. Jika pemilihan kayu sebagai bahan bangunan maka perlu diketahui sifat-sifat kayu, dalam hal ini kayu akan digunakan sebagai material pembuatan kuda-kuda konstruksi atap. Konstruksi atap rangka kayu adalah suatu konstruksi yang berfungsi sebagai penahan beban penutup atap, yang melindungi penghuni rumah dari panas matahari, angin dan air hujan, yang strukturnya terbuat dan rangka kayu. Kayu merupakan sumber kekayaan alam yang tidak akan habis, apabila dikelola dengan cara yang baik. Kayu memiliki sifat elastis, ulet, mempunyai ketahanan pembebanan yang tegak lurus dengan seratnya atau sejajar seratnya dan lain-lain. Secara alami, kayu sudah mempunyai keawetan sendiri- sendiri, yang berbeda untuk jenis kayu. Dari segi manfaatnya bagi kehidupan manusia, kayu dinilai mempunyai sifat-sifat umum, yaitu sifat yang menyebabkan kayu selalu dibutuhkan. Sifat-sifat utama tersebut ialah kayu merupakan sumber kekayaan alam bisa digunakan sebagai bahan baku untuk konstruksi atap. Kayu merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang lain. Dengan kemajuan teknologi, kayu sebagai bahan mentah mudah diproses menjadi barang lain kayu tidak
mempunyai sifat-sifat spesifik yang tidak bisa ditiru oleh bahan-bahan lain.misalnya kayu mempunyai sifat elastis, ulet, mempunyai ketahanan terhadap pembebanan yang tegak lurus dengan seratnya atau sejajar seratnya dan masih ada sifat-sifat lain lagi. Sifat-sifat seperti ini tidak dipunyai oleh bahan bahan baja, beton, atau bahan-bahan lain yang bisa dibuat oleh manusia. (Iswanto, 2007) Konstruksi atap kayu mempunyai kelebihan, meskipun ada juga kelemahannya. Sifatsifat yang menguntungkan itu ialah : - Bobotnya yang ringan, sehingga menentukan beban pada konstruksi atap. - Kekuatannya terhadap gaya tarik, gaya tekan dan momen lengkung. - Harganya yang hemat dan murah, kemungkinan mendapatkan dan mengangkutnya dengan cepat. - Ringan dan sekaligus tepatnya dalam pengerjaan dengan mesin dan alat sederhana. - Dalam beberapa keadaan, kelemahan kayu sebagai bahan bangunan antara lain mudahnya terbakar, Kecenderungannya berubah bentuk (mengembang, menyusut, melengkung, dan retak retak karena pengeringan), Mudah terkena pembusukan dan serangan hama. Tetapi di samping itu sudah didapat cara dan jalan mengurangi dan mengatasi kekurangan / kelemahan ini memalui perawatan dan pengerjaan kayu secara khusus. Di indonesia ada lima kelas awet, yaitu: kelas awet I (sangat baik), kelas II (baik), kelas III (cukup), IV ( kurang), dan kelas V (jelek). Kekuatan kayu ditentukan oleh berat jenis kayu dan mutu kayu tersebut. Mutu kayu dibedakan dalam dua macam yaitu mutu A dan mutu B, sedangkan kekuatan kayu digolongkan dalam kelas kuat I, II, III, IV, dan V ( PKKI 1961). Tegangan-tegangan ijin kayu mutu A dapat dihitung dengan rumus seperti terdapat pada daftar IIb PKKI 1961, sebagai berikut:
σ 170. g kg/cm σ // σ // 150. g kg/cm σ 40. g kg/cm // 20. g kg/cm Dengan g = berat jenis kayu. Untuk kayu mutu B rumus tersebut di atas diberi faktor reduksi sebesar 0,75. Dari PKKI 1961 kayu kruing di golongkan pada kelas kuat I II dengan berat jenis kering udara rata-rata 0,79 gr/cm 3. Untuk kayu glugu ( kayu kelapa ) di golongkan pada kelas kuat II IV dengan berat jenis kering udara rata-rata 0,5 gr/cm 3. Pada bagian struktur atap ada beberapa elemen sebagai berikut: Gambar 2.1. konstruksi rangka atap kayu Kuda-kuda berfungsi sebagai penopang yang menyalurkan gaya tekan, sedangkan balok dasar pada kuda - kuda yang berfungsi sebagai penahan dasar gaya tarik, serta tiang tengah (ander) yang mendukung balok bubungan (molo) dan menerima gaya tekan. Gording berfungsi sebagai penyangga usuk tenletak pada kuda penopang dibutuhkan jika jarak antara bantalan dan bubungan> 2 m.
Usuk berfungsi sebagai penyangga reng. balok reng melintang di atas balok dinding (bantalan), gording, dan bubungan serta. Ujung bawah kasau diteruskan menonjol pada dinding rumah ke luar, membentuk lebar tritisan yang dikehendaki. Reng berfungsi sebagai tempat menempatkan posisi genteng. Jarak dari reng tergantung penggunaan jenis penutup atapnya. Ring balok diletakkan di bagian puncak dinding dan berfungsi sebagai pendukung balok kuda-kuda. Adapun nama nama bagian dari atap yaitu, bubungan ialah sisi atap yang teratas. Selalu dalam kedudukan datar kebanyakan juga menentukan arah bangunan. Tiris atap atau bagian atap terbawah atau lisplang, menentukan sisi atap yang datar. Garis penahan atap, pada tambahan kasau miring atau pada atap Mansard, garis pertemuan antara dua bidang atap yang berbeda kemiringannya. Harus sejajar dengan garis atap tiris atap. Jurai luar, ialah bagian yang tajam pada atap, berjalan dari garis tipis atap sampai bubungan, pada pertemuan dua bidang atap sudut bangunan ke luar. Jurai dalam, ialah bagian yang tajam pada atap, juga berjalan dari garis tipis atap sampai bubungan, pada pertemuan dua bidang atap pada sudut bangunan ke dalam. Titik pertemuan jurai dan bubungan, tempat bertemunya tiga bidang atap atau lebih. Bubungan penghubung miring, garis jurai pada bidang-bidang atap yang bertemu. Terjadi pada bangunan, yang tinggi bubungannya berbeda letaknya. Menghubungkan dua titik pertemuan jurai dan bubungan. (Frick, 1982) 2.1.2. Konstruksi Rangka Atap Baja Ringan Pada struktur rangka atap baja ringan tidak jauh berbeda dengan struktur rangka atap kayu. Baja ini terbuat dari baja lapis zincalume dengan kandungan aliminium, zinc, dan silikon.
Baja cold-formed atau cold-rolled (canai dingin) atau light-gage atau baja ringan adalah komponen struktur baja dari lembaran atau pelat baja dengan proses pengerjaan dingin. Baja ringan memiliki derajat kekuatan tarik yang tinggi yaitu sekitar 550 Mpa (5500 kg/m 2 ). Baja ringan zincalume memiliki kandungan aluminium 55%, zinc 43,5%, dan silicon 1,5%. Baja ringan zincalume 5 kali lebih kuat dari baja galvanis dan 40% lebih kuat dari mild steel, baja ringan zincalume juga tahan dari karat atau korosi. (Smartruss, 2011) Berikut kelebihan dan kekurangan rangka atap baja ringan sebagai berikut : Kelebihan : Karena bobotnya yang ringan maka dibandingkan kayu atau baja konvensional, beban yang harus ditanggung oleh struktur di bawahnya jauh lebih rendah sehingga dapat mengurangi struktur pondasi, kolom dan balok. Baja ringan bersifat tidak membesarkan api (non-combustible). Anti Rayap, tidak bisa dimakan rayap. Pemasangannya relatif lebih cepat apabila dibandingkan rangka kayu dan baja konvensional. Pada baja ringan tidak terjadi muai dan susut, jadi tidak berubah karena panas dan dingin. Kekurangan : Kerangka atap baja ringan tidak bisa diekspos seperti rangka kayu, sistem rangkanya yang berbentuk jaring kurang menarik bila tanpa penutup plafon. Karena strukturnya yang seperti jaring ini maka bila ada salah satu bagian struktur yang salah hitung ia akan menyeret bagian lainnya maksudnya jika salah satu bagian kurang memenuhi syarat keamanan, maka kegagalan bisa terjadi secara keseluruhan. Rangka atap baja ringan tidak sefleksibel kayu yang dapat dipotong dan dibentuk berbagai profil.
SNI 03-1729-2002 atau Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung adalah acuan terbaru perencanaan konstruksi baja Indonesia dan setara dengan peraturan AISC (American Institute of Steel Construction). Meskipun demikian aplikasinya terbatas pada profil baja canai panas (hot-rolled) yang umumnya cocok dipakai pada konstruksi berat. Pada sisi lain ada juga profil baja canai dingin (cold-formed) yang banyak digunakan pada konstruksi ringan. Bagaimanapun juga perilaku baja canal dingin berbeda dengan baja canal panas sehingga perencanaannyapun berbeda. Rangka atap baja ringan merupakan sistem struktur yang berfungsi untuk menopang/menyangga penutup atap, dengan elemen-elemen pokok yang terdiri dari: kuda-kuda (truss), dan reng (roof batten). Truss merupakan struktur rangka batang (kuda-kuda) sebagai penyangga utama rangka atap, yang terdiri dan batang utama luar (chords) dan batang dalam (webs), dan yang berfungsi untuk menahan gaya aksial (tarik dan tekan), maupun momen lentur. Berikut gambar salah satu contoh struktur kuda-kuda baja ringan: Gambar 2. 2. Kuda-kuda baja ringan/truss - Apex merupakan ujung tertinggi dari truss. - Panel joint merupakan titik pertemuan rangka batang truss menjadi satu. - Top cord merupakan batang utama atas dari truss.
- Web merupakan batang bagian dalam dari truss. Biasanya hanya menerima beban aksial. - Bottom cord merupakan batang utama bawah dari truss. - Bearing merupakan titik atau ujung dimana posisi perletakan dari truss berada. Titik perletakan truss harus dua atau lebih yang berada di panel points. - Heel Point merupakan posisi/titik pada truss dimana batang utama bawah bertemu batang utama atas. - Overhang yaitu perpanjangan dari batang utama atas, melebihi dari perletakan truss. - Bentang bersih merupakan jarak horisontal antara bagian dalam dari perletakan truss. - Sudut yaitu kemiringan atap (dalam derajat). Berdasakan bentuk geometrinya, kuda-kuda (truss) baja ringan dapat dibedakan 3 yaitu: - Kuda-kuda utuh ( standard truss ) merupakan kuda-kuda berbentuk segitiga utuh, kuda-kuda jenis ini dapat digunaka pada atap pelana, maupun bagian tengah dan atap limasan, - Kuda-kua terpancung (truncated truss), merupakan kuda-kuda berbentuk segitiga terpancung, - Saddle truss, merupakan kuda-kuda berbentuk segitiga kecil, yang berfungsi untuk menyatukan dua bidang atap pada rencana atap bangunan yang berbentuk Lesser L. Di pasaran Indonesia beredar Profil baja ringan yang di bedakan menjadi dua, yaitu : Profil C, ketebalan 0,75 mm dan 1 mm, digunakan pada pabrikasi kuda-kuda (truss). Dan Profil U dengan ketebalan antara 0,4 mm sampai 0,7 mm (idealnya 0,55 mm), yang biasa digunakan sebagai reng (Topspan). Berat struktur baja ringan ±6-9 kg/m 2. (Wicaksono, 2011)
Gambar 2. 3. Profil C dan profil U Standarisasi lebar maksimal tiap produsen konstruksi atap baja ringan berbeda-beda, tergantung hasil desain mereka. (Wicaksono, 2011) Pada struktur atap baja ringan, perakitannya dilakukan fabrikasi di lokasi proyek untuk menghindari salah konstruksi / tidak perlu merubah mengurangi ring balok bangunan yang ada. Untuk sambungan pada struktur rangka baja ringan menggunakan baut (screw) khusus, yang terbuat dan baja mutu tinggi, dan telah dilengkapi lapisan anti karat (coating), seperti halnya elemen-eleman struktur ringan yang digunakan. Biasanya spesifikasi baut yang memenuhi persyaratan untuk digunakan pada struktur rangka atap baja ringan adalah Jenis baut yang digunakan untuk kuda-kuda (truss) 12-14 20 HEX dan baut untuk digunakan untuk menyambung reng 10-16 26 HEX. Gambar 2. 4. Screw 12-14 20 HEX Dalam satu sambungan (joint) konstruksi atap baja ringan, jumlah screw atau baut minimal 2 buah. Namun demikian biasanya satu sambungan minimal berisi 3 titik baut dengan maksud agar apabila terjadi kegagalan di satu baut, maka masih dapat dibebankan ke baut yang lain. Jumlah baut disatu sambungan ditentukan oleh hasil desain berdasarkan kapasitas beban yang mampu ditanggung setiap baut. (Smartruss, 2011)
Ketentuan dalam pemasangan baut khusus ini perlu diperhatikan, guna menghindari kerusakan pada masa beban rencana dikerjakan, yaitu sebagai berikut: 1. Jarak antara baut, yang terletak di ujung sambungan (paling tepi) dengan ujung batang yang disambung, minimal 2 kali diameter baut yang digunakan. 2. Jarak antara baut satu dengan baut yang lainnya, minimal 3 kali diameter baut yang digunakan. 3. Pemasangan baut harus menggunakan alat screw-driver, berkecepatan 2000 rpm hingga 2500 rpm, dengan posisi tegak lurus bidang sambungan, dan alat harus segera dihentikan ketika baut telah cukup kencang. 4. Baut tidak diletakkan segaris dengan garis kerja atau garis berat elemen batang, melainkan ditempatkan di bagian tepi, dengan posisi yang diusahakan simetris, dan membagi sama besar pada sudut-sudut pertemuan antar elemen. Pada sambungan kuda-kuda ke balok digunakan dynabolt yang dipasang pada balok yang dibor sesuai ukuran dynabolt yang digunakan. Cara kerja dynabolt ialah setelah dynabolt dimasukan ke beton, baut dikencangkan sehingga menarik batang dynabolt dan bagian sayap akan mencengkram kuat ke beton. Proses pemasangan konstruksi baja ringan untuk pabrikasi dibedakan melalui proses prepabrikasi (produksi di workshop) dan proses produksi di lapangan. Pre-pabrikasi mempunyai keunggulan sistem pengawasan yang baik tetapi mempunyai kelemahan disistem pengangkutan material. Sistem yang lainnya yaitu sistem produksi dilapangan. Sistem ini memerlukan sistem pengawasan yang lebih ketat agar tidak terjadi kesalahn produksi oleh tukang. Pengiriman material berupa batangan baja juga lebih mudah bilamana jumlah materialnya cukup banyak.
Harus diperhatikan bahwa lokasi yang diperlukan untuk produksi harus cukup luas dan datar agar didapatkan hasil produksi yang maksimal. Untuk proses produksi biasanya memerlukan waktu kurang dari 2 hari. Sedangkan untuk proses intalasi dibutuhkan kurang lebih 6 hari untuk luasan bangunan kurang dari 200 m 2. Lama pekerjaan juga dipengaruhi oleh tingkat kesulitan desain, cuaca, dan kondisi lapangan. Total proses produksi dan instalasi berkisar antara 8-14 hari apabila tidak ada hambatan yang berarti di lapangan. (Wicaksono, 2011) 2.2. Landasan Teori 2.2.1. Pekerjaan atap dari kayu Untuk besarnya biaya pada pekerjaan atap dari kayu dapat diketahui melalui beberapa tahap yaitu, mengetahui volume atau kubikasi pekerjaan, harga satuan pekerjaan, dan anggaran biaya suatu pekerjaan. Uraian volume pekerjaan ialah menguraikan secara rinci besar volume atau kubikasi suatu pekerjaan sesuai dengan gambar bestek dan gambar detail. (Ibrahim, 2009) Perhitungan harga satuan pekerjaan untuk pekerjaan atap dari material kayu menggunakan ketentuan dari Standar Nasional Indonesia (SNI) tentang tata cara perhitungan harga satuan pekerjaan kayu untuk konstruksi bangunan gedung dan perumahan ( SNI-3434-2008 ). Harga satuan pekerjaan untuk pekerjaan atap dari kayu dengan ketentuan dari SNI-3434-2008 sebagai berikut : Tabel 2.1. Memasang 1 m 3 konstruksi kuda-kuda konvensional, kayu kelas I, II dan III bentang 6 meter Kebutuhan Satuan Indeks
Bahan Balok kayu m3 1,100 Besi strip tebal 5 mm Kg 15,000 Paku 12 cm Kg 5,600 Pekerja OH 4,000 Tenaga kerja Tukang kayu OH 12,000 Kepala tukang OH 1,200 Mandor OH 0,200 Sumber : SNI-3434-2008 Tabel 2.2. Memasang 1 m 3 konstruksi konstruksi gordeng, kayu kelas II Kebutuhan Satuan Indeks Bahan Balok kayu m3 1,100 Besi strip tebal 5 mm Kg 15,000 Paku 12 cm Kg 3,000 Pekerja OH 2,400 Tenaga kerja Tukang kayu OH 7,200 Kepala tukang OH 0,720 Mandor OH 0,120 Sumber : SNI-3434-2008 Tabel 2.3. Memasang 1 m 2 rangka atap genteng keramik, kayu kelas II Kebutuhan Satuan Indeks Kaso-kaso (5x7) cm m 3 0,014 Bahan Reng (2x3) cm m 3 0,0036 Paku 5 cm dan 10 cm Kg 0,250 Pekerja OH 0,100 Tenaga kerja Tukang kayu OH 0,100 Kepala tukang OH 0,010 Mandor OH 0,005 Sumber : SNI-3434-2008 Anggaran biaya suatu pekerjaan ialah menghitung banyaknya biaya yang diperlukan untuk bahan dan upah tenaga kerja berdasarkan analisis, serta biaya-biaya lain yang berhubungan dengan pelaksanaan pekerjaan tersebut. Secara umum dapat disimpulkan sebagai berikut:
RAB = (volume x harga satuan pekerjaan) 2.2.2. Pekerjaan atap dari baja ringan Harga ditentukan oleh berbagai macam faktor, seperti merek, desain atap, kualitas material, lokasi proyek, dan volume pekerjaan. Dari sisi bisnis, harga produksi ditentukan oleh factor seperti overhead, harga baja dunia, biaya promosi dan pemasaran, biaya sewa kantor, dan biaya-biaya lain. Sebagai panduan, harga yang ditawarkan bervariasi antara 120 180 ribu permeter persegi miring. Apabila desain sederhana dan variable desain tidak rumit, harga dikisaran 120 140 ribu per meter persegi miring. Perlu diketahui bahwa standar harga konstruksi atap baja ringan dihitung permeter persegi miring (luasan genteng). (Wicaksono, 2011)