commit to user
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
25 BAB 3 Perencanaan Atap
BAB 3 PERENCANAAN ATAP
3.1. Rencana Atap Sistem Kuda-kuda
Atap direncanakan dari struktur baja yang dirakit di tempat atau di proyek. Perhitungan struktur rangka atap didasarkan pada panjang bentangan jarak kuda
– kuda satu dengan yang lainnya. Selain itu juga diperhitungkan terhadap beban
yang bekerja, yaitu meliputi beban mati, beban hidup, dan beban angin. Setelah diperoleh pembebanan, kemudian dilakukan perhitungan dan perencanaan
dimensi serta batang dari kuda –kuda tersebut. Seperti terlihat pada gambar 3.1. :
Gambar 3.1. Rencana Atap Keterangan :
K-1 : Kuda-kuda tipe K-1 TS
: Track Stang K-2 : Kuda-kuda tipe K-2
Silang Angin KJ-1 : Kuda-kuda jurai tipe KJ-1
KJ-2 : Kuda-kuda jurai tipe KJ-2
commit to user 26
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
3.2. Dasar Perencanaan
Secara umum data yang digunakan untuk perhitungan rencana atap adalah sebagai berikut :
a. Bentuk rangka kuda-kuda : seperti tergambar.
b. Jarak antar kuda-kuda : 4 m
c. Kemiringan atap : 35
o
d. Bahan gording : baja profil lip channels in front to front
arrangement e. Bahan rangka kuda-kuda
: baja profil angels siku sama kaki . f. Bahan penutup atap
: genteng. g. Alat sambung
: baut-mur. h. Jarak antar gording
: 1. Atap jenis 1 = 1.22 m 2. Atap jenis 2 = 1.83 m
i. Bentuk atap : limasan dan piramida
j. Mutu baja profil : Bj-37
σ
ijin
= 1600 kgcm
2
σ
leleh
= 2400 kgcm
2
SNI 03 –1729-2002
1.Rencana rangka kuda-kuda,
seperti terlihat pada gambar 3.2.dan gambar 3.3. :
Gambar 3.2. Rangka kuda-kuda tipe K-1
commit to user 27
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap Gambar 3.3. Kuda-kuda tipe K-2
3.3. Perencanaan Gording 3.3.1. Perencanaan Pembebanan
Pembebanan berdasarkan SNI 03-1727-1989, sebagai berikut :
a. Berat penutup atap = 50 kgm
2
. b. Beban angin
= 25 kgm
2
. c. Berat hidup pekerja
= 100 kg. d. Berat penggantung dan plafond = 18 kgm
2
3.3.2. Perhitungan Pembebanan a. Atap tipe K-1
Kemiringan atap = 35 .
Jarak antar gording s = 1.22 m.
Dicoba menggunakan gording dengan dimensi baja profil tipe lip channels in front to front arrangement
100 x 100 x 20 x 2,3 pada perencanaan kuda- kuda dengan data sebagai berikut :
commit to user 28
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap a. Berat gording = 8,12 kgm.
b. I
x
= 161 cm
4
. c. I
y
= 140 cm
4
. d. h = 100 mm
e. b = 100 mm f. t
s
= 2,3 mm g. t
b
= 2,3 mm h. Z
x
= 32,2 cm
3
. i. Z
y
= 28 cm
3
.
1. Beban Mati titik
Beban mati titik, seperti terlihat pada gambar 3.4. :
Gambar 3.4. Beban mati
Berat gording =
8,12 kgm Berat penutup atap
= 1,22 x 50
= 61 kgm
Berat plafon =
1 x 18 =
18 kgm
q = 87,12 kgm
q
x
y x
P q
y
+
commit to user 29
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap q
x
= q sin = 87,12 x sin 35
= 49,97 kgm. q
y
= q cos = 87,12 x cos 35
= 71,36 kgm. M
x1
=
1 8
. q
y
. L
2
=
1 8
x 71,36 x 4
2
= 142,72 kgm. M
y1
=
1 8
. q
x
. L
2
=
1 8
x 49,97 x 4
2
= 99,94 kgm.
2. Beban Hidup
Beban hidup, seperti terlihat pada gambar 3.5. :
Gambar 3.5. Beban hidup
P diambil sebesar 100 kg. P
x
= P sin = 100 x sin 35
= 57,36 kg. P
y
= P cos = 100 x cos 35 = 81,92
kg. M
x2
=
1 4
. P
y
. L =
1 4
x 81,92 x 4 = 81,92 kgm.
M
y2
=
1 4
. P
x
. L =
1 4
x 57,36 x 4 = 57,36 kgm.
P
x
y x
P P
y
commit to user 30
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
3. Beban Angin
Beban angin, seperti terlihat pada gambar 3.6. :
TEKAN HISAP
Gambar 3.6. Beban angin Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kgm
2
PPIUG 1989
Koefisien kemiringan atap = 35
1 Koefisien angin tekan = 0,02 – 0,4 = 0,02.35
– 0,4 = 0,3
2 Koefisien angin hisap = – 0,4 Beban angin :
1 Angin tekan W
1
= koef. Angin tekan x beban angin x 12 x s
1
+s
2
= 0,3 x 25 x ½ x 1,22+1,22 = 9,15 kgm.
2 Angin hisap W
2
= koef. Angin hisap x beban angin x 12 x s
1
+s
2
= – 0,4 x 25 x ½ x 1,22+1,22 = -12,2 kgm.
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 9,15 x 4
2
= 18,3 kgm. 2 M
x hisap
=
1 8
. W
2
. L
2
=
1 8
x -12,2 x 4
2
= -24,4 kgm. Kombinasi = 1,2D + 1,6L ± 0,8w
1 M
x
M
x max
= 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2142,72 + 1,681,92 + 0,818,3
= 316,976 kgm M
x min
= 1,2D + 1,6L - 0,8W = 1,2142,72 + 1,681,92 - 0,824,4
= 282,816 kgm
commit to user 31
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap 2 M
y
M
y max
= M
ymin
= 1,299,94 + 1,657,36 = 211,704 kgm
Rekapitulasi hasil perhitungan kombinasi gaya dalam pada gording atap jenis 1, seperti terlihat pada tabel 3.1. :
Tabel 3.1 Kombinasi Gaya Dalam Pada Gording Atap jenis 1
Momen Beban
Mati Beban
Hidup Beban Angin
Kombinasi Tekan
Hisap Maksimum
Minimum Mx kgm
My kgm 142,72
99,94 81,92
57,36 18,3
- -24,4
- 316,976
211,704 282,816
211,704
3.3.3. Kontrol Terhadap Tegangan
a. Kontrol terhadap tegangan maksimum Mx
= 316,976 kgm = 31697,6 kgcm
My = 211,704 kgm
= 21170,4 kgcm
σ =
2 2
Zy My
Zx Mx
=
2 2
28 21170,4
32,2 31697,6
= 1241,25 kgcm
2
σ ijin = 1600 kgcm
2
b. Kontrol terhadap tegangan Minimum Mx
= 282,816 kgm = 28281,6 kgcm.
My = 211,704 kgm
= 21170,4 kgcm. σ
=
2 2
Zy My
Zx Mx
commit to user 32
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap =
2 2
28 21170,4
32,2 28281,6
= 1158,92 kgcm
2
σ ijin = 1600 kgcm
2
3.3.4. Kontrol Terhadap Lendutan
Di coba profil : 100 x 100 x 20 x 2,3 E
= 2,1 x 10
6
kgcm
2
qy = 0,7136 kgcm
Ix = 161 cm
4
Px = 57,36 kg
Iy = 140 cm
4
Py = 81,92 kg
qx = 0,4997 kgcm
400 250
1 Zijin
1,6 cm Z
x
=
y 3
x y
4 x
48.E.I .L
P 384.E.I
.L 5.q
= 140
10 .
1 ,
2 48
400 36
, 57
x140 384x2,1.10
400 0,4997
5
6 3
6 4
x x
x x
x = 0,827 cm
Z
y
=
x 3
y x
4 y
48.E.I .L
P 384.E.I
.L 5.q
= 161
10 .
1 ,
2 48
400 81,92
x161 384x2,1.10
400 0,7136
5
6 3
6 4
x x
x x
x = 1,027 cm
Z =
2 y
2 x
Z Z
=
2 2
027 ,
1 827
,
1,319 cm Z Z
ijin
1,319 cm 1,6 cm …………… aman
commit to user 33
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap Jadi, profil tipe lip channels in front to front arrangement dengan dimensi
100 x 100 x 20 x 2,3 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk gording.
b. Atap tipe K-2
Kemiringan atap = 35 .
Jarak antar gording s = 1.83 m.
Dicoba menggunakan gording dengan dimensi baja profil tipe lip channels in front to front arrangement
100 x 100 x 20 x 2,3 pada perencanaan kuda- kuda dengan data sebagai berikut :
a. Berat gording = 8,12 kgm. b. I
x
= 161 cm
4
. c. I
y
= 140 cm
4
. d. h = 100 mm
e. b = 100 mm
f. t
s
= 2,3 mm g. t
b
= 2,3 mm h. Z
x
= 32,2 cm
3
. i. Z
y
= 28 cm
3
.
1. Beban Mati titik
Beban mati titik, seperti terlihat pada gambar 3.7. :
Gambar 3.7. Beban mati
q
x
y x
P q
y
commit to user 34
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap Berat gording
= 8,12 kgm
Berat penutup atap =
1.83 x 50 =
91,50 kgm Berat plafon
= 1,5 x 18
= 27 kgm
q =
126,62 kgm
q
x
= q sin = 126,62 x sin 35
= 72,63 kgm. q
y
= q cos = 126,62 x cos 35
= 103,72 kgm. M
x1
=
1 8
. q
y
. L
2
=
1 8
x 103,72 x 3
2
= 116,69 kgm. M
y1
=
1 8
. q
x
. L
2
=
1 8
x 72,63 x 3
2
= 81,71 kgm.
2. Beban Hidup
Beban hidup, seperti terlihat pada gambar 3.8. :
Gambar 3.8. Beban hidup
P diambil sebesar 100 kg. P
x
= P sin = 100 x sin 35
= 57,36 kg. P
y
= P cos = 100 x cos 35 = 81,92
kg. M
x2
=
1 4
. P
y
. L =
1 4
x 81,92 x 3 = 61,44 kgm.
M
y2
=
1 4
. P
x
. L =
1 4
x 57,36 x 3 = 43,02
kgm. +
P
x
y x
P P
y
commit to user 35
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
3. Beban Angin
Beban angin, seperti terlihat pada gambar 3.9. :
TEKAN HISAP
Gambar 3.9. Beban angin Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kgm
2
PPIUG 1989
Koefisien kemiringan atap = 35
1. Koefisien angin tekan = 0,02 – 0,4
= 0,02.35 – 0,4
= 0,3 2. Koefisien angin hisap =
– 0,4 Beban angin :
1. Angin tekan W
1
= koef. Angin tekan x beban angin x 12 x s
1
+s
2
= 0,3 x 25 x ½ x 1.83 +1.83 = 13,73 kgm.
2. Angin hisap W
2
= koef. Angin hisap x beban angin x 12 x s
1
+s
2
= – 0,4 x 25 x ½ x 1.83 +1.83 = -18,3 kgm.
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 13,73 x 3
2
= 15,45 kgm. 2. M
x hisap
=
1 8
. W
2
. L
2
=
1 8
x -18,3 x 3
2
= -20,59 kgm. Kombinasi = 1,2D + 1,6L ± 0,8W
1. M
x
M
x max
= 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2116,69 + 1,661,44 + 0,815,45
= 250,69 kgm M
x min
= 1,2D + 1,6L - 0,8W
commit to user 36
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap = 1,2116,69 + 1,661,44 - 0,820,59
= 221,86 kgm 2. M
y
M
y max
= M
y min
= 1,281,71 + 1,643,02 = 166,88 kgm
Rekapitulasi hasil perhitungan kombinasi gaya dalam pada gording atap jenis 2, seperti terlihat pada tabel 3.2. :
Tabel 3.2. Kombinasi Gaya Dalam Pada Gording Atap Jenis 2
Momen Beban
Mati Beban
Hidup Beban Angin
Kombinasi Tekan
Hisap Maksimum
Minimum Mx kgm
My kgm 116,69
81,71 61,44
43,02 15,45
- -20,59
- 250,69
166,88 221,86
166,88
3.3.5. Kontrol Terhadap Tegangan
b. Kontrol terhadap tegangan maksimum Mx
= 250,69 kgm = 25069 kgcm
My = 166,88 kgm
= 16688 kgcm
σ =
2 2
Zy My
Zx Mx
=
2 2
28 16688
32,8 25069
= 969,21 kgcm
2
σ ijin = 1600 kgcm
2
b. Kontrol terhadap tegangan Minimum Mx
= 221,86 kgm = 22186 kgcm.
My = 166,88 kgm
= 16688 kgcm. σ
=
2 2
Zy My
Zx Mx
commit to user 37
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap =
2 2
28 16688
32,8 22186
= 901,52 kgcm
2
σ ijin = 1600 kgcm
2
3.3.6. Kontrol Terhadap Lendutan
Di coba profil : 100 x 100 x 20 x 2,3 E
= 2,1 x 10
6
kgcm
2
qy = 1,0372 kgcm
Ix = 161 cm
4
Px = 57,36 kg
Iy = 140 cm
4
Py = 81,92 kg
qx = 0,7263 kgcm
300 250
1 Zijin
1,2 cm Z
x
=
y 3
x y
4 x
48.E.I .L
P 384.E.I
.L 5.q
= 140
10 .
1 ,
2 48
300 36
, 57
x140 384x2,1.10
300 0,7263
5
6 3
6 4
x x
x x
x = 0,370 cm
Z
y
=
x 3
y x
4 y
48.E.I .L
P 384.E.I
.L 5.q
= 161
10 .
1 ,
2 48
300 92
, 81
x161 384x2,1.10
300 1,0372
5
6 3
6 4
x x
x x
x = 0,460 cm
Z =
2 y
2 x
Z Z
=
2 2
460 ,
370 ,
0,590 cm Z Z
ijin
0,590 cm 1,2 cm …………… aman
commit to user 38
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap Jadi, profil tipe lip channels in front to front arrangement dengan dimensi
100 x 100 x 20 x 2,3 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk gording.
3.4. Perencanaan Setengah Kuda-kuda a. Setengah kuda-kuda K-1
Rangka setengah kuda-kuda K-1, seperti terlihat pada gambar 3.10. :
Gambar 3.10. Rangka setengah kuda-kuda K-1
3.4.1. Perhitungan Panjang Batang Rangka Setengah Kuda-kuda K-1
Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel, seperti terlihat pada tabel 3.3. :
Tabel 3.3. Perhitungan panjang batang rangka setengah kuda-kuda K-1
Nomor batang Panjang batang m
1 1,22
2 1,22
3 1,00
4 1,00
5 0,70
6 1,22
7 1,40
commit to user 39
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
3.4.2. Perhitungan Luasan Setengah Kuda-kuda K-1
a. Detail luasan atap setengah kuda-kuda K-1,seperti terlihat pada gambar 3.11. :
Gambar 3.11. Luasan atap setengah kuda-kuda K-1
Panjang atap ac = 3 m
Panjang atap gi = 1,5 m
Panjang atap mo = 0,5 m
Panjang atap hb =
1,22 + 0,5x1,22 = 1,83 m
Panjang atap nh = 1,22 m
Panjang atap pn = 0,61 m
Luas acgi
= ½ × ac + gi × hb = ½ × 3 + 1,5 × 1,83
= 4,1175 m
2
Luas gimo = ½ × gi + mo × nh =
½ × 1,5 + 0,5 × 1,22
= 1,22 m
2
commit to user 40
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
Luas mop
= ½ × mo × pn = ½ × 0,5 × 0,61
= 0,1525 m
2
b. Detail luasan plafon setengah kuda-kuda K-1,seperti terlihat pada gambar 3.12. :
Gambar 3.12. Luasan plafon setengah kuda-kuda K-1
Panjang plafon ac = 2 m
Panjang plafon df = 1,5 m
Panjang plafon jl = 0,5 m
Panjang plafon eb = 0,5 m
Panjang plafon ke = 1 m
Panjang plafon mk = 0,5 m
Luas acdf
= ½ × ac + df × eb = ½ × 2 + 1,5 × 0,5
= 0,875 m
2
Luas dfjl
= ½ × df + jl × ke
commit to user 41
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
= ½ × 1,5 + 0,5 × 1
= 1 m
2
Luas jlm
= ½ × jl × mk = ½ × 0,5 × 0,5
= 0,125 m
2
3.4.3. Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda K-1
Data-data pembebanan : Berat gording
= 8,12 kgm Berat penutup atap
= 50 kgm
2
Berat plafon dan penggantung = 18 kgm
2
Berat profil kuda-kuda = 25 kgm
Pembebanan Setengah Kuda-kuda K-1 akibat beban mati, seperti terlihat pada gambar 3.13. :
Gambar 3.13. Pembebanan Setengah Kuda-kuda K-1 akibat beban mati
commit to user 42
Tugas Akhir
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Asrama Mahasiswa 2 lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
a. Perhitungan Beban 1. Beban Mati
