. Dasar Perencanaan . Perencanaan Setengah Kuda-kuda

commit to user Tugas Akhir 19 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap

1.1 . Dasar Perencanaan

Secara umum data yang digunakan untuk perhitungan rencana atap adalah sebagai berikut : 1. Bentuk rangka kuda-kuda = seperti tergambar gambar 3.2. Rangka Kuda- kuda Utama 2. Jarak antar kuda-kuda = 4,00 m 3. Kemiringan atap a = 35° 4. Bahan gording = baja profil lip channel 5. Bahan rangka kuda-kuda = baja profil double siku sama kaki ûë 6. Bahan penutup atap = genteng 7. Alat sambung = baut-mur 8. Jarak antar gording = 1,526 m 9. Bentuk atap = Limasan 10. Mutu baja profil = BJ 37 s Leleh = 2400 kgcm 2 s ultimate = 3700 kgcm 2

1.2 . Perencanaan Gording

3.3.1. Perencanaan Pembebanan

Dicoba menggunakan gording dengan dimensi baja profil tipe lip channels kanal kait 150 x 75 x 20 x 4,5 pada perencanaan kuda- kuda dengan data sebagai berikut : 1. Berat gording = 11 kgm 2. Ix = 489 cm 4 3. Iy = 99,2 cm 4 4. b = 75 mm 5. h = 150 mm 6. ts = 4,5 mm 7. tb = 4,5 mm 8. Zx = 65,2 cm 3 9. Zy = 19,8 cm 3 17 commit to user Tugas Akhir 18 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap 1 ,5 2 6 1, 25 3 ,5 0 0 1 0 ,0 0 Kemiringan atap a = 35° Jarak antar gording s = 1,526 m Jarak antar kuda-kuda L = 4,00 m Gambar 3.1. Rangka Kuda-kuda Utama Ketentuan Pembebanan Sesuai PPIUG 1983, sebagai berikut : 1. Berat penutup atap = 50 kgm 2 Genteng 2. Beban angin = 25 kgm 2 Kondisi Normal Minimum 3. Berat hidup pekerja = 100 kg 4. Berat penggantung dan plafond = 18 kgm 2

3.3.2. Perhitungan Pembebanan

1. Beban Mati Titik

y a P q y q x x commit to user Tugas Akhir 19 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap Berat gording = 11 kgm Berat penutup atap = 1,526 × 50 = 76,3 kgm Berat plafond = 1,250 × 18 = 22,5 kgm + q = 109,8 kgm qx = q . sin a = 109,8 × sin 35° = 62,979 kgm q y = q . cos a = 109,8 × cos 35° = 89,943 kgm M x1 = 1 8 . q y . L 2 = 1 8 × 89,943 × 4 2 = 179,886 kgm M y1 = 1 8 . q x . L 2 = 1 8 × 62,979 × 4 2 = 125,958 kgm

2. Beban Hidup

P diambil sebesar 100 kg. P x = P . sin a = 100 × sin 35° = 57,358 kg P y = P . cos a = 100 × cos 35° = 81,916 kg M x2 = 1 4 . P y . L = 1 4 × 81,915 × 4 = 81,916 kgm M y2 = 1 4 . P x . L = 1 4 × 57,358 × 4 = 57,358 kgm

3. Beban Angin

TEKAN HISAP y a P P y P x x commit to user Tugas Akhir 20 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kgm 2 sumber : PPIUG 1983 Koefisien kemiringan atap a = 35° sumber : Dasar Perencanaan 1. Koefisien angin tekan = 0,02a – 0,4 = 0,3 2. Koefisien angin hisap = – 0,4 Beban angin : 1. Angin tekan W 1 = koef. Angin tekan × beban angin × 12 × s 1 +s 2 = 0,3 × 25 × ½ × 1,526 + 1,526 = 11,445 kgm 2. Angin hisap W2 = koef. Angin hisap × beban angin × 12 × s1+s2 = – 0,4 × 25 × ½ × 1,526 + 1,526 = -15,26 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 × 11,445 × 4 2 = 22,89 kgm 2. M x hisap = 1 8 . W 2 . L 2 = 1 8 × -15,26 × 4 2 = -30,52 kgm Kombinasi = 1,2D + 1,6L ± 0,8w 1. M x Mx max = 1,2D + 1,6L + 0,8w = 1,2179,886 + 1,681,916 + 0,822,89 = 365,241 kgm Mx min = 1,2D + 1,6L - 0,8w = 1,2179,886 + 1,681,916 - 0,822,89 = 328,617 kgm 2. M y Mx max = Mx min = 1,2125,958 + 1,657,358 = 242,922 kgm Tabel 3.1 Kombinasi Gaya Dalam pada Gording Momen Beban Mati kgm Beban Hidup kgm Beban Angin Kombinasi Tekan kgm Hisap kgm Minimum kgm Maksimum kgm Mx My 179,886 125,958 81,916 57,358 22,89 - -30,52 - 328,617 242,922 365,241 242,922 commit to user Tugas Akhir 21 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap

3.3.3. Kontrol Tahanan Momen

1. Kontrol terhadap momen maksimum Mx = 365,241 kgm = 36524,1 kgcm My = 242,922 kgm = 24292,2 kgcm Asumsikan penampang kompak : M nx = Zx.fy = 65,2 × 2400 = 156480 kgcm M ny = Zy.fy = 19,8 × 2400 = 47520 kgcm Check tahanan momen lentur yang terjadi : 1 . . £ + ny nx b M My M Mx f f 1 83 , 47520 × 9 , 24292,2 156480 × 9 , 36524,1 £ = + ……..OK 2. Kontrol terhadap momen Minimum Mx = 328,617 kgm = 32861,7 kgcm My = 242,922 kgm = 24292,2 kgcm Asumsikan penampang kompak : M nx = Zx . fy = 65,2 × 2400 = 156480 kgcm M ny = Zy . fy = 19,8 × 2400 = 47520 kgcm Check tahanan momen lentur yang terjadi : 1 . . £ + ny nx b M My M Mx f f 1 80 , 47520 × 9 , 24292,2 156480 × 9 , 32861,7 £ = + …….. OK commit to user Tugas Akhir 22 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap

3.3.4. Kontrol Terhadap Lendutan

Di coba profil : 150 x 75 x 20 x 4,5 E = 2,1 x 10 6 kgcm 2 Ix = 489 cm 4 Iy = 99,2 cm 4 qx = 0,6298 kgcm qy = 0,8994 kgcm Px = 57,358 kg Py = 81,916 kg Z ijin = cm 667 , 1 400 240 1 = ´ Zx = Iy E L Px Iy E L qx . . 48 . . . 384 . . 5 3 4 + = 2 , 99 × 10 . 1 , 2 × 48 400 × 358 , 57 2 , 99 × 10 . 1 , 2 × 384 400 × 0,6298 × 5 . 6 3 6 4 + = 1,3749 cm Zy = Ix E L Py Ix E l qy . . 48 . . . 384 . . 5 3 4 + = 489 × 10 . 1 , 2 × 48 400 × 916 , 81 489 × 10 1 , 2 × 384 400 × 0,8994 × 5 6 3 6 4 + ´ = 0,3983 cm Z = 2 2 Zy Zx + = = + 2 2 0,3983 1,3749 1,431 cm Z £ Z ijin 1,431 cm £ 1,667 cm …………… aman Jadi, baja profil lip channels dengan dimensi 150 x 75 x 20 x 4,5 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk gording. commit to user Tugas Akhir 23 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap 5,00 3,50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1,526

1.3 . Perencanaan Setengah Kuda-kuda

Gambar 3.2 Panjang Batang Setengah Kuda- kuda

3.3.1. Perhitungan Panjang Batang Setengah Kuda-kuda

Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel dibawah ini : Tabel 3.2 Perhitungan panjang batang pada setengah kuda-kuda Nomer Batang Panjang Batang 1 1,526 m 2 1,526 m 3 1,526 m 4 1,526 m 5 1,250 m 6 1,250 m 7 1,250 m 8 1,250 m 9 0,875 m 10 1,526 m 11 1,751 m 12 2,151 m 13 2,626 m 14 2,908 m 15 3,500 m commit to user Tugas Akhir 24 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap KK B KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK B G J J J G N N TS SR SR 1 2 KK 500 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 500 6200 200 400 400 600 G G G G J TS SR SR a b c e k n h q t w z bb f i l o r u x aa d g j m s v y p KK B J J a b c e k n h q t w z bb f i l o r u x aa d g j m s v y p

3.3.2. Perhitungan luasan Setengah Kuda-kuda

Gambar 3.3 Luasan Setengah Kuda-kuda Panjang atap bb-e = 4 x 1,526 = 6,104 m Panjang atap eb = 1,3123 m Panjang atap bb-b = bb-e + eb = 7,4162 m Panjang atap bb-h = 3 x 1,526 + 0,763= 5,3409 m Panjang atap bb-k = 3 x 1,526 = 4,5779 m Panjang atap bb-n = 3,815 m Panjang atap bb-q = 3,052 m Panjang atap bb-t = 2,289 m Panjang atap bb-w = 1,526 m commit to user Tugas Akhir 25 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap Panjang atap bb-z = 0,763 m Panjang atap ac = 6,075 m Panjang atap df = b bb ac e bb . . . = 5 m Panjang atap gi = b bb ac h bb . . . = 4,375 m Panjang atap jl = b bb ac k bb . . . = 3,75 m Panjang atap mo = 3,125 m Panjang atap pr = 2,5 m Panjang atap su = 1,875 m Panjang atap vx = 1,25 m Panjang atap y.aa = 0,625 m · Luas atap giac = 2 xhb ac gi + = 0753 , 2 2 075 , 6 4,375 x + = 10,8434 m 2 · Luas atap mogi = 2 xnh gi mo + = 526 , 1 2 375 , 4 125 , 3 x + = 5,7225 m 2 · Luas atap sumo = 2 xtn mo su + = 526 , 1 2 125 , 3 875 , 1 x + = 3,815 m 2 · Luas atap y.aa.su = 2 . xzt su aa y + = 526 , 1 2 875 , 1 625 , x + = 1,9075 m 2 commit to user Tugas Akhir 26 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap KK B KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK A KK B G J J J G N N TS SR SR 1 2 KK 500 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 500 6200 200 400 400 600 G G G G J TS SR SR a b c e k n h q t w z bb f i l o r u x aa d g j m s v y p KK B J J a b c e k n h q t w z bb f i l o r u x aa d g j m s v y p · Luas atap bb.y.aa =½ . yaa. bbz =½. 0,625 x 0,763 =0,2384 m 2 Gambar 3.4. Luasan Plafon Panjang plafond bb-e = 4 x 1,25 = 5 m Panjang plafond eb = 1 m Panjang plafond bb-b = bb.e + eb = 6 m Panjang plafond bb-h = 3 x 1,25 + 0,625 = 4,375 m Panjang plafond bb-k = 3 x 1,25 = 3,75 m Panjang plafond bb-n = 3,125 Panjang plafond bb-q = 2,5 m Panjang plafond bb-t = 1,875 m commit to user Tugas Akhir 27 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap Panjang plafond bb-w = 1,25 m Panjang plafond bb-z = 0,625 m Panjang plafond ac = 6,075 Panjang plafond df = b bb ac e bb . . . = 5 m Panjang plafond gi = b bb ac h bb . . . = 4,375 m Panjang plafond jl = 3,75 m Panjang plafond mo = 3,125 m Panjang plafond pr = 2,5 m Panjang plafond su = 1,875 m Panjang plafond vx = 1,25 m Panjang plafond y-aa = 0,625 m · Luas plafond giac = 2 xhb ac gi + = 625 , 1 2 , 075 , 6 375 , 4 x + = 8,4906 m 2 · Luas plafond mogi = 2 xnh gi mo + = 25 , 1 2 375 , 4 125 , 3 x + = 4,6875 m 2 · Luas plafond sumo = 2 xtn mo su + = 25 , 1 2 125 , 3 875 , 1 x + = 3,125 m 2 · Luas plafond y.aa.su = 2 . xtz su aa y + = 25 , 1 2 875 , 1 625 , x + = 1,5625 m 2 · Luas plafond bb y.aa commit to user Tugas Akhir 28 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 =½. yaa. bbz =½. 0,625.0,625 =0,1953 m 2

3.3.3. Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda

Data-data pembebanan : Berat gording = 11 kgm sumber : tabel baja dengan profil lip channels 150 x 75 x 20 x 4,5 Jarak antar kuda-kuda = 4,00 m sumber : gambar perencanaan Berat penutup atap = 50 kgm 2 Genteng; sumber : PPIUG 1989 Beban hujan = 40- 0,8α kgm 2 = 40 – 0,8.35 = 12 kgm 2 Gambar 3.5.Pembebanan Setengah Kuda-kuda akibat beban mati

a Perhitungan Beban

Ø Beban Mati 1 Beban P 1 a Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording = 11 x 5 = 55 kg b Beban atap = Luasan atap giac x Berat atap = 10,8434 x 50 = 542,17 kg c Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda commit to user Tugas Akhir 29 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap = 30 x 34,7 = 10,41 kg d Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 34,7 = 3,47 kg e Beban plafon = Luasan plafond giac x berat plafon = 8,4906 x 18 = 152,8308 kg 2 Beban P 2 a Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording = 11 x 3,75 = 41,25 kg b Beban atap = Luasan atap mogi x berat atap = 5,7225 x 50 = 286,125 kg c Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 68,1625 = 20,4487 kg d Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 68,1625 = 6,8162 kg 3 Beban P 3 a Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording = 11 x 2,5 = 27,5 kg b Beban atap = Luasan atap sumo x berat atap = 3,815 x 50 = 190,75 kg d Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 86,925 = 26,0775 kg e Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 86,925 = 8,6925 kg 4 Beban P 4 a Beban atap = Luasan atap vsu x berat atap = 1,9075 x 50 = 95,375 kg b Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 107,325 = 10,7325 kg c Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 107,325 = 32,1975 kg e Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording commit to user Tugas Akhir 30 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap = 11 x 1,25 = 13,75 kg 5 Beban P 5 a Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 62,825 = 6,2825 kg b Beban atap = Luasan atap bb y aa x berat atap = 0,2384x 50 = 11,92 kg c Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 62,825= 18,8475 kg 6 Beban P 6 a Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 42,1875 = 4,2187 kg b Beban plafon = Luasan plafond mogi x berat plafon = 4,6875 x 18 = 84,375 kg c Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 42,1875 = 12,6562 kg 7 Beban P 7 a Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 72,2125 = 7,2212 kg c Beban plafon = Luasan plafond sumo x berat plafon = 3,125 x 18 = 56,25 kg d Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 72,2125 = 21,6637 kg 8 Beban P 8 a Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 90,9625 = 9,0962 kg c Beban plafon = Luasan plafond yaasu x berat plafon = 1,5625 x 18 = 28,125 kg d Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 90,9625 = 27,2887 kg 9 Beban P 9 commit to user Tugas Akhir 31 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap a Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 95,725 = 9,5725 kg c Beban plafon = Luasan plafond bb y aa x berat plafon = 0,1953 x 18 = 3,515 kg d Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 95,725 = 28,7175 kg Tabel 3.3 Rekapitulasi Pembebanan Setengah Kuda-kuda Beban Beban Atap kg Beban gording kg Beban Bracing kg Beban Plat Sambung kg Beban Plafon kg Jumlah Beban kg Input SAP 2000 kg P 1 542,17 55 3,47 10,41 152,8308 763,8808 764 P 2 286,125 41,25 6,8162 20,4487 --- 354,6399 355 P 3 190,75 27,5 8,6925 26,0775 --- 253,02 254 P 4 95,375 13,75 10,7325 32,1975 --- 152,055 153 P 5 11,92 --- 6,2825 18,8475 --- 37,05 38 P 6 --- --- 4,2187 12,6562 84,375 101,2499 102 P 7 --- --- 7,2212 21,6637 56,25 85,1349 86 P 8 --- --- 9,0962 27,2887 28,125 64,5099 65 P 9 --- --- 9,5725 28,7175 3,515 41,805 42 Ø Beban Hidup Beban hidup yang bekerja pada P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 = 100 kg Ø Beban Hujan 1 Beban P1 = beban hujan x luas atap giac = 12 x 10,8434 = 130,1208 kg 2 Beban P2 = beban hujan x luas atap mogi = 12 x 5,7225 = 68,67 kg 3 Beban P3 = beban hujan x luas atap sumo commit to user Tugas Akhir 32 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap = 12 x3,815= 45,78 kg 4 Beban P4 = beban hujan x luas atap y aa su = 12 x 1,9075 =22,89 kg 5 Beban P5 = beban hujan x luas atap bb y aa = 12 x 0,2384 =22,89 kg Tabel3.4 Rekapitulasi Beban Hujan Beban Beban Hujan kg Input SAP kg P 1 130,1208 131 P 2 68,67 69 P 3 45,78 46 P 4 22,89 23 P 5 2,8608 5 Ø Beban Angin Perhitungan beban angin : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 w 1 w2 w 3 w4 w5 Gambar 3.6. Pembebanan setengah kuda-kuda utama akibat beban angin Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kgm 2 . commit to user Tugas Akhir 33 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap 1 Koefisien angin tekan = 0,02a - 0,40 = 0,02 x 35 – 0,40 = 0,3 a W 1 = luasan atap giac x koef. angin tekan x beban angin = 10,8434 x 0,3 x 25 = 81,3255 kg b W 2 = luasan atap mogi x koef. angin tekan x beban angin = 5,7225 x 0,3 x 25 = 42,9187 kg c W 3 = luasan atap sumo x koef. angin tekan x beban angin = 3,815 x 0,3 x 25 = 28,6125 kg d W 4 = luasan atap y aa su x koef. angin tekan x beban angin = 1,9075 x 0,3 x 25 = 14,3062 kg e W 5 = luasan atap bb y aa x koef. angin tekan x beban angin = 0,2384 x 0,3 x 25 = 1,788 kg Tabel 3.5. Perhitungan beban angin Beban Angin Beban kg Wx W.Cos a kg Untuk Input SAP2000 Wy W.Sin a kg Untuk Input SAP2000 W 1 81,3255 66,6179 67 kg 46,6464 47 kg W 2 42,9187 35,1569 36 kg 24,6171 25 kg W 3 28,6125 23,4380 24 kg 16,4114 17 kg W 4 14,3062 11,7190 12 kg 8,2057 9 kg W 4 1,788 1,4646 3 kg 1,0255 2 kg Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh gaya batang yang bekerja pada batang kuda-kuda utama sebagai berikut: commit to user Tugas Akhir 34 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap Tabel 3.6. Rekapitulasi gaya batang setengah kuda-kuda Batang kombinasi Tarik + kg Tekan - kg 1 - 1797,12 2 - 1118,75 3 - 519,56 4 8,26 5 1469,22 - 6 1469,22 - 7 949,73 - 8 538,17 - 9 162,65 - 10 - 686,43 11 525,05 - 12 - 851,67 13 805,04 - 14 - 972,96 15 - 242,24

3.3.4. Perencanaan Profil Kuda- kuda a. Perhitungan profil batang tarik

P maks. = 1469,22 kg s ijin = 1600 kgcm 2 2 ijin maks. netto cm 9183 , 1600 1469,22 σ P F = = = F bruto = 1,15 . F netto = 1,15 . 0,9183 cm 2 = 1,056cm 2 Perencanaan dengan baja profil ûë 45.45.5 F = 2 . 4,3 cm 2 = 8,6 cm 2 . F = penampang profil dari tabel profil baja commit to user Tugas Akhir 35 Perencanaan Struktur Gedung Sekolah 2 Lantai dan RAB Bab 3 Perencanaan Atap Kontrol tegangan yang terjadi : 2 maks. kgcm 200,988 8,6 . 0,85 1469,22 F . 0,85 P σ = = = s £ 0,75s ijin 200,988 kgcm 2 £ 1200 kgcm 2 ...... aman

b. Perhitungan profil batang tekan