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 85 08 036 PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

TUGAS AKHIR

Dikerjakan Oleh: YOGA WIWIT LESTARI

NIM : I 85 08 036

Diperiksa dan disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing

AGUS SETYA BUDI, ST, MT NIP. 19700909 199802 1 001

PROGRAM D3 TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

TUGAS AKHIR

Dikerjakan Oleh: YOGA WIWIT LESTARI

NIM : I 85 08 036

Diperiksa dan disetujui : Dosen Pembimbing

AGUS SETYA BUDI, ST, MT NIP. 19700909 199802 1 001

Dipertahankan didepan tim penguji:

1. Ir. ENDANG RISMUNARSI, MT :………………………………………......

NIP. 19570917 198601 2 001

2. Ir. SUPARDI, MT :………………………………………...... NIP. 19550504 198003 1 003

3. FAJAR SRI HANDAYANI, ST, MT :…………………………………………..

NIP. 19750922 199903 2 001

Mengetahui, a.n. Dekan Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

KUSNO ADI SAMBOWO, ST, M.Sc, Ph.D NIP. 19691026 199503 1 002

Mengetahui, Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Ir. BAMBANG SANTOSA, MT NIP. 19590823 198601 1 001

Ketua Program D3 Teknik Jurusan Teknik Sipil FT UNS

ACHMAD BASUKI, ST, MT

NIP. 19710901 199702 1 001

3.2 Perencanaan Gording.........................................................................

3.2.1 Perencanaan Pembebanan ....................................................

3.2.2 Perhitungan Pembebanan ....................................................... 20

3.2.3 Kontrol Terhadap Tegangan ..................................................

3.2.4 Kontrol Terhadap Lendutan ...................................................

3.3 Perencanaan Seperempat Kuda-Kuda ...............................................

3.3.1 Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda............

3.3.2 Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-kuda .........................

3.3.3 Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda ................

3.3.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda-kuda...........................

3.3.5 Perhitungan Alat Sambung .................................................... 37

3.4 Perencanaan Setengah Kuda-Kuda....................................................

3.3.1 Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda............

3.3.2 Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-kuda .........................

3.3.3 Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda ................

3.3.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda-kuda...........................

3.3.5 Perhitungan Alat Sambung .................................................... 55

3.5 Perencanaan Kuda-kuda Trapesium ..................................................

3.4.1 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Trapesium .............

3.4.2 Perhitungan Luasan Kuda-kuda Trapesium ...........................

3.4.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Trapesium ..................

3.4.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Trapesium.............................

3.4.5 Perhitungan Alat Sambung .................................................... 74

3.6 Perencanaan Jurai .............................................................................

3.5.1 Perhitungan Panjang Batang Jurai .........................................

3.5.2 Perhitungan Luasan Jurai ....................................................... 79

3.5.3 Perhitungan Pembebanan Jurai .............................................. 83

3.5.4 Perencanaan Profil Jurai.........................................................

3.6.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama......................... 102

3.6.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama ................................... 113

3.6.5 Perhitungan Alat Sambung .................................................... 115

3.7 Perencanaan Kuda-kuda Utama B .....................................................

3.6.1 Perhitungan Panjang Kuda-kuda Utama ................................ 119

3.6.2 Perhitungan Luasan Kuda-kuda Utama.................................. 120

3.6.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama......................... 122

3.6.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama ................................... 132

3.6.5 Perhitungan Alat Sambung .................................................... 134

BAB 4 PERENCANAAN TANGGA

4.1 Uraian Umum .................................................................................... 139

4.2 Data Perencanaan Tangga .................................................................

4.3 Perhitungan Tebal Plat Equivalent dan Pembebanan ........................

4.3.1 Perhitungan Tebal Plat Equivalent ........................................ 141

4.3.2 Perhitungan Beban………………………………………….. 142

4.4 Perhitungan Tulangan Tangga dan Bordes………………………….

4.4.1 Perhitungan Tulangan Tumpuan……………………………. 144

4.4.2 Perhitungan Tulangan Lapangan…………………………… 145

4.5 Perencanaan Balok Bordes………………………………………….

4.5.1 Pembebanan Balok Bordes…………………………………. 147

4.5.2 Perhitungan Tulangan Lentur………………………………. 148

4.5.3 Perhitungan Tulangan Geser……………………………….. 149

4.6 Perhitungan Pondasi Tangga……………………………………….. 150

4.7 Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi……………………………

4.7.1 Perhitungan Kapasitas Dukung Pondasi ............................... 151

5.1 Perencanaan Plat Lantai ....................................................................

5.2 Perhitungan Beban Plat Lantai……………………………………...

5.3 Perhitungan Momen ...........................................................................

5.4 Penulangan Plat Lantai……………………………………………...

5.5 Penulangan Lapangan Arah x………………………………………..

5.6 Penulangan Lapangan Arah y……………………………………….

5.7 Penulangan Tumpuan Arah x………………………………………..

5.8 Penulangan Tumpuan Arah y………………………………………..

5.9 Rekapitulasi Tulangan………………………………………………. 162

BAB 6 PERENCANAAN BALOK ANAK

6.1 Perencanaan Balok Anak ..................................................................

6.1.1 Perhitungan Lebar Equivalent………………………………. 163

6.1.2 Lebar Equivalent Balok Anak……………………………… 164

6.2 Perhitungan Pembebanan Balok Anak………………………………

6.2.1 Pembebanan Balok Anak as E (1-13)………………… …… 165

6.2.2 Pembebanan Balok Anak as B (1-5)……… ……… ............. 173

6.2.3 Pembebanan Balok Anak as B (6-12)……………… ............ 180

6.2.4 Pembebanan Balok Anak as 1’ (D-F)……………… ............ 188

BAB 7 PERENCANAAN PORTAL

7.1 Perencanaan Portal…………………………………………………

7.1.1 Menentukan Dimensi Perencanaan Portal………………….. 196

7.1.2 Ukuran Penampang Kolom…………………………………. 197

7.3 Penulangan Ring Balk…………………………………………........ 223

7.3.1 Perhitungan Tulangan Lentur Rink Balk ............................... 223

7.3.2 Perhitungan Tulangan Geser Rink Balk……......................... 227

7.4 Penulangan Balok Portal…………………………………………. ... 230

7.4.1 Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Memanjang ....... 230

7.4.2 Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Memanjang......... 235

7.4.3 Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Melintang .......... 238

7.4.4 Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Melintang ........... 244

7.5 Penulangan Sloof………………………………………………….. .

7.4.1 Perhitungan Tulangan Lentur Sloof………………………. .. 247

7.4.2 Perhitungan Tulangan Geser Sloof………………………… 251

7.6 Penulangan Kolom………………………………………………… .

7.6.1 Perhitungan Tulangan Lentur Kolom……………………... 255

7.6.2 Perhitungan Tulangan Geser Kolom……………………….. 257

BAB 8 PERENCANAAN PONDASI

8.1 Data Perencanaan ..............................................................................

8.2 Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi…………………………… 260

8.2.1 Perhitungan Kapasitas Dukung Pondasi ………………….. . 260

8.3 Perencanaan Tulangan Pondasi ………………………………….....

8.3.1 Perhitungan Tulangan Lentur…………………..................... 260

8.3.2 Perhitungan Tulangan Geser………………….. .................... 262

9.1 Perencanaan Atap .............................................................................. 344

9.2 Perencanaan Tangga .......................................................................... 349

9.2.1 Penulangan Tangga………………….. .................................. 349

9.2.2 Pondasi Tangga………………….. ........................................ 349

9.3 Perencanaan Plat ...............................................................................

350

9.4 Perencanaan Balok Anak .................................................................. 350

9.5 Perencanaan Portal ............................................................................ 350

9.6 Perencanaan Pondasi Footplat ........................................................... 351

BAB 11 KESIMPULAN ........................................................................... 352

PENUTUP ……………………………………………………………….. xix DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………. xx LAMPIRAN-LAMPIRAN ……………………………………………… xxi

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 Tugas Akhir 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.

Program D III Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret memberikan Tugas Akhir 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

: 5m

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

1.4 Peraturan-Peraturan Yang Berlaku

a. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847- 2002

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 03-1729- 2002

BAB 2 DASAR TEORI

2.1 Dasar Perencanaan

2.1.1 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 ..........................................................................2400 kg/m 3

b) Pasir (jenuh air)………. ..............................................................1800 kg/m 3

c) Beton biasa ..................................................................................2200 kg/m 3

d) Baja .............................................................................................7.850 kg/m 3

e) Pasangan bata merah ..................................................................1700 kg/m 3

2) Komponen Gedung :

a) Dinding pasangan batu merah setengah bata............................... 250 kg/m 3 a) Dinding pasangan batu merah setengah bata............................... 250 kg/m 3

- kaca dengan tebal 3 – 4 mm ...................................................... 10 kg/m 2

c) Penutup atap genteng dengan reng dan usuk................................ 50 kg/m 2

d) Penutup lantai dari tegel, keramik dan beton (tanpa adukan)

per cm tebal ................................................................................. 24 kg/m 2

e) Adukan semen per cm tebal......................................................... 21 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 ......................................................................................... 100 kg/m 2

2) Beban tangga dan bordes ................................................................... 300 kg/m 2

3) Beban lantai ...................................................................................... 250 kg/m 2

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

Tabel 2.1 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan Gedung

Koefisien Beban Hidup untuk Perencanaan Balok Induk

• PERUMAHAN/PENGHUNIAN : Rumah Tinggal, Hotel, Rumah Sakit

• TANGGA : Perumahan / penghunian

Pertemuan umum, perdagangan dan penyimpanan, industri, tempat kendaraan

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 .

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 < 65°...............................................................0,02 α - 0,4 ° < α < 90°........................................................+ 0,9 65

b) Di belakang angin, untuk semua α................................................- 0,4

2.1.2 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.

2.1.3 Provisi Keamanan

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

1,2 D +1,6 L

1,2 D + 1,6 L ± 0,8 W

0,9 D + 1,3 W 1,05 ( D + Lr ±E)

1,2D ± 1,0E

Sumber : SNI 03-1729-2002

Keterangan : D= Beban mati

L = Beban hidup Lr = Beban hidup tereduksi W = Beban angin

E = Beban gempa

Tabel 2.3 Faktor Reduksi Kekuatan ∅

No Kondisi gaya Faktor reduksi ( ∅)

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

Sumber : SNI 03-2847-2002

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 03-2847-2002 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.

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 2000.

d. Perhitungan dimensi profil kuda-kuda.

1) Batang tarik

Ag perlu =

An perlu = 0,85.Ag An = Ag-dt ......................................................................................(2.2) L = Panjang sambungan dalam arah gaya tarik

Y x Y − = …………………………………………………................... (2.3)

U =1 − ……………………………………………………................ (2.4)

Ae = U.An ………………………………………………………................…(2.5)

Cek kekuatan nominal :

Kondisi leleh

Ag Pn Ag . . 9 0 = φ = ………………………………………………….................(2.6)

Kondisi fraktur

Ag Pn Ag . . 75 0 = φ = ………………………………………………..................(2.7) Pn P φ > ……. (aman)

2) Batang tekan Periksa kelangsingan penampang :

c λ π . = ……………………………………................……………….(2.9)

1,25. s = λ

Fcr Ag Pn Ag = = . . ………………………………………..................(2.10)

……. (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 2000.

d. Perhitungan untuk penulangan tangga Mn = φ

Mu .....................................................................................................(2.11)

Dimana φ = 0,8 m

fy . 85 , 0 ,

2.m.Rn

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 :

un

M M = dimana,

xf

Rn = bxd 2

fy

2.m.Rn

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 2000.

d. Perhitungan tulangan lentur : φ

un

M M = dimana,

xf

Rn = bxd 2

fy

2.m.Rn

ρ max = 0,75 . ρb ρ min = 1,4/fy

ρ min < ρ<ρ maks

tulangan tunggal

ρ< ρ min

dipakai ρ min

Perhitungan tulangan geser : , 0 = φ =

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)

Vs ada =

fy Av fy ) . ( . .........................................................................................(2.21)

(pakai Vs perlu)

2.6 Perencanaan Portal ( Balok, Kolom )

a. Pembebanan :

1) Beban mati

2) Beban hidup : 250 kg/m 2 2) Beban hidup : 250 kg/m 2

1) Jepit pada kaki portal.

2) Bebas pada titik yang lain

c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000.

d. Perhitungan tulangan lentur : φ

un

M M = dimana,

2.m.Rn

ρ max = 0,75 . ρb ρ min = 1,4/fy

ρ min < ρ<ρ maks

tulangan tunggal

ρ< ρ min

dipakai ρ min

Perhitungan tulangan geser : , 0 = φ =

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)

Vs ada =

fy Av fy ) . ( .

(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 03-2847-2002.

c. Perhitungan kapasitas dukung pondasi : σ yang terjadi

.b.L 2

= σ ahterjadi tan < σ ijin tanah…..........(dianggap aman) Perhitungan tulangan lentur

Mu = ½ . qu . t 2 ........................................................................................(2.23) m

2.m.Rn

ρ max = 0,75 . ρb ρ min < ρ<ρ maks

tulangan tunggal

ρ <ρ min

dipakai ρ min = 0,0036

As = ρ ada .b.d Luas tampang tulangan

As = xbxd ρ Perhitungan tulangan geser :

Vu = σxA efektif , 0 = φ =

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)

Vs ada =

fy Av fy ) . ( .

(pakai Vs perlu)

BAB 3

PERENCANAAN ATAP

3.1 Rencana Atap

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

3.1.1. 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 03–1729-2002)

Gambar 3.2 Rencana kuda-kuda

3.2 Perencanaan Gording

3.2.1. 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

h. Z x = 65,2 cm 3

i. Z y = 19,8 cm 3

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

3.2.2. Perhitungan Pembebanan

a. Beban mati (titik)

Berat gording

= 11,0 kg/m Berat penutup atap

= 1,5 x 50 kg/m

= 75,0 kg/m +

= 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

P diambil sebesar 100 kg.

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 = (0,02 α – 0,4)

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

Tabel 3.1. Kombinasi gaya dalam pada gording

Beban Angin

Kombinasi Momen

Beban

Mati (kgm)

Beban

Hidup (kgm)

Tekan

(kgm)

Hisap (kgm)

Minimum

(kgm)

Maksimum (kgm)

3.2.3. Kontrol Terhadap Tegangan

a. Kontrol terhadap tegangan Minimum Mx = 305,31 kgm = 30531 kgcm My = 183,2 kgm = 18320 kgcm

= 1036,99 kg/cm 2 < σ ijin = 1600 kg/cm 2

b. Kontrol terhadap tegangan Maksimum Mx = 329,31 kgm = 32931 kgcm My = 183,2 kgm

= 1054,132kg/cm 2 < σ ijin = 1600 kg/cm 2

3.2.4 Kontrol Terhadap Lendutan

Di coba profil : 150 x 75 x 20 x 4,5

E = 2,1 x 10 6 kg/cm 2

= 0,43 kg/cm

qy

= 0,7448 kg/cm

Zijin L × = 180

= 1,008 cm Zy =

≤z z ijin 1,185 < 2,22 …………… 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.

3.3. Perencanaan Seperempat Kuda-kuda

Gambar 3.3. Panjang batang seperempat kuda-kuda

3.3.1 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 )

3.3.2. Perhitungan luasan Seperempat Kuda-kuda

a. Luasan Atap

Gambar 3.4. Luasan atap seperempat kuda-kuda

Panjang ja

= 4,50 m

Panjang ib

= 3,66 m

Panjang hc

= 3,0 m

Panjang gd

= 2,33 m

Panjang fe

= 2,0 m

Panjang ab = 1,75 m Panjang bc

= 1,5 m

Panjang cd

= 1,5 m

Panjang de

= 0,75 m

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 ( 3,66 + 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

Gambar 3.5. Luasan plafon seperempat kuda-kuda

Panjang ja

= 4,50 m

Panjang ib

= 3,66 m

Panjang hc

= 3,0 m

Panjang gd

= 2,33 m

Panjang fe

= 2,0 m

Panjang ab = 1,67 m Panjang bc

= 1,33 m

Panjang cd

= 1,33 m

Panjang de

= 0,66 m

Luas abij

= ½ ab.( ja + ib ) = ½ 1,67 x (4,5 + 3,66 )

= 6,82 m 2

Luas bchi

= ½ bc.( ib + hc ) = ½ 1,33 x ( 3,66 + 3 )

= 4,43 m 2

Luas cdgh

= ½ cd.( hc + gd ) = ½ 1,33 x ( 3 + 2,33 )

= 3,55 m 2 Luas defg

= ½ de.( fe+ gd ) = ½ 0,66 x ( 2 + 2,33 )

= 1,43 m 2

3.3.3. 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  55 . 55 . 6 )

Berat plafon

= 18 kg/m

Gambar 3.6. Pembebanan seperempat 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 abij x Berat atap = 7,14 x 50 = 357 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg ( 1 + 4 ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,50 + 1,33) x 2.4,95 = 14,008 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 14,008 = 4,202 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 14,008 = 1,401 kg

Beban plafon

= Luasan abij x berat plafon = 6,82 x 18 = 122,76 kg Beban P 2 Beban gording

= Berat profil gording x panjang gording

= 11 x 3,33 = 36,63 kg

Beban atap

= Luasan bchi x berat atap = 5 x 50 = 250 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (1+ 2 + 7 + 8) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 + 0,75 + 1,5) x 2.4,95 = 25,98 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 25,98 = 7,794 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 25,98 = 2,598 kg

Beban P 3 Beban gording

= Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,67 = 29,37 kg

Beban atap

= Luasan cdgh x berat atap = 4 x 50 = 200 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (2+3+9 +10) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 +1,5+2) x 2.4,95 = 32,175 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 32,175 = 9,653 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 32,175 = 3,218 kg

Beban P 4 Beban gording

= 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

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

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda

% x 18,56 = 5,568 kg = 30

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 18,56 = 1,856 kg

Beban P 5 Beban kuda-kuda

= ½ x Btg(4 + 5 + 7) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 1,33 + 0,75) x 2.4,95 = 16,87 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 16,87 = 5,061 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 16,87 = 1,687 kg

Beban plafon

= Luasan bchi x berat plafon = 4,43 x 18 = 79,74 kg

Beban P 6 Beban kuda-kuda

= ½ x Btg(5+6+8+9) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 1,33 +1,5+1,5) x 2.4,95 = 28,01 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 28,01 = 8,403 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 28,01 = 2,801 kg

Beban plafon

= Luasan cdgh x berat plafon = 3,55 x 18 = 63,19 kg Beban P 7 Beban kuda-kuda

= ½ x Btg(6+10+11) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 2+2,25) x 2.4,95 = 27,62 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 27,62 = 8,826 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 27,62 = 2,762 kg

Beban plafon

= Luasan defg x berat plafon = 1,43 x 18 = 25,74 kg

Tabel 3.3 Rekapitulasi pembebanan seperempat kuda-kuda

Beban

Beban Atap

(kg)

Beban gording

(kg)

Beban Kuda - kuda

(kg)

Beban Bracing

(kg)

Beban Plat Penyambug

(kg)

Beban Plafon

(kg)

Jumlah Beban

(kg)

Input SAP

2000 (kg)

P 1 357 44 14,008 1,401 4,202 122,76 543,371 544 P 2 250 36,63 25,98 2,598 7,794 - 323,002 324 P 3 200 29,37 32,175 3,218 9,653 - 274,416 275

P 4 81 22 18,56 1,856 5,568 - 128,984 129 P 5 -- 16,87 1,687 5,061 79,74 103,358 104

P 6 - - 28,01 2,801 8,403 63,19 102,404 103 P 7 - - 27,62 2,762 8,826 25,74 64,948 65

b. Beban Hidup

Beban hidup yang bekerja pada P 1 ,P 2 ,P 3 ,P 4 = 100 kg Beban hidup yang bekerja pada P 1 ,P 2 ,P 3 ,P 4 = 100 kg

Perhitungan beban angin :

Gambar 3.7. Pembebanan seperempat kuda-kuda akibat beban angin

Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 (PPIUG 1983) Koefisien angin tekan

= 0,02 α − 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

Tabel 3.4. Perhitungan beban angin

Beban Angin

Beban (kg)

Wx W.Cos α

(kg)

Input SAP

2000

(kg)

Wy W.Sin α

(kg)

Input SAP 2000 (kg)

W 1 35,7 30,92 31 17,85 18 W 2 25 19,97 20 12,5 13 W 3 20 17,32 18 10 10 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

Tekan (-)

( kg )

1- 508.91

2 201.24 -

3 844.90

4 442.08 -

5 440.08 -

3.3.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda – Kuda

a. Perhitungan profil batang tarik

P maks. = 844.90 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

Kondisi fraktur

P maks. = φ . f u .Ae P maks. = φ . f u .An.U

(U = 0,75 didapat dari buku LRFD hal.39)

Dicoba, menggunakan baja profil  55.55.6

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  55.55.6 maka, luas profil 6,31 > 1,052 ( aman )

inersia 1,66 > 0,625 ( aman ) Jadi,baja profil double siku-siku sama kaki (  ) dengan dimensi 55.55.6 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk Seperempat batang tarik

b. Perhitungan profil batang tekan

P maks. = 867.23 kg L

=2m

f y = 2400 kg/cm 2

f u = 3700 kg/cm 2 Dicoba, menggunakan baja profil  55.55.6 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 ≤ 200

Karena λ c >1,2 maka : ω = 1,25 λ c 2 ω = 1,25.1,33 2 = 2,21

P n = Ag.f cr = Ag ω y

= 137049,8 N = 13704,98 kg

Jadi, baja profil double siku-siku sama kaki (  ) dengan dimensi 55.55.6 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk seperempat batang tekan .

3.3.5. Perhitungan Alat Sambung

a. Batang Tekan

Digunakan alat sambung baut-mur. ( A 490 ,F u b = 825 N/mm 2 )

Diameter baut ( ∅) = 12,7 mm ( ½ inches) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung ( δ) = 0,625 . d

= 0,625 . 12,7 = 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. 8250) .¼ . π . 1,27 2 = 10455,43 kg/baut

2. Tahanan tarik penyambung P n

= 0,75.f ub .An

= (0,75. 8250) .¼ . π . 1,27 2 = 7834.5 kg/baut

3. Tahanan Tumpu baut : P n

= 0,75 (2,4.fu.dt)

= 0,75 (2,4.370.12,7.8) = 6766,56 kg/baut P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg. Perhitungan jumlah baut-mur,

P n maks.

~ 2 buah baut

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 u b = 825 N/mm 2 )

Diameter baut ( ∅) = 12,7 mm ( ½ inches) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung ( δ) = 0,625 . d

= 0,625 . 12,7 = 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. 8250) .¼ . π . 1,27 2 = 10445,09 kg/baut

2. Tahanan tarik penyambung P n

= 0,75.f ub .An

= (0,75. 8250) .¼ . π . 1,27 2 = 8232,99 kg/baut

3. Tahanan Tumpu baut : P n

= 0,75 (2,4.fu.dt)

= 0,75 (2,4.370.12,7.8) = 6766,56 kg/baut P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg. Perhitungan jumlah baut-mur,

6766,56

844.90

P n maks.

~ 2 buah baut

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)

3.4. Perencanaan Setengah kuda-kuda

Gambar 3.8. Panjang batang Setengah kuda-kuda

3.4.1 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 )

3.4.2. Perhitungan luasan Setengah Kuda-kuda

a. Luas Atap

mn

d` s`

k`

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

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

= 2,8 m 2

Luas efjk = ½ tu ( ek + fj ) = ½ . 1,538 ( 3,333 + 2,00 )

= 4,10 m 2

Luas fgij = ½ . uv . ( gi + fj ) = ½ . 1,538 (0,667 + 2,00)

= 2,05 m 2

Luas ghi =½. vh. gi =½. 0,769. 0,667

= 0,26 m 2 = 0,26 m 2

mn

d` s`

k`

Gambar 3.10. 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

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

= 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 ( 0,666 + 2,00 )

= 1,78 m 2

Luas ghi = ½. vh. gi = ½. 0,666 . 0,666

= 0,22 m 2

3.4.3. 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  55.55.6 )

Berat plafon

= 18 kg/m

Gambar 3.11. 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

Beban kuda-kuda = ½ x Btg ( 1 + 7 ) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,538 + 1,333) x 2.4,95 = 14,211 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 14,008 = 4,26 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 14,211 = 1,421 kg

Beban plafon

= Luasan abno x berat plafon = 6,67 x 18 = 120,06 kg Beban P 2 Beban gording

= Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg

Beban atap

= Luasan bcmn x berat atap = 6,15 x 50 = 307,5 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (7+8+13+14) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 + 0,75 + 1,5) x 2.4,95 = 25,99 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 25,99 = 7,8 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 25,99 = 2,599 kg

Beban P 3 Beban gording

= Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg

Beban atap

= Luasan cdlm x berat atap = 6,15 x 50 = 307,5 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (8+9+15+16) x 2. berat profil kuda kuda =½x(1,538+1,53+1,53+2,03)x2.4,95 = 32,175 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 32,175 = 9,7 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 32,175 = 3,22 kg

Beban P 4 Beban gording

= Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg

Beban atap bawah

= Luasan dd`k`l x berat atap = 3,075 x 50 = 153,75 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (9+ 17)x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,538+ 2,300) x 2.4,95 = 18,99 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda

% x 18,99 = 5,6 kg = 30

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 18,99 = 1,899 kg

Beban P 5 Beban gording

= Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,00 = 44 kg

Beban atap atas

= Luasan d`ekk` x berat atap = 2,8 x 50 = 140 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (20 +19+18)x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (3,344+3,067+2,659) x 2.4,95 = 44,8 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda

% x 44,8 = 13,4 kg = 30

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 44,8 = 4,48 kg

Beban P 6

Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,67 = 29,370 kg

Beban atap

= Luasan efjk x Berat atap = 3,55 x 50 = 204,939 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg(10+11+19+20)x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,538+1,538+3,067+3,344)x2.4,95=46,960 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 46,960 = 14,08 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 46,960 = 4,696 kg

Beban P 7

Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 1,33 = 14,630 kg

Beban atap

= Luasan fgij x Berat atap = 1,78 x 50 = 89 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg(11+12+21+22)x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,538+1,538+3,833+4,059)x2.4,95=54,291 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 54,291 = 16,28 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 54,291 = 5,429 kg

Beban P 8

Beban atap

= Luasan ghi x berat atap = 0,22 x 50 = 11 kg

Beban kuda-kuda = ½ x Btg(12+23) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,538 + 4,600) x 2.4,95 = 30,383 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda

= 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

= ½ x Btg (1 + 2 + 13)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,333 + 1,333 + 0,767) x 2.4,95 = 16,993 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 16,993 = 5,098 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 16,993 = 1,699 kg

Beban plafon

= Luasan bcmn x berat plafon = 5,33 x 18 = 95,976 kg

Beban P 10 Beban kuda-kuda

= ½ x Btg (2 +3+14+15)x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,333+1,333+1,538+1,533)x2.4,95=28,42 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 28,422 = 8,52 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 28,422 = 2,842 kg

Beban plafon

= Luasan cdlm x berat plafon = 5,33 x 18 = 95,976 kg

Beban P 11

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (4+ 16+17)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

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 = ½ x Btg (4 +18)x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,333+2,300) x 2.4,95 = 17,98 kg

Beban plat sambung

= 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 = ½ x Btg (4+5+18+19) x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,333+1,33+2,65+3,067)x 2.4,95 = 41,718 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 41,718 = 12,5 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 41,718 = 4,171 kg

Beban plafon

= Luasan efjk x berat plafon = 3,55 x 18 = 63,944 kg

Beban P 14

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (5+6+20+21)x 2. berat profil kuda kuda = ½x(1,33+1,33+3,344+3,833) x 2.4,95= 48,722 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 48,722 = 14,61 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 48,722 = 4,872 kg

Beban plafon

= Luasan fgij x berat plafon = 1,78 x 18 = 31,996 kg

Beban P 15

Beban kuda-kuda = ½ x Btg (6+22+23) x 2. berat profil kuda kuda = ½ x (1,333+4,059+4,600) x 2.4,95 = 49,460 kg

Beban plat sambung

= 30 % x beban kuda-kuda = 30 % x 49,46= 14,83 kg

Beban bracing

= 10 % x beban kuda-kuda = 10 % x 49,46= 4,946 kg

Beban plafon

= Luasan ghi x berat plafon = 0,22 x 18 = 4,001 kg

Tabel 3.8. Rekapitulasi pembebanan setengah kuda-kuda

Beb an

Beban Atap

(kg)

Beban gordin

Beban Bracing

(kg)

Beban Plat Penyambug

(kg)

Beban Plafon

(kg)

Jumlah Beban

(kg)

Input SAP

2000 (kg)

P 1 384,6 44 14,211 1,421 4,26 120,06 567,951 568 P 2 307,5 44 25,99 2,599 7,9 - 387,989 388 P 3 307,5 44 32,175 3,217 9,7 - 396,592 397 P 4 153,7 44 18,99 1,899 5,6 - 224,18 225

P 5 140 44 44,8 4,48 13,4 - 246,68 247 P 6 204,939 29,370 46,960 4,696 14,08 - 300,045 301

P 7 89 14,630 54,291 5,429 16,28 - 179,63 180 P 8 11 - 30,383 3,038 9,114 - 53,535 54 P 9 - - 16,993 1,699 5,098 95,976 119,325 120 P 10 - - 28,422 2,842 8,52 95,976 135,76 136

P 11 28,04 2,804 8,4 47,88 87,12 88 P 12 17,98 1,798 5,39 43,92 69,088 70 P 13 - - 41,718 4,171 12,5 63,944 122,33 123 P 14 - - 48,722 4,872 14,61 31,996 100,17 101 P 15 - - 49,460 4,946 14,83 4,001 73,237 74

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 :

Gambar 3.12. Pembebanan Setengah kuda-kuda akibat beban angin

Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 (PPIUG 1983)

Koefisien angin tekan

= 0,02 α − 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

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 2000 8 (kg)

W 1 38,46 33,31 34 19,23 20 W 2 30,76 26,64 27 15,38 16 W 3 30,76 26,64 27 15,38 16 W 4 15,37 13,44 14 7,45 8

W 5 14 12,2 13 6,7 7 W 6 20,49 17,75 18 10,25 11 W 7 10,25 8,88 9 5,13 6

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 3.10. Rekapitulasi gaya batang Setengah kuda-kuda Kombinasi kombinasi Batang Tarik (+)

( kg )

Tekan (-)

Tekan (-)

4 - 173.20 18 -0

3.4.4 Perencanaan Profil Setengah Kuda – Kuda

a. Perhitungan profil batang tarik

P maks. = 1007.25 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

Kondisi fraktur

P maks. = φ . f u .Ae P maks. = φ . f u .An.U

Dicoba, menggunakan baja profil  55.55.6 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  55.55.6 maka, luas profil 6,31 > 1,08 ( aman ) Ag yang menentukan = 1,08 cm 2 Digunakan  55.55.6 maka, luas profil 6,31 > 1,08 ( aman )

b. Perhitungan profil batang tekan

P maks. = 1073.52 kg L

= 2,03 m

f y = 2400 kg/cm 2

f u = 3700 kg/cm 2

Dicoba, menggunakan baja profil  55.55.6 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 ≤ 200

Karena λ c >1,2 maka :

ω = 1,25 λ c 2 ω = 1,25. 1,349 2 = 2,27

P n = Ag.f cr = Ag ω y

= 133427,31 N = 13342,731 kg

Jadi, baja profil double siku-siku sama kaki (  ) dengan dimensi 55.55.6 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk setengah batang tekan .

3.4.5. Perhitungan Alat Sambung

a. Batang Tekan

Digunakan alat sambung baut-mur. ( A 490 ,F u b = 825 N/mm 2 )

Diameter baut ( ∅) = 12,7 mm ( ½ inches) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung ( δ) = 0,625 . d

= 0,625 . 12,7 = 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