Ketua Program D-III Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil FT UNS
PERENCANAAN STRUKTUR DAN RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG SEKOLAH 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: PRIYATNO
NIM : I 8508066
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN STRUKTUR DAN RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG SEKOLAH 2 LANTAI TUGAS AKHIR
Dikerjakan Oleh: PRIYATNO
NIM : I 8508066
Diperiksa dan disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing
PURNAWAN GUNAWAN, ST, MT NIP. 19731209 199802 1 001
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN STRUKTUR DAN RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG SEKOLAH 2 LANTAI TUGAS AKHIR
Dikerjakan Oleh: PRIYATNO
NIM : I 8508066
Dipertahankan didepan tim penguji:
1. PURNAWAN GUNAWAN, ST, MT :……………………………………… NIP. 19731209 199802 1 001
2. Ir. SLAMET PRAYITNO, MT :……………………………………… NIP. 19531227 198601 1 001
3. EDY PURWANTO, ST, MT :…………………………………….... NIP. 19680912 199702 1 001
Mengetahui, a.n. Dekan Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
Mengetahui,
Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik UNS
Ir. BAMBANG SANTOSA, MT NIP. 19590823 198601 1 001
Ketua Program D-III Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil FT UNS
ACHMAD BASUKI, ST, MT NIP. 19710901199702 1 001
BAB 3 RENCANA ATAP
3.1 Perencanaan Atap…………………………………………………...
3.2 Dasar Perencanaan .............................................................................
3.2 Perencanaan Gording .........................................................................
3.2.1 Perencanaan Pembebanan ....................................................
3.2.2 Perhitungan Pembebanan .......................................................
3.2.3 Kontrol Terhadap Tegangan ..................................................
3.2.4 Kontrol Terhadap Lendutan ...................................................
3.3 Perencanaan Jurai .............................................................................
3.3.1 Perhitungan Panjang Batang Jurai..........................................
3.3.2 Perhitungan Luasan Jurai .......................................................
3.3.3 Perhitungan Pembebanan Jurai ..............................................
3.3.4 Perencanaan Profil Jurai ..........................................................
3.3.5 Perhitungan Alat Sambung ....................................................
3.4 Perencanaan Setengah Kuda-Kuda ....................................................
3.4.1 Perhitungan Panjang Batang Setengah Kuda-kuda ..............
3.4.2 Perhitungan Luasan Setengah Kuda-kuda .............................
3.4.3 Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda .....................
3.4.4 Perencanaan Profil Setengah Kuda-kuda ...............................
3.4.5 Perhitungtan Alat Sambung ...................................................
3.5 Perencanaan Kuda-kuda Utama A ( KKA ) .....................................
3.5.1 Perhitungan Panjang Kuda-kuda Utama A ...........................
3.5.2 Perhitungan Luasan Kuda-kuda Utama A .............................
3.5.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama A ....................
3.5.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama A ................................ 61
3.5.5 Perhitungan Alat Sambung .................................................... 63
3.6 Perencanaan Kuda-kuda B ( KKB ) .................................................
3.6.1 Perhitungan Panjang Kuda-kuda B .......................................
3.6.2 Perhitungan Luasan Kuda-kuda B ........................................
3.6.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda B ................................
BAB 4 PERENCANAAN TANGGA
4.1 Uraian Umum .................................................................................... 78
4.2 Data Perencanaan Tangga .................................................................
4.3 Perhitungan Tebal Plat Equivalent dan Pembebanan ........................
4.3.1 Perhitungan Tebal Plat Equivalent ........................................
4.3.2 Perhitungan Beban…………………………………………..
4.4 Perhitungan Tulangan Tangga dan Bordes………………………….
4.4.1 Perhitungan Tulangan Tumpuan…………………………….
4.4.2 Perhitungan Tulangan Lapangan……………………………
4.5 Perencanaan Balok Bordes………………………………………….
4.5.1 Pembebanan Balok Bordes………………………………….
4.5.2 Perhitungan Tulangan Lentur……………………………….
4.5.3 Perhitungan Tulangan Geser………………………………..
4.6 Perhitungan Pondasi Tangga………………………………………..
4.6.1 Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi……… ..................
4.6.2 Perhitungan Kapasitas Dukung Pondasi ...............................
4.6.3 Perhitungan Tulangan Lentur ................................................
BAB 5 PERENCANAAN PLAT
5.1 Perencanaan Plat Lantai ....................................................................
5.1.1 Perhitungan Beban Plat .............................................................
5.1.2 Perhitungan Momen ..................................................................
5.1.3 Penulangan Plat Lantai..............................................................
5.2 Perencanaan Plat Atap .......................................................................
5.2.1 Perhitungan Beban Plat atap ..................................................... 104
5.2.2 Perhitungan Momen ................................................................. 105
5.2.3 Penulangan Plat atap ................................................................. 106
BAB 6 BALOK ANAK
6.1 Perencanaan Balok Anak ..................................................................
113
6.1.1 Perhitungan Lebar Equivalent………………………………. 113
6.2 Pembebanan ……………………… ..................................................
115
6.2.1 Perhitungan Pembebanan Balok Anak AsA’ ......................... 115
6.2.2 Perhitungan Pembebanan Balok Anak As B-B’ .................... 116
6.2.3 Perhitungan Pembebanan Balok Anak As C-C’ ................... 117
6.2.4 Perhitungan Pembebanan Balok Anak As D-D’ .................... 118
6.2.5 Perhitungan Pembebanan Balok Anak As E-E’ ..................... 119
6.3 Perhitungan Tulangan Balok Anak ....................................................
121
6.3.1 Perhitungan Tulangan Balok Anak As A-A’ ......................... 121
6.3.2 Perhitungan Tulangan Balok Anak As B-B’.......................... 124
6.3.3 Perhitungan Tulangan Balok Anak As C-C’.......................... 127
6.3.4 Perhitungan Tulangan Balok Anak As D-D’ ......................... 129
6.3.5 Perhitungan Tulangan Balok Anak As E-E’ .......................... 133
BAB 7 PORTAL
7.1 Perencanaan Portal ...........................................................................
139
7.1.1 Dasar Perencanaan ................................................................. 140
7.1.2 Perencanaan Pembebana ........................................................ 141
7.1.3 Perhitungan Luas Equivalen Plat ........................................... 142
7.2 Perhitungan Pembebanan Balok ........................................................
144
7.2.1 Perhitungan Pembebanan Balok lantai .................................. 144
7.2.1.1 Perhitungan Pembebanan Balok Portal Memanjang .. 144
7.2.1.2 Perhitungan Pembebanan Balok Portal Melintang .... 158
7.3 Penulangan Balok Portal ....................................................................
170
7.3.1 Perhitungan Tulangan Lentur Ring Balk ............................... 170
7.3.2 Perhitungan Tulangan Geser Ring Balk ................................. 174
7.3.3 Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Memanjang ....... 175
9.3.11 Pekerjaan Instalasi Air .......................................................... 213
9.3.12 Pekerjaan Instalasi Listrik ..................................................... 213
9.3.13 Pekerjaan Pengecatan dan Finishing ..................................... 214
BAB 10 REKAPITULASI
10.1 Perencanaan Atap .............................................................................. 218
10.2 Perencanaan Tangga ......................................................................... 220
10.3 Perencanaan Plat ...............................................................................
221
10.4 Perencanaan Balok Anak ..................................................................
222
10.5 Perencanaan Portal ............................................................................
222
10.6 Perencanaan Kolom ..........................................................................
222
10.7 Perencanaan Pondasi Footplat ..........................................................
223
BAB 11 KESIMPULAN…………………………………………………
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………
229
LAMPIRAN
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pesatnya perkembangan dunia teknik sipil menuntut bangsa Indonesia untuk dapat menghadapi segala kemajuan dan tantangan. Hal itu dapat terpenuhi apabila sumber daya yang dimiliki oleh bangsa Indonesia memiliki kualitas pendidikan yang tinggi, Karena pendidikan merupakan sarana utama bagi kita untuk semakin siap menghadapi perkembangan ini.
Dalam hal ini bangsa Indonesia telah menyediakan berbagai sarana guna memenuhi sumber daya manusia yang berkualitas. Sehingga Program D III Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret sebagai salah satu lembaga pendidikan dalam merealisasikan hal 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 ini adalah teknik sipil, sangat diperlukan teknisi-teknisi yang menguasai ilmu dan keterampilan dalam bidangnya. Program D III Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai lembaga pendidikan bertujuan untuk menghasilkan ahli teknik yang berkualitas, bertanggungjawab, kreatif dalam
Program D III Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 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, pengertian 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
: Sekolah
2) Luas Bangunan
: 1224 m 2
3) Jumlah Lantai
: 2 lantai
4) Tinggi Lantai
: 4m
5) Konstruksi Atap
: Rangka kuda-kuda baja
6) Penutup Atap
: Genteng
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 : 320 Mpa.
1.4 Peraturan-Peraturan Yang Berlaku
a. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847- 2002.
b. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-
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 Untuk Gedung - 1983, beban-beban tersebut adalah :
a. Beban Mati (qd)
Beban mati adalah berat dari semua bagian 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
2) Komponen Gedung :
a) Langit – langit dan dinding (termasuk rusuk – rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku), terdiri dari :
(1) Semen asbes (eternit) dengan tebal maksimum 4mm…........11 kg/m 2
(2) penggantung langit-langit (dari kayu) dengan bentang
maksimum 5 m dan jarak s.k.s minimum 0,8 m.......................7 kg/m 2 maksimum 5 m dan jarak s.k.s minimum 0,8 m.......................7 kg/m 2
per cm tebal .............................................................................. 17 kg/m 2
d) Adukan semen per cm tebal .................................................... 21 kg/m 2
b. Beban Hidup (ql)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan 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.
Beban hidup yang bekerja pada bangunan ini disesuaikan dengan rencana fungsi bangunan tersebut. Beban hidup untuk bangunan ini terdiri dari :
1) Beban atap............................................................................................. 100 kg
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 tersebut adalah sangat kecil, maka pada perencanaan balok induk dan portal dari sistem pemikul beban dari suatu struktur gedung, beban hidupnya dikalikan dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan gedung yang ditinjau, seperti diperlihatkan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Koefisien reduksi beban hidup
Penggunaan Gedung
Koefisien Beban Hidup untuk Perencanaan Balok Induk
· PERUMAHAN/PENGHUNIAN : Rumah tinggal, hotel, rumah sakit · PERDAGANGAN : Toko,toserba,pasar · GANG DAN TANGGA :
~ Perumahan / penghunian ~ Pendidikan, kantor ~ 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.
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 a (a) Di pihak angin : a < 65° ......................................................... 0,02 a - 0,4 65° < a < 90° ................................................. ..........+ 0,9 2) Atap segitiga dengan sudut kemiringan a (a) Di pihak angin : a < 65° ......................................................... 0,02 a - 0,4 65° < a < 90° ................................................. ..........+ 0,9
Beban gempa adalah semua beban statik equivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu.
2.1.2 Sistem Kerjanya 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 SNI 03-2847-2002, 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 (Ø), 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. Faktor pembebanan (U) dan faktor reduksi (Ø) dapat dilihat pada Tabel 2.2 – 2.4.
Tabel 2.2 Faktor pembebanan U untuk beton No.
KOMBINASI BEBAN FAKTOR U
1,2 D +1,6 L + 0,5 ( A atau R ) 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5 (A atau R) Sumber : SNI 03-2847-2002
Tabel 2.3 Faktor pembebanan U untuk baja No.
KOMBINASI BEBAN FAKTOR U
1,2 D +1,6 L + 0,5 ( L a atau H ) 1,2 D + 1,6 L ± 0,8 W Sumber : SNI 03-1729-2002
Keterangan :
D = Beban mati L = Beban hidup
A = Beban atap R = Beban hujan W = Beban angin
Tabel 2.4 Faktor Reduksi Kekuatan Æ
Lentur tanpa beban aksial Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur
Ø Komponen dengan tulangan spiral Ø Komponen lain
Geser dan torsi Tumpuan Beton
Komponen struktur yang memikul gaya tarik
1) Terhadap kuat tarik leleh
2) Terhadap kuat tarik fraktur Komponen struktur yang memikul gaya tekan
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 pedoman beton SNI 03-2847-2002 adalah sebagai berikut :
a. Jarak bersih antara tulangan sejajar dalam lapis yang sama, tidak boleh kurang
dari d b ataupun 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 2) Beban hidup
1) Tumpuan sebelah kiri adalah sendi.
2) Tumpuan sebelah kanan adalah rol.
c. Analisa struktur menggunakan program SAP 2000.
d. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-1729-2002.
e. Perhitungan dimensi profil kuda-kuda.
1) Batang tarik Ag perlu =
mak
An perlu = 0,85.Ag An = Ag-ndt L = Panjang sambungan dalam arah gaya tarik
x U - =1 Ae = U.An
Cek kekuatan nominal :
Kondisi leleh
f Ag Pn Ag . . 9 0 = f =
Kondisi fraktur
f Ae Pn Ae . . 75 0 = f =
Pn P f > ……. ( aman )
2) Batang tekan
Periksa kelangsingan penampang :
b = 200
l l=
Apabila = λc ≤ 0,25
1,25. 2 l = l
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 sendi.
c. Analisa struktur menggunakan program SAP 2000.
d. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002.
e. Perhitungan untuk penulangan tangga
2.m.Rn
r max = 0,75 . rb r min <r<r maks
tulangan tunggal
r< r min
dipakai r min = 0,0025
As = r ada .b.d
2.4 Perencanaan Plat Lantai
a. Pembebanan :
1) Beban mati
2) Beban hidup : 250 kg/m 2
b. Asumsi Perletakan : jepit elastis dan jepit penuh
c. Analisa struktur menggunakan tabel SKSNI T-15-1991-03.
d. Analisa tampang menggunakan SNI 03-2847-2002.
Pemasangan tulangan lentur disyaratkan sebagai berikut :
1) Jarak minimum tulangan sengkang 25 mm
Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah sebagai berikut :
dimana, m =
2.m.Rn
r max = 0,75 . rb r min <r<r maks
tulangan tunggal
r< r min
dipakai r min = 0,0025
As = r ada .b.d Luas tampang tulangan
As = Jumlah tulangan x Luas
2.5 Perencanaan Balok
a. Pembebanan :
1) Beban mati
2) Beban hidup : 250 kg/m 2
b. Asumsi Perletakan : jepit jepit
c. Analisa struktur menggunakan program SAP 2000.
d. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002.
xf
85 , 0 ,
bxd 2
Perhitungan tulangan lentur :
dimana, m =
Rn =
fy
2.m.Rn
r max = 0,75 . rb r min = 1,4/fy
r min <r<r maks
tulangan tunggal
r< r min
dipakai r min
Perhitungan tulangan geser :
f Vc=0,75 x Vc Φ.Vc ≤ Vu ≤ 3 Φ Vc ( perlu tulangan geser ) Vu < Æ Vc < 3 Ø Vc
(tidak perlu tulangan geser) Vs perlu = Vu – Vc
( pilih tulangan terpasang ) Vs ada =
fy Av fy ) . ( .
xf
85 , 0 ,
bxd 2
2.6 Perencanaan Portal
a. Pembebanan :
1) Beban mati
2) Beban hidup : 200 kg/m 2
b. Asumsi Perletakan
1) Jepit pada kaki portal.
2) Bebas pada titik yang lain
c. Analisa struktur menggunakan program SAP 2000. Perhitungan tulangan lentur :
dimana, m =
2.m.Rn
r max = 0,75 . rb r min = 1,4/fy
r min <r<r maks
tulangan tunggal
r< r min
dipakai r min
Perhitungan tulangan geser :
f Vc=0,75 x Vc
xf
85 , 0 ,
bxd 2
( perlu tulangan geser ) Vu < Æ 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.
Perhitungan kapasitas dukung pondasi : s yang terjadi
.b.L 2
Mtot
Vtot +
= σ ahterjadi tan < s ijin tanah…..........( dianggap aman ) Sedangkan pada perhitungan tulangan lentur
2.m.Rn
rb =
600 fy
fy
xf
bxd 2 bxd 2
tulangan tunggal
r <r min
dipakai r min = 0,0036
As
=r ada .b.d Luas tampang tulangan
As =
Perhitungan tulangan geser : Vu= s x A efektif
f Vc
= 0,75 x Vc
Φ.Vc ≤ Vu ≤ 3 Φ Vc ( perlu tulangan geser )
Vu < Æ Vc < 3 Ø Vc (tidak perlu tulangan geser) Vs perlu = Vu – Vc ( pilih tulangan terpasang )
Vs ada =
fy Av fy ) . ( .
( pakai Vs perlu )
r xbxd
BAB 3 PERENCANAAN ATAP
3.1 Rencana Atap
Gambar 3.1 Rencana Atap
Keterangan : KK A = Kuda-kuda A, panjang 8 m KK B = Kuda-kuda B, panjang 6 m SK
= Setengah kuda-kuda A JR
= Jurai, panjang 5,66 m
G = Gording L
= Lisplank TS
= Track Stank
3.1.1 Dasar Perencanaan
Secara umum data yang digunakan untuk perhitungan rencana atap adalah sebagai berikut :
a. Bentuk rangka kuda-kuda
: seperti gambar 3.1
b. Jarak antar kuda-kuda
:4m
c. Kemiringan atap (a)
d. Bahan gording
: baja profil kanal ( )
e. Bahan rangka kuda-kuda : baja profil double siku sama kaki (û ë)
f. Bahan penutup atap
: genteng tanah liat
g. Alat sambung
: baut-mur.
h. Jarak antar gording
: 1.54m
i. Bentuk atap
: limasan
j. Mutu baja profil
: Bj-37
Fy
= 2400 kg/cm 2
Fu = 3700 kg/cm 2 (SNI 03–1729-2002)
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 pada perencanaan kuda- kuda dengan data sebagai berikut :
a. Berat gording = 11 kg/m.
h. Z x = 65,2 cm 3 .
i. Z y = 19,8 cm 3 .
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. Berat hidup (pekerja)
= 100 kg.
d. Berat penggantung dan plafond = 18 kg/m 2
3.2.2 Perhitungan Pembebanan
a. Beban Mati (titik)
Berat gording = 11 kg/m Berat penutup atap
= 1,540 x 50
= 77 kg/m Berat Plafond
= (1,333 x 18 )
= 23,994 kg/m + = 111,994 kg/m
q x = q sin a
= 111,994 x sin 30° = 55,997 kg/m.
q y = q cos a
= 111,994 x cos 30° = 96,9896 kg/m.
M x1 = 1 / 8 .q y .L 2 = 1 / 8 x 96,9896 x (4) 2 = 193,9792 kgm. M y1 = 1 / 8 .q x .L 2 = 1 / 8 x 55,997 x (4) 2 = 111,994 kgm
b. Beban hidup
P diambil sebesar 100 kg. P x = P sin a
= 100 x sin 30° = 50
kg.
P y = P cos a = 100 x cos 30° = 86,603 kg.
M x2 = 1 / 4 .P y .L = 1 / 4 x 86,603 x 4 = 86,603 kgm. M y2 = 1 / 4 .P x .L = 1 / 4 x 50 x 4
kgm.
c. Beban angin
TEKAN HISAP
Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 .
Koefisien kemiringan atap (a) = 30°.
1) Koefisien angin tekan = (0,02a – 0,4) = 0,2
2) Koefisien angin hisap = – 0,4 Beban angin :
1) Angin tekan (W 1 ) = koef. Angin tekan x beban angin x 1/2 x (s 1 +s 2 )
= 0,2 x 25 x ½ x (1,54+1,54)
= 7,7 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 (1,54+1,54)
= -15,4 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 7,7 x (4) 2 = 15,4 kgm.
2) M x (hisap) = 1 / 8 .W 2 .L 2 = 1 / 8 x -15,4 x (4) 2 = -30,8 kgm.
Kombinasi = 1,2D + 1,6L ± 0,8w
1. M x M x (max) = 1,2D + 1,6L + 0,8w
= 1,2(193,9792) + 1,6(86,603) + 0,8(15,4) = 383,6598 kgm M x (min) = 1,2D + 1,6L - 0,8W
2. M y M x (max) =M x (min)
= 1,2(111,994) + 1,6(50) = 161,994kgm
Kombinasi gaya dalam pada gording dapat dilihat pada Gambar 3.1. Tabel 3.1 Kombinasi Gaya Dalam pada Gording
Beban Hidup
Beban Angin
Maksimum Minimum M x
3.2.3 Kontrol Terhadap Tegangan
Ø Kontrol terhadap momen Maximum Mx = 383,6598 kgm = 38365,98 kgcm.
My = 161,994 kgm = 16199,4 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 :
Ø Kontrol terhadap momen Minimum Mx = 346,6998 kgm = 34669,98 kgcm. My = 161,994 kgm = 16199,4 kgcm.
nx b nx M
My
Mx
M ny = Zy.fy = 19,8. 2400 = 47520 kgcm Check tahanan momen lentur yang terjadi :
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 qy
= 0,9698 kg/cm
= 99,2 cm 4 Py
= 86,603 kg
qx = 0,5599 kg/cm Syarat batas lendutan ( Z ijin =
240
Z ijin =
+ = 2 2 4486 , 0 ( ) 399 , 1 ( 1 1,469 cm Z £ Z ijin
nx b nx M
My
Mx
Jadi, baja profil lip channels ( ) dengan dimensi 150 × 75 × 20 × 4,5 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk gording.
3.3 Perencanaan Jurai
Gambar 3.2 Rangka Batang Jurai
3.3.1 Perhitungan Panjang Batang Jurai
Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel 3.2. Tabel 3.2 Panjang Batang pada Jurai
Nomer Batang
Panjang Batang (m)
3.3.2 Perhitungan luasan jurai
Gambar 3.3 Luasan Jurai
Panjang atap bc’
= 0.5 x 1,54 = 0,77 m
Panjang atap bc’
= c’d’ = d’e’ = e’f’ = f’g’ = g’h = 0,77 m
Panjang atap a’b’
= 1,155 m
Panjang atap a’c’
= a’b’ + b’c’ = 1,155 + 0,77 = 1,925 m
Panjang atap kc
= 1,667 m
Panjang atap me
=1m
Panjang atap og
= 0,333 m
Panjang atap jb
=2m
Panjang atap ld
= 1,333 m
Panjang atap nf
= 0,667 m
Panjang atap c’e’ = e’g’ = 1,54 m
· Luas atap ackrpi
=2x(
ia kc
× a’c’ )
· Luas atap cemtrk
=2x(
kc me
× c’e’ )
· Luas atap egovtm
=2x(
me og
× e’g’ )
· Luas atap ghvo
= 2 × ( ½ × og × hg’) = 2 × ( ½ × 0,333 × 0,77) = 0,256 m 2
= qj + jb =2+2=4m
· Panjang Gording sld
= sl + ld = 1,333 + 1,333 = 2,666 m
· Panjang Gording unf
= un + nf = 0,667 + 0,667 = 1,334 m
Gambar 3.4 Luasan Plafon Jurai
Panjang plafond b’c’ = 0.5 x 1,333 = 0,666 m Panjang plafond b’c’ = c’d’ = d’e’ = e’f’ = f’g’ = g’h = 0,666 m Panjang plafond a’b’ = 1 m Panjang plafond a’c’ = a’b’ + b’c’ = 1 + 0,666 = 1,666 Panjang plafond ia = 2,5 m Panjang plafond kc = 1,667 m Panjang plafond me = 1 m Panjang plafond og = 0,333 m Panjang plafond c’e’ = e’g’ = 1,333 m
· Luas plafond ackrpi
=2x(
ia kc
× a’c’ )
= 2x(
× 1,666 ) = 6,942 m 2
· Luas plafond cemtrk
= (2 x (
kc me
x c’e’)
=(2x(
x 1,333) = 3,554 m 2
· Luas plafond egovtm
= (2 x (
me og
x e’g’)
=(2x(
x 1,333) = 1,777 m 2
· Luas plafond ghvo
= 2 x ( ½ x og x g’h) = 2 x ( ½ x 0,333 x 0,666) = 0,222 m 2
3.3.3 Perhitungan Pembebanan Jurai
Data pembebanan : Berat gording
= 11 kg/m (sumber tabel baja)
Berat penutup atap = 50 kg/m 2 (sumber PPIUG 1989)
Berat plafond
= 18 kg/m 2 (sumber PPIUG 1989)
Berat profil = 2 × 4,95 = 9,9 kg/m ( sumber tabel baja, profil ûë 55.55.6)
Gambar 3.5 Pembebanan jurai akibat beban mati
a. Perhitungan Beban
Beban Mati
1) Beban P 1
a) Beban gording = Berat profil gording × Panjang Gording qjb = 11 × 4 = 44 kg
b) Beban atap
= Luasan atap ackrpi × Berat atap = 8,021 × 50 = 401,05 kg
c) Beban plafon = Luasan plafond ackrpi × berat plafon = 6,942 ×18 = 124,956 kg
d) Beban kuda-kuda
= ½ x Btg ( 1 + 4 ) x(berat profil ) = ½ x (1,886 + 2,037) x (9,9 ) = 19,419 kg
e) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 19,419 = 5,826 kg
f) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 19,419 = 1,942 kg
2) Beban P 2
a) Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording sld = 11 x 2,666 = 29,326 kg
b) Beban atap = Luasan atap cemtrk x berat atap
= ½ x (2,037 + 2,037 + 0,77 + 2,037) x ( 9,9 ) = 34,061 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 34,061 = 10,218 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 34,061 = 3,406 kg
3) Beban P 3
a) Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording unf = 11 x 1,334 = 14,674 kg
b) Beban atap = Luasan atap egovtm x berat atap = 2,053 x 50 = 102,65 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (5 + 6+ 9 + 10 ) x ( berat profil ) = ½ x (2,037 + 2,037 + 1,54 + 2,434) x ( 9,9) = 39,838 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 39,838 = 11,951 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 39,838 = 3,984 kg
4) Beban P 4
a) Beban atap
= Luasan atap ghvo x berat atap = 0,256 x 50 = 12,8 kg
b) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (6 + 11) x ( berat profil ) = ½ x (2,037 + 2,309) x ( 9,9 ) = 21,513 kg
c) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 21,513 = 6,454 kg
d) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 21,513 = 2,151 kg
5) Beban P 5
a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(1 + 2 + 7) x ( berat profil ) = ½ x (1,886 + 1,886+ 0,77) x ( 9,9 ) a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(1 + 2 + 7) x ( berat profil ) = ½ x (1,886 + 1,886+ 0,77) x ( 9,9 )
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 22,483 = 2,248 kg
c) Beban plafon = Luasan plafond cemtrk x berat plafon = 3,554 x 18 = 63,972 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 22,483 = 6,745 kg
6) Beban P 6
a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(2+3+8+9) x ( berat profil ) = ½ x (1,886+1,886+2,037+1,54) x ( 9,9 ) = 36,378 kg
b) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 36,378 = 3,638 kg
c) Beban plafon = Luasan plafond egovtm x berat plafon = 1,777 x 18 = 31,986 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 36,378 = 10,913 kg
7) Beban P 7
a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (3 + 10 + 11) x ( berat profil ) = ½ x (1,886 + 2,434+ 2,309) x ( 9,9 )
= 32,814 kg
b) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 32,814 = 3,281 kg
c) Beban plafon = Luasan plafond ghvo x berat plafon = 0,222 x 18 = 3,996 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 32,814 = 9,844 kg
Rekapitulasi beban mati disajikan dalam Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Rekapitulasi Pembebanan jurai
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
(kg) P 1 401,05
Ø Beban Hidup
Beban hidup yang bekerja pada P 1 ,P 2 ,P 3 ,P 4 = 100 kg
Ø Beban Angin Perhitungan beban angin
Gambar 3.6 Pembebanan jurai akibat beban angin
Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 (SNI 03-1727-1989)
1) Koefisien angin tekan = 0,02a - 0,40
= (0,02 x 30) – 0,40 = 0,2 = (0,02 x 30) – 0,40 = 0,2
b) W 2 = luasan atap cemtrk x koef. angin tekan x beban angin = 4,107 x 0,2x 25 = 20,535 kg
c) W 3 = luasan atap egovtm x koef. angin tekan x beban angin = 2,053 x 0,2 x 25 = 10,265 kg
d) W 4 = luasan atap ghvo x koef. angin tekan x beban angin = 0,256 x 0,2 x 25 = 1,28 kg
Perhitungan beban angin jurai seperti terlihat dalam Tabel 3.4. Tabel 3.4 Perhitungan beban angin
Beban Angin
Beban (kg)
Wx W.Cos a (kg)
(Untuk
Input SAP2000)
Wy W.Sin a (kg)
(Untuk Input SAP2000)
Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh gaya batang yang bekerja pada batang jurai pada Tabel 3.5. Tabel 3.5 Rekapitulasi gaya batang jurai
Batang
kombinasi Tarik (+)
( kg )
Tekan (-)
( kg )
3.3.4 Perencanaan Profil jurai
a. Perhitungan profil batang tarik
P . = 1094.25 kg L = 2,037 m = 203,7 cm
f y = 2400 kg/cm 2
kg/cm 2
f u = 3700 kg/cm 2 2773.76
kg/cm 2
Kondisi leleh
Kondisi fraktur
P maks. = f . f u .Ae P maks. = f . f u .An.U
(U = 0,75 Karena 2 baut, didapat dari buku LRFD hal.39)
maks.
cm 0,526
.0,75 0,75.3700
1094.25
.f .f
P An
292.27
639.04
5 304.12
6 1094.25
7 171.62
920.79
9 500.10
10 -
975.40
11 -
Berdasarkan Ag kondisi leleh
Ag = 0,507/2 = 0,254 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
= ( 0,526/2) + 1.1,47.0,6 = 1,145cm 2
Ag yang menentukan = 1,145cm 2 Digunakan profil ûë 55.55.6 maka, luas profil 12,62 > 1,145 (Aman)
inersia 1,66 > 0,849 (Aman)
b. Perhitungan profil batang tekan
P u = 975.40 kg L = 2,434 m = 2434 mm Bj 37 f y = 240 MPa
u f = 370 Mpa
E = 200000 MPa
Dicoba, menggunakan baja profil ûë 55.55.6 Dari tabel didapat nilai – nilai :
Ag = 2 . 6,31 = 12,62 cm 2
r = 1,66 cm = 16,6 mm
b = 5m t
= 6 mm Periksa kelangsingan penampang :
b £ 200
2 1,25. c = l
1,25. c = l = 1,25. (1,618) 2
Ag Pn Ag . = = 1262 . 73,350
= 92567,7 N = 9256,77 kg
3.3.5 Perhitungan Alat Sambung
Digunakan alat sambung baut-mur. Diameter baut (Æ) = 12,7 mm ( ½ inches) =1,27 cm Diameter lubang = 12,7 + 2 = 14,7 mm. = 1,47 cm Kuat tarik baut, tipe A325 (diameter 12,7 mm – 25,4 mm) = 825 MPa
Tebal pelat sambung (d) = 0,625 . d b = 0,625 . 1,27 = 0,794 cm.
Menggunakan tebal plat 0,80 cm Ø Tahanan geser baut
R n = m.0,5.f u b .A b = 2.(0,5).(8250) (.¼ . p . 1,27 2 ) = 10445,554 kg/baut
Ø Tahanan tarik baut
R n = 0,75. f u b .A b = 0,75x8250x(.¼ . p . 1,27 2 )
Ø Tahanan Tumpu baut : R n =
4 , 2 ( 2 xdt xf f u
8 , 0 27 , 1 3700 4 , 2 ( 75 , 0 , x x x = 6766,56 kg/baut
P yang menentukan adalah P tumpu =6766,56 kg. Perhitungan jumlah baut-mur,
~ 2 buah baut
Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut (SNI Pasal 13.4) :
a) 3d b £ S £ 15t atau 200 mm
Diambil, S = 3d b = 3. 12,7 = 38,1 mm = 40 mm
S = Jarak antar pusat lubang baut
b) 1,5 d b £S 1 £ (4t +100) atau 200 mm Diambil, S 1 = 1,5 d b = 1,5 . 12,7 = 19,05 mm = 20 mm
S 1 = Jarak tepi maksimum Rekapitulasi perencanaan profil jurai seperti tersaji dalam Tabel 3.6.
Tabel 3.6 Rekapitulasi perencanaan profil jurai Nomer
Batang
Dimensi Profil
Baut (mm)
3.4 Perencanaan Setengah Kuda-Kuda
Gambar 3.7 Panjang Batang Setengah Kuda- Kuda
3.4.1 Perhitungan Panjang Batang Setengah Kuda-Kuda
Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel 3.7.
Tabel 3.7 Perhitungan panjang batang pada setengah kuda-kuda Nomer. Batang
Panjang (m)
1 1,333 m
2 1,333 m
3 1,333m
4 1,54 m
5 1,54 m
6 1,54 m
7 0,77 m
8 1,54 m
9 1,54 m
10 2,037 m
11 2,309 m
3.4.2 Perhitungan luasan Setengah Kuda-Kuda
Gambar 3.8 Luasan Setengah Kuda-kuda
Panjang atap ve
= 3 x 1,54 =4,62 m
Panjang atap eb
= 1,155 m
Panjang atap vb
= ve + eb = 5,775 m
Panjang atap vh
= (2 x 1,54) + 0,77 = 3,85 m
Panjang atap vk
= 2 x 1,54 = 3,08 m
Panjang atap vn
= 1,54 + 0,77 = 2,31 m
Panjang atap vq
= 1,54 m
Panjang atap vt
= ½ x 1,54= 0, 77 m
Panjang atap df
vb
ve ac .
Panjang atap gi
Panjang atap jl
Panjang atap mo
Panjang atap pr
Panjang atap su
· Luas atap giac
· Luas atap mogi
· Luas atap sumo
· Luas atap vsu
=½. Su. tv =½. 0,667.0,77 =0,257 m 2
Gambar 3.9 Luasan Plafon
Panjang plafond ve = 3 x 1,333 = 4 m Panjang plafond eb = 1 m Panjang plafond vb = ve + eb = 5 m Panjang plafond ac =5m Panjang plafond vh = (2 x 1,333) + 0,667 = 3,333 m Panjang plafond vk = 2 x 1,333 = 2,667 Panjang plafond vn = 1,333 + 0,666 = 2 m Panjang plafond vq = 1,333 m Panjang plafond vt = ½ x 1,333 = 0,667
Panjang plafond df =
vb
ve ac .
Panjang plafond gi =
Panjang plafond jl
Panjang plafond mo =
Panjang plafond pr =
Panjang plafond su =
vb
vt ac .
= 0,667 m
· Luas plafond giac
· Luas plafond mogi
· Luas plafond sumo
· Luas plafond vsu
=½. Su. tv =½. 0,667.0,667
=0,222 m 2
3.4.3 Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda A
Data pembebanan : Berat gording
= 11 kg/m (sumber tabel baja)
Jarak antar kuda-kuda = 4,00 m (sumber : gambar perencanaan) Berat penutup atap
= 50 kg/m 2 (sumber PPIUG 1989)
Berat profil = 2×4,95 = 9,9 kg/m ( sumber tabel baja, profil ûë 55.55.6)
Gamba
r 3.10 Pembebanan Setengah Kuda-kuda A akibat beban mati
a) Perhitungan Beban
Ø Beban Mati
1) Beban P 1
a) Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording = 11 x 4 = 44 kg
b) Beban atap
= Luasan atap giac x Berat atap = 8,021 x 50 = 401,05 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg ( 1 + 4 ) x ( berat profil ) = ½ x (1,333 + 1,54) x 9,9 = 14,221 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 14,221 = 4,226 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 14,221 = 1,422 kg
f) Beban plafon = Luasan plafond giac x berat plafon = 6,945 x 18 = 125,01 kg
2) Beban P 2
a) Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording jl = 11 x 2.667 = 29,337 kg
b) Beban atap
= Luasan atap mogi x berat atap = 4,107 x 50 = 205,35 kg
= ½ x (1,54 + 1,54 + 0,77 + 1,54) x 9,9 = 26,681 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 26,681 = 8,004 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 26,681 = 2,668 kg
3) Beban P 3
a) Beban gording = Berat profil gording x Panjang Gording pr = 11 x 1,333 = 14,663 kg
b) Beban atap
= Luasan atap sumo x berat atap = 2,054 x 50 = 102,7 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (5 + 6 + 9 + 10) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,54 + 1,54 + 1,54 + 2,037) x 9,9 = 32,952 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 32,952 = 9,886 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 32,952 = 3,295 kg
4) Beban P 4
a) Beban atap
= Luasan atap vsu x berat atap = 0,257 x 50 = 12,85 kg
b) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(5 +11) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,54 + 2,309 ) x 9,9 = 19,053 kg
c) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 19,053 = 1,905 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 19,053 = 5,716 kg
5) Beban P 5
a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(1+ 2 + 7) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,333 +1,333 +0,77) x 9,9 = 17,008 kg
= 10% x 17,008 = 1,7 kg
c) Beban plafon = Luasan plafond mogi x berat plafon = 3,554 x 18 = 63,972 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 17,008 = 5,102 kg
6) Beban P 6
a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(2+ 3+ 8+9) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,333 +1,333 +1,54+1,54) x 9,9 = 28,443 kg
b) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 28,443 = 2,844 kg
c) Beban plafon = Luasan plafond sumo x berat plafon = 1,778 x 18 = 32,004 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 28,443 = 8,533 kg
7) Beban P 7
a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(3 + 10 + 11) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,333 +2,037 + 2,309) x 9,9 = 28,111 kg
b) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 28,111 = 2,811 kg
c) Beban plafon = Luasan plafond vsu x berat plafon = 0,222 x 18 = 3,996 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 28,111 = 8,433 kg
Rekapitulasi beban mati Setengah Kuda-kuda A disajikan dalam Tabel 3.8.
Tabel 3.8 Rekapitulasi Pembebanan Setengah Kuda-kuda A
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 1 401,05
Ø Beban Hidup
Beban hidup yang bekerja pada P 1 ,P 2 ,P 3 ,P 4 = 100 kg
Ø Beban Angin Perhitungan beban angin :
Gambar 3.11 Pembebanan setengah kuda-kuda utama akibat beban angin
Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 .
= (0,02 x 30) – 0,40 = 0,2
e) W 1 = luasan atap giac x koef. angin tekan x beban angin = 8,021 x 0,2 x 25 = 40,105 kg
f) W 2 = luasan atap mogi x koef. angin tekan x beban angin = 4,107 x 0,2 x 25 = 20,535 kg
g) W 3 = luasan atap sumo x koef. angin tekan x beban angin = 2,054 x 0,2 x 25 = 10,27 kg
h) W 4 = luasan atap vsu x koef. angin tekan x beban angin = 0,257 x 0,2 x 25 = 1,285 kg
Perhitungan beban angin setengah kuda-kuda terlihat dalam Tabel 3.9. Tabel 3.9 Perhitungan beban angin
Beban Angin
Beban (kg)
Wx W.Cos a (kg)
(Untuk Input
SAP2000)
Wy W.Sin a (kg)
(Untuk Input SAP2000)
Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh gaya batang yang bekerja pada batang jurai pada Tabel 3.10. Tabel 3.10 Rekapitulasi gaya batang setengah kuda-kuda
Batang
kombinasi Tarik (+)
( kg )
Tekan (-)
( kg )
3.4.4 Perencanaan Profil Setengah Kuda-Kuda
a. Perhitungan profil batang tarik
P . = 761.39 kg L = 1,54 = 154 cm
f y = 2400 kg/cm 2
kg/cm 2
f u = 3700 kg/cm 2 2784,66
kg/cm 2
Kondisi leleh
Kondisi fraktur
P maks. = f . f u .Ae P maks. = f . f u .An.U
(U = 0,75 Karena 2 baut, didapat dari buku LRFD hal.39)
Berdasarkan Ag kondisi leleh
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
= ( 0,366/2) + 1.1,47.0,6 = 1,065cm 2
Ag yang menentukan = 1,065cm 2 Digunakan profil ûë 55.55.6 maka, luas profil 12,62 > 1,065 (Aman)
inersia 1,66 > 0,642 (Aman)
b. Perhitungan profil batang tekan
P u = 764.39 kg L = 2,037 m = 2037 mm Bj 37 f y = 240 MPa
u f = 370 Mpa
E = 200000 Mpa
Dicoba, menggunakan baja profil ûë 55.55.6 Dari tabel profil didapat nilai – nilai :
Ag = 2 x 6,31 = 12,62 cm 2
r = 1,66 cm = 16,6 mm
b = 5m t
= 6 mm
Periksa kelangsingan penampang :
b 200 £
1,25. c = l = 1,25. (1,354) 2
Ag Pn Ag . = = 1262 . 104,712
= 132146,544 N = 13214,654 kg
3.4.5 Perhitungan Alat Sambung
Digunakan alat sambung baut-mur. Diameter baut (Æ) = 12,7 mm ( ½ inches) =1,27 cm Diameter lubang = 12,7 + 2 = 14,7 mm. = 1,47 Kuat tarik baut, tipe A325 (diameter 12,7 mm – 25,4 mm) = 825 MPa
Tebal pelat sambung (d) = 0,625 . d b = 0,625 . 1,27 = 0,794 cm.
Menggunakan tebal plat 0,80 cm Ø Tahanan geser baut
P n = m.0,5.f u b .A b = 2.(0,5).(8250) (.¼ . p . 1,27 2) = 10445,554 kg/baut
Ø Tahanan tarik baut
P n = 0,75. f u b .A b = 0,75x8250x(.¼ . p . 1,27 2 ) =7834,158 kg/baut Ø Tahanan Tumpu baut : Rn
4 , 2 ( 2 xdt xf f u
= 6766,56 kg/baut
P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg. Perhitungan jumlah baut-mur,
~ 2 buah baut
Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut (SNI Pasal 13.4) :
a) 3d b £ S £ 15t atau 200 mm
Diambil, S = 3d b = 3. 12,7 = 38,1 mm = 40 mm
S = Jarak antar pusat lubang baut
b) 1,5 d b £S 1 £ (4t +100) atau 200 mm Diambil, S 1 = 1,5 d b = 1,5 . 12,7 = 19,05 mm = 20 mm
S 1 = Jarak tepi maksimum
Rekapitulasi perencanaan profil setengah kuda-kuda A seperti tersaji dalam Tabel 3.11.
Tabel 3.11 Rekapitulasi perencanaan profil setengah kuda-kuda A Nomer
batang
Dimensi Profil
Baut (mm)
3.5 Perencanaan Kuda-Kuda Utama (KKA)
3.5.1 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda
Gambar 3.12 Panjang batang kuda-kuda A ( KKA)
Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel 3.12.
Tabel 3.12 Perhitungan panjang batang pada kuda-kuda A (KKA)
No batang
Panjang batang
1 1,333 m
2 1,333 m
3 1,333 m
4 1,333 m
5 1,333 m
6 1,333 m
7 1,54 m
8 1,54 m
9 1,54 m
10 1,54 m
11 1,54 m
12 1,54 m
13 0,77 m
14 1,54 m
15 1,54 m
16 2,037 m
17 2,309 m
18 2,037 m
21 0,77 m
3.5.2 Perhitungan Luasan Kuda-Kuda A (KKA)
Gambar 3.13 Luasan Kuda-kuda
Panjang atap mo = 1,54 m Panjang atap no = ½ . mo = 0,77 m Panjang atap no = ij = 0,77 m Panjang atap wi = 1,155 m Panjang atap wj = wi+ij = 1,925 m
Panjang atap ln = 1,54 m Panjang atap ap = 4,50 m Panjang atap cr = 3,667 m Panjang atap et = 3,00 m Panjang atap gv = 2,333 m Panjang Gording bq = 4,00 m Panjang Gording ds = 3,333 m Panjang Gording fu = 2,667 m Panjang Gording ho = 2,00 m
Luas atap acpr = ½ x (ap + cr) x wj
= ½ x (4,50 + 3,667) x 1,925 = 7,861 m 2
Luas atap cert = ½ x (cr + et) x jl
= ½ x (3,667 + 3) x 1,54 = 5,134 m 2
Luas atap egtv = ½ x (et + gv) x ln
= ½ x (3 + 2,333) x 1,54 = 4,106 m 2
Luas atap ghvo = ½ x (gv + ho) x no
= ½ x (2,333 + 2) x 0,77 = 1,668 m 2
Panjang plafon wi
= 1,00 m
Panjang plafon ik = jl = km = ln = kl = mo = 1,333 m Panjang plafon ij = jk = kl = lm = no = ½ ik =0,667 m Panjang plafon wj = wi + ij = 1,667 m Panjang plafon ap = 4,50 m Panjang plafon cr = 3,667 m Panjang plafon et = 3,00 m Panjang plafon gv = 2,333 m Panjang plafon ho = 2,00 m
Luas plafon acpr = ½ x (ap + cr) x wj
= ½ x (4,50 + 3,667) x 1,667 = 6,807 m 2
Luas plafon cert = ½ x (cr + et) x jl
= ½ x (3,667 + 3) x 1,333 = 4,443 m 2
Luas plafon egtv = ½ x (et + gv) x ln
= ½ x (3 + 2,333) x 1,333 = 3,554 m 2
Luas plafon ghvo = ½ x (gv + ho) x no
= ½ x (2,333 + 2) x 0,667 = 1,445 m 2
3.5.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-Kuda A (KKA)
Data pembebanan : Berat gording
= 11 kg/m (sumber tabel baja, profil 150 x 75 x 20 x4,5) Berat penutup atap
= 50 kg/m 2 (sumber PPIUG 1989)
Jarak antar kuda-kuda = 4,00 m (sumber: perencanaan gambar) Berat profil = 2×4,95 = 9,9 kg/m ( sumber tabel baja, profil ûë 55.55.6)
Gambar 3.15 Pembebanan Kuda- kuda utama A akibat beban mati
a. Perhitungan Beban
Beban Mati
1) Beban P 1 =P 7
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording bq = 11 x 4,00 = 44,00 kg
b) Beban atap
= Luasan atap acpr x Berat atap = 7,861 x 50 = 393,05 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (1 + 7) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,333 + 1,54) x 9,9 = 14,221 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 14,221 = 4,266 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 14,221 = 1,422 kg
f) Beban plafon = Luasan plafond acpr x berat plafon = 6,807 x 18 = 122,256 kg
2) Beban P 2 =P 6
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording ds = 11 x 3,333 = 36,663 kg
b) Beban atap
= Luasan atap cert x berat atap = Luasan atap cert x berat atap
= 26,681 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 26,681 = 8,004 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 26,681 = 2,668 kg
3) Beban P 3 =P 5
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording fu = 11 x 2,667 = 29,337 kg
b) Beban atap
= Luasan atap egtv x berat atap = 4,106 x 50 = 205,3 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (8 +9 +15+16) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,54 +1,54 +1,54+2,037) x 9,9 = 32,952 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 32,952 = 9,886 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 32,952 = 3,295 kg
4) Beban P 4
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording ho = 11 x 2 = 22 kg
b) Beban atap = ( 2 x Luasan atap ghop ) x berat atap = ( 2x1,668) x 50 = 166,8 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(9+10 +17) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,54 + 1,54 + 2,309) x 9,9
= 26,676 kg
d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda
= 30% x 26,676 = 8,003 kg
e) Beban bracing
= 10% x beban kuda-kuda = 10% x 26,676 = 2,668 kg
f) Reaksi kuda-kuda = reaksi setengah kuda-kuda + (2 × jurai)
5) Beban P 8 = P 12
a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (1+2+13) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,333+1,333+0,77 ) x 9,9 = 17,008 kg
b) Beban plafon = Luasan plafond cert x berat plafon = 4,443 x 18 = 79,974 kg