BAB III PERHITUNGAN KUDA KUDA (1)

BAB III
PERHITUNGAN KUDA-KUDA

d4

d3
14.43
d11

d10

d2

d12

d8
d1

30.0°

7.22

d5

d9

d13

d7

d6

d14

h1
1.5l

h2

h3

1.5l

2l

h4

h5

1.5l

1.5l

3.1 Menghitung Ketinggian Kuda-kuda
H = tan α . ½ L
H = tan 300 x ½ ( 25 m
)
H
α

½L

3.2 Perhitungan Panjang Batang

 Panjang Batang Mendatar
Panjang λ
(1,5 λ x 4) + 2 λ = L
8 λ = 25
λ = 25/8
λ = 3,125

1

H = 7,22 m

2

maka panjang batang
H1=H2 =H4 =H5 = 1,5 λ = 1,5 x 3,125 = 4,6875 m
batang H3 = 2 x λ = 2 x 3,125 m

= 6,25 m

 Panjang Batang Kaki Kuda-kuda

1

D1 + D2 +D3 = D4+D5+D6

2L
= cosα
=

12,5
cos30°

= 14,43 m
 Panjang Batang Diagonal
D1, D2,=D5,D6

= 4,6875  cos 30o

= 4,06 m

D3=D4

= 14,43 – (d5+d6)
= 14,43 – (4,06 +4,06)
= 6,31 m
= sin 30o x 4,6875

D7=D14

= 2,34 m
D8=D13= h1

= 4,6875 m
= sin 30o x (h1+h2)

D9=D12

= sin 30o x (4,6875 +4,6875)

= 4,6875 m
= √ d 32+ d 92

D10=D11

= √ 6,31²+ 4,68752
= 7,86 m

Tabel 3.1 Panjang masing-masing Rangka Batang
No batang

Panjang Batang
(m)

3

H1= H2 = H4=H5
H3

4,6875

6,25

D1, D2,=D5,D6

4,06

D3=D4

6,31

D7=D14

2,34

D8=D13

4,6875

D9=D12

4,6875

D10=D11

7,86

3.3 Perhitungan Pembebanan
Adapun bagian dari kuda-kuda yang meneruskan beban ke penutup atap
adalah gording. Untuk dapat dilakukan pendimensian pada gording maka harus
dihitung terlebih dahulu beban-beban yang bekerja pada gording tersebut.
Menurut PPIUG 1983 beban-beban tersebut adalah beban mati, beban hidup dan
beban angin.
3.3.1 Perhitungan Beban Mati
Untuk beban mati yang bekerja pada gording adalah beban berat sendiri yang
terdiri dari berat penutup atap dan berat plafond.
1.

Berat Penutup Atap
Perhitungan berat penutup atap disesuaikan dengan jenis material yang
digunakan atau direncanakan penutup atap menggunakan material genteng.

Menurut PPIUG 1983, tabel 1 berat penutup atap (genteng) dengan reng dan
usuk/kaso adalah 50 kg/m2.
Jarak gording yang direncanakan

= 1,2 m

Maka, berat atap

= 50 kg/m2 1,2 m

Jumlah gording
12 btg
2.

Berat Sendiri Gording

= 60 kg/m
panjang bidang atap 14,43
=
= 1,2 = 12,02 =

jarak gording

4

Direncanakan gording menggunakan profil baja Canal no.16, dari Tabel
Profil Konstruksi Baja diperoleh berat adalah 18,8 kg/m.
3.

Berat Sendiri Plafond
Untuk langit-langit plafond direncanakan menggunakan triplek, maka berat
triplek ditambah dengan berat penggantung, menurut PPIUG 1983 tabel 1 :

Berat triplek

= 11 kg/m

Berat penggantung

= 7 kg/m

Berat total

= 18 kg/m

Jarak buhul bawah adalah

= 1,2 m x cos 30º
= 1,04 m

Maka berat plafond adalah

= 18 kg/m2 1,04 m
= 18,72 kg/m

Maka berat beban mati (q) :
q

= Berat atap + Berat gording + Berat plafond
= 60 kg/m + 18,8 kg/m + 18,72 kg/m
= 97,52 kg/m

qx

= q . cos α

qy

= 97,52 kg/m . cos 30

= q . sin α
= 97,52 kg/m. Sin 30

= 84,45 kg/m
direncanakan jarak kuda kuda = 3 m

= 49,76 kg/m

Maka momen yang timbul apabila gording dianggap menerus :
Mxa

= 1/8. qx .L2

Mya

= 1/8. qy .L2

= 1/8.( 84,45 kg/m).(3 m)2

= 1/8.( 49,76 kg/m) .(3 m)2

= 95,006 kg.m

= 55,98 kg.m

5

3.3.2 Menghitung Beban Hidup
Beban hidup yang diperhitungkan pada kuda-kuda adalah:
1. Berat pekerja beserta peralatan atau pekakas kerjanya. Berdasarkan PPIUG
1983, beban terpusat untuk seorang pekerja beserta perkakas kerja adalah
sebesar 100 kg. Maka beban terpusat adalah:
Px

= P . cos α

Py

= P . sin α

= 100 kg . cos 30

= 100 kg . sin 30

= 86,6 kg

= 50 kg

Maka momen maksimum beban terpusat adalah:
Mxh = 1/4 . Px . L

Myh

= 1/4 . Py . L

= 1/4 . 86,6 kg .3 m

= 1/4 . 50 kg .3 m

= 64,95 kg.m

= 37,5 kg.m

2. Beban Air Hujan
Berdasarkan PPIUG 1983 rumus beban air hujan adalah
= ( 40 kg/m2 - 0,8 α ) x jarak gording

P

= ( 40 kg/m2 - 0,8 . 30˚ ) x 1,2 m
= 19,2 kg/m

Px

= P . cos α

Py

= P . sin α

= 19,2 kg/m. cos 30

= 19,2 kg/m . sin 30

= 16,63 kg/m

= 9,6 kg/m

Mxair = 1/8 . Px . L2

Myair = 1/8 . Py . L2

= 1/8. 16,63 kg/m. 32

= 1/8. 9,6 kg/m. 32

= 18,71 kg.m

= 10,8 kg.m

6

Mxb = Mxh + Mxair

Myb

= Myh + Myair

= 64,95 kg.m+ 18,71 kg.m

= 37,5 kg.m + 10,8 kg.m

= 83,66 kg.m

= 48,3 kg.m

3.3.3 Menghitung Beban Angin
Berdasarkan PPIUG 1983 beban angin dipengaruhi oleh jauh dekatnya
lokasi bangunan dari garis pantai, untuk lokasi ± 5 km dari garis pantai tekanan
tiup angin harus diambil minimum 40 kg/m2, maka besarnya koefisien angin
yaitu :
1. Koefisien angin tekan

= + 0,02 α – 0,40 (PPIUG’83)
= + 0,02 (30) – 0,40
= + 0,2

Wtekan

= koef angin tekan x jarak gording x koef tekan angin

min
= + 0,2 x 1,2 m x 40 kg/m2
= + 9,6 kg/m
Luas bidang tekan atap = panjang kaki kuda-kuda x jarak kuda-kuda
= 14,43 m x 3 m
= 43,29 m2

Ptekan

= + 0,2 x 43,29 m2 x 40 kg/m2
= 346,32 kg

2. Koefisien angin hisap
Whisap

= - 0,4 (PPIUG’83)
= - 0,4 x 1,2 m 40 kg/m2
= - 19,2 kg/m

Luas bidang tekan atap

= panjang kaki kuda-kuda x jarak kuda-kuda
= 14,43 m x 3 m

7

= 43,29 m2
Phisap

= -0,4 x 43,29 m2 x 40 kg/m2
= -692,64 kg

Momen pada angin tekan
Mxc tekan

= + 1/8 Wt l2

Myc tekan

= + 1/8 Wt l2

= + 1/8 (9,6) (3)2

= + 1/8 (0) (3)2

= + 10,8 kg.m

= 0 kg.m

Momen pada angin hisap
Mxc hisap

Cat :

= - 1/8 Wh l2

Myc hisap

= - 1/8 Wh l2

= - 1/8 (0) (3)2

= - 1/8 (- 19,2) (3)2

= 0 kg. m

= - 21,6 kg.m

(+) Menandakan angin tekan
(-) Menandakan angin hisap
1,2 m merupakan jarak gording
3 m merupakan jarak kuda-kuda

3.4 Kombinasi Momen
Menurut PPIUG 1983 perjanjian beban adalah :
1. Muatan beban mati dinyatakan dengan huruf ‘a’
2. Muatan beban hidup dinyatakan dengan huruf ‘b’
3. Muatan beban angin dinyatakan dengan huruf ‘c’

3.4.1

Kombinasi Tetap (a+b)
Mx

= Mxa + Mxb

My

= Mya + Myb

= 95,006 kg.m + 83,66 kg.m

= 55,98 kg.m + 48,3 kg.m

= 178,666 kg.m

= 104,28 kg.m

8

3.4.2

Kombinasi Momen Akibat Pembebanan Sementara (a + b + c)
1. Angin tekan
Mx

= ( Mxa + Mxb ) + Mxc

My

= ( Mya + Myb ) + Myc

=(178,666 kg.m)+ 10,8 kg.m

= (104,28 kg.m) + 0 kg.m

= 189,466 kg.m

= 104,28 kg.m

2. Angin hisap
Mx

= ( Mxa + Mxb ) + Mxc

My

= ( Mya + Myb ) + Myc

= (178,666 kg.m) + 0

=(104,28 kg.m)+(- 21,6)kg.m

= 178,67 kg.m

= 125,88 kg.m

3.5 Pendimensian Gording
Direncanakan jenis material baja Bj 37 dengan tegangan izin beban utama
(σp) sebesar 1600 kg/cm2 dan jenis profil canal No. 16, maka di peroleh data profil
dari daftar baja sebagai berikut :

3.5.1

 Berat

= 18,8 kg/m

 Ix

= 925 cm4

 Wx

= 116 cm3

 Iy

= 85,5 cm4

 Wy

= 18,3 cm3

Kontrol Tegangan Akibat Momen yang Timbul
1. Akibat momen tetap (a + b)

Mx M y
+
Wx W y
17866,6 10428
=
+
116
18,3

σ ytb =

= 723,858 kg/cm2

≤

σp = 1600 kg/cm2................. (aman)

2. Akibat momen sementara ( a + b + c )
1.) Angin tekan

9

Mx M y
σ ytb = W + W
x
y
18946,6 10428
=
+
116
18,3
= 733,169 kg/cm2

σp = 1600 kg/cm2...................

≤

(aman)
2.) Angin hisap

Mx
σ ytb = W +
x
17867
=
116

My
Wy
12588
+
18,3

= 841,895 kg/cm2

≤

σp = 1600 kg/cm2...................

(aman)
Baja profil Canal 14 dapat digunakan karena dapat menahan akibat
momen tetap dan akibat momen sementara.
3.5.2

Kontrol Lendutan
Fmak

=

1
×l
200

=

1
× 300 cm
200

= 1,5 cm
Es

= 2,1 x 106 kg/cm2

qa

= berat gording + berat penutup atap (genteng) + berat plafond
= 18,8 kg/m + 60 kg/m + 18,72 kg/m
= 97,52 kg/m

qax

= qa . cos α
= 97,52 kg/m . cos 30

qay

= qa . sin α
= 97,52 kg/m. sin 30

10

3.5.3

= 84,45 kg/m

= 48,76 kg/m

= 0,8445 kg/cm

= 0,4876 kg/cm

Kontrol Beban (primer + sekunder + angin)
Terhadap sumbu x
4

fx

=

3

5 qax⋅l 1 p x⋅l
×
+ ×
384 E⋅I x 48 E⋅I x
4

3

(0,8445 ) (300) 1
(86,6 ) (300)
5
= ×
+
×
384 (2,1 × 10 6 ) (925) 48 (2,1 × 106 ) (925)
= 0,071 cm
Terhadap sumbu y

fy

=

4
3
5 qay⋅l 1 p y⋅l
384 × E⋅I y + 48 × E⋅I y
4

3

(0,4876 ) (300)
(50) (300)
5
1
×
+ ×
6
384 (2,1 × 10 ) (85,5) 48 (2,1 × 106 ) ( 85,5)
=
= 0,443 cm
fo

=

√(0,071 )2+(0,443 )2

= 0,449 cm

≤

fmax = 1,7 cm.................................

(aman)

3.6 Pelimpahan Beban di Setiap Titik Buhul
Pelimpahan beban disetiap titik buhul yang diperhitungkan ialah beban
tetap ditambah beban hidup.
3.6.1

Pelimpahan Beban Tetap (primer/mati)
Panjang kuda-kuda

11

 Batang H1=H2=H4=H5

= 4,6875 m x 4 batang

 Batang H3

=18,75 m
= 6,25 m

 Batang D1, D2,=D5,D6

= 4,06 m x 4 batang

= 16,24 m

 Batang D3=D4

= 6,31 m x 2 batang

= 12,62 m

 Batang D7=D14

= 2,34 m x 2 batang

= 4,68 m

 Batang D8=D13

= 4,6875 m x 2 batang = 9,375 m

 Batang D9=D12

= 4,6875 m x 2 batang = 9,375 m

 Batang D10=D11

= 7,86 m x 2 batang

Panjang Batang Total

= 15,72 m

+

= 93,37 m

Berdasarkan berat kuda-kuda yang direncanakan dengan menggunakan
profil baja siku sama kaki adalah 2 ∟ .70 .70 .7, dengan berat (q = 7,38 kg/m).
Jadi,
 berat keseluruhan batang kuda-kuda (P1)
= 2 x 7,38 kg/m x 93,37 m
= 1378,14 kg.
 Untuk berat plat buhul dan alat sambung diambil 20 % dari berat
keseluruhan batang kuda-kuda (P2) sehingga :
= 1378,14 kg x 0,20
= 275,63 kg
 Berat atap (P3)

= 60 kg/m2 x 14,43 m x 3 m x 2
= 5194,8 kg.

 Berat gording (P4)

= 18,8 kg/m x 3 m x 12 x 2
= 1353,6 kg

 Berat orang yang bekerja beserta pekakas kerja sebesar 100 kg (P7)
 Berat plafond (P5)

= 18,72 kg/m2 x 3 m x 25 m
= 1404 kg

12

= (40 kg/m2 - 0,8 x 30˚) x 14,43 m x 3 m x 2

 Berat air hujan (P6)

= 1385,28 kg
Maka berat beban pada setiap titik buhul yang bekerja (P) adalah :

P total =
=

P1+P2+P3+P4+P5
8

1378,14 +275,63 +5194,8 +1353,6 +1404
8

= 1200,77 kg

Besar P pada tumpuan ½ P =

1200,77
2

= 600,385 kg
Ra=Rb=

∑P 8P
=
=4 P
2
2
¿ 4. P=4 ×1200,77=4803,08 kg

Berat pekerja beserta peralatan atau pekakas kerjanya yaitu 100 kg
dikalikan dengan hasil gaya batang yang diperoleh dari cremona beban tetap.
∑P 8P
Ra=Rb=
=
=4 P
2
2
¿ 4 × P=4 ×100=400 kg
Maka,
reaksi beban hidup
400
f=
=
=0,083
reaksi bebantetap 4803,08
3.6.2

Pelimpahan Beban Sementara (sekunder/hidup)
Pembebanan ini didapat dari beban angin yaitu beban angin tekan dan

beban angin hisab.
P tekan = + 346,32 kg
P hisab = - 692,64 kg