PERENCANAAN STRUKTUR PUSKESMAS DUA LANTAI TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Dikerjakan oleh : PENDI ARI WIBOWO I8506017 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2011 to user iii
HALAMAN PENGESAHAN PERENCANAAN STRUKTU PUSKESMAS 2 LANTAI TUGAS AKHIR Dikerjakan oleh : PENDI ARI WIBOWO I8506017 Diperiksa dan disetujui, Dosen Pembimbing EDY PURWANTO, ST.,MT. NIP. 19680912 199702 1 001 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 iii
PERENCANAAN STRUKTUR PUSKESMAS DUA LANTAI TUGAS AKHIR Dikerjakan oleh : PENDI ARI WIBOWO I8506017 Dipertahankan di depan Tim Penguji 1. EDY PURWANTO, ST.,MT. : NIP. 19680912 199702 1 001 2. Ir. SUPARDI, MT. :... NIP. 19550504 198003 1 003 3. Ir. ENDANG RISMUNARSI,MT :... NIP. 19570917 198601 2 001 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Disahkan,.Ketua Program DIII Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Ir. BAMBANG SANTOSA, MT Ir. SLAMET PRAYITNO, MT NIP. 19590823 198601 1 001 NIP. 19531227 198601 1 001 Mengetahui, a.n.dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I Ir. NOEGROHO DJARWANTI NIP.19564442 198403 2 007 iii
KATA PENGANTAR Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan ini dengan judul PERENCANAAN STRUKTUR PUSKESMAS 2 LANTAI Dalam penyusunan ini, penyusun banyak menerima bimbingan, bantuan dan dorongan yang sangat berarti dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Segenap pimpinan beserta stafnya Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Edy Purwanto, ST., MT selaku Dosen Pembimbing atas arahan dan bimbingannya selama dalam penyusunan tugas ini. 3. Ir.Supardi, MT. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingannya. 4. Bapak dan ibu dosen pengajar yang telah memberikan ilmunya beserta karyawan di Fakultas Teknik UNS yang telah banyak membantu dalam proses perkuliahan. 5. Rekan rekan D-III Teknik Sipil Gedung angkatan 2006 yang telah membantu terselesaikannya laporan ini. Mudah mudahan kebaikan Bapak, Ibu, Teman-teman memperoleh balasan yang lebih mulia dari Allah SWT. Akhirnya, besar harapan penyusun, semoga ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta, Februari 2011 Penyusun iii
MOTTO Walaupun hidup ini sulit, tapi aku berusaha melakukan yang terbaik untuk mencapai sesuatu yang aku harapkan. AKU YAKIN AKU PASTI BISA. ( Pendi Ari W ) Sebagai manusia yang tak sempurna kita harus berusaha untuk maju dan menggapai impian yang kita dambakan. ( Vino B Setiawan ) Dalam kenyataan hidup ini, masalah itu jangan dihindari, tapi masalah itu ada untuk dihadapi. ( Ir. Suyatno Luhur, SH, MM ) Jalan kita masih panjang masih ada waktu tersisa, coba kuatkan dirimu jangan berhenti disini. ( Dewa 19 ) Waktunya kita tak berhenti, jangan cepat puas, bekerja dan terus bekerja hingga saat kita tak berguna lagi, Maka apapun yang terjadi akan kujalani akan kuhadapi dengan segenap hati. ( Sheila on 7 ) Syukuri apa yang ada, hidup adalah anugerah, tetap jalani hidup ini melakukan yang terbaik. ( D masiv ) Aku tak akan lari dari cobaan hidup ini, tak akan mengeluh, dan tak akan menyerah, karena aku yakin ALLAH SWT pasti akan memberi kemudahan dan jalan bagiku. Aku percaya akan itu. ( Pendi Ari W ) iii
PERSEMBAHAN Alhamdulillah puji syukur tiada terkira kupanjatkan kehadirat Illahi Robbi, pencipta alam semesta yang telah memberikan rahmat, hidayah serta anugerah yang tak terhingga. Serangkai Budi Penghargaan Dibalik tabir pembuatan episode Ribuan terima kasih untuk Bapak dan Ibu yang tak henti-hentinya mendoakan, mendidikku tak pernah jemu dan selalu menaburkan pengorbanan dengan kasih sayang. Tanpa maaf dan restumu hidupku tak menentu. Boeat kakak2u dan adik,u Widia yang selalu menyemangatiku... Rekan-rekan Sipil Gedung khususnya angkatan 2006 Kirun Bandryo Ari Areis dwi Bayu Anom Arief Agung Yudhi Tri Ulfa Novita Eny Dwi Catur Aslam Yoyon Azis Pak tile Aan Elfas Cepuk Sibro Dhani Nia Bebek Ratih Erna Arif Mahendra Wahyek Lili Sunaryo kimplung IYAN Thankz guyz for your support n any help that make it done The last, thank s to : Puspita, yang turut mendoakan dan memberi semangat terselesaikannya laporan ini. iii
DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL...... i HALAMAN PENGESAHAN.... ii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v KATA PENGANTAR.... vi DAFTAR ISI.... vii DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Maksud dan Tujuan... 1 1.3 Kriteria Perencanaan... 2 1.4 Peraturan-Peraturan Yang Berlaku... 2 BAB 2 DASAR TEORI 2.1. Dasar Perencanaan... 3 2.1.1 Jenis Pembebanan 3 2.1.2 Sistem Bekerjanya Beban 6 2.1.3 Provisi Keamanan... 6 2.2 Perencanaan Atap... 8 2.3 Perencanaan Tangga... 8 2.4 Perencanaan Plat Lantai... 9 2.5 Perencanaan Balok Anak... 9 2.6 Perencanaan Portal (Balok, Kolom)... 9 2.7 Perencanaan Pondasi... 9 iii
BAB 3 RENCANA ATAP 3.1 Perencanaan Atap... 10 3.1.1 Dasar Perencanaan... 11 3.2 Perencanaan Gording... 12 3.2.1 Perencanaan Pembebanan... 12 3.2.2 Perhitungan Pembebanan... 12 3.2.3 Kontrol Terhadap Tegangan... 14 3.2.4 Kontrol Terhadap Lendutan... 15 3.3 Perencanaan Seperempat Kuda-Kuda... 16 3.3.1 Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda... 16 3.3.2 Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-kuda... 17 3.3.3 Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda... 19 3.3.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda-kuda... 24 3.3.5 Perhitungtan Alat Sambung... 26 3.4 Perencanaan Setengah Kuda-kuda... 29 3.4.1 Perhitungan Panjang Batang Setengah Kuda-kuda... 29 3.4.2 Perhitungan Luasan Setengah Kuda-kuda... 30 3.4.3 Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda... 33 3.4.4 Perencanaan Profil Setengah Kuda-kuda... 41 3.4.5 Perhitungan Alat Sambung... 42 3.5 Perencanaan Kuda-kuda Trapesium... 46 3.5.1 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Trapesium... 46 3.5.2 Perhitungan Luasan Kuda-kuda Trapesium... 47 3.5.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Trapesium... 50 3.5.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Trapesium... 58 3.5.5 Perhitungan Alat Sambung... 60 3.6 Perencanaan Jurai... 62 3.6.1 Perhitungan Panjang Batang Jurai... 63 3.6.2 Perhitungan Luasan Jurai... 64 3.6.3 Perhitungan Pembebanan Jurai... 68 3.6.4 Perencanaan Profil commit Jurai... to user 76 iii
3.6.5 Perhitungan Alat Sambung... 77 3.7 Perencanaan Kuda-kuda Utama... 81 3.7.1 Perhitungan Panjang Kuda-kuda Utama... 81 3.7.2 Perhitungan Luasan Kuda-kuda Utama... 83 3.7.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama... 86 3.7.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama... 95 3.7.5 Perhitungan Alat Sambung... 97 BAB 4 PERENCANAAN TANGGA 4.1 Uraian Umum... 102 4.2 Data Perencanaan Tangga... 102 4.3 Perhitungan Tebal Plat Equivalent dan Pembebanan... 104 4.3.1 Perhitungan Tebal Plat Equivalent... 104 4.3.2 Perhitungan Beban.. 105 4.4 Perhitungan Tulangan Tangga dan Bordes. 106 4.4.1 Perhitungan Tulangan Tumpuan. 106 4.4.2 Perhitungan Tulangan Lapangan 107 4.5 Perencanaan Balok Bordes. 109 4.5.1 Pembebanan Balok Bordes. 109 4.5.2 Perhitungan Tulangan Lentur. 110 4.5.3 Perhitungan Tulangan Geser.. 111 4.6 Perhitungan Pondasi Tangga.. 112 4.7 Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi 113 4.7.1 Perhitungan Tulangan Lentur... 113 4.7.2 Perhitungan Tulangan Geser... 115 BAB 5 PLAT LANTAI 5.1 Perencanaan Plat Lantai... 116 5.2 Perhitungan Pembebanan Plat Lantai 117 5.3 Perhitungan Momen... 118 iii
5.4 Perhitungan Penulangan Plat.. 119 5.4.1 Perhitungan Penulangan Lapangan... 119 5.4.2 Perhitungan Penulangan Tumpuan... 121 5.5 Rekapitulasi Tulangan. 123 BAB 6 PERENCANAAN BALOK ANAK 6.1 Perencanaan Balok Anak... 124 6.1.1 Perhitungan Lebar Equivalent. 124 6.1.2 Lebar Equivalent Balok Anak 125 6.2 Perhitungan Pembebanan Balok Anak 125 6.2.1 Pembebanan Balok Anak As A-A 126 6.3. Perhitungan Tulangan Balok Anak As A-A... 127 BAB 7 PERENCANAAN PORTAL 7.1 Perencanaan Portal 132 7.1.1 Menentukan Dimensi Perencanaan Portal.. 132 7.2 Perhitungan Beban Equivalent Plat. 133 7.2.1 Lebar Equivalent... 133 7.2.2 Pembebanan Balok Portal Memanjang... 133 7.2.3 Pembebanan Balok Portal Melintang... 137 7.3 Penulangan Balok Portal.... 142 7.3.1 Perhitungan Tulangan Lentur Rink Balk... 142 7.3.2 Perhitungan Tulangan Geser Rink Balk... 144 7.3.3 Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Memanjang... 145 7.3.4 Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Memanjang... 148 7.3.5 Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Melintang... 148 7.3.6 Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Melintang... 151 7.4 Penulangan Kolom.. 152 7.4.1 Perhitungan Tulangan Lentur Kolom. 152 7.4.2 Perhitungan Tulangan commit Geser to Kolom user 154 iii
7.5 Penulangan Sloof 154 7.5.1 Perhitungan Tulangan Lentur Sloof... 154 7.5.2 Perhitungan Tulangan Geser... 156 BAB 8 PERENCANAAN PONDASI 8.1 Data Perencanaan... 158 8.2 Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi 159 8.3 Perencanaan Tulangan Pondasi.... 160 8.3.1 Perhitungan Tulangan Lentur..... 160 8.3.2 Perhitungan Tulangan Geser... 161 BAB 9 REKAPITULASI 9.1 Perencanaan Atap... 162 9.2 Penulangan Beton... 168 BAB 10 KESIMPULAN... 169 PENUTUP.. DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN-LAMPIRAN xvi xvii xviii iii
DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 3.1 Denah Rencana Atap.... 10 Gambar 3.2 Rencana Kuda-kuda... 11 Gambar 3.3 Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda... 16 Gambar 3.4 Luasan Atap Seperempat Kuda-kuda... 17 Gambar 3.5 Luasan Plafon Seperempat Kuda-kuda... 18 Gambar 3.6 Pembebanan Seperempat Kuda-kuda akibat Beban Mati... 19 Gambar 3.7 Pembebanan Seperempat Kuda-kuda akibat Beban Angin.. 23 Gambar 3.8 Panjang Batang Setengah Kuda-kuda... 28 Gambar 3.9 Luasan Atap Setengah Kuda-kuda... 30 Gambar 3.10 Luasan Plafon Setengah Kuda-kuda... 32 Gambar 3.11 Pembebanan Setengah Kuda-kuda Akibat Beban Mati... 33 Gambar 3.12 Pembebanan Setengah Kuda-kuda Akibat Beban Angin... 39 Gambar 3.13 Panjang Kuda-kuda Trapesium... 46 Gambar 3.14 Luasan Atap Kuda-kuda Trapesium.... 47 Gambar 3.15 Luasan Plafon Kuda-kuda Trapesium... 49 Gambar 3.16 Pembebanan Kuda-kuda Trapesium Akibat Beban Mati.... 49 Gambar 3.17 Pembebanan Kuda-kuda Trapesium Akibat Beban Angin.. 50 Gambar 3.18 Panjang Batang Jurai....55 Gambar 3.19 Luasan Atap Jurai....63 Gambar 3.20 Luasan Plafon Jurai....65 Gambar 3.21 Pembebanan Jurai Akibat Beban Mati... 67 Gambar 3.22 Pembebanan Jurai Akibat Beban Angin.... 69 Gambar 3.23 Panjang Kuda-kuda Utama....82 Gambar 3.24 Luasan Atap Kuda-kuda Utama... 82 Gambar 3.25 Luasan Plafon Kuda-kuda Utama.... 84 Gambar 3.26 Pembebanan Kuda-kuda Utama Akibat Beban Mati... 85 Gambar 3.27 Pembebanan Kuda-kuda Utama Akibat Beban Angin.... 87 Gambar 3.28 Pembebanan Kuda-kuda Utama Akibat Beban Angin... 92 iii
Gambar 4.1 Detail Tangga... 103 Gambar 4.2 Tebal Eqivalen....104 Gambar 4.3 Pondasi Tangga....112 Gambar 5.1 Denah Plat lantai...116 Gambar 5.2 Perencanaan Tinggi Efektif...117 Gambar 6.1 Denah Pembebanan Balok Anak... 124 Gambar 6.2 Lebar Equivalen Balok Anak as A-A... 126 Gambar 7.1 Denah Portal.... 132 Gambar 8.1 Perencanaan Pondasi... 159 iii
DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1 Koefisien Reduksi Beban hidup... 5 Tabel 2.2 Faktor Pembebanan U... 6 Tabel 2.3 Faktor Reduksi Kekuatan ø... 7 Tabel 3.1 Kombinasi Gaya Dalam Pada Gording... 14 Tabel 3.2 Perhitungan Panjang Batang Pada Seperempat Kuda-kuda... 16 Tabel 3.3 Rekapitulasi Pembebanan Seperempat Kuda-kuda... 22 Tabel 3.4 Perhitungan Beban Angin Seperempat Kuda-kuda... 23 Tabel 3.5 Rekapitulasi Gaya Batang Seperempat Kuda-kuda... 24 Tabel 3.6 Rekapitulasi Perencanaan Profil Seperempat Kuda-Kuda... 28 Tabel 3.7 Perhitungan Panjang Batang Pada Setengah Kuda-Kuda... 29 Tabel 3.8 Rekapitulasi Beban Setengah Kuda-Kuda... 38 Tabel 3.9 Perhitungan Beban Angin... 40 Tabel 3.10 Rekapitulasi Gaya Batang Setengah Kuda-Kuda... 40 Tabel 3.11 Rekapitulasi Perencanaan Profil Setengah Kuda-Kuda... 45 Tabel 3.12 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Trapesium... 46 Tabel 3.13 Rekapitulasi Beban Mati Kuda-kuda Trapesium... 54 Tabel 3.14 Perhitungan Beban Angin... 56 Tabel 3.15 Rekapitulasi Gaya Batang pada Kuda-kuda Trapesium... 56 Tabel 3.16 Rekapitulasi Perencanaan Profil Kuda-kuda Trapesium... 62 Tabel 3.17 Perhitungan Panjang Batang Jurai... 64 Tabel 3.18 Rekapitulasi Beban Mati Jurai... 74 Tabel 3.19 Perhitungan Beban Angin Jurai... 76 Tabel 3.20 Rekapitulasi Gaya Batang pada Jurai... 76 Tabel 3.21 Rekapitulasi Perencanaan Profil Jurai... 81 Tabel 3.22 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Utama... 82 Tabel 3.23 Rekapitulasi Beban Mati Kuda-kuda Utama... 92 Tabel 3.24 Perhitungan Beban Angin Kuda-kuda Utama... 94 Tabel 3.25 Rekapitulasi Gaya Batang pada Kuda-kuda Utama... 95 Tabel 3.26 Rekapitulasi Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama... 100 Tabel 5.1 Perhitungan Plat Lantai... 119 Tabel 5.1 Penulangan Plat Lantai 119 iii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL A = Luas penampang batang baja (cm 2 ) B = Luas penampang (m 2 ) AS = Luas tulangan tekan (mm 2 ) AS = Luas tulangan tarik (mm 2 ) B = Lebar penampang balok (mm) C = Baja Profil Canal D = Diameter tulangan (mm) Def = Tinggi efektif (mm) E = Modulus elastisitas(m) e = Eksentrisitas (m) F c = Kuat tekan beton yang disyaratkan (Mpa) Fy = Kuat leleh yang disyaratkan (Mpa) g = Percepatan grafitasi (m/dt) h = Tinggi total komponen struktur (cm) H = Tebal lapisan tanah (m) I = Momen Inersia (mm 2 ) L = Panjang batang kuda-kuda (m) M = Harga momen (kgm) Mu = Momen berfaktor (kgm) N = Gaya tekan normal (kg) Nu = Beban aksial berfaktor P = Gaya batang pada baja (kg) q = Beban merata (kg/m) q = Tekanan pada pondasi ( kg/m) S = Spasi dari tulangan (mm) Vu = Gaya geser berfaktor (kg) W = Beban Angin (kg) Z = Lendutan yang terjadi pada baja (cm) f = Diameter tulangan baja (mm) q = Faktor reduksi untuk beton r = Ratio tulangan tarik (As/bd) s = Tegangan yang terjadi (kg/cm 3 ) w = Faktor penampang iii
1 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 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 dengan maksud dan tujuan : BAB 1 Pendahuluan
2 1. Mahasiswa dapat merencanakan suatu konstruksi bangunan yang sederhana sampai bangunan bertingkat. 2. Mahasiswa diharapkan dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam merencanakan struktur gedung. 3. Mahasiswa diharapkan dapat memecahkan suatu masalah yang dihadapi dalam perencanaan suatu struktur gedung. 1.3 Kriteria Perencanaan 1. Spesifikasi Bangunan a. Fungsi Bangunan : Puskesmas b.luas Bangunan : 896m 2 c. Jumlah Lantai : 2 lantai d.tinggi Tiap Lantai : 4 m e. Konstruksi Atap : Rangka kuda-kuda baja f. Penutup Atap : Genteng tanah liat mantili g.pondasi : Foot Plate 2. Spesifikasi Bahan a. Mutu Baja Profil : BJ 37 b. Mutu Beton (f c) : 20 MPa c. Mutu Baja Tulangan (fy) : Polos: 240 MPa Ulir: 300 Mpa 1.4 Peraturan-Peraturan Yang Digunakan Antara Lain 1. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847- 2002 2. Peraturan Beton Bertulang Indonesia1971 ( untuk perhitungan pelat). 3. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, utuk perhitungan beban mati, beban hidup, dan beban angin. 4. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729- 2002 BAB 1 Pendahuluan
3 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 : 1. 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 : a) Bahan Bangunan : 1. Beton Bertulang...2400 kg/m 3 2. Pasir (jenuh air)....1800 kg/m 3 3. Beton biasa...2200 kg/m 3 b) Komponen Gedung : 1. Dinding pasangan batu merah setengah bata... 250 kg/m 3 2. Langit langit dan dinding (termasuk rusuk rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku),terdiri dari : - semen asbes (eternit) dengan tebal maximum 4 mm... 11 kg/m 2 - kaca dengan tebal 3 4 mm... 10 kg/m 2 3. Penutup atap genteng dengan reng dan usuk... 50 kg/m 2 BAB 2 Dasar Teori
4 4. Penutup lantai dari tegel, keramik dan beton (tanpa adukan) per cm tebal... 24 kg/m 2 5. Adukan semen per cm tebal... 21 kg/m 2 2. 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 perkuliahan ini terdiri dari : Beban atap... 100 kg/m 2 Beban tangga dan bordes... 300 kg/m 2 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. BAB 2 Dasar Teori
5 Tabel 2.1 Koefisien reduksi beban hidup Penggunaan Gedung a. PERUMAHAN/HUNIAN Rumah sakit/poliklinik b. PERTEMUAN UMUM Ruang Rapat, R. Serba Guna, Musholla c. PENYIMPANAN Perpustakaan, Ruang Arsip d. TANGGA Rumah sakit/poliklinik Sumber : PPIUG 1983 Koefisien Beban Hidup untuk Perencanaan Balok Induk 0,75 0,90 0,80 0,75 3. 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 a a) Di pihak angin : a < 65...0,02 a - 0,4 65 < a < 90...+ 0,9 b) Di belakang angin, untuk semua a...- 0,4 BAB 2 Dasar Teori
6 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 (Æ), 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. 3. 4. 5. 6. D D, L, A,R D,L,W, A, R D, W D, L, E D, E Sumber : SNI 03-2847-2002 1,4 D 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) 0,9 D ± 1,6 W 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E 0,9 D ± 1,0 E BAB 2 Dasar Teori
7 Keterangan : D = Beban mati L = Beban hidup W = Beban angin E = Beban gempa A = Beban atap R = Baban air hujan Tabel 2.3 Faktor Reduksi Kekuatan Æ No Kondisi gaya Faktor reduksi (Æ) 1. 2. 3. 4. Lentur, tanapa 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 0,80 0,8 0,7 0,65 0,75 0,65 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 commit SNI 03-2847-2002 to user adalah sebagai berikut : BAB 2 Dasar Teori
8 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 1. Pembebanan Pada perencanaan atap ini, beban yang bekerja adalah : Beban mati Beban hidup Beban Angin 2. Asumsi Perletakan Tumpuan sebelah kiri adalah Rol.. Tumpuan sebelah kanan adalah Sendi. 3. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000. 2.3. Perencanaan Tangga 1. Pembebanan : Beban mati Beban hidup : 300 kg/m 2 2. Asumsi Perletakan Tumpuan bawah adalah Jepit. Tumpuan tengah adalah Sendi. Tumpuan atas adalah Sendi. 3. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000. BAB 2 Dasar Teori
9 Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002 2.4. Perencanaan Plat Lantai 1. Pembebanan : Beban mati Beban hidup : 250 kg/m 2 2. Asumsi Perletakan : jepit 3. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000 4. Analisa tampang menggunakan peraturan PBI 1971. 2.5. Perencanaan Balok Anak 1. Pembebanan : Beban mati Beban hidup : 250 kg/m 2 2. Asumsi Perletakan : sendi sendi 3. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000. 4. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002. 2.6. Perencanaan Portal ( Balok, Kolom ) 1. Pembebanan : Beban mati Beban hidup : 250 kg/m 2 2. Asumsi Perletakan Jepit pada kaki portal. Bebas pada titik yang lain 3. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000. 4. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002 2.7. erencanaan Pondasi 1. Pembebanan : Beban aksial dan momen dari analisa struktur portal akibat beban mati dan beban hidup. 2. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002. BAB 2 Dasar Teori
10 BAB 3 PERENCANAAN ATAP 3.1. Rencana Atap SR G SK2 KT KU KK B G KK KU SK2 KT G SK1 N SK1 G KT SK2 KU KK G B KK KU KT SK2 u G G SR R Gambar 3.1 Rencana atap Keterangan : KU = Kuda-kuda utama G = Gording KT = Kuda-kuda trapesium R = Reng SK1 = Setengah kuda-kuda besar U = Usuk SK2 = Seperempat kuda-kuda N = Nok J = Jurai luar LS = Lisplank B = Bracing SR = Segrod BAB 3 Perencanan Atap
11 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 (a) : 30 d. Bahan gording : baja profil lip channels ( ) e. Bahan rangka kuda-kuda : baja profil double siku sama kaki (ûë) 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 (s ijin = 1600 kg/cm 2 ) (s leleh = 2400 kg/cm 2 ) f u = 300 MPa f y = 240 Mpa 450 1600 Gambar 3.2 Rencana kuda-kuda BAB 3 Perencanan Atap
12 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 g. t b = 4,5 mm b. I x = 489 cm 4 h. Z x = 65,2 cm 3 c. I y = 99,2 cm 4 i. Z y = 19,8 cm 3 d. h = 150 mm e. b = 75 mm f. t s = 4,5 mm Kemiringan atap (a) = 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) y x q x a P Berat gording = = 11,0 kg/m Berat penutup atap = 1,5 x 50 kg/m = 75,0 kg/m + P = 86,0 kg/m BAB 3 Perencanan Atap
13 q x = q sin a = 86,0 x sin 30 = 43 kg/m q y = q cos a = 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 x P x a P 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 = 86,60 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 angina 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, 5+1, 5) = 7,5 kg/m BAB 3 Perencanan Atap
14 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 Beban Beban Angin Momen Mati Hidup Tekan Hisap (kgm) (kgm) (kgm) (kgm) Mx 148,96 86,60 My 86 50 15-30 235,56 136 Kombinasi Minimum Maksimum (kgm) (kgm) 250,56 136 3.2.3. Kontrol Terhadap Tegangan Kontrol terhadap tegangan Minimum Mx = 235,56 kgm = 23556 kgcm My = 136 kgm = 13600 kgcm σ = æ M ç è Z X X ö ø 2 æ M + ç è Z Y Y ö ø 2 = 2 æ 23556ö ç è 65,2 ø 2 æ13600ö + ç è 19,8 ø = 776,09 kg/cm 2 < σ ijin = 1600 kg/cm 2 Kontrol terhadap tegangan Maksimum Mx = 250,56 kgm = 25056 kgcm My = 13600 kgm = 13600 kgcm σ = æ M ç è Z X X ö ø 2 æ M + ç è Z Y Y ö ø 2 = 2 æ 25056ö ç è 65,2 ø = 795,303 kg/cm 2 < σ ijin commit = 1600 to user kg/cm 2 2 æ13600ö + ç è 19,8 ø BAB 3 Perencanan Atap
15 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 Ix = 489 cm 4 Iy = 99,2 cm 4 qx qy Px Py = 0,43 kg/cm = 0,7448 kg/cm = 50 kg = 86,60 kg 1 Zijin = L 180 1 Zijin = 400= 2,22 cm 180 4 3 5. qx. L Px. L Zx = + 384. E. Iy 48. E. Iy 4 3 5.0,43.(400) 50.400 = + 6 384.2,1.10.99,2 6 48.2,1.10..99,2 = 1,008 cm Zy = 4 3 5. qy. l Px. L + 384. E. Ix 48. E. Ix 4 3 5.0,7448.(400) 50.400 = + 6 6 384.2,1 10.489 48.2,1.10.489 = 0,37 Z = 2 Zx Zy 2 2 2 = 1,008 + 0,37 = 1, 185 z z ijin 1,074 < 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. BAB 3 Perencanan Atap
16 3.3. Perencanaan Seperempat Kuda-kuda 3 1 7 2 8 9 4 5 6 133 400 10 11 225 Gambar 3.3. Panjang batang seperempat kuda-kuda 3.3.1 Perhitungan Panajang 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 ) 1 1, 5 2 1,5 3 1,5 4 1,33 5 1,33 6 1,33 7 0,75 8 1,5 9 1,5 10 2 11 2,25 BAB 3 Perencanan Atap
17 3.3.2. Perhitungan luasan Seperempat Kuda-kuda f g e d h c i b j a f g e d h c a j i b a Gambar 3.4. Luasan atap seperempat kuda-kuda Panjang ja Panjang ib Panjang hc Panjang gd Panjang fe Panjang ab Panjang bc Panjang cd Panjang de = 4,50 m = 3,66 m = 3,0 m = 2,33 m = 2,0 m = 1,75 m = 1,5 m = 1,5 m = 0,75 m Luas abij Luas bchi = ½ ab.( ja + ib ) = ½ 1,75x (4,5 + 3,66 ) = 7,14 m 2 = ½ bc.( ib + hc ) = ½ 1,5 x ( 3,66 + 3 ) = 5,0 m 2 BAB 3 Perencanan Atap
18 Luas cdgh Luas defg = ½ cd. ( hc + gd ) = ½ 1,5 x ( 3 + 2,33 ) = 4,0 m 2 = ½ de. ( fe+ gd ) = ½ 0,75 x ( 2 + 2,33 ) = 1,62 m 2 f g e d h c i b j a f g e d h c a j i b a Gambar 3.5. Luasan plafon Panjang ja Panjang ib Panjang hc Panjang gd Panjang fe Panjang ab Panjang bc Panjang cd Panjang de = 4,50 m = 3,66 m = 3,0 m = 2,33 m = 2,0 m = 1,67 m = 1,33 m = 1,33 m = 0,66 m BAB 3 Perencanan Atap
19 Luas abij Luas bchi Luas cdgh Luas defg = ½ ab.( ja + ib ) = ½ 1,67 x (4,5 + 3,66 ) = 6,82 m 2 = ½ bc.( ib + hc ) = ½ 1,33 x ( 3,66 + 3 ) = 4,43 m 2 = ½ cd.( hc + gd ) = ½ 1,33 x ( 3 + 2,33 ) = 3,55 m 2 = 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 = 25 kg/m Berat plafon = 18 kg/m P4 P1 P3 P2 3 2 10 1 8 9 7 4 5 6 11 P5 P6 P7 Gambar 3.6. Pembebanan seperempat kuda-kuda akibat beban mati BAB 3 Perencanan Atap
20 Perhitungan Beban Beban Mati 1) Beban P 1 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg b) Beban atap = Luasan abij x Berat atap = 7,14 x 50 = 357 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg ( 1 + 4 ) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,50 + 1,33) x 25 = 35,375 kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 35,375 = 10,6 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 35,375 = 3,54 kg f) Beban plafon = Luasan abij x berat plafon = 6,82 x 18 = 122,76 kg 2) Beban P 2 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 3,33 = 36,63 kg b) Beban atap = Luasan bchi x berat atap = 5 x 50 = 250 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (1+ 2 + 7 + 8) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 + 0,75 + 1,5) x 25 = 65,63kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 65,63 = 19,69 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 65,63 = 6,56 kg 3) Beban P 3 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,67 = 29,37 kg b) Beban atap = Luasan cdgh x berat atap = 4 x 50 = 200 kg BAB 3 Perencanan Atap
21 c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (2+3+9 +10) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 +1,5+2) x 25 = 81,25 kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 81,25 = 24,38 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 81,25 = 8,13 kg 4) Beban P 4 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,0 = 22 kg b) Beban atap = Luasan defg x berat atap = 1,62 x 50 = 81 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (3+11) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 2,25) x 25 = 46,88 kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 46,88 = 14,06 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 46,88 = 4,69 kg 5) Beban P 5 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(4 + 5 + 7) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 1,33 + 0,75) x 25 = 42,63 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 42,63 = 12,79 kg c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 42,63 = 4,26 kg d) Beban plafon = Luasan bchi x berat plafon = 4,43 x 18 = 79,74 kg 6) Beban P 6 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(5+6+8+9) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 1,33 +1,5+1,5) x 25 = 70,75 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% commit x 70,75 to user = 21,23 kg BAB 3 Perencanan Atap
22 c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 70,75 = 7,08 kg d) Beban plafon = Luasan cdgh x berat plafon = 3,55 x 18 = 63,19 kg 7) Beban P 7 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg(6+10+11) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 2+2,25) x 25 = 69,75 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 69,75 = 20,93 kg c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 69,75 = 6,98 kg d) Beban plafon = Luasan defg x berat plafon = 1,43 x 18 = 25,74 kg Tabel 3.3 Rekapitulasi pembebanan seperempat kuda-kuda Beban Beban Beban Beban Beban Plat Beban Jumlah Input Beban Atap gording Kuda - kuda Bracing Penyambug Plafon Beban SAP 2000 (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) P 1 357 44 35,38 3,54 10,6 122,76 573,28 574 P 2 250 36,63 65,63 6,65 19,69-378,6 379 P 3 200 29,37 81,25 8,13 24,38-343,13 344 P 4 81 22 46,88 4,69 14,06-168,63 167 P 5 - - 42,63 4,26 12,79 79,74 139,42 140 P 6 - - 70,75 7,08 21,23 63,19 162,25 163 P 7 - - 69,75 6,98 20,93 25,74 123,4 124 Beban Hidup Beban hidup yang bekerja pada P 1, P 2, P 3, P 4 = 100 kg BAB 3 Perencanan Atap
23 Beban Angin Perhitungan beban angin : W1 W3 W2 2 10 1 8 9 7 4 5 6 3 W4 11 Gambar 3.7. Pembebanan seperempat kuda-kuda akibat beban angin Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 Koefisien angin tekan = 0,02a - 0,40 = (0,02 x 30) 0,40 = 0,2 a) W 1 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 7,14 x 0,2 x 25 = 35,7 kg b) W 2 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 5,0 x 0,2 x 25 = 25 kg c) W 3 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 4,0 x 0,2 x 25 = 20 kg d) 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 Wx Beban Beban (kg) W.Cos a Angin (kg) Input SAP 2000 (kg) W 4 8,1 7,0 7 4,05 5 Wy W.Sin a (kg) Input SAP 2000 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 (kg) BAB 3 Perencanan Atap
24 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 kombinasi Batang Tarik (+) ( kg ) Tekan (-) ( kg ) 1-1523,24 2-777,59 3 4,69-4 1296,61-5 1292,24-6 631,99-7 132,3-8 - 744,07 9 564,5-10 - 1034,05 11-378,41 3.3.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda Kuda a. Perhitungan profil batang tarik P maks. = 1296,61 kg s ijin = 1600 kg/cm 2 P 1296,61 maks. F netto = = = σ ijin 1600 0,81cm F bruto = 1,15. F netto = 1,15. 0,81 cm 2 = 0,93 cm 2 Dicoba, menggunakan baja profil ûë 50. 50. 5 F = 2. 4,80 cm 2 = 9,6 cm 2 F = penampang profil dari tabel profil baja 2 BAB 3 Perencanan Atap
25 Kontrol tegangan yang terjadi : σ = = Pmaks. 0,85. F 1296,61 0,85.9,6 = 158,9 kg/cm s 0,75s ijin+ s 2 158,9 kg/cm 2 1200 kg/cm 2. aman!! b. Perhitungan profil batang tekan P maks. = 1523,24 kg lk = 1,50 m = 150 cm Dicoba, menggunakan baja profil ûë50. 50. 5 i x = 1,51 cm F = 2. 4,80 cm 2 = 9,6 cm 2 λ λ λ g s = lk i x = π = = 3,14 150 1,51 E 0,7. σ = 111cm λ = λ 1 g = 0,9 = = 99,34 cm leleh 6 2,1 x 10 0,7 x 2400 99,34 111 Karena 0,25 < λs < 1,2 ω 1,43 = 1,6-0,67.l s = 1,43 BAB 3 Perencanan Atap
26 Kontrol tegangan yang terjadi : Pmaks..ω σ = F 1523,24.1,43 = 9,6 = 226,9 kg/cm 2 s s ijin 226,9 kg/cm 2 1600 kg/cm 2.. aman!!! 3.3.5. Perhitungan Alat Sambung a. Batang Tekan Digunakan alat sambung baut-mur Diameter baut (Æ) = 12,7 mm ( ½ inches) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung (d) = 0,625. d = 0,625. 12,7 = 7,94 mm. Menggunakan tebal plat 8 mm Tegangan geser yang diijinkan Teg. Geser = 0,6. s ijin = 0,6. 1600 = 960 kg/cm 2 Tegangan tumpuan yang diijinkan Teg. tumpuan = 1,5. s ijin = 1,5. 1600 = 2400 kg/cm 2 Kekuatan baut : a) P geser = 2. ¼. p. d 2. t geser = 2. ¼. p. (1,27) 2. 960 = 2430,96 kg b) P desak = d. d. t tumpuan = 0,8. 1,27. 2400 = 2438,40 kg P yang menentukan adalah P geser = 2430,96 kg BAB 3 Perencanan Atap
27 Perhitungan jumlah baut-mur, Pmaks. 1523,24 n = = = 0,627 ~ 2 buah baut P 2430,96 geser Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut : a) 1,5 d S 1 3 d Diambil, S 1 = 2,5 d = 2,5. 1,27 = 3,175 cm = 3 cm b) 2,5 d S 2 7 d Diambil, S 2 = 5 d = 5. 1,27 = 6,35 cm = 6 cm b. Batang tarik Digunakan alat sambung baut-mur Diameter baut (Æ) = 12,7 mm ( ½ inches ) Diameter lubang = 13,7 mm. Tebal pelat sambung (d) = 0,625. d = 0,625 x 12,7 = 7,94 mm Menggunakan tebal plat 8 mm Tegangan geser yang diijinkan Teg. Geser = 0,6. s ijin = 0,6. 1600 =960 kg/cm 2 Tegangan tumpuan yang diijinkan Teg. tumpuan = 1,5. s ijin = 1,5. 1600 = 2400 kg/cm 2 Kekuatan baut : a) P geser = 2. ¼. p. d 2. t geser = 2. ¼. p. (127) 2. 960 = 2430,96 kg b) P desak = d. d. t tumpuan = 0,8. 1,27. 2400 BAB 3 Perencanan Atap
28 = 2438,40kg P yang menentukan adalah P geser = 2430,96 kg Perhitungan jumlah baut-mur, Pmaks. 1296,61 n = = = 0,533 ~ 2 buah baut P 2430,96 geser Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut : a) 1,5 d S 1 3 d Diambil, S 1 = 2,5 d = 2,5. 1,27 = 3,175 cm = 3 cm b) 2,5 d S 2 7 d Diambil, S 2 = 5 d = 5. 1,27 = 6,35 cm = 6 cm Tabel 3.6. Rekapitulasi perencanaan profil seperempat kuda-kuda Nomer Batang Dimensi Profil Baut (mm) 1 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 2 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 3 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 4 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 5 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 6 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 7 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 8 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 9 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 10 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 11 ûë 50. 50. 5 2 Æ 12,7 BAB 3 Perencanan Atap
29 3.4. Perencanaan Setengah Kuda-kuda 1 2 1 1 1 0 9 2 1 1 9 8 2 2 1 8 2 0 7 1 4 1 5 1 6 1 7 1 3 1 2 3 4 5 6 8 0 0 2 3 450 Gambar 3.8. Panjang batang setengah kuda- kuda 3.4.1. Perhitungan Panjang Batang Setengah Kuda-kuda Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel dibawah ini : Tabel 3.7. Perhitungan panjang batang pada setengah kuda-kuda Nomor Batang Panjang Batang (m) 1 1,33 2 1,33 3 1,33 4 1,33 5 1,33 6 1,33 7 1,50 8 1,50 9 1,50 10 1,50 11 1,50 12 1,50 13 0,75 14 1,50 BAB 3 Perencanan Atap
30 15 1,50 16 2,0 17 2,25 18 2,64 19 3,0 20 3,37 21 3,75 22 4,0 23 4,50 3.4.2. Perhitungan Luasan Setengah Kuda-kuda g h v i f u j e t k d s l c r m h g v i b q n e f u t j k a p o d s l c r m b q n a p o a Gambar 3.9. Luasan atap Panjang ab = on = 1,75 m Panjang bc = cd = nm = ml = st = tu = uv =1,50 m Panjang ao = bn = cm = dl = 4m Panjang ek = 3,33 m Panjang fj = 2,0 m Panjang gi = 0,67 m Panjang vh = 0,75 m BAB 3 Perencanan Atap
31 Luas abno Luas bcmn Luas cdlm Luas dekl Luas efjk Luas fgij Luas ghi = ab x ao =1,75 x 4,0 = 7,0 m 2 = bc x bn = 1,50 x 4,0 = 6,0 m 2 = cd x cm = 1,50 x 4,0 = 6,0 m 2 = (½ st x dl) + ½ (½ st ( ek + dl )) = (½ 1,5 x 4) + ½ (½ 1,5 ( 3,33 + 4 ) ) = 3+2,75 = 5,75m 2 = ½ tu( ek + fj ) = ½ 1,5( 3,33 + 2 ) = 3,99 m 2 = ½ uv( gi+ fj ) = ½ 1,5( 0,67 + 2 ) = 2,0 m 2 =½. vh. gi =½. 0,75. 0,67 = 0,25 m 2 BAB 3 Perencanan Atap
32 f h g v i u j e t k d s l c r m h g v i b q n f e u t j k a p o d s l c r m b q n a p o a Gambar 3.10. Luasan plafon Panjang ab = on = 1,67 m Panjang bc = cd = nm = ml = st = tu = uv =1,33 m Panjang ao = bn = cm = dl = 4m Panjang ek = 3,33 m Panjang fj = 2,0 m Panjang gi = 0,67 m Panjang vh = 0,67 m Luas abno Luas bcmn Luas cdlm = ab x ao =1,67 x 4,0 = 6,68 m 2 = bc x bn = 1,33 x 4,0 = 5,32 m 2 = cd x cm = 1,33 x 4,0 = 5,32 m 2 BAB 3 Perencanan Atap
33 Luas dekl Luas efjk Luas fgij Luas ghi = (½ st x dl) + ½ (½ st ( ek + dl )) = (½ 1,33 x 4) + ½ (½ 1,33 ( 3,33 + 4 ) ) = 2,66 + 2,44 = 5,1m 2 = ½ tu( ek + fj ) = ½ 1,33( 3,33 + 2 ) = 3,54 m 2 = ½ uv( gi+ fj ) = ½ 1,33( 0,67 + 2 ) = 1,78 m 2 =½. vh. gi =½. 0,67. 0,67 = 0,22 m 2 3.4.3. Perhitungan Pembebanan Setengah Kuda-kuda Data-data pembebanan : Berat gording = 11 kg/m Jarak antar kuda-kuda = 4,00 m Berat penutup atap = 50 kg/m 2 Berat profil = 25 kg/m P1 P2 7 13 P5 P4 11 10 P3 9 21 19 8 16 17 18 20 14 15 P6 1 2 3 4 5 6 12 23 22 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P7 Gambar 3.11. Pembebanan setengah kuda-kuda akibat beban mati BAB 3 Perencanan Atap
34 Perhitungan Beban Beban Mati 1) Beban P 1 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg b) Beban atap = Luasan abno x Berat atap = 7,0 x 50 = 350 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg ( 1 + 7 ) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+1,50) x 25 = 35,375 kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 35,375 = 10,6 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 35,375 = 3,54 kg f) Beban plafon = Luasan abno x berat plafon = 6,68 x 18 = 120,24 kg 2) Beban P 2 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg b) Beban atap = Luasan bcmn x Berat atap = 6,0 x 50 = 300 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (7+8+13+14) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 + 0,75 + 1,5) x 25 = 65,63kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 65,63= 19,69 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 65,63 = 6,56 kg 3) Beban P 3 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg b) Beban atap = Luasan cdlm x Berat atap = 6,0 x 50 = 300 kg BAB 3 Perencanan Atap
35 c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (8+9+15+16) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 1,5 + 1,5 + 2,0) x 25 = 81,25 kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 81,25 = 24,34 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 81,25 = 8,125 kg 4) Beban P 4 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg b) Beban atap = Luasan (½ st x dl) ½ (½ st ( ek + dl )) x Berat atap = 5,75 x 50 = 287,5 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (9+10 +17) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 +1,5 + 2,25) x 25 = 65,625 kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 65,625 = 19,69 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 65,625 = 6,56 kg 5) Beban P 5 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,67 = 29,37 kg b) Beban atap = Luasan efjk x Berat atap = 3,99 x 50 = 199,5 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (10+11+20+21) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 +1,5+3+3,37) x 25 = 117,125kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 117,125= 35,14 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 117,125= 11,7 kg 6) Beban P 6 a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 commit x 1,33 to = 14,63 user kg BAB 3 Perencanan Atap
36 b) Beban atap = Luasan fgij x Berat atap = 2,0 x 50 = 100 kg c) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (11+12+22+23) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 +1,5++3,75+3,98) x 25 = 134,125kg d) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 134,125= 40,24 kg e) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 134,125= 13,4 kg 7) Beban P 7 a) Beban atap = Luasan ghi x berat atap = 0,25 x 50 = 12,5 kg b) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (12+24)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5 + 4,5) x 25 = 75 kg c) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 75= 4,03 kg d) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 75 = 7,5 kg 8) Beban P 8 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (1 + 2 + 13)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33 + 1,33 + 0,75) x 25 = 42,625 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 42,625 = 12,79 kg c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 42,625 = 4,26 kg d) Beban plafon = Luasan bcmn x berat plafon = 5,32 x 18 = 95,76 kg 9) Beban P 9 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (2 +3+14+15)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+1,33+1,5+1,5) x 25 = 70,75 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% commit x 70,75 to user = 21,23 kg BAB 3 Perencanan Atap
37 c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 70,75 = 7,01 kg d) Beban plafon = Luasan cdlm x berat plafon = 5,32 x 18 = 95,76 kg 10) Beban P 10 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (3+ 4+ 6+17)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+1,33+2+2,25) x 25 = 86,38 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 86,38 = 25,9 kg c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 86,38 = 8,638 kg d) Beban plafon = Luasan dekl x berat plafon = 5,1 x 18 = 91,8 kg 11) Beban P 11 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (4+5+19+20)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+1,33+2,64+3) x 25 = 103,75 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 103,75 = 31,125 kg c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 103,75 = 10,38 kg d) Beban plafon = Luasan efjk x berat plafon = 3,54x 18 = 63,72 kg 12) Beban P 12 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (5+6+21+22)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+1,33+3,37+3,75) x 25 = 122,25 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 122,25 = 36,675 kg c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 122,25 = 12,22 kg d) Beban plafon = Luasan fgij x berat plafon = 1,78 commit x 18 to = 32,04 user kg BAB 3 Perencanan Atap
38 13) Beban P 13 a) Beban kuda-kuda = ½ x Btg (6+23+24)x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+3,98+4,5) x 25 = 122,625 kg b) Beban plat sambung = 30% x beban kuda-kuda = 30% x 122,625 = 36,79 kg c) Beban bracing = 10% x beban kuda-kuda = 10% x 122,625 = 12,26 kg d) Beban plafon = Luasan ghi x berat plafon = 0,22 x 18 = 3,96 kg Tabel 3.9. Rekapitulasi beban mati setengah kuda-kuda Beban Beban Atap (kg) Beban gording (kg) Beban Kuda - kuda (kg) Beban Bracing (kg) Beban Plat Penyambung (kg) Beban Plafon (kg) Jumlah Beban (kg) Input SAP 2000 (kg) P 1 350 44 35.375 3.54 10.6 120.24 563.755 564 P 2 300 44 65.63 6.56 19.69 --- 435.88 436 P 3 300 44 81 8 24 --- 457.715 458 P 4 287.5 44 65.625 6.56 19.69 --- 423.375 424 P 5 199.5 29.37 117.125 11.7 35.14 --- 392.835 393 P 6 100 14.63 134.125 13.4 40.24 --- 302.395 303 P 7 12.5 --- 75 7.5 22.5 --- 117.5 118 P 8 --- --- 42.625 4.26 12.79 95.76 155.435 156 P 9 --- --- 71 7 21.13 95.76 194.65 195 P 10 --- --- 86.38 8.638 25.9 91.8 212.718 213 P 11 --- --- 103.75 10.38 31.125 63.72 208.975 209 P 12 --- --- 122.25 12.22 36.675 32.04 203.185 204 P 13 --- --- 122.625 12.26 36.79 3.92 175.595 176 Beban Hidup Beban hidup yang bekerja pada P 1 commit, P 2, P 3, to P 4, user P 5, P 6, P 7 = 100 kg BAB 3 Perencanan Atap
39 Beban Angin Perhitungan beban angin : W1 W4 W3 W2 W6 W5 11 10 12 W7 9 21 22 20 8 18 19 16 17 7 14 15 13 1 2 3 4 5 6 23 Gambar 3.12. Pembebanan setengah kuda-kuda akibat beban angin Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m 2 Koefisien angin tekan = 0,02a - 0,40 = (0,02 x 30) 0,40 = 0,2 1) W 1 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 7,0 x 0,2 x 25 = 35 kg 2) W 2 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 6,0 x 0,2 x 25 = 30 kg 3) W 3 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 6,0 x 0,2 x 25 = 30 kg 4) W 4 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 5,75 x 0,2 x 25 = 28,75 kg 5) W 5 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 3,99x 0,2 x 25 = 19,95 kg 6) W 6 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 2,0 x 0,2 x 25 = 10 kg 7) W 7 = luasan x koef. angin tekan x beban angin = 0,25 x 0,2 x 25 = 1,25 kg BAB 3 Perencanan Atap
40 Tabel 3.10. Perhitungan beban angin Wx Input SAP Wy Beban (kg) W.Cos a 2000 (kg) (kg) W.Sin a (kg) W 1 35 30,31 31 17,5 18 Beban Angin Input SAP 2000 (kg) W 2 30 25,98 26 15 15 W 3 30 25,98 26 15 15 W 4 28,75 24,9 25 14,375 15 W 5 19,95 17,28 18 9,78 10 W 6 10 8,66 9 5 5 W 7 1.25 1,08 2 0,625 1 Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh gaya batang yang bekerja pada batang kuda-kuda utama sebagai berikut : Tabel 3.11. Rekapitulasi gaya batang setengah kuda-kuda Kombinasi Batang Tarik (+) Tekan (-) ( kg ) ( kg ) -+1 3807.95-2 3826.2-3 3147.45-4 2317.28-5 1480.04-6 661.54-7 - 4416.37 8-3672.59 9-2739.59 10-1799.59 11-864.37 12 2.06-13 99.83-14 - 759.15 BAB 3 Perencanan Atap
41 15 633.01-16 - 1219.98 17-1152.26 18 1597.66-19 1616.94-20 - 1956.63 21 1998.7-22 - 2258.93 23-314.47 3.4.4. Perencanaan Profil Setengah Kuda- kuda a. Perhitungan profil batang tarik P maks. = 3826,2 kg s ijin = 1600 kg/cm 2 P 3826,2 maks. F netto = = = σ ijin 1600 2,39 cm F bruto = 1,15. F netto = 1,15. 2,39 cm 2 = 2,75cm 2 Dicoba, menggunakan baja profil ûë 50.50.5 F = 2. 4,80 cm 2 = 9,60 cm 2 2 F = penampang profil dari tabel profil baja Kontrol tegangan yang terjadi : Pmaks. σ = 0,85. F 3826,2 = 0,85.9,60 = 468,9 kg/cm s 0,75s ijin 2 468,9 kg/cm 2 1200 kg/cm 2. aman!! BAB 3 Perencanan Atap
42 b. Perhitungan profil batang tekan P maks. = 4416,37 kg lk = 1,50 m = 150 cm Dicoba, menggunakan baja profil ûë 50.50.5 i x = 1,51 cm F = 2. 4,80 cm 2 = 9,60 cm 2 λ λ λ g s = lk i x = π = = 3,14 150 1,51 E 0,7. σ = 111cm = λ λ g = 0,9 Karena = = 99,34 cm leleh 6 2,1 x 10 0,7 x 2400 99,34 111 Kontrol tegangan yang terjadi : Pmaks..ω σ = F 4416,37.1,43 = 9,60 = 657,8 kg/cm s s ijin 2 0,25 < λs < 1,2 ω 1,43 = 1,6-0,67.l s = 1,43 657,8 1600 kg/cm 2.. aman!!! 3.4.5. Perhitungan Alat Sambung a. Batang Tekan Digunakan alat sambung baut-mur Diameter baut (Æ) = 12,7 mm commit ( ½ inches) to user BAB 3 Perencanan Atap