BAB II

PERENCANAAN ATAP/KAP

1. Data Perencanaan

a. Tipe kuda-kuda :Truss

b. Bahan kuda-kuda :Baja

c. Bentang kuda-kuda :14,00 m

d. Jarak antar kuda-kuda :3,5 m

e. Jenis penutup atap :Genteng

f. Berat penutup atap :50 kg/ m2 (PMI, hal 14)

g. Kemiringan atap :300

h. Beban tekanan angin :30 kg/ m2 (PMI, hal 19)

i. Alat sambung :Baut

2. Perencanaan Gording

Direncanakan dipakai gording profil baja C 150.65.20.3,2. Dengan data sebagai berikut :

- Berat sendiri profil = 7,51 kg/m- Ix = 332 cm4 - Iy = 53,8 cm4 - Wx = 44,3 cm3 - Wy = 12,2 cm3 - Jarak antar gording = 161,94 cm = 1,62 m

Menggunakan 2 trekstang

2.1 Pembebanan pada gordinga. Beban mati (q)

Berat sendiri = 7,51 kg/m Kondisi atap = 50 kg/m2 x 1,62 = 81 kg/m Berat plafond+ penggantung = 18 kg/m2 x 1,40 = 25,2 kg/m +

q = 115,33 kg/m

- qx = 115,33 x cos 300

= 115,33 x 0,866

= 99,87 kg/m

qy = 115,33 x sin 300

= 115,33 x 0,5

= 57,66 kg/m

M1x = 1/8 x (99,87 x 3,52 )

= 152,92 kg.m

M1y = 1/8 x (57,66 x (3,5/3)2)

= 22,07 kg.m

b. Beban hidup (P) Beban tukang dan peralatannya = 100 kg

Px = 100 x cos 300

= 86,60 kg/m

Py = 100 x sin 300

= 50 kg/m

M2x = 1/4 x ( 86,60 x 3,5 )

= 75,77 kg.m

M2y = 1/4 x ( 50 x (3,5/3))

= 14,58 kg.m

c. Beban angin Angin tiup = ( 0,02 x α - 0,4 ) x 1,62 x 30 kg/m2

= ( 0,02 x 30 - 0,4 ) x 1,62 x 30= 9,72 kg/m

M3x = 1/8 x (9,72 x 3,52 )

= 10,93 kg.m

M3y = 0 kg

Angin hisap = (-0,4) x 1,62 x 30 kg/m2 = - 19,44 kg/m

M4x = 1/8 x (- 19,44 x 3,52 )

= -29,76 kg.m

M4y = 0 kg

- Kombinasi pembebanan

 Beban mati

(M1)Beban hidup

(M2)

Beban angin

KombinasiAngin tekan (M3)

Angin hisap (M4)

x 152,92 75,77 10,93 -29,62 209,86

y 22,07 14,58 0,00 0,00 36,66

2.2 Kontrol teganganMx = 209,86 kg/m = 20986 kg/cmMy = 36,66 kg/m = 3666 kg/cm σ ijin = 1600 kg/cm2

= (Mx / Wx) + (My / Wy)

= (20986 / 44,3) + (3666 / 12,2 )

= 744,22 kg/cm2

σ = 744,22 kg/cm2 ≤ σ ijin = 1600 kg/cm2 (OK)

2.3 Kontrol lendutanfijin = (1/360) x L

= (1/360) x 350= 0,97 cm

f x = [ 5384

x ( qx . L4

E . I x)]+[ 1

48x( Px . L3

E . I x)]

= [ 5384

x (0,9987 x3504

2,1 x106 x 332 )]+[ 148

x (86 ,60 x 3503

2,1 x106 x 332 )]= 0,28 + 0,11= 0,39 cm

f x = [ 5384

x ( q y . L/34

E . I y)]+[ 1

48x( P y . L/33

E . I y)]

= [ 5384

x (0,5766 x (350/3)4

2,1 x 106 x 35 ,8 )]+[ 148

x ( 0 ,50 x (350 /3 )3

2,1 x 106 x 35 ,8 )]= 0,014 + 0,022= 0,04 cm

Sehingga,

f =√( f x )2 + ( f y )

2 = √(0 , 39 )2 + (0 , 04 )2

f = 0,38 cm ≤ fijin = 0,97 cm (OK)

Jadi, profil baja C 150.65.20.3,2 aman untuk digunakan sebagai gording.

3. Perhitungan Trekstang

a. Beban MatiQ = berat sendiri gording + berat sendiri atap genteng

= 7,51 kg/m + (50 x1,62m)

= 88,51 kg

Qy = Q . sin 30º

= 88,51 × sin 30º

= 44,26 kg

b. Beban hidup

Py = P .sinα = 100.sin 30º = 50 kg

Pmax=Q y⋅Ly

4+P y=

44 , 26×3,54

+50= 127,45 kg

c. Dimensi trekstang

Jumlah medan gording,n=3

tan α= xy= 1 ,62

1 ,167=1,39

α = arc tan 1,39= 54,26 B

sin α = 0,81

R × sin α = n × Pmax

R=n×Pmax

sin α=3x 127 ,45

0 , 81=427 , 04

kg

F= Rσ ijin

=427 , 041600

=0 ,29

F=14⋅π⋅d2

d=√ F×4

π=√ 0 ,29×4

227 = 0,37 cm ≈ 5 mm

Jadi, diameter trekstang yang digunakan Ø 5 mm

σ ijin=RF

4. Perhitungan Ikatan AnginDiketahui :

- Tekanan angin : 30 kg/m2

- Koefisien Ikatan angin : 0,02α – 0,4 : 0,02.30 – 0,4: 0,2

- Jarak antar kuda-kuda (dk) : 3,5m- Jarak antar gording (dg) : 1,62 m- Lebar Bangunan : 14 m- Panjang Bangunan : 35 m

Gaya ‘P’ diambil dari hubungan antara gording dan ikatan angin yang arahnya sejajar sumbu gording (PPBBI ’84:64),Besarnya : P’ = ( 0,01 x Pkuda-kuda ) + ( 0,005 x n x q x dk x dg )Dimana : n = Jumlah Trave antar bentangan ikatan angin

q = beban atap vertikal terbagi rata = 30 kg/m2

dk = Jarak antar kuda-kudadg = Jarak antar gording

Pkuda-kuda =((a x b)/2 x tekanan angin) : 2a = Tinggi kuda-kuda

= 4,07 mb = tinggi yang di bentuk oleh sudut kemiringan ikatan angin

= tan 30°(

12 .l – dg)

= 0,58.(

12 .16,2-1,62) = 4,23 m

Pkuda-kuda = ((4,07 x 4,23)/2 x 30) : 2= 129,12 Kg

Maka:P’ = (0,01x 129,12)+(0,005 x 5 x 30 x 3,5 x 1,62)

= 5,54 kgpada bentang ikatan angin harus memenuhi syarat (PPBBI ’84 : 64)

hl≥√ 0 , 25.Q

E . Atepi

Dimana : A tepi =

(a+b )2 xjarak gording

h = Jarak kuda-kuda pada bentang ikatan angin l = Panjang Tepi antar kuda-kuda qdk = n.q.L.dk L = Panjang tepi kuda-kuda

B =

12×LebarBangunan

= 7 m

Atepi =

(a+b )2

xjarakgording

=

(4 ,07 m+4 , 23 m )2

x1 , 62m = 6,72 m2

qdk = n.q.L.dk= 5 x 30 kg/m2 x 8,09 m x 3,5 m= 4247,25 kg

hl≥√ 0 , 25. Q

E . ( Atepi )3,5 m

8 ,09 m≥√ 0 ,25 x 4247 ,25 kg

2,1 x106 (6 ,72 m2)0,43 ¿ 0,0000479 ⇒ MEMENUHI

Dimensi (F)F = P’/σ = 5,54/1600= 0,0035Dimensi Tulangan

F =

14

πd2

0 , 0035=14

πd2

d2 =

4 .(0 ,0035 )22/7 = 0,0044 cm2

d = √0 , 0044 cm2 = 0,07 cm2 = 0,7 mm

Karena diameter sangat kecil, maka digunakan diameter tulangan ikatan angin minimum yaitu Ø 10 mm.

5. Perhitungan Kuda-kudaa. Pembebanan pada kuda-kuda

Kontrol kestabilan

Jumlah batang = (Jumlah titik simpul x 2) – jumlah reaksi

37 = (20 x 2) – 3

37 = 37 (OK)

Perhitungan panjang batang kuda-kuda

Tabel panjang batang

No. A (m) H (m) V (m) D (m)1 1,62 1,40 0,81 1,622 1,62 1,40 1,63 2,153 1,62 1,40 2,44 2,814 1,62 1,40 3,25 3,545 1,62 1,40 4,07 3,546 1,62 1,40 3,25 2,817 1,62 1,40 2,44 2,158 1,62 1,40 1,63 1,629 1,62 1,40 0,81  10 1,62 1,40      16,20 14,00 20,33 20,24  70,77

Pembebanan pada kuda-kuda

Macam-macam pembebanan:

a. Berat sendiri kuda-kuda ditaksir (L+5)

Jarak kuda-kuda max (14+5) × 3,5= 66,50 kg

Tiap simpul tengah menerima beban

1/8×66,50×14= 116,38 kg

Tiap simpul tepi menerima beban

1/2 × 116,38 = 58,19 kg

b. Berat sendiri penutup atap (genteng = 50 kg/m2)

Simpul tengah menerima beban

50 x 1,62 x 3,5 = 283,50 kg

Simpul puncak menerima beban

283,50 + (3,5 x 5) = 301,00 kg

Simpul tepi menerima beban

1/2 x 283,50 = 141,75 kg

c. Beban akibat gording

Tiap simpul menerima beban

3,5x 7,51 = 26,29 kg

Tiap simpul puncak menerima

2 × 26,29 = 13,14 kg

d. Beban berguna

Tiap simpul menerima beban 100 kg

e. Beban akibat plafond dan penggantung(18 kg/m2)

Simpul puncak dan tengah menerima beban

1/8 x 18 x 14 x 3,5 = 94,5 kg

Simpul tepi menerima beban

1/2 x 94,5= 47,25 kg

f. Beban tiap simpul akibat beban mati dan beban berguna

P2 = P3=P4=P5= P7= P8= P9= P10

(116,38 +283,50 +26,29 +100+94,5)=620,67 kg → 621 kg

P1= P11

(58,19 +141,75 +26,29 +100+47,25)= 373,48 kg →373,5 kg

P6=(116,38 +301,00 +13,14 +100+94,5)=625,02 kg→625 kg

g. Beban akibat tekanan angin

- Angin tiup = ( 0,02 x 30 – 0,4 ) ( 8,1 x 3,5 ) x 30 kg/m2

= 170,1 kg

Wt2 = Wt3 = Wt4 = Wt5 = 170,1 / 5

= 34,02 kg

Wt1 = Wt6 = 34,02 / 2 = 17,01 kg

- Angin hisap = -0,4 x 8,1 x 3,50 x 30 kg/m2

= - 340,2 kg

Wh2 = Wh3 Wh4 = Wh5 = - 340,2 / 5

= - 68,04 kg

Wh2 = Wh2 = - 68,04 / 2 = - 34,02 kg

Tabel gaya batang pada kuda-kuda