TINJAUAN KEKUATAN DAN BIAYA

STRUKTUR ATAP BAJA RINGAN DAN BAJA KONVENSIONAL

GEDUNG DIKLAT RSUP DR. KARIADI SEMARANG

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 TeknikSipil

diajukan oleh :

MUHAMMAD WAHAB

NIM : D 100 060 053

NIRM : 05.6.106.03010.60053

kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Alhamdulillah puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya, sehingga dapat

terselesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini dengan judul “TINJAUAN

KEKUATAN DAN BIAYA STRUKTUR ATAP BAJA RINGAN DAN BAJA

KONVENSIONAL GEDUNG DIKLAT RSUP DR. KARIADI

SEMARANG”. Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk

mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Bersama dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima

kasih kepada:

1) Bapak Ir.H.Sri Sunarjono, M.T, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik

Unversitas Muhammadiyah Surakarta.

2) Bapak Dr. Mochamad Solikin selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil

Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Pembimbing Akademik

atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.

3) Bapak Ir. H. Suhendro Tri Nugroho, M.T. selaku pembimbing utama yang

telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang bermanfaat bagi

penyusun.

4) Ibu Yenny Nurchasanah, S.T, M.T. selaku pembimbing pendamping yang

telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang bermanfaat bagi

penyusun.

5) Bapak Basuki,S.T.,M.T. selaku penguji yang telah memberikan dorongan,

arahan serta bimbingan yang bermanfaat dalam bagi penyusun.

6) Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.

v

7) Jajaran staf Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu bagi kelancaran Tugas

Akhir ini.

8) Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan do’a dan dorongan baik

material maupun spiritual, maaf jika selama ini sering mengecewakan.

9) Wiyatno, S. Sos. kakak tercinta yang selalu memberikan motivasi, dorongan,

serta semangat untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

10) Muhammad Efandi S, Hasan Kaprawi, Ardani Hananto dan teman-teman kos

yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah menemani,

memberikan semangat, serta tidak jarang mengganggu dan selalu memberi

hiburan.

11) Semua pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan

Tugas Akhir ini. Semoga segala bantuan yang telah diberikan kepada

penyusun senantiasa mendapatkan pahala dari Allah SWT. Aamiin

Penyusun menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh

dari kata sempurna. Oleh karena itu segala koreksi dan saran yang bersifat

membangun penyusun harapkan guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Besar

harapan penyusun semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penyusun dan

pembaca.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb

Surakarta,

Penyusun

vi

MOTTO

“Karena itu, ingatlah kamu kepada-Ku niscaya Aku ingat (pula) kepadamu, dan

bersyukurlah kepada-Ku, dan janganlah kamu mengingkari (nikmat)-Ku.”

(QS. Al-Baqarah : 152)

“ Waktu itu bagaikan pedang, jika kamu tidak memanfaatkannya

menggunakan untuk memotong, ia akan memotongmu (menggilasmu)”

(H.R. Muslim)

Berhentilah mengeluh, semua akan selesai jika kamu kerjakan.

(Muhammad Wahab)

vii

PERSEMBAHAN

Saya persembahkan Tugas Akhir ini untuk :

Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW.

Bapak dan Ibuku tercinta terima kasih atas pengorbanan kalian dalam

mendidik saya dengan penuh kasih sayang dan keikhlasan. Terima kasih

pula telah menyemangati, mendukung, membiayai, mendo’akan serta

memberikan perhatian demi terselesaikannya Tugas Akhir ini.

Agama, bangsa, negara serta almamater dan semua pihak yang telah

membantu.

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ............................................. iii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv

MOTTO ........................................................................................................... vi

PERSEMBAHAN ............................................................................................ vii

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

A. Latar Belakang ............................................................................. 1

B. Rumusan Masalah ........................................................................ 2

C. Tujuan Penelitian ......................................................................... 2

D. Manfaat Penelitian ....................................................................... 3

E. Batasan Masalah .......................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 5

A. Baja ringan ................................................................................... 5

1. Gambaran umum.................................................................... 5

2. Material dasar ........................................................................ 6

3. Standar kualitas ...................................................................... 7

4. Bentuk profil baja ringan ....................................................... 7

5. Ukuran profil baja ringan ....................................................... 7

6. Alat sambung ......................................................................... 8

B. Struktur atap baja ringan .............................................................. 8

1. Variabel desain ...................................................................... 8

2. Alat bantu desain ................................................................... 10

3. Proses pemasangan ................................................................ 10

4. Gambar kerja.......................................................................... 10

5. Alat kerja................................................................................ 10

6. Kelebihan dan kekurangan rangka atap baja ringan .............. 11

C. Pembebanan ................................................................................. 11

1. Beban mati ............................................................................. 12

ix

2. Beban Hidup .......................................................................... 12

3. Beban Angin .......................................................................... 13

4. Kombinasi Pembebanan ........................................................ 13

BAB III LANDASAN TEORI ......................................................................... 15

A. Komponen Struktur Kuda-Kuda Baja Ringan ............................. 15

1. Batang Tarik .......................................................................... 15

2. Batang Tekan ......................................................................... 16

B. Sambungan Baut .......................................................................... 18

1. Umum .................................................................................... 18

2. Sambungan baut untuk menahan geser .................................. 20

3. Sambungan baut untuk menahan tarik ................................... 23

4. Kekuatan tarik elemen pada bagian sambungan .................... 24

BAB IV KONTROL ULANG ......................................................................... 26

A. Gambar Kerja ............................................................................... 26

B. Material ........................................................................................ 29

C. Pembebanan ................................................................................. 29

1. Beban mati ............................................................................. 30

2. Beban Hidup .......................................................................... 36

3. Beban Angin .......................................................................... 36

4. Beban Hujan .......................................................................... 41

D. Analisa Struktur ........................................................................... 44

1. Batang tarik ............................................................................ 44

2. Batang tekan .......................................................................... 48

3. Sambungan............................................................................. 55

BAB V PERENCANAAN STRUKTUR ATAP BAJA KONVENSIONAL 123

A. Rencana Kuda-kuda ..................................................................... 123

B. Perhitungan Panjang Batang Kuda-Kuda Utama......................... 125

C. Perencanaan Gording ................................................................... 126

1. Data-data perencanaan ........................................................... 126

2. Perhitungan beban.................................................................. 127

3. Kontrol terhadap pembebanan pada gording baja profil ....... 129

4. Perhitungan Sagrod................................................................ 131

x

D. Perencanaan Kuda-kuda .............................................................. 132

1. Data-data perencanaan ........................................................... 131

2. Analisis pembebanan ............................................................. 132

E. Perencanaan Profil Kuda-kuda .................................................... 140

F. Perencanaan Sambungan ............................................................. 156

1. Perhitungan jarak antar baut .................................................. 156

2. Perhitungan jumlah baut ........................................................ 157

G. Perencanaan Sambungan Plat Kopel ........................................... 159

1. Menentukan jumlah plat kopel .............................................. 160

2. Kontrol kestabilan elemen profil batang ................................ 161

3. Menentukan ukuran plat kopel .............................................. 161

4. Kontrol tegangan pada plat kopel .......................................... 161

5. Kontrol kekuatan baut ............................................................ 163

H. Perencanaan Sambungan Plat buhul ............................................ 163

I. Analisis Biaya .............................................................................. 165

1. Kuda-Kuda baja ringan .......................................................... 165

2. Kuda-Kuda baja konvensional ............................................... 165

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 167

A. Kesimpulan .................................................................................. 167

B. Saran – saran ................................................................................ 168

DAFTAR PUSTAKA

xi

DAFTAR TABEL

Tabel III.1 Diameter nominal baut ............................................................... 20

Tabel III.2 Kuat tarik aksial maksimum baut self-drilling ........................... 24

Tabel IV.1. Rekapitulasi beban mati (D) ....................................................... 36

Tabel IV.2. Rekapitulasi beban angin kiri (Wki) ........................................... 38

Tabel IV.3. Rekapitulasi beban angin kanan (Wka) ...................................... 40

Tabel IV.4. Rekapitulasi beban air hujan (H) ................................................ 41

Tabel IV.5. Rekapitulasi gaya batang maksimum ......................................... 43

Tabel IV.6 Rekapitulasi kontrol kemanan batang tarik ................................ 47

Tabel IV.7 Rekapitulasi kontrol kemanan batang tekan. .............................. 54

Tabel IV.8. Rekapitulasi analisa kontrol sambungan .................................... 108

Tabel IV.9 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kudal ................................ 111

Tabel IV.10 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda1 ........... 112

Tabel IV.11 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kuda2 ............................... 114

Tabel IV.12 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda2 ........... 115

Tabel IV.13 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kuda3 ............................... 117

Tabel IV.14 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda3 ........... 118

Tabel IV.15 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kuda4 ............................... 120

Tabel IV.16 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda4 ........... 121

Tabel V.1 Perencanaan struktur atap baja konvensional ............................. 123

Tabel V.2. Panjang batang penyusun kuda-kuda utama ............................... 126

Tabel V.3. Kombinasi momen perlu gording ............................................... 129

Tabel V.4. Beban total akibat beban mati. .................................................... 134

Tabel V.5. Beban total akibat beban hidup. .................................................. 134

Tabel V.6. Rekapitulasi gaya batang. ........................................................... 136

Tabel V.7. Rekapitulasi beban kombinasi .................................................... 138

Tabel V.8. Rekapitulasi dimensi profil yang digunakan .............................. 156

Tabel V.9 Jumlah baut pada masing-masing batang ................................... 159

Tabel V.10 Rekapitulasi kontrol keamanan dan berat kuda-kuda. ................ 164

Tabel V.11 Harga satuan memasang 1kg besi profil ..................................... 166

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Self-drilling screw .................................................................... 19

Gambar 3.2. Pembatasan jarak baut .............................................................. 21

Gambar 4.1. Detail kuda-kuda 1 (terpasang) ................................................ 26

Gambar 4.2. Detail kuda-kuda 2(terpasang) ................................................. 26

Gambar 4.3. Detail kuda-kuda 3(terpasang) ................................................. 27

Gambar 4.4. Detail kuda-kuda 4(terpasang) ................................................. 27

Gambar 4.5. Denah kuda-kuda (terpasang) ................................................... 28

Gambar 4.6. Arah pembebanan pada kuda- kuda ......................................... 31

Gambar 4.7. Distribusi beban mati (D) ......................................................... 32

Gambar 4.8. Distribusi beban Hidup (L)....................................................... 36

Gambar 4.9. Distribusi beban angin kiri (Wki) ............................................. 39

Gambar 4.10. Distribusi beban angin kanan (Wka) ........................................ 40

Gambar 4.11. Distribusi beban air hujan (H) .................................................. 42

Gambar 4.12. Nomor Batang .......................................................................... 44

Gambar 4.13. Joint rangka atap ....................................................................... 55

Gambar 4.14. Joint 1 ....................................................................................... 55

Gambar 4.15. Detail Sambungan Joint 1......................................................... 60

Gambar 4.16. Joint 2 ....................................................................................... 60

Gambar 4.17. Detail Sambungan Joint 2......................................................... 66

Gambar 4.18. Joint 3 ....................................................................................... 67

Gambar 4.19. Detail Sambungan Joint 3......................................................... 76

Gambar 4.20. Joint 10 ..................................................................................... 76

Gambar 4.21. Detail Sambungan Joint 10....................................................... 85

Gambar 4.22. Joint 11 ..................................................................................... 86

Gambar 4.23. Detail Sambungan Joint 11....................................................... 92

Gambar 4.24. Joint 12 ..................................................................................... 93

Gambar 4.25. Detail Sambungan Joint 12....................................................... 101

Gambar 4.26. Joint 14 ..................................................................................... 101

Gambar 4.27. Detail Sambungan Joint 14....................................................... 107

Gambar 5.1. Denah kuda-kuda baja konvensional ........................................ 123

xiii

Gambar 5.2. Bentuk kuda-kuda utama .......................................................... 125

Gambar 5.3. Penampang baja profil kanal .100.50.20.4 ............................ 127

Gambar 5.4. Pembebanan pada sagrod ......................................................... 131

Gambar 5.5. Penampang baja profil siku-siku tidak sama kaki 20.30.3. .. 132

Gambar 5.6. Pembebanan akibat beban mati. ............................................... 134

Gambar 5.7. Pembebanan akibat angin kiri .................................................. 135

Gambar 5.8. Pembebanan akibat angin kanan .............................................. 136

Gambar 5.9. Pemasangan baut satu baris. ..................................................... 158

Gambar 5. 10. Perencanaan sambungan plat buhul. ........................................ 163

Gambar 5. 11. Perencanaan sambungan plat buhul 13. ................................... 163