BAB III

PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN STRUKTUR

A. PERHITUNGAN STRUKTUR RANGKA ATAP

L = 8 m

Gambar 1. Rencana Kuda Kuda

1. Data Perencanaan

Jarak antar kuda kuda = 3m

Bentang kuda kuda = 8 m

Kemiringan Atap ( α ) = 30°

Beban Angin ( w ) = 25 Kg/m2

Ukuran Gording = 8/15

Mutu Kelas II Bj = 790 Kg/m3

Penutup atap Genteng = 50 Kg/m2

13

1/2P

P

P

P

½ P

A

C

D

E

B

1

23

47

6 8

121110 1395

F G H

2. Perencanaan Gording

a. Pembebanan Gording

Gording direncanakan dengan menggunakan balok ukuran 8 cm x

15 cm

Jarak gording =

=

1. Beban Mati ( DL )

Berat sendiri Gording = 0,08 x 0,15x 790 = 9,48 Kg/m

Berat Atap Genteng = 50 x 1,15 = 57,5 Kg/m +

= 66,98Kg/m

Beban Hidup ( LL )

Beban pekerja + Alat = 100 Kg/m

Wu = 1,2 DL + 1,6 LL

= 1,2 ( 0,6 ) + 1,6 ( 1 )

= 2,3 kN/m

2. Beban angin

Koefisien Angin = 0,02α - 0,4 =(0,02.30) – 0,4 = 0,2 Kg/m

Akibat angin tekan ( q ) = 0,2 . 1,15 . 25 Kg/m = 5,75 Kg/m

Akibat Angin isap ( q ) = 0,4 . 1,15 . 25 Kg/m = 11,5Kg/m

b. Perhitungan gording

1) Akibat beban mati

qx = q DL cos α = 66,98 cos 30˚ = 58,01 Kg/m

qy = q DL sin α = 66,98 sin 30˚ = 33,49Kg/m

14

momen pada gording

Mx DL = . qx . lx² = . 58,01 . 3² = 65,26 Kgm

My DL = . qy . ly² = . 33,49 . 3² = 37,68 Kgm

2) Akibat beban hidup

Px = PLL cos α = 100 cos 30˚ = 86,6 Kg

Py = PLL sin α = 100 sin 30˚ = 50 Kg

Mx LL = . Px . lx = . 86,6 . 3 = 64,95 Kgm

My LL = . Py . ly = . 50 . 3 = 37,5 Kgm

3) Akibat beban angin

M Tekan (Mw1) = . qw1 . l² = . 5,75 . 3² = 6,46 Kgm

M hisap (Mw2) = . qw2 . l² = . 11,5 . 3² = 12,94 Kgm

c. Kombinasi pembebanan

Tabel 1. Total pembebanan

Beban mati Baban

hidup

Beban angin

tekan

Tot. pembebanan

Mx 65,26 64,95 6,46 136,67 Kgm

My 37,68 37,5 - 75,18 Kgm

15

d. Cek berdasarkan momen

Wx = . b. h2 = 8 . 152 = 300 cm3

Wx = . b2. h = 82 . 15 = 160 cm3

σ = < σLT

=

= 45,56 + 46,98

= 92,54 Kg/cm2 < 125 Kg/cm2 (σLT )

e. Cek Berdasarkan Pelenturan

Ix = . b . h3 = . 8 . 153 = 2250 cm4

Iy = . b3 . h = . 83 . 15 = 640 cm4

δx = +

= +

= 0,27 + 0,222

= 0,49

δy = +

= +

= 0,55 + 0,43

16

= 0,98

δ = < l

δ = < 300

= 1,09 < 1,5 cm ( Aman )

Jadi Gording kayu dengan ukuran 8 x 15 cm bisa digunakan

3. Perencanaan rangka kuda kuda

a. Perhitungan beban pada titik ikat

1) Beban mati ( DL )

Beban gording = 0,08 x 0,15 x 790 Kg/m x 3 m = 172,5 Kg

Atap genteng = 50 Kg/m² x 1,15 m x 3 m = 28,44 Kg +

= 200,94 Kg

2) Beban hidup (pekerja + alat) = 100 Kg

Beban yang diterima oleh satu tititk buhul akibat beban 1) dan 2)

P = 200,94 + 100 Kg = 300,94~ 301 Kg

RA = RB = = = 2P = 2 x 301 = 602 Kg

b. Pembebanan akibat angin

1) Akibat angin tekan

Tekanan angin W = 25 Kg/m²,

miring atap α = 30˚

Koefisien tekanan angin = 0,02 α – 0,4 = 0,02 (30˚) – 0,4 = 0,2

Beban akibat angin tekan =

17

W1 = Koefisien x luas x w

= 0,2 x (3m x 1,15) x 25

= 17,25 kg ~ 18 kg

2) Akibat angin hisap

koefisien tekanan angin = -0,4

Beban akibat angin hisap =

W1 = Koefisen x luas x w

= -0,4 x (3m x 1,15) x 25

= -34,5 = -35 kg

Tabel 2. Gaya gaya batang

Daftar Gaya-gaya Batang

No.Akibat Beban P Akibat Beban Angin Gaya yang Bekerja

Tarik (+) Kg Tekan (-) Kg Tarik (+) Kg Tekan (-) Kg Tarik (+) Kg Tekan (-) Kg

1   903 43,38     903

2   601,75 43,45     601,75

3   601,75 9,5     601,75

4   903 9,5     903

5   -    - -

18

6   301 18,24     301

7 301  8,21  301 

8   301  34,76   301

9 -    - - 

10 782.02    45,93 782.02  

11 782.02    45,93 782.02  

12 782.02    23,54 782.02  

13 782.02   23,54 782.02  

4. Perhitungan Ukuran Kayu Untuk Kuda-Kuda

Batang Miring

Pada Batang Miring (1,2,3,4) P max terdapat pada batang 1 dan 4 dimana P =

903 kg dengan panjang batang = 2,3m dan kayu yang dipakai mutu kelas II (σ

ds = 85 Kg/cm²)

Mencari lebar balok : h=2b

Penyelesaian : I min = = 50 . P L²

= 6.50 . 0,903 . (2,3)²

= 6. 50 . 0,903 . 5,29

= 1433,061

b = 6.15 diambil 8 cm

mencari h

I min = 0,289 b = 0,289.8= 2,31 cm

= ~ ω=2,97

σ ds=

Dimensi yang dipakai untuk batang miring adalah 8/15

19

Batang Diagonal

Pada batang diagonal, P max terdapat pada batang tekan 6 dan 8 P = 301

Kg dengan panjang bentang 2,3 m dan mutu kayu kelas II.

Mencari lebar balok : h=2b

Penyelesaian : I min = = 50 . P L²

= 6.50 . 0,301 . (2,3)²

= 6. 50 . 0,301 . 5,29

= 477,687

b = 4,68 diambil 8 cm

mencari h

I min = 0,289 b = 0,289.8= 2,31 cm

= ~ ω=2,97

σ ds=

maka dimensi yang dipakai untuk batang tekan diagonal = 8/15 cm.

Batang Horizontal

Pada batang Horizontal, P max terdapat pada batang tarik no10,11,12, dan

13 dimana P = 782,02 Kg dengan panjang bentangan 2 m dan mutu kayu

yang dipakai kelas II.

Mencari lebar balok : h=2b

Penyelesaian : I min = = 50 . P L²

= 6.50 . 0,782 . (2)²

= 6. 50 . 0,782 . 4

= 938,4

b = 5,53diambil 8 cm

mencari h

20

I min = 0,289 b = 0,289.8= 2,31 cm

= ~ ω=2,36

σ ds=

maka dimensi yang dipakai untuk batang horizontal= 8/15 cm.

Batang Vertikal

Pada batang Vertikal, P max terdapat pada batang tarik 7 dimana P = 301

Kg dengan panjang bentangan 2,3 m dan mutu kayu yang dipakai kelas II.

Mencari lebar balok : h=2b

Penyelesaian : I min = = 50 . P L²

= 6.50 . 0,301. (2,3)²

= 6. 50 . 0,301 . 5,29

= 477,687

b = 4,67 diambil 8 cm

mencari h

I min = 0,289 b = 0,289.8= 2,31 cm

= ~ ω=2,97

σ ds=

maka dimensi yang dipakai untuk batang tekan diagoanal = 8/15 cm

5. Perhitungan Sambungan Kuda-Kuda

Kayu keruwing dari lampiran PPKI 1961 Bj rata-rata 790 Kgm2

Kelas kuat II dari daftar 1961 :

21

Konstruksi kuda-kuda (terlindung) β = 1

Muatan tetap + muatan angin Y = 5/4

σ ds lt = 100 Kg/cm2 x 1 x 5/4 = 125 Kg/cm2

σ ds // = σ tr // = 85 Kg/cm2 x 1 x 5/4 = 106,5 Kg/cm2

σ ds ┴ = 25 Kg/cm2 x 1 x 5/4 = 31,25 Kg/cm2

σ // = 12 Kg/cm2 x 1 x 5/4 = 15 Kg/cm2

Sambungan Pada Titik A

Sambungan yang digunakan yaitu sambungan gigi dengan ukuran kayu 8/15

1 = 903 Kg

10 = 782,02 Kg

Gambar 2

batang tarik 10 dengan P = 782,02 Kg

untuk menentukan syarat luas tampang diambil pelemahan sebesar 25 % untuk

sambungan gigi

Fn = b . σ . // - (0,25 . b. σ . ll )

= 8. 15 – (0,25 . 8 . 15 )

= 90 Cm2

σ tr = P = 782,02 = 8,68 Kg/cm2 ≤ 106,25 Kg/cm2

Fn 90

Batang tekan 1 dengan P = 903 Kg dengan L = 2,3 m

I min = 0,289 . b = 0,289 . 8 = 2,31 cm

λ = = 99,36 dari daftar tekuk ω = 2,97

σ ds ll = = 22,34 Kg/cm2

Sambungan Batang 1 dan 10

σ 1/2 α = σ ds // - (σ ds // - σ ds ┴) . Sin 1/2 α

= 106,25 – (106,25 - 31,25). Sin 1/2 30o

= 87,02 Kg/cm2

tv = 1/4 h = 3,75 cm

22

1

10

10 F 11

C

5

6

ts = cm

σ ds = Kg/cm2 ≤ σ 1/2 α = 87,02 Kg/cm2

Kayu Muka

H = P . Cos 30o = 903. Cos 30o = 782,02 Kg

Lv = cm

Sambunan Titik Ikat F

5 = 0

10 = 782,02

` 11 = 782,02

Gambar 3

Batang 10 menerus dengan batang tarik 11 tidak terdapat sambungan

Batang tarik 10 dengan P = 782,02 Kg L = 2 m

Sambungan batang 10 dengan batang 11 dan 5 tidak menggunakan begel

σ = Kg/cm2 ≤ σ ds // = 31,25 Kg/cm2

Sambungan tampak 1 dengan sudut 90o menggunakan baut Ø 1/2 ‘ = 1,27 m

P = = 100 . (1,27) . 8 (1-06 Sin 900) = 406,4Kg/cm2

P = 430 .d2 = 430 . (1,27)2 . (1 – 0,35 Sin 900) = 450,8 Kg/cm2

Jumlah baut yang digunakan

n =

Sambungan Titik Ikat C

1 = 903

2 = 601,75

5 = 0

6 = 301

Gambar 4

Batang 1 dan batang 2 tidak terdapat sambungan

Batang tekan 6 dengan P = 301 Kg ;L = 2,3 m

I min = 0,829 . b = 0,289 .8 = 2,312cm

23

5

1

2

I

λ = = 99,36 dari daftar PPKI di dapat ω = 2,97

σ ds ll = = 7,449 Kg/cm2 ≤ σ ds ll = 106,25 Kg/cm2

Sambungan batang 6 dengan batang 1,2 dan 5 menggunakan sambungan gigi

σ 1/2 d = σ ds // - (σ ds // - σ ds ┴) . Sin 1/2 α

= 106,25 – (106,25 - 31,25). Sin 1/2 60o

= 68,75 Kg/cm2

tv = 1/4 h = 3,75 cm

ts = cm

σ ds = Kg/cm2 ≤ σ 1/2 α = 68,75 Kg/cm2

Sambungan titik ikat D

2 = 601,75

2 3 3 = 601,75 Kg

7 = 301 Kg

7

Gambar 5.

Batang tekan 2 dan 3 dengan P = 601,75 Kg, L = 2,3 m

Imin = 0,289 . b = 0,289 . 8 = 2,31 cm

λ = = 99,36 dari daftar PPKI didapat = 2,97

σ ds ll = = 14,89 Kg/cm2 ≤ σ ds // = 106,25 Kg/cm2

24

Sambungan batang 7 dengan batang 2 dan batang 3 menggunakan begel ¼ “x ¼“ t

= 1 ¼ “ = 3,175 cm

σ ds = = 23,69 Kg/cm2 ≤ σ ds // = 106,25 Kg/cm2

P = = 100 . (1,27) . 8 (1-0,6 Sin 600) = 488,07 Kg/cm2

P = 430 .d2 = 430 . (1,27)2 . (1 – 0,35 Sin 600) = 483,33 Kg/cm2

Karena sambungan menggunakan begel kekuatan dapat ditambah 25 %

P = 1,25 x 483,33 = 604,16

Jumlah baut yang digunakan

N = = 1 ≈ 3 buah

Sambungan batang 7 dan 3 menggunakan sambungan gigi

σ 1/2 α = σ ds // - (σ ds // - σ ds ┴) . Sin 1/2 α

= 106,25 – (106,25 - 31,25). Sin 1/2 60o

= 68,75 Kg/cm2

tv = 1/4 h = 3,75 cm

ts = cm 2 cm

σ ds = Kg/cm2 ≤ σ 1/2 α = 68,75 Kg/cm2

Kayu Muka

H = P . Cos 60o = 601,75 . Cos 60o = 300,875 Kg

Lv = cm

Sambungan titik ikat G

11 = 782,02 Kg

7 12 = 782,02 Kg

6 8 6 = 301 Kg

7 = 301 Kg

11 J 12 8 = 301 Kg

Gambar 6.

25

Sambungan batang 11 dan 12 adalah sambungan balok kunci untuk menghindari

gaya geser dan tegangan lentur.

Sambungan batang 11 dengan batang 12 dan 7 menggunakan begel ¼ ”x ¼ ” t =

1 ¼ ” = 3,175 cm

σ ds = Kg/cm2 ≤ σ ds = 31,25 Kg/cm2

Sambungan tampang 2 dengan α = 0 menggunakan baut Ø 3/8 “

P = 100 d.m = 100.091.8 = 728 kg

P = = 200 . (0,91) . 8 = 1456 Kg

P = 430 .d2 = 430 . 0,91)2 = 356,08 Kg

Karena sambungan menggunakan begel, maka kekuatannya ditambah 25 %

P = 1,25.356,08 = 445,1

Jumlah baut yang digunakan

N = ≈ 2 buah

Sambungan batang 6 dengan batang 7 menggunakan sambungan gigi

σ 1/2 α = σ ds // - (σ ds // - σ ds ┴) . Sin 1/2 α

= 106,25 – (106,25 - 31,25). Sin 1/2 60o

= 68,75 Kg/cm2

tv = 1/4 h = 3,75 cm

ts = cm 2 cm

σ ds = Kg/cm2 ≤ σ 1/2 α = 68,75 Kg/cm2

Kayu Muka

H = P . Cos 60o = 301 . Cos 60o = 260,67 Kg

Lv = cm

26