PERENCANAAN KONSTRUKSI ATAP
PONDOK PESANTREN MINHAJURROSYIDIIN
Dasar Perencanaan
Atap direncanakan dari struktur baja yang dirakit di tempat atau di proyek. Perhitungan struktur rangka atap diadasarkan pada panjang bentangan jarak kuda-kuda satu dengan yang lainnya. Selain itu juga diperhitungkan terhadap beban yang bekerja, yaitu meliputi beban mati, beban hidup, dan beban angin. Setelah diperoleh pembebanan, kemudian dilakukan perhitungan dan perencanaan dimensi serta batang dari kuda-kuda tersebut.
Semua perencanaan tersebut berdasarkan pembebanan atap, meliputi :
Beban mati, terdiri dari :
Berat sendiri penutup atap
Berat sendiri gording
Berat sendiri kuda-kuda
Berat plafond
Beban hidup yang besarnya diambil paling menentukan diantara dua macam beban berikut :
Beban terpusat dari seorang pekerja besar minimumnya 100 kg
Beban air hujan yang besarnya dihitung dengan rumus :
(40 – 0,8 α) dimana α = sudut kuda-kuda
Keterangan lainnya : L = jarak antar kuda-kuda
Beban angin diambil minimal 25 kg/m2, dengan ketentuan :
Angin tekan untuk α < 650, dikalikan koefisien (0,002 α – 0,4)
Dibelakang angin (angin hisap) untuk semua α, dikalikan koefisien = 0,4
Adapun perencanaan rangka atap ruang Ballroom Pondok Pesantren Minhajurrosyidiin adalah sebagai berikut :
Gambar 1. Rencana Atap dengan Gording
Gambar 2. Rencana Kuda-kuda
Perencanaan Gording
Dicoba menggunakan gording canal C 150.65.20.3,2
Pembebanan
Beban Mati (Dead Load)
Atap baja (spandek) = 50 N/m2
Jarak gording = 1,2 m
Beban mati dari atap = 50 * 1,2
= 60 N/m
QDL = 60 N/m
Kemudian digunakan sebagai input beban mati dengan bantuan SAP 2000
Gambar 3. Input Beban Mati pada Gording
Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup merata akibat air hujan,
Beban hidup akibat beban air hujan diperhitungkan setara dengan beban genangan air setebal 1 inc = 25 mm.
qhujan = 0,025 * 10 =0,25 kN/m2
Jarak antara gording, s = 1,2 m
Beban air hujan, = qhujan * s * 103 =300 N/m
QLL = 300 N/m
Beban hidup terpusat akibat beban pekerja,
PLL = 1000 N
Kemudian QLL = 300 N/m dan PLL = 1000 N digunakan sebagai input beban hidup dengan bantuan SAP 2000
Gambar 4. Input Beban Hidup pada Gording
Dengan bantuan program SAP 2000 kemudian dilakukan analisa untuk mengecek angka keamanan gording yang digunakan. Hasil analisa dengan bantuan program SAP 2000 seperti tampak pada gambar di bawah menunjukkan gording canal C 150.65.20.3,2 aman untuk digunakan sebagai gording.
Gambar 5. Hasil Analisis Kekuatan Gording
Perencanaan Kuda-kuda Utama
Data-data pembebanan :
Berat gording : 92,7 N/m
Jarak antar Kuda-kuda utama : 5,5 m
Berat penutup atap : 50 N/m2
Berat profil : 295,6 N/m
Gambar 6. Rencana Kuda-kuda
Beban Mati
Gambar 7. Perletakan Beban Mati
Beban P1
Beban gording = Berat gording x panjang gording
= 92,7 x 5,5 = 509,85 N
Beban atap = Luasan x Berat Atap
= (5,5 x 1,2) x 50 = 330 N
Beban bracing = 10% x (beban kuda-kuda)
= 10% x ( 9,716 + 5,027)
= 1,474 kg = 14,44 N
Jumlah Beban P1 = 509,85 + 330 + 14,44 = 854,29 N
Beban P2
Beban plafond = Luasan x berat plafond
= (5,5 x 1,2) x 176,4 = 1164,24 N
Beban Hidup
Beban hidup yang bekerja di titik P1 = 1000 N
Beban Angin
Perhitungan beban angin :
Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2
Koefisien angin tekan = (0,02 x α) – 0,40
= (0,02 x 27) – 0,40
= 0,14
Beban angin tekan = luasan x koefisien angin tekan x beban angin
= (5,5 x 1,2) x 0,14 x 25
= 23,1 kg = 226,38 N
Beban angin tekan arah V = beban angin tekan x cos α
= 226,38 x cos 270
= 201,7 N
Beban angin tekan arah H = beban angin tekan x sin α
= 226,38 x sin 270
= 102,77 N
Koefisien angin hisap = - 0,40
Beban angin hisap = luasan x koefisien angin hisap x beban angin
= (5,5 x 1,2) x (-0,40) x 25
= -66 kg = -646,8 N
Beban angin hisap arah V = beban angin hisap x cos α
= -646,8 x cos 270
= -576,3 N
Beban angin hisap arah H = beban angin hisap x sin α
= -646,8 x sin 270
= -293,64 N
Semua beban tersebut diinput ke SAP2000. Dari hasil perhitungan dengan menggunakan program SAP2000, rencana kuda-kuda termasuk aman digunakan.
Gambar 8. Hasil Analisis Kekuatan Kuda-kuda
Gambar 9. Nilai Gaya Aksial Pada Batang (Tarik dan Tekan)
Perhitungan Profil Batang Tarik :
Pmaks = 41181,76 N = 4202,22
σijin = 1600 kg/cm2
Fnetto = Pmaksσijin= 4202,221600=2,63 cm2
Fbruto = 1,15 x Fnetto = 1,15 x 2,63 = 3,02 cm2
Menggunakan baja profil S60.60.6
Dimana F = 6,91 cm2 (penampang profil dari tabel baja)
Kontrol tegangan yang terjadi :
σ = Pmaks0,85 .F
= 4202,220,85 .6,91=715,39 kg/cm2
σ 0,75 . σijin
715,39 kg/cm2 1200 kg/cm2...........Aman
Perhitungan Profil Batang Tekan :
Pmaks = -68041,66 N = 6943,03 kg
lk = 120 cm
Menggunakan baja profil 1/2WF250.125.6.9
ix = 3,68 cm
F = 18,21 cm2
λ = lkix= 1203,68=32,61 cm
λg = πE0,7 . σleleh dimana σleleh = 2400 kg/cm2
= 111,02 cm
λs = λλg = 32,61111,02=0,294
karena λs < 1,2 maka :
ω = 1,431,6-0,67λc
= 1,431,6-0,67 .0,294
= 1,02
Kontrol tegangan yang terjadi :
σ = Pmaks . ωF
= 6943,03 .1,0218,21=388,9 kg/cm2
σ σijin
388,9 kg/cm2 1600 kg/cm2...........Aman
