Tugas Besar Struktur Kayu

UNIVERSI TAS SERANG RAYA FAKULTA S TEKNIK TEKNIK SIPIL 2014 TUGAS BESAR STRUKTUR KAYU DI SUSUN OLEH

: M DHENY NUGRAHA ( 21311029 ) : ANDI WIJAYA ( 21311032 ) : NOFRA GUSNADI ( 21311017 ) : ROBIE OKUPA ( 21311021 ) : BAHRUL ULUM ( 21311034 )

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS BESAR STRUKTUR KAYU DISUSUN OLEH : M Dheny Nugraha Andi Wijaya Nofra Gusnadi Robie Okupa Bahrul Ulum

MENYETUJUI Dosen Struktur Kayu

Zulmahdi Darwis, ST., M.Eng. NIP. 19770618 2008 011 005

K AT A PE N G AN TAR

Puji dan Syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas segala rahmat, berkah, dan Karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas besar ini yang berjudul “STRUKTUR KAYU” dari mata kuliah STRUKTUR KAYU. Makalah ini disusun agar dapat menambah referensi pustaka yang berhubungan dengan Struktur Kayu dan Perhitungan Kuda – Kuda Kayu sebagai salah satu pemenuhan Tugas Besar. Kami mengucapkan terima kasih kepada semua sumber-sumber media dan buku buku yang telah saya jadikan referensi untuk penyusunan tugas besar ini, semoga dapat memberikan terwujudnya generasi masa depan yang lebih baik. Kami berharap, semoga informasi dan perhitungan yang ada dalam tugas besar ini dapat berguna bagi kami khususnya dan bagi para pembaca pada umumnya. Kami menyadari bahwa tugas besar ini masih jauh dari sempurna, masih ada kekurangan dan kesalahannya. Saya menerima kritik dan saran yang membantu guna penyempurnaan makalah ini.

Serang,

Penulis

April 2014

LEMBAR ASISTENSI

No

Tanggal

Asistensi

Paraf

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Dalam kehidupan kita sehari-hari, kayu merupakan bahan yang sangat sering dipergunakan untuk tujuan penggunaan tertentu. Terkadang sebagai barang tertentu, kayu tidak dapat digantikan dengan bahan lain karena sifat khasnya. Kayu sampai saat ini masih banyak dicari dan dibutuhkan orang untuk memenuhi kebutuhan seperti veneer biasa, veneer mewah, korek api, patung dan ukiran kayu, bantalan kereta api, perkakas (mebel), arang dan untuk bahan konstruksi bangunan. Penyelidikan perumahan dengan memanfaatkan material local sebagai bahan utama struktur dapat mengurangi biaya konstruksi dan membuka lapangan pekerjaan. Upaya-upaya untuk pemanfaatan material- material local sebagai bahan struktur di negara kita perlu di kembangkan mengingat bangsa kita memiliki potensi sumber daya alam yang beraneka ragam. Bukan hanya desain rumah dan gedung atau bangunan besar saja yang memiliki bentuk atap yang tertentu, namun desain desain rumah masa kini pun mempunyai atap rumah yang beragam. Agar bentuk atap yang direncanakan sesuai dengan rencana maka perlu dibuatkan gambar rencana rangka atap yang sesuai. Atap adalah bagian atas dari suatu bangunan, yang melindungi gedung dan penghuninya secara fisik maupun metafisik (mikrokosmos/makrokosmo). Permasalahan atap tergantung pada luasnya ruang yang harus dilindungi, bentuk dan konstruksi yang dipilih, dan lapisan penutupnya. Di daerah tropis atap merupakan salah satu bagian terpenting. Menentukan konstruksi atap yang baik adalah tugas yang cukup rumit karena banyak factor yang saling mempengaruhi seperti bentuk, struktur, konstruksi, maupun bahan bangunan. Pembentukan atap mengakibatkan persoalan antara bentuk luar dan ruang atap yang diciptakan. Pada struktur dan konstruksi diadakan sistemrangka batang atau pelat maupun bahan bangunan yang dipilih sebagai konstruksi atau kudakuda atap sehingga mempengarihi kemiringan. Rangka atap ini terdiri dari kuda-kuda yang bentuk dan ukuranya sesuai dengan atap yang direncanakan. Kuda-kuda memegang peranan penting dari atap ke tanah, umumnya terbuat dari kayu karena murah, ringan, dan mudah didapat. Dibutuhkan inovasi-inovasi baru mengenai bentuk kuda-kuda dan material

penyusunannya ramah lingkungan dan sesuai dengan kecanggihan teknologi masa kini. Untuk itu perbuatan bangunan sederhana lebih efektif menggunakan kuda-kuda yang terbuat dari kayu. B. Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tujuan dari pembuatan laporan ini yaitu : 1. Untuk menghitung dan menyelesaikan Tugas Besar Struktur Kayu 2. Untuk syarat kelulusan mata kuliah Struktur Kayu

C. Manfaat Penulisan Penulisan laporan Tugas Besar Struktur Kayu ini diharapkan dapat dijadikan sebagai aplikasi dalam bidang pembangunan yang sesungguhnya sebagai sumbangsih pemikiran dalam inovasi pembuatan struktur kuda-kuda.

BAB II

TEORI UMUM A. KAYU Kayu sebagai hasil tumbuhan hutan merupakan sumber kekayaan alam yang mengikuti peredam alam dengan rantai bahan yang tidak mengalami perubahan yang mempengaruhi keseimbangan keadaan entropi maupun peredaran karbon dioksida (CO2). Sebagai bahan bangunan, kayu dapat diperoses dan dikerjakan dengan mudah, dengan membandingkan energy sedikit dan akhirnya dapat dimusnahkan tanpa merusak lingkungan. Kayu sampai saat ini masih banyak dicari dan dibutuhkan orang. Diperkirakan pada abad-abad yang akan datang kayu masih akan selalu dibutuhkan. Dari segi manfaat bagi kehidupan manusia, kayu dinilai mempunyai sifat-sifat utama yang menyebabkan kayu selalu dibutuhkan manusia. Membicarakan masalah kayu, mengerjakan kayu, atau mengkonstruksikan sesuatu kayu berarti harus mengenal sifat-sifatnya dan mengingat pohon hidup. Kita sebagai pengguna dari kayu yang setiap jenisnya mempunyai sifat-sifat yang berbeda, perlu mengenal sifat-sifat kayu setiap tersebut sehingga dalam pemilihan atau penentuan jenis untuk tujuan penggunaan tertentu hatus betul-betul sesuai dengan yang kita inginkan. 1. Berat Jenis Kayu Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga sel, kadar air dan zat ekstraktif didalamnya. Berat jenis adalah perbandingan antara kepadatan kayu dengan kepadatan air pada volume yang sama. Kayu terdiri dari bagian pada (sel kayu), air dan udara. Ketika kayu dimasukan kedalam oven atau dikeringkan maka volume yang tinggal adalah volume bagian padat dan volume udara saja sedangkan airnya sudah menguap/hilang. Berat suatu jenis kayu berbanding lurus dengan berat jenisnya (BJ). Kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda, berkisaran antara BJ minimum 0,2 (kayu biasa) sampai BJ 1,28 (kayu nani). Umumnya semakin tinggi BJ kayu, semakin berat dan semakin kuat pula kayunya.

2. Sifat Mekanik Pada Kayu yaitu : a. Keteguhan Tarik

Keteguhan Tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu, terdapat dua macam keteguhan Tarik, yaitu :  Keteguhan Tarik sejajar arah serat dan  Keteguhan Tarik tegak lurus arah serat Kekuatan Tarik terbesar pada kayu ialah keteguhan tarik sejajar arah serat. b. Keteguhan Tekan atau Kompresi Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan/beban. Terdapat dua keteguhan tekan, yaitu :  Keteguhan Tekan sejajar arah serat dan  Keteguhan Tekan tegak lurus arah serat Pada semua kayu, keteguhan tegak lurus serat lebih kecil dari pada keteguhan kompresi sejajar arah serat. c. Keteguhan geser Keteguhan geser adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian kayu tutur bergeser dari bagian lain di dekatnya. Terdapat tiga macam keteguhan geser, yaitu  Keteguhan geser arah sejajar serat  Keteguhan geser tegak lurus arah serat.  Keteguhan geser miring. Keteguhan geser tegak lurus serat jauh lebih besar dari pada keteguhan geser sejajar arah serat d. Keteguhan lengkung (Lentur) Keteguhan lengkung/lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusahan melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati maupun hidup selain beban pukulan. Terhadap dua macam keteguhan lengkung, yaitu:  Keteguhan lengkung statis, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenai secara perlahan-lahan.  Keteguhan lengkungan pukul, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara mendadak. e. Kekakuan Kekakuan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk atau lengkung. Kekakuan tersebut dinyatakan dalam modulus elastisitas. f. Keuletan Keuletan adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang relative besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan yang permanen dan kerusakan sebagian. g. Kekerasan Kekerasan adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya yang membuaat takik atau lekukan atai kikisan (abrasi). Bersama-sama dengan

keuletan, kekerasan merupakan suatu ukuran tentang ketahanan terhadap pengausan kayu. h. Keteguhan Belah Keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha membelah kayu. Sifat keteguhan belah yang rendah sangat baik dalam pembuatan sirap dan kayu bakar. Sebaliknya, keteguhan belah yang tinggi sangat baik untuk pembuatan ukiran-ukiran (patung). Pada umumnya, kayu mudah dibelah sepanjang jari-jari (arah radial) dari arah tangensial. Karena kayu merupakan bahan bangunan alam maka dari pohonnya kayu dapat dibentuk berbagai macam ukuran yang berupa balok dan papan. Di perdagangkan, ukuran kayu umumnya sudah ditentukan, antara lain (ukuran dalam CM) 6/12; 6/10; 8/12; 10/10; 15/15 2/15; 2/20; 3/25; 3/30; 4/40 4/6; 5/7 2/3; 3/4 1/3; 1/4; 1/6

Disebut balok Disebut papan Disebut usuk atau kaso Disebut reng Disebut plepet

Konstruksi bangunan kayu adalah ilmu yang sangat kompleks. Tidak ada penyelesaian yang pasti bagi suatu permasalahan seperti pada ilmu matematika. Tetapi, ilmu konstruksi kayu mutahir yang berdasarkan penelitian dan ilmu pengetahuan teknik dapat memberikan penyelesaian yang optimal dengan menghindari cacat konstruksi pada setiap bangunan. Konstruksi kayu mengalami perkembangan luar biasa sejak perang dunia kedua, walaupun belum demikian terwujud pada bangunan Indonesia. B. Konstruksi Kuda-Kuda Konstruksi kuda-kuda kayu di Indonesia sangat kuat dalam hal khazanah arsitektur dan kebudaan yang beragam-ragam. Konstruksi kuda-kuda kayu umumnya merupakan suatu konstruksi penyanggah atau pendukung utama dari atap. Konstruksi kuda-kuda kayu mempunyai syarat tidak boleh berubah bentuk, terutama jika sudah berfungsi. Beban-beban atap yang harus diterima konstruksi kuda-kuda kayu melalui gording-gording yang sedapat mungkin disalurkan/diterima tepat pada titik buhul. Dengan demikian rangka batang dapat bekerja sesuai dengan perhitungan besarnya gaya-gaya batang dan juga batang tersebut tidak terjadi tegangan lentur melainkan hanya terdapat tegangan normal tekan dan tarik. Dimensi konstruksi kuda-kuda kayu umumnya tidak ditentukan oleh perhitungan yang disebabkan oleh beban saja,

melaikan banyak juga yang ditentukan oleh persyaratan-persyaratan cara tata letak sambung. Perhitungan harus mempertimbangkan beban-beban yang ada diatap biasa disebut beban nominal, yaitu beban yang ditentukan dalam Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, SKBI-1.3.53.1987. SNI 03-1727-1989 Tata cara perencanaan pembebanan rumah dan gedung atau penggantinya. Beban nominal yang ditinjau adalah sebagai berikut:  D : beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, atap, plafon, partisitetap, tangga, peralatan layap tetap.  L : beban hidup yang timbul oleh penggunaan gedung, termasuk pengaruh kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain.  La : beban hidup diatap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.  H : beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan oleh genangan air  W : beban angina termasuk dengan memperhitungkan bentuk aerodinamik bangunan dan peninjauan terhadap pengaruh terhadap angina topan, puyuh, tornado bila diperlukan.  E : beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-1989, atau penggantinya. Kombinasi Pembebanan Perencanaan struktur dengan menggunakan kombinasi pembebanan yang dipakai adalah sebagai berikut :    

1.4D 1.2D + 0.5La 1.2D + 1.6 La + 0.8 W 1.2D + 1.3W + 0.5 La Kerena keterbatasan panjang kayu yang ada perdagangakan maka untuk suatu

konstruksi kayu yang panjang diperlukan adanya sambungan kayu. Pengertian sambungan kayu adalah dua batang kayu atau lebih yang saling disambungkan satu sama lain sehingga menjadi satu batang kayu yang panjang. Sambungan kayu tanpa alat-alat sambungan sederhana seperti pengikatan, paku, pasak, kelam, atau besi strip berfungsi sebagai pengaman pada titik letak sambungan. C. Beban yang bekerja pada atap a. Beban Mati (G) Diasumsikan bekerja vertical pada tiap titik tepi atas, sendiri terdiri : a. Berat penutup atap + gorging Gg = g (kg/m) x 1 (m) (kg) g = lihat pembebanan pada gording l = jarak antara kuda-kuda b. Beban pengguna (P)

Karena beban ini kecil sekali pengaruhnya pada kuda-kuda, maka dapat diabaikan. c. Beban sendiri kuda-kuda (Gk) Untuk menentukan B.S kuda-kuda dilakukan dengan cara menaksir terlebih dahulu menggunakan pendekatan sbb. gk . L Gk= ( kg) …………………………………………(2-1) n−1 Dimana : L = penjang bentang kuda-kuda I = jarak antara kuda-kuda n = jumlah titik simpul pada batang tepi atas gk = b.s kuda-kuda d. Berat ikatan angin dan alat sambung Gia Biasanya diambil sebesar 25% dari b.s kuda-kuda. Jadi besarnya beban mati adalah: G=G g+ Gk + Gia ………………………………….(2-2)

b. Beban Angin Tekanan angin tergantung pada bentuk dan tinggi konstruksi serta besarnya kemiringan atap, dan juga tergantung dari lokasi dimana akan dibangun dibuat. Bagian bangunan yang berhadapan dengan datangnya angin menerima angin tekan dan bagian dibelakangnya menerima angin. Beban angin bekerja pada bidang yang dikenainya. Pada konstruksi rangka kuda-kuda, beban angin diasumsikan bekerja di bidang atap pada tiap titik simpul batang tepi atap. Beban angin terdiri dari : a. Angin Tekan (W) W = c.l.a.Wa …………………………………………..( 2-3 ) b. Angin Hisap W’ = -0,4.l.a.Wa ………………………………………..( 2-4 ) Dimana : W = tekanan angin/titik simpul c = koefisien angin tekan l = jarak kuda-kuda a = jarak titik simpul Wa = tekanan angin per m2 -0,4 = koefisien angin hisap c. Beban Plafon Untuk bangunan yang ada konstruksi plafon perlu dihitung beban plafon pada kuda-kuda. Beban plafon dianggap vertical pada tiap titik simpul batang tepi bawah. Pf = λ . l . gf (kg) ………………………………………(2-5)

Pf λ l gf

= berat plafon per titik simpul = jarak antara titik simpul batang tepi bawah = jarak antara kuda-kuda = berat per m2 plafond

D. Alat Sambung Alat sambung yang dipakai untuk tugas besar struktur kayu ini adalah paku. Paku merupakan alat sambung yang umum dipakai dalam konstruksi maupun struktur kayu. Ini karena alat sambung ini cukup mudah pemasangannya. Paku tersedia dalam berbagai bentuk, dari paku lolos hingga paku ulir. Spesifikasi produk paku dapat dikenali dari panjang paku dan diameter paku. Ilustrasi produk paku ditujukan pada gambar 2.1

Gambar 2.1 Ujung paku dengan bagian runcing yang relatif panjang umumnya memiliki kuat cabut yang besar. Namun ujung yang runcing bulat tersebut sering menyebabkan pecahnya kayu terpaku. Ujung yang tumpul dapat mengurangi pecah dapa kayu, namun karena ujung tumpung tersebut merusak serat, maka kuat cabut paku pun akan berkurang pula. Kepala paku, badap berbentuk datar bulat, oval maupun kepala benam (counter sunk) umumnya cukup kuat menahan tarikan langsung. Besar kapala paku ini umumnya sebnding dengan diameter paku. Paku kepala benam di masukan untuk dipasang masuk – terbenam dalam kayu. E. Spesifikasi Bahan

Bahan untuk kuda-kuda kali ini harus dipilih dari kayu yang baik dan ukurannya mencukupi dengan ukuran yang dibutuhkan dan mencakup soal yang diberikan. Kayu bangkirai memiliki mutu kayu E23 dengan dimensi 12cm x 14cm.

F. Kayu Bangkirai Di dalam negeri lebih dikenal dengan nama kayu bengkirai, sedangkan di luar Indonesia lebih dikenal dengan nama Yellow Balau atau kadang hanya disebut Balau, yang sebenarnya merupakan nama dari Malaysia. Kayu ini banyak di temukan di Indonesia, Malaysia, & Filipina. Hasil penelitian menunjukan bahwa kekuatan ratarata kayu bangkirai, kruing dan kelapa secara beturut-turut untuk kuat tekan sebesar 222,88 kg/cm2, 152,95 kg/cm2 dan 171,12 kg/cm2, serta kuat lentur 435,91 kg/cm2, 194,42 kg/cm2 dan 181,49 kg/cm2, serta untuk kuat geser 18,81 kg/cm2, 19,14 kg/cm2 dan 8,20 kg/cm2. Hasil ini juga menunjukan, bahwa ketiga kayu tersebut termasuk kelas kuat I terhadap kuat tekan dan kuat lentur. Untuk kuat geser, kayu bangkirai dan ruing termasuk kelas kuat II, sedangkan kayu kelapa termasuk kelas kuat III. a. Pohon Bangkirai bisa berdiameter hingga 120 cm dan tinggi pohon mencapai 40 m. Diameter rata-rata adalah 70-90 cm. b. Warna Kayu Kayu berwarna kuning dan kadang agak kecoklatan, oleh karena itulah disebut yellow balau. Perbedaan antara kayu gubal dan kayu teras cukup jelas, dengan warna gubal lebil terang. Pada saat baru saja dibelah/dipotong, bagian kayu teras terkadang terlihat coklat kemerahan. c. Densitas Kekerasan kayu Bangkirai cukup tinggi, antara 880-990 kg/cm 3 pada kekeringan MC 12%. Bahkan bisa mencapai 1050 kg/cm3. d. Pengeringan Proses pengeringan Bangkirai dengan suhu normal adalah 12-25 hari. Resiko paling besar adalah kayu melengkung arau bahkan retak pada saat masih di dalam ruang. e. Proses mesin Jenis serat dengan ikatan kuat, proses mesin akan cukup mudah dan halus, namun setelah beberapa jam berada di udara terbuka, serat bangkirai memiliki kecenderungan terbuka dan menlintir sehingga kurang cocok untuk konstruksi yang membutuhkan kesetabilan tinggi.

f. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara mekanis pada kadar air 15%. Kode Mutu

Modulus Elastisitas Lentur Ew

Kuat Lentur Fb

Kuat Tarik Sejajar Serat Ft

Kuat Tekan Sejajar Serat Fc

Kuat Geser

Kuat Tekan Tegak Lurus Serat Fc ┴

E26

25000

66

60

46

Fv 6.6

E25

24000

62

58

45

6.5

23

E24

23000

59

56

45

6.4

22

E23

22000

56

53

43

6.2

21

E22

21000

54

50

41

6.1

20

E21

20000

56

47

40

5.9

19

E20

19000

47

44

39

5.8

18

E19

18000

44

42

37

5.6

17

E18

17000

42

39

35

5.4

16

E17

16000

38

36

34

5.4

15

E16

15000

35

33

33

5.2

14

E15

14000

32

31

31

5.1

13

E14

13000

30

28

30

4.9

12

E13

14000

27

25

28

4.8

11

E12

13000

23

22

27

4.6

11

E11

12000

20

19

25

4.5

10

E10

11000

18

17

24

4.3

9

BAB III

24

ANALISA PEMBEBANAN H S11 F S5 A

S6 40° S1 C

200

S12 G

S13 S7

S8

S2

S10 S9

S3 E

D 200

S4

200

200

800 Ketentuan : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Jenis Atap Jenis Kayu Jarak Kuda-kuda Bentang Sudut Macam Sambungan Gaya Angin Mutu Kayu P

: Genting : Bangkarai Balau : 3,5 m :8m : 40 ‫ﹾ‬ : Paku : 25 kg/m2 : E-23 : 4 kN

Tabel 2.1 Panjang Batang

No

Nama Batang

Panjang Batang (m)

Keterangan

B

1

S1

2,00

Batang Datar

2

S2

2,00

Batang Datar

3

S3

2,00

Batang Datar

4

S4

2,00

Batang Datar

5

S5

2,61

Batang Miring

6

S6

1,68

Batang Tegak

7

S7

2,61

Batang Miring

8

S8

2,61

Batang Miring

9

S9

1,68

Batang Tegak

10

S10

2,61

Batang Miring

11

S11

2,61

Batang Miring

12

S12

2,61

Batang Miring

13

S13

3,36

Batang Tegak

30,38

Jumlah Panjang Batang

∑S

A. Beban yang Bekerja 1. Beban Atap (Genting) 2. a. Beban Langit-langit b. Beban Penggantung 3. Berat Kuda-kuda a.Penjang bentang

= 50 kg/m2 = 11 kg/m2 = 7 kg/m2 =8m

b. Jarak kuda-kuda c.Berat kuda-kuda 4. Berat Gording Ukuran Kayu (b) (h) Jenis kayu Berat Jenis kayu Berat Gording

= 3,5 m = 990 kg/m3 = 0,12 m = 0,14 m = Bangkirai = 0,99 g/cm3 = 990 kg/m3 = b x h x BJ x L = 58,212 kg

a1 = 2,61 m a2 = 2,61 m 261 a1

261 X

261 a2

X = 1/2 a1 + 1/2 a2 = 1/2 x 2,61 + 1/2 x 2,61 = 2,61 m a. Chek

terhadap

tetap Berat gording x h x BJ Berat Atap

qa I.

= 0,12 x 0,14 x 990 = 16,632 = Beban Atap x X = 50 kg/m2 x 2,61 = 130,50 kg/m = Berat Gording + Berat Atap = 16,632 + 130,50 = 147,132 kg/m

Chek Lentur Dukungan Jepit – Jepit M = 1/12 x qa x L2 + 1/8 x p x L = 1/12 x 147,132 x 3,52 + 1/8 x 100 x 3,5 = 193,947 kg/m M cos α

= 193,947 cos 40 ‫ﹾ‬ = 148,572

M sin α

= 193,947 sin 40 ‫ﹾ‬ = 124,667

Wx

= 1/6 x b x h2 = 1/6 x 0,12 x (0,14)2 = 0,00039 m3

Wy

= 1/6 x b2 x h

beban = b

= 1/6 x (0,12)2 x 0,14 = 0,00034 σlt

=

M cos α M sin α + Wx Wy

=

148,572 124,667 + 0,00039 0,00034

= 747621,64 kg/m2 = 74,762 kg/cm2 74,762 kg/cm2 < σlt (daftar II PKKI 1961 hal.6) 74,762 kg/cm2 < 100 kg/cm2

II.

Chek Lendutan Akibat Beban Merata M = 1/384 x qa x L4 = 1/384 x 147,132 x 3,54 = 57,4974 kg/m3 M cos α

= 57,4974 cos 40 ‫ﹾ‬ = 44,046 kg/m3

M sin α

= 57,4974 sin 40 ‫ﹾ‬ = 63,959 kg/m3

lx

Fx

= 1/12 x b x h3 = 1/12 x 0,12 x (0,14)3 = 0,0000274 m4 = 1/12 x b3 x h = 1/12 x (0,12)3 x 0,14 = 0,0000202 m4 = 22000 kg/cm2 = 2,2E+8 kg/m2 (daftar I PKKI 1961 hal.6) M . cos α = = 7,31 E-3 m E . Ix

Fy

=

M . sin α E . Iy

= 1,44 E-3 m

F1

=

√ Fx 2 + Fy2

= 7,45 E-3 m

ly E

Akibat Beban Terpusat P = 4 kN M = 1/192 x P x L3 = 1/192 x 4 x 3,53 = 0,893 M cos α = 0,893 x cos 40 ‫ﹾ‬ = 0,684 kg/m3

Fx

= 0,893 x sin 40 ‫ﹾ‬ = 0,574 kg/m3 M . cos α = = 1,13 E-4 m E . Ix

Fy

=

M . sin α E . Iy

F2

=

√ Fx 2 + Fy2

F’

= 7,45 E-3 m + 1,72 E-4 m = 7,62 E-3 < 2 cm

M sin α

= 1,29 E-4 m = 1,72 E-4 m

b. Check Terhadap Beban Sementara + Tetap Berat Gording = b x h x BJ = 16,632 kg/m Qangin = 25 kg/m2 (PPPURG 1983 hal.18) Beban Angin (Tekan) = Qangin x Koef x X = Qangin x ( 0,02 x α – 0,4 ) x X = 25 x ( 0,02 x 40 – 0,4 ) x 2,61 = 26,10 kg/m Beban Atap = Berat Atap x X = 130,50 kg/m qb III.

= Berat Gording + Beban Angin + Beban Atap = 16,632 + 26,10 + 130,50 = 173,23 kg/m

Check Lentur Dukungan Jepit-Jepit M = 1/12 x qb x L2 = 176,839 kg/m M.cos α

= 176,839 cos 40 ‫ﹾ‬ = 135,467 kg/m

M.sin α

= 176,839 sin 40 ‫ﹾ‬ = 113,669 kg/m = 1/6 x b x h2 = 1/6 x 0,12 x 0,142 = 0,000392 m3

Wx

Wy

= 1/6 x b2 x h = 1/6 x 0,122 x 0,14 = 0,000336 m3

σlt

=

M . cos ∝ Wx

+

M . sin∝ Wx

=

135,467 0,000392

+

113,669 0,000336

= 683879,68 kg/m2

= 68,388 kg/cm2 < σlt (daftar II PKKI 1961

hal.6) = 68,388 kg/cm2 < 100 kg/cm3 B. Beban akibat muatan mati 1. Berat kuda-kuda Berat kuda-kuda

= b x h x BJ x Panjang Total Batang = 0,12 x 0,14 x 990 x 30,38 = 505,28 kg

Berat total kuda-kuda

= Berat kuda-kuda + Berat alat sambung = 505,28 + (10% x 505,28) = 555,8 kg

Berat Tiap Joint

=

berat total kuda−kuda jumlah joint

=

555,8 8

2. Berat gording

3. Berat Atap a. Penutup Atap q Atap Buhul A=B Buhul F=G Buhul H

= 69,475 kg = Berat sendiri x L = 16,632 x 3,5 = 58,212 kg = Genting = 50 kg/m2 (PPPURG 87 hal.6) = Berat Sendiri x L x Panjang Miring Batang = 50 x 3,5 x 2,61/2 = 228,38 kg = Berat Sendiri x L x Panjang Miring Batang = 50 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = 456,75 kg = Berat Sendiri x L x Panjang Miring Batang = 50 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = 456,75 kg

4. Berat langit – langit dan penggantung Jenis Plafon = Eternit Berat Plafon + Penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m2 (PPPURG 87 hal.6) Buhul A=B = Berat Sendiri x L x Panjang Datar Batang = 18 x 3,5 x 2/2 = 63 kg Buhul C=E = Berat Sendiri x L x Panjang Datar Batang = 18 x 3,5 x (2 + 2)/2 = 126 kg Buhul D

= Berat Sendiri x L x Panjang Datar Batang = 18 x 3,5 x (2 + 2)/2

= 126 kg C. Beban Hidup 1. Beban Pekerja a.Beban Pekerja (Tepi) = 200 kg (PPPURG 87 hal.8) b. Beban Pekerja (Tengah) = 100 kg (PPPURG 87 hal.8) 2. Beban Air Hujan a.Berat

= (40 – 0,8.α) kg/m2 (PPPURG 87 hal.8) = (40 – 0,8 x 40) = 8 kg/m2

b.

Berat tiap-tiap buhul Buhul A=B = Berat Sendiri x L x Panjang Miring Batang = 8 x 3,5 x 2,61/2 = 36,54 kg Buhul F=G

= Berat Sendiri x L x Panjang Miring Batang = 8 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = 73,08 kg

Buhul H

= Berat Sendiri x L x Panjang Miring Batang = 8 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = 73,08 kg

D. Beban Angin Berat (P) Berat tiap tiap buhul

= 25 kg/m2

a. Buhul A=B Akibat angin kiri Tekan = (0,02α – 0,4)P x L x Panjang Miring Batang = 0,4 x 25 x 3,5 x 2,61/2 = 45,68 kg Akibat Angin Kanan Hisap = (-0,4)P x L x Panjang Miring Batang = (-0,4) x 25 x 3,5 x 2,61/2 = -45,68 kg b. Buhul F=G Akibat angin kiri Tekan = (0,02α – 0,4)P x L x Panjang Miring Batang = 0,4 x 25 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = 91,35 kg Akibat Angin Kanan Hisap = (-0,4)P x L x Panjang Miring Batang = (-0,4) x 25 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = -91,35 kg c. Buhul H Akibat angin kiri

Tekan

= (0,02α – 0,4)P x L x Panjang Miring Batang = 0,4 x 25 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = 91,35 kg

Akibat Angin Kanan Hisap = (-0,4)P x L x Panjang Miring Batang = (-0,4) x 25 x 3,5 x (2,61 + 2,61)/2 = -91,35 kg

REAKSI BATANG A. BEBAN MATI

584,437

H S11

S12

584,437

584,437

F

G

S13

S7

S5

S10

S8

S6 413,067

S9

413,067

40° S1

A

S2

D

C 195,475

200

S3

B

E

195,475

200

S4

195,475

200

200

800

∑MB = 0 8 RAV – 413,067 x 8 – 584,537 x 6 – 195,475 x 6 – 584,437 x 4 – 195,475 x 4 – 584,437 x 2 – 195,475 x 2 = 0 8 RAV – 3304,536 – 3507,222 – 1172,850 – 2337,748 – 781,90 – 1168,874 – 390,95 = 0 8 RAV = 12664,08 RAV = RBV = 1583,01 kg ( SIMETRIS ) KONTROL ∑V = 0 RAV + RBV -∑P = 0 1583,01 + 1583,01 – (413,067 x 2) – (195,475 x 3) – (584,437 x 3) – 69,475 = 0 3166,02 – 3165,87 = 0

Titik Buhul A

Ok…

413,067

∑V = 0

S5

S5 sin 40 + RAV – 413,067 = 0 S5 sin 40 + 1583,01 – 413,067 = 0

S1

A

S5 =

−1169,943 0,643

= - 1819,507 kg

∑H = 0 S1 + S5 cos 40 = 0 S1 + (-1819,507 x 0,766) = 0 S1 = 1393,742 kg

Titik Buhul C

∑V = 0

S6

S6 – 195,476 = 0

S2

S1

S6 = 195,476 kg

C ∑H = 0

195,475 S1 – S2 = 0

1393,437 – S2 = 0 S2 = 1393,437 kg

Titik Buhul F

∑V = 0

584,437

S11 sin 40 – 584,437 – S5 sin 40 – S7 sin 40 – S6 = 0

S11

F

0,643 S11 – 584,437 – 1169,557 – 0,643 S7 – 195,473 = 0

S7

S5 S6

0,643 S11 – 0,643 S7 = 389,647 …………. * ∑H = 0 -S5 COS 40 + S11 COS 40 +S7 COS 40 = 0 1393,823 + 0,766 S11 + 0,766 S7 = 0 0,766 S11 + 0,766 S7 = - 1393,823 ………….** Eliminasi 0,643 S11 – 0,643 S7 = - 389,647 X 0,766 0,766 S11 + 0,766 S7 = - 1393,823 X 0,643 0,493 S11 – 0,493 S7 = - 298,469 0,493 S11 + 0,493 S7 = - 896,228 -0,986 S7 = 597,759 . S7 = 597,759 / - 0,986 = - 606,246 kg 0,643 S11 – 0,643 ( -606,246 ) = - 389,647 0,643 S11 = - 779,463 S11 = - 779,463 / 0,643 = - 1212,229 kg

Titik Buhul H ∑v = 0

584,437

-S13 – 584,457 – S12 SIN 40 – S11 SIN 40 = 0 -S13 – 584,457 + 779,206 + 779,206 = 0 S13 = 973,955 kg

H S12

S11 S13

B. BEBAN HIDUP

100

H S11

S12

100

100

F

G

S13

S7

S5

S10

S8

S6 200

S9 200

40° S1

A

S2

S3

D

C

200

200

200

∑MB = ∑MA = 0 RAV.8 – 200.8 – 100.6 – 100.4 – 100.2 = 0 RAV.8 – 1600 – 600 – 400 – 200 = 0 8 RAV = 2800 RAV = 2800 / 8 = 350 kg ( Simetris )

Titik Buhul A ∑V = 0 RAV + S5 sin 40 – 200 = 0

S5

350 + 0,643 . S5 – 200 = 0

A

S1

RAV

∑H = 0 S5 COS 40 + S1 = 0 233,281 . 0,766 + S1 = 0 S1 = - 178,704 kg

Titik Buhul C

0,643 S5 = - 150 S5 = - 233,281 kg

B

E

800

200

S4

200

∑V = 0 S6 -100 = 0

S6

S6 = 100 kg S1

S2

C

∑H = 0 S1 – S2 = 0 -178,704 – S2 = 0 S2 = - 178, 704 kg

Titik Buhul F

100

S11

F

∑V = 0 S11 SIN 40 – 100 – S6 – S7 SIN 40 – S5 SIN 40 = 0 0,643 S11 – 100 – 100 – 0,643 S7 + 149,950 = 0

S7

S5

0,643 S11 – 0,643 S7 = 50,05 ………… *

S6

∑H = 0 S5 COS 40 – S11 COS 40 – S7 COS 40 = 0 -233,281 . 0,766 – 0,766 S11 – 0,766 S7 = 0 – 0,766 S11 – 0,766 S7 = 178,693 ………….** Eliminasi 0,643 S11 – 0,643 S7 = 50,05 X 0,766 -0,766 S11 – 0,766 S7 = 178,693 X 0,643 0,493 S11 – 0,493 S7 = 38,388 -0,493 S11 – 0,493 S7 = 114,899 + -0,986 S7 = 153, 237 S7 = 153,237 / -0,986 = - 155,413 kg 0,643 S11 – 0,643 (-155,413) = 50,05 0,643 S11 + 99,931 = 50,05 S11 = -49,881 / 0,643 = - 77,574 kg Titik Buhul H

∑V = 0

100

-S13 – 100 – S11 SIN 40 – S12 SIN 40 = 0 -S13 – 100 + 49,864 + 49,864 = 0

H S12

S11 S13

C. BEBAN HUJAN

S13 = - 0,273 kg

73,08

H S11

S12 73,08

73,08

F

G

S13

S7

S5

S10

S8

S6 36,54

S9 36,54

40° S1

A

S2

D

C

200

S3

200

200

∑MB = 0 RAV . 8 – 36,54 . 8 – 73,08 . 6 – 73,08 . 4 – 73,08 . 2 = 0 8RAV – 292,32 – 438,48 – 292,32 – 146,16 = 0 8RAV = 1169,28 RAV = 1169,28 / 8 = 146,16 RAV = RBV = 146,16 kg ( Simetris )

Titik Buhul A ∑V = 0 S5

A

RAV – 36,54 + S5 SIN 40 = 0 S1

RAV

146,16 – 36,54 + 0,643 S5 = 0 0,643 S5 = - 109,62 S5 = - 109,62 / 0,643 = - 170,482 kg

∑H = 0 S1 + S5 COS 40 = 0 S1 + (-170,482 . 0,766 ) = 0 S1 – 130,589 = 0 S1 = 130,589 kg Titik Buhul C

B

E

800

36,54

S4

200

∑V = 0 S6 – 73,08 = 0 S6

S6 = 73,08 kg

S1

S2

C

∑H = 0 S2 – S1 = 0 S2 – 130,589 = 0 S2 = 130,589

Titik Buhul F 73,08

S11

F

∑V = 0 S7

S5 S6

S11 SIN 40 – S7 SIN 40 – S6 – S5 SIN 40 – 73,08 = 0 0,643 S11 – 0,643 S7 – 73,08 + 109,619 – 73,08 = 0 0,643 S11 – 0,643 S7 = 36,54 …………*

∑H = 0 S11 COS 40 + S7 COS 40 – S5 COS 40 = 0 0,766 S11 + 0,766 S7 + 130,589 = 0 0,766 S11 + 0,766 S7 = - 130,589 …………..**

Eliminasi 0,643 S11 – 0,643 S7 = 36,54 X 0,766 0,766 S11 + 0,766 S7 = - 130,589 X 0,643 0,493 S11 – 0,493 S7 = 27,989 0,493 S11 + 0,493 S7 = - 83,97 0,986 S7 = 111,989 . S7 = 111,989 / 0,986 = 113,549 kg 0,643 S11 – 0,643 (113,549) = 36,54

0,643 S11 = 109,552 S11 = 109,552 / 0,643 = 170,376 kg

Titik Buhul H 73,08

∑V = 0 -S13 – 73,08 – S11 SIN 40 – S12 SIN 40 = 0

H S12

S11 S13

-S13 – 73,08 – 109,552 – 109,552 = 0 -S13 – 292,184 = 0 S13 = - 292,184 kg

D. BEBAN ANGIN

69,98 69,98

58,72

H

58,72

S11

S12

69,98

69,98

F

58,72

G

S13

S7

S5

S10

S8

S6 34,99

S9

S2

A

S3

D

C

200

200

200

∑MB = 0 RAV.8 – 34,99 . 8 – 69,98 . 6 – 69,98 . 4 + 69,98 . 4 + 69,98 . 2 = 0 8RAV – 279,92 – 419,88 – 279,92 + 279,92 + 139,96 = 0 8RAV – 559,84 = 0 RAV = 559,84 / 8 = 69,98 kg RAV = RBV = 69,98 ( SIMETRIS )

∑H = 0 RAH – 29,36 – 58,72 – 58,72 – 58,72 – 58,72 – 29,36 = 0 RAH = 293,6 kg

Titik Buhul A 34,99

∑V = 0

S5

S5 SIN 40 + 69,98 – 34,99 = 0 S1

A RAV

∑H = 0

S4

E

800

29,36

34,99

40° S1

29,36

58,72

0,643 S5 = - 34,99 S5 = 34,99 / 0,643 = 54,37 kg

B

200

29,36

S1 + S5 COS 40 + 29,36 – 293,6 = 0 S1 + 41,65 + 29,36 – 293,6 = 0 S1 = 222,59 kg

Titik Buhul C ∑V = 0

69,98

S6 – 69,98 = 0 S6

S6 = 69,98 kg

S1

S2

C ∑H = 0 S2 – S1 = 0 S2 – 222,59 = 0 S2 = 222,59 kg

Titik Buhul F ∑V = 0

69,98 S11 58,72

F

0,643 S11 – 0,643 S7 – 69,98 – 69,98 – 34,96 = 0 S7

S5

S11 SIN 40 – S7 SIN 40 - 69,98 – S6 – S5 SIN 40 = 0

0,643 S11 – 0,643 S7 = 174,92 …………..*

S6

∑H = 0 S11 COS 40 + S7 COS 40 – 58,72 – S5 COS 40 = 0 0,766 S11 + 0,766 S7 – 58,72 – 41,65 = 0 0,766 S11 + 0,766 S7 = 100,37 …………**

ELIMINASI * DAN **

0,643 S11 – 0,643 S7 = 174,92 X 0,766 0,766 S11 + 0,766 S7 = 100,37 X 0,643 0,493 S11 – 0,493 S7 = 133,99 0,493 S11 + 0,493 S7 = 64,538 0,986 S7 = 69,452 S7 = 69,452 / 0,986 = 70,438 kg 0,643 S11 – 0,643 S7 = 174,92 0,643 S11 – 0,643 (70,438) = 174,92 0,643 S11 = 220,212 S11 = 220,212 / 0,643 = 342,475 kg

Titik Buhul H ∑V = 0

69,98 69,98

58,72

-S13 – S11 SIN 40 – S12 SIN 40 – 69,98 + 69,98 = 0

H

58,72 S12

S11

S13

-S13 – 220,212 – 220,212 = 0 -S13 = 440,424 S13 = - 440,424 kg