BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Atap adalah bagian dari suatu bangunan gedung yang berfungsi sebagai penutup seluruh ruangan yang ada di bawahnya terhadap pengaruh panas, hujan, angin, debu atau untuk keperluan perlindungan. Komponen atap terdiri dari dua bagian penting, yaitu konstruksi rangka atap atau kuda-kuda di bawah penutup atap yang memikul beban penutup atap dan konstruksi penutup atap/pelapis atap yang berfungsi sebagai kulit pelindung kuda-kuda dan elemen bangunan di bawahnya. Rangka kuda-kuda atap suatu bangunan gedung di Indonesia pada umumnya menggunakan material kayu, baja, beton bertulang dan baja ringan. Material kuda-kuda dari kayu menjadi pilihan khususnya untuk bangunan rumah karena kuat, mudah dikerjakan dan ringan. Namun akhir-akhir ini penggunaan bahan kayu untuk rangka kuda-kuda atap rumah tinggal dan bangunan gedung lainnya menemui beberapa kendala seiring terbatasnya jenis kayu yang berkualitas untuk dijadikan material penyusun kuda-kuda atap yang berdampak pada harga (nilai ekonomis) struktur kuda-kuda itu sendiri. Selain kuda-kuda kayu, di lingkungan masyarakat juga umum menggunakan beton bertulang sebagai konstruksi atap kuda-kuda. Kekuatan kuda-kuda beton bertulang dapat di desain atau direncanakan sesuai dengan peruntukannya sehingga kuda-kuda ini sering digunakan oleh masyarakat. Perencanaan dan proses pembuatan kuda-kuda beton bertulang harus sangat diperhatikan karena kesalahan-kesalahan yang terjadi akan berdampak pada menurunnya kekuatan beton bertulang atau bahkan sebaliknya kemungkinan
terjadi
kelebihan
kekuatan
(overstrenght)
yang
dapat
mengakibatkan struktur boros. Untuk bangunan-bangunan dengan bentang yang cukup panjang, kuda-kuda baja menjadi pilihan yang sering digunakan oleh masyarakat. Sifat-sifat dan kekuatan baja yang teridentifikasi dengan cukup rinci memudahkan untuk mendesain
1
2
kekuatan struktur yang terbuat dari material baja. Modifikasi dan pengembangan struktur kuda-kuda atap menggunakan material baja terus berjalan untuk mencapai nilai ekonomis dan juga nilai estetika. Penggunaan material baja jarang digunakan sebagai rangka kuda-kuda atap untuk rumah tinggal, kuda-kuda dari baja lebih sering digunakan bangunan-bangunan bentang panjang seperti pabrik, gedung pertemuan, stadion, kampus dan lain-lain. Namun pengembangan material baja sebagai material baja ringan akhir-akhir ini mulai menjadi altenatif yang banyak digunakan untuk struktur atap rumah tinggal. Proses pabrikasi dan jasa konstruksi yang berkembang pesat pada kuda-kuda ini menjadikan kuda-kuda baja ringan menjadi pilihan masyarakat yang dirasa cukup praktis dan ringan. Berat ringannya atap bangunan tentu berpengaruh terhadap kontruksi di bawahnya atau konstruksi yang menahan atap sehingga kuda-kuda baja ringan bisa dikatakan lebih ekonomis dibandingkan kuda-kuda yang lain. Perencanaan desain dan sambungan kuda-kuda baja ringan sangat bermacam-macam sehingga perlu diperhatikan sekali perencanaan dan proses konstruksi atap baja ringan untuk menghindari kegagalan struktur atap baja ringan yang terjadi akibat sambungan yang kurang kuat dan desain yang tidak sesuai. Setiap jenis kuda-kuda mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing, pada penelitian ini dilakukan penggabungan (komposit) baja ringan dan beton sebagai rangka kuda-kuda atap yang diharapkan bisa digunakan oleh masyarakat sebagai alternatif baru rangka kuda-kuda atap rumah tinggal. Kuda-kuda komposit ini direncanakan sebagai rangka kuda-kuda yang ringan, mudah dikerjakan (pemasangan) dan memiliki kekuatan yang efisien untuk menahan beban atap rumah tinggal baik dalam kondisi normal ataupun pada kondisi khusus (bencana) sehingga mampu bersaing dengan kuda-kuda yang telah berkembang di masyarakat.
3
1.2 Rumusan Masalah Perumusan masalah dalam penelitian ini yaitu belum diketahuinya respon struktur rangka kuda-kuda atap rumah terhadap beban pada rangka kuda-kuda dengan bahan alternatif baja ringan profil C 75x35 tebal 1 mm dengan pengisi mortar serbuk kayu, dengan fokus masalah sebagai berikut : a. Apakah bahan alternatif rangka kuda-kuda atap yang terbuat dari baja ringan profil C 75 x 35 tebal 1 mm dengan pengisi beton ringan serbuk kayu mampu memberikan kekuatan yang cukup untuk menahan beban penutup atap genteng dan kemungkinan beban-beban lain yang timbul pada atap untuk bentang 6 meter (dengan asumsi pembebanan jarak antar kuda-kuda adalah 3 meter)? b. Berapa beban maksimum yang mampu ditahan oleh model kuda-kuda baru (komposit baja ringan isi mortar serbuk kayu) pada penelitian ini? c. Bagaimana perilaku kuda-kuda komposit pada penilitian ini ditinjau dari kekuatan, daktilitas struktur, kekakuan struktur dan nilai ekonominya dibandingkan dengan kuda-kuda beton bertulang dan baja ringan? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah: a. Mengetahui dan membandingkan kinerja 3 jenis struktur kuda-kuda yang terdiri dari struktur kuda-kuda komposit baja ringan isian mortar serbuk kayu, kuda-kuda beton bertulang dan truss baja ringan dengan meninjau berat, kekuatan, daktilitas,dan kekakuan struktur kuda-kuda atap; b. Mengetahui perilaku kuda-kuda dalam keadaan ultimit dan keadaan layan; c. Mengetahui pola/tipe keruntuhan dan titik-titik lemah kuda-kuda. 1.4 Batasan Penelitian Batasan penelitian ini antara lain: a. Benda uji berupa rangka kuda-kuda atapyang diperuntukan bagi rumah tinggal dengan bentang 6 meter dan tinggi 1,73 meter dengan sudut kemiringan atap sebesar 300 (skala penuh); b. Pada penelitian ini dibuat 3 buah model kuda-kuda yang akan diuji, model pertama menggunakan bahan alternatif berupa bahan komposit yang dibuat dari baja ringan profil C 75x35 tebal 1 mm dengan pengisi mortar ringan serbuk kayu sebagai batang tarik dan batang tekan pada kuda-kuda, model ke-2
4
adalah kuda-kuda beton bertulang dan model yang ke-3 adalah kuda-kuda baja ringan; c. Mix design beton serbuk
kayu untuk pengisi batang tekan baja ringan
menggunakan komposisi 20% serbuk gergajian kayu sebagai substitusi pasir pada beton guna mencapai f’c beton pengisi sebesar 9 MPa (sumber : Hariani, 2006) dan kadar 80% serbuk gergajian kayu pada batang tarik; d. Jenis kuda-kuda beton bertulang dibuat dengan tulangan polos ø10 mm menggunakan mix design beton pc : ps : kerikil sebesar 1 : 1,5 : 2,5; e. Desain truss baja ringan sesuai standar pemasangan truss untuk bentang 6 meter dari produsen truss baja ringan dengan menggunakan profil C 75 x 35 tebal 0,8 mm; f. Jenis pembebanan berupa beban statis yang ditambahkan secara bertahap dengan menggunakan silinder beton; g. Penelitian ini dititikberatkan untuk mengetahui perilaku struktur kuda-kuda yang meliputi beban kritis, lendutan, pola kerusakan, kekakuan dan daktilitas struktur pada keadaan layan dan keadaan ultimit untuk dibandingkan dengan kuda-kuda beton bertulangdan truss baja ringan untuk bentang yang sama. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini yaitu mendapatkan jenis bahan alternatif untuk rangka kuda-kuda atap rumah yang efisien, awet, ekonomis, mudah dibuat dengan peralatan sederhana, dan cukup ringan untuk dikerjakan 2 (dua) orang serta cukup kuat dan kaku dalam menahan beban. 1.6 Hipotesis Penelitian Hipotesis dari penelitian ini yaitu : a. Rangka kuda-kuda atap rumah tinggal dengan bahan baja ringan profil C 75x35 tebal 1 mm dengan pengisi beton serbuk kayu mampu menerima beban yang lebih besar dibandingkan perhitungan teoritis rangka atap baja ringan tanpa pengisi sedangkan kuda-kuda beton bertulang memiliki kemampuan menahan beban paling besar.
5
b. Ketiga jenis struktur rangka kuda-kuda yang dibandingkan dalam penelitian inimengalami kegagalan pada batang tekan akibat terlampauinya kapasitas penampang. c. Kekakuan dan daktilitas struktur dari ketiga jenis kuda-kuda relatif sama. 1.7 Keaslian Penelitian Telah dilakukan penelitian-penelitian terhadap rangka atap atau kuda-kuda dengan bentang 6 meter dengan sudut kemiringan atap 300, namun material yang digunakan sebagai batang dari kuda-kuda yang di uji belum ada yang menggunakan baja ringan C 75x35 tebal 1 mm dengan pengisi beton serbuk kayu seperti pada penelitian ini. Beberapa penelitian yang telah dilakukan diantaranya dapat dilihat pada Tabel 1.1. berikut.
Tabel 1.1 Tinjauanpustakauntukmenunjukkankeaslianpenelitian No.
Penelitian
Keterangan
1
Basukito, Rahmat Septa. (2010). Stabilitas KudaKuda Baja Ringan Startruss Type C (Studi Kasus : Pengujian Kuda-Kuda Baja Ringan Bentang 6 M) Lutfiansyah, Ganni (2011). Optimasi Berat Per Luasan Struktur Atap Rangka Baja Bentang 6 M Sudut 300
Penelitian skala penuh pembebanan kudakudabaja ringan bentang 6m sudut 300
2
Perbedaan
pengujian pembebanan skala penuh pada rangka kuda-kuda baja ringan dengan isian beton Analisa struktur teoritis ringan serbuk kayu bentang 6 m terhadap rangka atap baja bentang 6 m sudut sudut 300 300
