ANALISIS BAJA RINGAN SEBAGAI BAHAN KONSTRKSI ATAP PADA PEMBANGUNAN RUMAH DINAS BANK INDONESIA PALANGKA RAYA AFRIJONI, ST Alumni Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Palangka Raya ABSTRAK Baja ringan adalah salah satu konstruksi yang sangat berperan dalam pembangunan pada saat ini, karena semakin sulitnya material kayu didapat, maka dalam penyusunan ini sangat tertarik untuk menjadikan baja ringan sebagai judul skrip yaitu “Analisis Baja Ringan Sebagai Bahan Konstruksi Atap’. Permasalahan dalam penelitian ini adalah menghitung kekuatan pembebanan kuda-kuda secara manual dengan mengecek tegangan tarik dan tekan akibat gaya-gaya yang bekerja dan membandingkan dengan tegangan ijin. Pada pembahasan metodologi yang dipakai dalam penyelesaian penelitian ini adalah : 1. Mencari sumber penelitian yang akan dibahas. 2. Pengumpulan data yang didapat dari sumber penelitian. 3. Pengolahan data-data yang didapat sesuai dengan tahapan pembebanan dengan mengambil sampel dari salah satu kuda-kuda (Truss 7). 4. Menghitung gaya-gaya yang bekerja pada pembebanan dari kuda-kuda truss 7. 5. Pengecekan tegangan pembebanan yaitu terhadap tegangan batang tarik, dan terhadap beban kritis terhadap tekan. Dari hasil pembahasan adanya perbedaan sudut dimana data awal 300 setelah dilakukan perhitungan ulang maka sudut 310 dan panjang bentang sesuai gambar 1250 mm tetapi dihitung menjadi 1252 mm. Setelah melakukan penelitian ini saranyang disampaikan bahwa baja ringan merupakan alternatif utama sebagai pengganti kayu untuk kebutuhan material konstruksi dimasa kini dan akan datang.
Kata Kunci : Tegangan batang tarik, Beban kritis terhadap batang tekan
12
I.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Dengan
10. Hasil pasangan atap baja ringan lebih rata atau flat jadi pasangan genteng lebih rapi dan lebih
pertumbuhan
penduduk
yang
bagus.
semakin padat dan semakin sulitnya didapat Untuk mendapat produk terbaik Jsteel
material kayu dalam pembangunan dewasa ini, produsen baja mulai melirih baja ringan sebagai pengganti kayu untuk konstruksi bangunan, baik itu bangunan sedang maupun bangunan besar. Mulai berkembangnya baja ringan di Kota Palangka Raya dan salah satu konstruksi yang sangat berperan dalam pembangunan pada saat ini, produsen Baja Ringan produk Jsteel lewat Distributor CV. Baja Guna Abadi Palangka Raya
Dengan Distributor resmi CV. Baja Guna Abadi Palangka Raya menghadirkan rangka baja yang paling mutakhir yaitu pelindung lapisan baja berteknologi tinggi yang terdiri atas zincalum, aluminium dan magnesium (ZAM) sehingga memiliki daya tahan karat paling sempurna. Maka dalam penyusunan skripsi ini sangat tertarik untuk menjadikan
sudah sering menawarkan produk terbaiknya. Mengapa harus memakai rangka atap Baja
baja ringan Jsteel sebagai judu Skripsi “ Analisis Baja Ringan Sebagai Bahan Kontruksi
ringan? 1. Karena bobot kontruksi atap baja ringan yang ringan maka dibandingkan dengan kayu,beban yang
bekerja sama dengan Nissin Steel Co.,LTD.
harus
di
tanggung
oleh
struktur
Atap”, yaitu pada banganan rumah Dinas Bank Indonesia Palangkaraya. 1.2.
Rumusan Masalah
dibawahnya lebih rendah.
Mengecek kekuatan kuda-kuda secara
2. Rangka atap baja ringan bersifat tidak membesarkan api ( non-combustible).
manual di rumah Dinas Bank Indonesia Palangka Raya.
3. Konsumen tidak perlu kuatir rangka atap baja 1.3.
ringan dimakan rayap.
Tujuan Penelitian Tujuan
4. Pemasangan Rangka atap baja ringan relative
penelitian
adalah
menghitung
sangat cepat apabila dibandingkan rangka
tegangan tarik dan tekan akibat gaya-gaya yang
kayu.
bekerja dan membandingkan dengan tegangan ijin.
5. Atap baja ringan nyaris tidak memiliki nilai II.
muai dan susut. 6. Desain atap baja ringan fleksibel mengikuti
2.1
desain atap yang ada. 7. Rangka
atap
baja
ringan
bebas
biaya
sehingga atap baja ringan lebih rata. rangka
atap
baja
penggunaannya
oleh
pabrikasi,
sebelum dikirim kelapangan, dipasang sebagai rangka atap.
ringan
mempunyai kuat tarik yang besarnya 560 Mpa.
baja dengan ukuran dan ketentuan yang telah disesuaikan
8. Lebih presisi sebab standar bentuk sama
truss
Pengertian Baja Ringan Baja ringan adalah material yang terbuat dari
pemeliharaan.
9. Batang
LANDASAN TEORI
2.2
Rangka atap/Kuda-kuda Seperti yang telah diuraikan diatas rangka
atap baja ringan dipasang dengan sistem konstruksi baja ringan yang stabil dan kokoh dengan 13
keunggulan baja ringan yang tahan terhadap segala
Kuda-kuda
cuaca, tidak berkarat, anti rayap, kuat untuk puluhan tahun.
Kuda-kuda adalah pemikul utama dari suatu rangka atap dan Berat sendiri kuda-kuda adalah 4,6 kg/m.
2.3
Pembebanan Beban konstruksi kuda-kuda dapat dibedakan
2.3.2
dalam beberapa bentuk yaitu :
Beban Hidup Yang dimaksud dengan beban hidup
adalah 2.3.1
Dead Load (Beban Mati/tetap)
beban pekerja (Pemadanm) + beban air
hujan dihitung sebesar P = 100 Kg (PMI – 1970).
Di dalam perhitungan Beban mati (Dead Load), beban–beban yang sangat diperhitungkan adalah
2.3.3
Sebagai berikut :
Untuk penelitian bangunan rumah dinas Bank
WinLoad (Beban angin).
Indonesia, didapat data dari perhitungan gambar Atap
yaitu : Atap merupakan struktur paling atas dari
seluruh bangunan, beban atap yaitu atap Multi sirap adalah 10 kg/m.
- Lokasi Bangunan
= Daratan
- Tekanan angin
= 40 kg/m2 (PMI – 1970)
- Kemiringan atap
= 300
- Koefisien Angin = Muka 0,2 = (PMI – 1970)
Gording
= Belakang (Isap) = 0,4
Gording pada baja ringan tidak sama
(PMI – 1970)
dengan bangunan yang memakai kayu, beban yang diperhitungkan adalah 3,6 kg/m. Tabel II.1
Ketebalan,
Berat
Jarak
Gording
III.
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Sumber Penelitian
Maksimum Profil Rangka Baja Merk JSteel
(Material
Aluminium
Zinc
Alloy Coated (Allzinc). Berat
dengan objek spesifikasi Bahan Baja digunakan yaitu :
Jarak Maksimum Gording Ketebalan
Sumber penelitian adalah produk baja JSteel
(mm)
1. Gording 2. Kuda-kuda
Internal
End
No
(mm)
(kg/m’)
Span
Span
Dinding
1.
0,50
4,60
1800
1200
2800
2.
0,45
4,00
1700
1100
2400
3.
0,40
3,60
1600
1000
2000
Material Kuda-kuda Uk-75 dengan bentang lebih dari 10 meter. 3.2
Pengumpulan data Data yang diperlukan didapat dari Distributor
CV. Baja Guna Abadi
Palangkaraya sebagai
berikut :
Plafon Plafon adalah pelindung dari panasnya matahari yang didapat dari atap, merupakan salah satu peran untuk indahnya suatu bangunan dalam, beban plafon mempunyai berat sendiri 20 Kg/m2.
1. Gambar rangka atap secara keseluruhan. 2. Gambar rangka kuda-kuda per item. 3. Buku-buku sebagai petunjuk ataupun teori perhitungan Baja.
14
4. Brosur Produk Jsteel (Rangga Atap Baja
2. Beban air hujan yang besarnya dihitung dengan
Ringan) 5. Foto-foto
rumus : yang
didapat
dari
Gx = (G-0,8 x sin α)
Distributor
Gy = (G-0,8 x cos α)
mengenai pemasangan rangka atap baja ringan. 3.3
3. Beban Angin
Pengolahan data Setelah
pengumpulan
data-data
yang
Untuk bangunan di darat mengasumsikan
diperlukan didapat, maka selanjutnya diolah data
beban angin (W) = 40 kg/m2.
berdasarkan tahapan pembebanan pada salah satu
B. Perhitungan Momen pada Gording
kuda-kuda rangka baja ringan dilapangan :
a.
Akibat beban mati
I. Memasukan data-data yang diketahui.
b.
Akibat beban hidup
c.
Akibat beban angin
Didalam penelitian ini data-data yang diketahui adalah :
Dalam perhitungan momen pada gording
Profil kuda-kuda
adalah mencari nilai momen pada Mx dan Nilai
Profil Gording
momen pada My.
Jenis Penutup Atap (Multi Sirap) IV. Perhitungan Gaya – Gaya Batang a. Akibat beban mati (Dead Load)
II. Kuda-kuda Batang yang sudah diketahui yaitu sudut A= 0
Mencari berat sendiri yang bekerja dengan
30 dilanjutkan pengecekan manual sudut yang
cara titik simpul batang atas dan menganalisa titik
sebenarnya. Untuk mendapat panjang total batang
simpul menentukan batang tarik (+) dan batang
kuda-kuda dicari dulu satu persatu jumlah batang
tekan (-)
yang ada pada sampel perhitungan :
b.
a. Batang Bawah
c. Batang Vertikal
b. Batang Atas
d. Batang Diagonal
Akibat beban hidup Mencari berat sendiri yang bekerja dengan
cara titik simpul dan menganalisa titik simpul dengan menentukan batang tarik (+) dan batang
III. Gording A. Pembebanan
tekan (-) akibat berat beban dari Pekerja. c.
Mencari berat sendiri yang bekerja dengan
a. Beban Mati - Berat sendiri gording W1 = L x qgording - Berat sendiri atap W2 = L x qatap - Total beban mati = W1 + W2
cara titik simpul dan menganalisa titik simpul menentukan batang tarik (+) dan batang tekan (-) akibat berat beban dari angin kanan (Tekan), angin kiri (Isap). Beban anginkiri
Beban angin kanan = Luas atas x Tekanan angin x Koefisien angin.
diambil paling menentukan diantara dua macam beban seperti berikut : 1. Beban terpusat dari seorang pekerja besarnya
= Luas atas x Tekanan angin x Koefisien angin.
b. Beban Hidup Beban terpusat dari pekerja yang besarnya
Win (Beban Angin)
V. Pengecekan tegangan pembebanan a.
Terhadap tegangan batang tarik
minimum 100 kg.
15
Batang
tarik
adalah
batang-batang
dari
struktrur yang dapat menahan pembebanan tarik
IV.
PEMBAHASAN
yang bekerja searah sumbu, untuk menghindari
4.1
Pengolahan data
runtuhan AISC menetapkan bahwa tegangan pada
I. Data-data yang diketahui :
penampang tidak boleh melampau : Rumus
=
ft
= 0,60 x fy
ft : Tegangan tarik aksial yang diijinkan fy : Tegangan Leleh Minimum baja Besarnya tegangan tarik yang disebabkan oleh
Gambar Rangka atap pada bangunan Data yang diketahui : Lebar Bangunan Panjang rangka atap
= 12,150 m
suatu beban tarik aksial ditentukan dengan
a. Jarak Kuda-kuda
= 1,500 m
persamaan :
b. Kemiringan
= 300
Rumus
=
ft = P/A
c. Tekanan angin yang bekerja (W) = 40 kg/m2
ft : Tegangan tarik aksial yang diijinkan P : Beban yang bekerja
d. Berat atap (Multi Sirap) = 10 kg/m2
A : Luasan Penampang maka b.
ft = P/A < ft = 0,60 x fy
e. Berat Baja Ringan untuk kuda-kuda
Pengecekan beban kritis terhadap tekan Batang tekan adalah batang yang menerima
= 4,6 kg/m f. Berat Baja Ringan untuk gording
pembebanan dari atasnya dan diteruskan ke
= 3,60 kg/m
batang tarik. Penelitian ini mengecekan sampai dimana beban kritis dari batang tekan (Pcr).
II. Kuda-kuda. a. Mencari Panjang Batang Rangka Kdakuda.
Rumus : Pcr = A x Fe. Untuk mencari Fe
Untuk perhitungan pembebanan pada salah
Fe : π2 x E
satu
kuda-kuda
rangka
baja
penelitian
mengambil kuda-kuda Truss – 7.
l/r
Berat Jenis Baja Ringan
r :
= 4,6 kg/m
Mencari sudut yang sebenarnya Pcr : Kekuatan kritis Maksimum dari batang tekan Fe : Harga tegangan Euler pada batang
tg α =
= 0,5916
α = arc.tg 0,5916 = 310
A
: Luasan Penampang
sin α = 0,515
r
: Jari-jari
cos α = 0,587
E
: Elastisitas Baja Ringan
Maka
ft
= P/A < Pcr = A x Ee.
Data yang diketahui setelah dilakukan koreksi secara Analisis : a. Lebar Bangunan b. Panjang rangka atap = 1215,2 cm
MULAI
c. Jarak Kuda-kuda d. Kemiringan
= 150,0 cm
= 310
Permasalahan 16
e. Tekanan angin yang bekerja (W) = 0,040 kg/cm f. Berat atap (Multi Sirap) = 0,010 kg/cm2 g. Berat Baja Ringan untuk kuda-kuda
III. Gording Pembebanan Beban Mati (q x DL) Berat sendiri gording = 3,6 kg/m
= 4,6 kg/cm h. Berat Baja Ringan untukGording
= 0,036 kg/cm W1 = L x Berat baja untuk gording
= 3,6 kg/cm
= 150cm x 0,036 kg/cm = 5,4 kg
Tabel 4.1 Panjang batang kuda-kuda setelah dihitung secara manual. NO A b c d e f g h i j k l m n o p q
Nama batang L1-2 L2-3 L3-4 L4-5 L5-6 L1-18 L18-17 L17-16 L16-15 L2-18 L3-18 L3-17 L4-17 L4-16 L5-16 L5-15 X15 JUMLAH
Panjang batang (cm) 141,2 141,2 141,2 141,2 141,2 150,0 152,0 152,0 152,6 81,8 175,4 164,4 234,0 247,0 304,5 317,1 570,0 28948
Jadi total panjang batang kuda-kuda truss-7 adalah :
Berat penutup atap : W2 = L x Berat atap = 150 cm x 0,010 kg/cm = 1,5 kg Total beban mati = W1 + W2 = 5,4 kg + 1,5 kg = 6,9 kg Tabel 4.2 Momen dan beban Gording setelah dihitung. Beban Angin
Beb an Mat
No
i (Kg
(Kg/m) Beban
Beban
Hidup
Hujan
TEKA
Kg
Kg
N Kg
) Mx
485
120515,
1
63
101
My
25
-914,06
18056, 25
Pembebanan (Kg/m) SEME
HISAP
TETAP
N
Kg
Kg
TARA
124452,
12445
6
2,6
9862,5
9862,5
Kg -112,5
1931,25
2193,7
-
-
5
IV. Perhitungan Gaya-gaya Batang a. Akibat beban mati
TOTAL = (Jumlah batang tabel 1 + batang
1) Berat sendiri yang bekerja pada simpul
vertikal) x 2 = (28948 cm + 288,8 cm) x 2 = 58473,6 cm Berat kuda-kuda baja ringan 0,046 kg/cm Jadi total berat kuda-kuda truss-7 adalah : TOTAL = (Total panjang batang x berat kuda-kuda baja ringan) = 58473,6 cmx 0,046 kg/cm
batang diatas -
Berat atap Multisirap = 0,010 kg/cm
-
Berat sendiri plafon
-
Berat sendiri gording = 0,036 kg/cm
-
Berat sendiri kuda-kuda = 0,046 kg/cm
= 0,020 kg/cm2
2) Untuk Jarak kuda-kuda 150 cm - Berat atap Multisirap = 0,010 kg/cm x 150 cm x 141,2 cm
= 2689,786 kg = 2689,79 kg 17
= 211,8 kg/cm - Berat sendiri plafon = 0,020 kg/cm2 x 150 cm
setelah dianalisa secara manual sudut A = 310. 2. Panjang bentang pada kuda-kuda truss-7
= 3,00 kg/cm - Berat sendiri gording = 0,036 kg/cmx 150 cm =5,40 kg
menurut Gambar adalah 12150 mm, tetapi setelah dianalisa secara manual menjadi 12152 mm, perbedaan dari data yang
- Berat sendiri kuda-kuda = 2689,79 kg
dipakai mempengaruhi :
3) Total beban mati (qDL) = 2936,99 kg/cm
1.
Panjang batang
2.
Pembebanan
3.
Tegangan
4.
Dll
Tabel 4.3 Batang Akibat Beban Mati BATANG
TEKAN (Kg)
TARIK (Kg)
(-)
(+)
Panjang batang pada rangka kuda-kuda S1 - S8
-
2517
S2 - S7
-
2916,75
S3 - S6
-
3954,65
tertentu, untuk mengantisipasinya dengan
S4 - S5
-
3327,42
menambah dimensi batang (menambah baja
S19 - S33
435,96
-
plat untuk meningkatkan kekakuan batang
S20 - S32
-
-
kuda itu sendiri).
S21 - S31
1604
-
S22 - S30
2590,75
-
S23 - S29
2665,18
-
S24 - S28
3248,19
-
S25 - S27
2612,93
-
S26
0
0
S34 - S35
-
1264,89
S9 - S18
2937
-
S10 - S17
4013,59
-
S11 – S16
2239,91
-
S12 – S15
1494,82
-
analisis atap baja ringan sebagai bahan
S13 – S16
1475,95
-
konstruksi atap. Untuk mengatasi hal tersebut
tidak kuat terhadap tekanan pada kemampuan
5.2
Saran Dengan
mempertimbangkan
hasil
ada kemungkinan menambah batang Vertikal V.
PENUTUP
5.1
Kesimpulan Didalam
pada
menganalisa
rangka
kuda-kuda
truss
7.
Perhitungan
dengan yang sudah ada dilapangan didapat perbedaan : 1. Sudut dari kuda-kuda dimana menurut gambar besarnya sudut A = 300, tetapi
18
