Perhitungan Pembebanan kanopi

Karena kanopi tidak menggantung/ ditopang pada pinggir sehingga tidak terdapat gaya terpusat sebesar 200 kg/m’ diujungnya.

Analisis dan Desain Elemen Struktur

Struktur Atap ( Gording )

A. SpesifikasiUmum :

a. Spesifikasi Atap

Penutup Atap : Genteng

Berat Penutup Atap : 50 kg/m2

Kemiringan Atap : 26,565o

b. Jarak antar Gording : 1,118 m

c. Jarak antar Kuda-kuda : 4 m

d. Kayu yang dipergunakan adalah kayu kelas 1 ( diambil E 20 )

Modulus Elastisistas (Ew) : 19.000 Mpa

Kuat Lentur (Fb) : 47 Mpa

Kuat tarik sejajar serat(Ft) : 44 Mpa

Kuat teka sejajar serat (Fc) : 39 Mpa

Kuat Geser (Fv) : 5,8 Mpa

Kuat tekan tegak lurus serat : 18 Mpa

e. Kayu yang dipergunakan adalah kayu mutu A dan konstruksi terlindung

B. Pembebanan

1. Beban Mati Penutup atap ( genteng dan usuk kaso) = ( 1,118 m x 50 kg/m2) = 59 kg/m Berat sendiri (kayu) = 10 kg/m

Total = 69 kg/m

2. Beban orang Total = 100 kg

3. Beban Hidup

Beban hidup (100 kg/m2) = (1,118 m x 100 kg/m2) = 111,8kg/m’ Beban hujan (40-0,8x26.565) = 18.75 kg/m2x1,118 m =20,96 kg/m’

Total =132,76 kg/m’

4. Beban terpusat Beban hidup terpusat Total = 0 kg

5. Beban Angin : Tekanan tekan (0.02x26.565-0.4)x25 = 3,28 kg/m2x1,118 = 3,667 kg/m’ Tekanan tarik (-0.4x25) = 10kg/m2x1.118 = -11,18kg/m’

Maka tekanan angin dapat dihitung :

Pada bagian muka,untuk sudut kemiringan atap() < 65 o ,maka koefisiennya = (0.02 () – 0.4 ). Dalam hal ini kemiringan atap adalah 26,565 o, maka dapat dihitung :

W = (0,02(26,565)-0,4) (25) = 3,28 kg/m2 x jarak antar gording

= 3,28 kg/m2 x 1,118 m = 3,667 kg/m

C. Perhitungan Momen Lentur

a. Akibat Beban Mati ( qDL = 67,75 kg/m )qx = q . sin α = (69) . sin 26,565o = 30,858 kg/m’

qy = q . cos α = (69) . cos 26,565o = 61,716 kg/m’

Mx = 1/8 . qy . L2 = (1/8) . (61,716) . ( 42 ) = 123,431 kg.m

My = 1/8 . qx . L2 = (1/8) . (30,858) . ( 42 ) = 61,715 kg.m

b. Beban orang ( Ha = 100 )Px = 100 sin 26,565° = 44,721 kg

Py = 100 cos 26,565° = 89,443 kg

Mx =1/4. Py. Lx =1/4. 89,443. 4 = 89,443 kg.m

My =1/4. Px. Ly =1/4 . 44,721. 4 = 44,721 kg.m

c. Beban Hidup ( Ha = 132,76 kg/m )qx = q . sin α = (132,76) . sin 26,565o = 59,372 kg/m’

qy = q . cos α = (132,76) . cos 26,565o = 118,744 kg/m’

Mx = 1/8 . qy . L2 = ( 1/8 ) . (118,744) . ( 42 ) = 237,484 kg.m

My = 1/8 . qx . L2 = ( 1/8 ) . (59,372) . ( 42 ) = 118,744 kg.m

d. Beban Angin

Angin muka = 3,667 kg/ m

qx = 0 kg/m’

qy = 3,667 kg/m’

Mx = 1/8 . qy . L2 = ( 1/8 ) . (3,667) . ( 42 ) = 7,344 kg.m

My = 0 = 0 kg.m

Angin belakang = -11,55 kg/ m

qx = 0 kg/m’

qy = -11,55 kg/m’

Mx = 1/8 . qy . L2 = ( 1/8 ) . -11,55 . ( 42 ) = -23,1 kg.m

My = 0 = 0 kg.m

D. Kombinasi Pembebanan

Kombinasi 1 : Mu = 1,4 MDL

Kombinasi 2 : Mu = 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 ( MLa atau MH )

Kombinasi 3 : Mu = 1,2 MDL + 1,6 ( MLa atau MH ) + (γLMLL atau 0,8 MW)

Kombinasi 4 : Mu = 1,2 MDL + 1,3 MW + γLMLl + 0,5 ( MLa atau MH )

Kombinasi Beban Mx ( kg.m) My ( kg.m)

1.4 D 172.803 86.402

1.2 D + 1.6 L + 0.5 La/H 572.820 286.409

1.2 D + 1.6 La/H + 0.8 W 297.093 145.612

1.2 D + 1.3 W + 0.5 La/H 202.373 96.419

Sehingga dari perhitungan diatas momen yang diperoleh :

Mux = 572,820 kg.m = 57.282,0 kg.cm

Muy = 286,409 kg.m = 28.640,9 kg.cm

Asumsi dengan kayu berukuran 10 x 12 cm ,sehingga dapat kita perhitungkan nilai Sx dan Sy

penampangnya adalah :

= 240 cm3

Sy = = 200 cm3

Pengecekan lentur gording

Untuk arah sumbu x

Ew = 19.000 Mpa = 190000 kg/cm2

Untuk kayu mutu A, dengan Nilai Rasio Tahanan 0,80, maka nilai Ew menjadi :

→

Nilai Ew terkoreksi :

Cm = 1 ( konstruksi kayu terlindung)

Ct = 1 ( suhu di daerah tropis ≤ 38º C) maka :

→

Dari tabel 1, Nilai Kuat Acuan Berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15% (SNI

Tata Cara Perncanaan Konstruksi Kayu Indonesia) akan diperoleh nilai Fb (Kuat Lentur) untuk Ew’

= 15200 Mpa dengan interpolasi, yakni : Fb = 35,6 MPa. Sehingga :

Syarat yang harus dipenuhi adalah , dimana

Mux = 57.282,0 kg.cm; λ = faktor waktu untuk Kombinasi pembebanan 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 MLa

yakni 0,80 .

Sehingga,

Sx = = = 236,624 < Sx penampang → Profil Kayu OK !

Untuk arah sumbu y

Ew = 19.000 Mpa = 190000 kg/cm2

Untuk kayu mutu A, dengan Nilai Rasio Tahanan 0,80, maka nilai Ew menjadi :

→

Nilai Ew terkoreksi :

Cm = 1 ( konstruksi kayu terlindung)

Ct = 1 ( suhu di daerah tropis ≤ 38º C) maka :

→

Dari tabel 1 Nilai Kuat Acuan Berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15% (SNI

Tata Cara Perncanaan Konstruksi Kayu Indonesia) akan diperoleh nilai Fb (Kuat Lentur) untuk Ew’

= 15200 Mpa dengan interpolasi, yakni : Fb = 35,6 MPa. Sehingga :

→

Syarat yang harus dipenuhi adalah , dimana

Muy = 28.640,9 kg.cm ; λ = faktor waktu untuk kombinasi pembebanan 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 MLa

yakni 0,80.

Sy= = = 118,312< Sy penampang → Profil kayu OK !

Jadi, balok ukuran (10 × 12) cm dapat digunakan untuk gording kanopi.

Pengecekan geser gording

Perhitungan gaya geser yang terjadi

a. Akibat Beban Mati ( qDL = 69 kg/m )qx = q . sin α = (69) . sin 26,565o = 30,858 kg/m’

qy = q . cos α = (69) . cos 26,565o = 61,716 kg/m’

Vux = = = 61,715 kg

Vuy = = = 123,431 kg

b. Beban orang ( Ha = 100 )Px = 100 sin 26,565° = 44,721 kg

Py = 100 cos 26,565° = 89,443 kg

Vux = = = 22,361 kg

Vuy = = = 44,721 kg

c. Beban Hidup ( Ha = 132,76 kg/m )qx = q . sin α = (132,76) . sin 26,565o = 59,372 kg/m’

qy = q . cos α = (132,76) . cos 26,565o = 118,744 kg/m’

Vux = = = 118,744 kg

Vuy = = = 237,488 kg

d. Beban Angin Angin muka = 3,667 kg/ m

qx = 0 kg/m’

qy = 3,667 kg/m’

Vux = = 0 kg

Vuy = = = 3,667 kg

Angin belakang = -11,55 kg/ m

qx = 0 kg/m’

qy = -11,55 kg/m’

Vux = = 0 kg

Vuy = = = -11,55 kg

Kombinasi Beban Vx ( kg.m) Vy ( kg.m)

1.4 D 86,402 172,803

1.2 D + 1.6 L + 0.5 La/H 275,229 550,459

1.2 D + 1.6 La/H + 0.8 W 109,835 210,431

1.2 D + 1.3 W + 0.5 La/H 85,239 175,245

Sehingga Diperoleh:

Vux = 275,229 kg

Vuy = 550,459kg

Ew = 19.000 Mpa = 190000 kg/cm2

Untuk kayu mutu A, dengan Nilai Rasio Tahanan 0,80, maka nilai Ew menjadi :

→

Nilai Ew terkoreksi :

Cm = 1 (konstruksi kayu terlindung)

Ct = 1 (suhu di daerah tropis ≤ 38º C) maka :

Dari tabel 1 Nilai Kuat Acuan Berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15% (SNI

Tata Cara Perncanaan Konstruksi Kayu Indonesia) akan diperoleh nilai Fb (Kuat Lentur) untuk Ew’

= 15200 Mpa dengan interpolasi, yakni : Fv = 5,24 MPa. Sehingga :

Syarat : , dimana , λ = faktor waktu untuk kombinasi

pembebanan 1,2 MDL + 1,6 MLL + 0,5 MLa yakni 0,80.

Sehingga :

OK !

Jadi, balok ukuran 10 x 12 kuat menahan geser yang terjadi pada gording.

Pembebanan Kuda-kuda

1. Beban mati

Penutup atap ( genteng dan usuk kaso) = ( 1,118 m x 50 kg/m2) = 75 kg/m

Berat sendiri kuda-kuda = 35 kg/m

Berat gording kayu = 10 kg/m

Total = 120 kg/m

Beban orang = 100 kg

Beban Hidup

Beban hidup = 100 kg/m2 = (1,5 m x 100 kg/m2) = 150 kg/m’

Beban Angin :

Tekanan tiup=(0.02x26,565o-0.4)x25= 3.283kg/m2x1.5 =4,924 kg/m’

Dengan menggunakan software sap dapat dihitung geser yang terjadi di tiap batang dimana

Penomoran batang

batanggaya aksial akibat beban (KG)

mati hidup orang anginS14 0 0 0 0 S13 0 0 0 0S17 -93.99 -117.48 -78.32 -9.02S19 51.14 63.93 42.62 2.42S18 -51.14 -63.93 -42.62 -2.42

Kombinasi pembebanan

Kombinasi pembebanan

Kombinasi 1 : Pu = 1,4 PDL

Kombinasi 2 : Pu = 1,2 PDL + 1,6 PLL +0,5PLA

Kombinasi 3 : Pu = 1,2 PDL + 1,6 PLA + 0,8 PW

Kombinasi 4 : Pu = 1,2 PDL + 1,3 PW + 0.5 PLA

batangkombinasi

1kombinasi

2kombinasi

3kombinasi

4s1 0 0 0 0s2 0 0 0 0s3 -131.586 -339.916 -245.32 -163.67s4 71.596 184.966 131.496 85.824s5 -71.596 -184.966 -131.5 -85.824

Gaya batang terbesar didapati pada kombinasi ke2

Untuk batang Tarik yang digunakan untuk perhitungan adalah gaya tarik paling besar

pada S4 (Tarik)

Kayu yang dipakai adalah Kayu kelas 1 ( diambil E 20 ) dimana (Ew): 12.000 Mpa= 120000

kg/cm2. Untuk kayu mutu A, maka Ew dikalikan dengan faktor ketahanan yaitu = 0.8 x 120000

=96.000 kg/cm2

Maka diperoleh kuat tarik sejajar serat dengan interpolasi

600/1000 =x/2x=17+1.2=18,2 MPA

Jika dijadikan dalam satuan kg/cm2 = 182 kg/cm2

Dimana Cm = 1, Ct = 1 dan Cf= 1 maka Ft’ = Ft = 182 kg/cm2

An = 0.8 A karena diasumsikan 20 % untuk lubang baut.

Maka T’= Ft’ x 0.8 A

dimana λ = 1 dan φt = 0.8

Maka A yang diperlukan = = =2,26 cm2

Jadi untuk kemudahan kerja digunakan profil kayu 3x5 untuk setiap batang tarik yaitu batang

2 dan 4

Untuk batang tekan yang digunakan untuk perhitungan adalah gaya tekan terbesar

pada S3 (Tekan)

Kayu yang dipakai adalah Kayu kelas 1 ( diambil E 20 ) dimana (Ew): 12.000 Mpa= 120000

kg/cm2. Untuk kayu mutu A, maka Ew dikalikan dengan faktor ketahanan yaitu = 0.8 x 120000

=96.000 kg/cm2

Maka diperoleh kuat tekan sejajar serat dengan interpolasi

600/1000 =x/1 Fcx=24+0,6=24,6 MPA

Jika dijadikan dalam satuan kg/cm2 = 246 kg/cm2

E’05 = 0.61 x Ew’ = 0.61 x 96000 = 58560 kg/cm2

Akan digunakan kayu ukuran 5 x 8 maka nilai inersia

Ix =

Iy =

= =1479,5 kg

Dimana Cm = 1, Ct = 1 dan Cf = 1 maka :

=9840 kg

Mencari nilai Cp yaitu :

Cp = 0.17

Maka P’= Po’ x Cp = 9840 x 0.17 = 1672,8 kg

(OK!)

Jadi kayu ukuran 5 x 8 dapat digunakan.

Desain kanopi yang digunakan

5 x 8

5 x 8

3 x 5

3 x 5 10 x 12