PERTEMUAN XIII

Oleh : A.A.M

Fungsi atap:

Atap bangunan gedung berfungsi untuk melindungi bangunan dan isinya dari pengaruh luar (panas, hujan, angin etc.). Bentuk atap hendaknya memberikan sentuhan estetika bangunan, oleh karena itu atap harus serasi dengan bentuk bangunannya.

Pemilihan bentuk dan bahan atap antara lain dipengaruhi oleh faktor – faktor sebagai berikut :

- Fungsi bangunan

- Syarat teknis

- Syarat hygenis

- Daerah / lokasi: budaya / tradisi; iklim, keadaan geografis

- Bahan yang tersedia, cara mendapatkan

Bahan penutup atap:

1. Genteng Tanah Biasa

Genteng tanah mempunyai beberapa variasi spesifikasi ukuran yang

hampir sama namun tidak seragam. Genteng dibuat dari tanah lempung dan

pasir. Setiap m2 luas atap dengan genteng tanah mempunyai jml. k.l. 25

buah genteng, sehingga ukuran terpasang setiap buahnya k.l. 20 cm x 20

cm.

Berat genteng jenis ini relatif ringan, shg tidak diperlukan struktur

atap yang rumit dan berat. Ukuran usuk yang diperlukan adalah 5/7, atau

dapat digunakan 4/6 jika jarak gording relatif dekat (sekitar 2 m). Ukuran reng

umumnya digunakan 2/3.

Genteng jenis ini mudah pecah, sehingga tidak dapat dinaiki pekerja

di atasnya pada saat pemasangan atap.

Bahan penutup atap:

2. Genteng Tanah Press

Genteng tanah jenis ini berukuran sama atau sedikit lebih besar dari

genteng tanah biasa. Setiap m2 dapat terdiri dari 20 atau 25 buah.

Perbedaan dg genteng tanah biasa adalah pada cara pembuatannya yang

dikerjakan dengan teknik tekanan (press) secara manual atau dg mesin, shg.

kekuatannya lebih tinggi dari genteng biasa dan pekerja dapat berada di

atasnya untuk bekerja.

Ukuran usuk dan reng yang digunakan sama seperti pada genteng

tanah biasa.

Bahan penutup atap:

3. Genteng Beton

Genteng beton terbuat dari mortar, yaitu campuran semen dan pasir, dengan

perbandingan 1:3 atau lebih, tetapi di dalamnya tidak menggunakan baja tulangan.

Kekuatan dan beratnya lebih tinggi dari genteng tanah. Ukuran genteng ini

bervariasi, berjumlah 9 sd 12 buah setiap m2 luas atap. Semakin besar ukuran

genteng yang digunakan, maka makin sedikit jml. rangka pendukung yang

dibutuhkan tetapi dengan ukuran yang lebih besar.

Dengan spesifikasi berat yang tinggi maka diperlukan rangka atap yang kuat.

Usuk dengan ukuran 5/7 cm dapat digunakan dengan catatan jarak antar gording

diperpendek menjadi sekitar 2 m. atau dngan usuk 6/10.

Misal digunakan genteng beton dengan jumlah 11 buah setiap 1 m2, maka

reng yang harus digunakan dipapaki ukuran 3/4 cm.

Bahan penutup atap:

4. Genteng Keramik

Genteng keramik adalah jenis genteng dari tanah yang telah

memperoleh pengolahan secara khusus (oven dgn suhu tinggi) sehingga

tanah akan menjadi keramik. Kekuatan genteng keramik sangat tinggi

dengan warna yang cerah dan tidak terlalu berat. Oleh karena itu genteng

keramik sangat ideal untuk bahan penutup atap.

Ukurannya bervariasi sama dengan genteng beton dengan jumlah 11

– 25 buah tiap m2. Bentuknya bermacam – macam sesuai dengan desain

yang dikehendaki.

Genteng keramik dapat menggunakan konstruksi atap dengan usuk

4/6 cm atau 5/7 cm dengan ukuran reng 2/3 cm atau 3/4 cm.

Bahan penutup atap:

5. Genteng Asbes

Genteng asbes adal genteng yang terbuat dari bahan asbes yang

sangat ringan. Biasanya pemasangannya dibuat gandengan. Kekuatannya

bervariasi tergantung produk dan jenisnya.

Rangka penutup atap yang bisa digunakan sama dengan rangka

yang digunakan pada genteng tanah atau keramik. Peamsangan jenis

genteng ini pada reng biasanya dilakukan dengan cara dipaku atau dibaut.

Bahan penutup atap:

6. Genteng Sirap kayu

Sirap kayu adalah bahan penutup atap yang terbuat dari bilah – bilah

kayu dengan ukuran bervariasi. Bentuk unit sirap kayu biasanya berupa bilah

kayu yang berbentuk lembaran kayu panjang (misalnya 0,5 x 10 x 60 cm).

Lapisan sirap kayu ini minimal dipakai sebanyak 3 lapis dan diapsang

bertindih dengan cara zig – zag.

Konstruksi atap sirap kayu menggunakan usuk ukuran 5/7 cm

dengan jarak sekitar 30 – 50 cm dan ukuran reng yang digunakan tergantung

pada ukuran sirapnya.

Atap sirap mempunyai kekuatan yang baik karena berlapis – lapis,

pekerja dapat berada diatasnya dengan hati – hati pada saat pemasangan

penutup atap tersebut.

Bahan penutup atap:

7. Genteng Sirap daun

Sirap daun adalah bahan penutup atap yang terbuat dari lapisan –

lapisan daun yang tebal. Daunn yang digunakan biasanya jenisa daun palem

atau rumput yang berbentuk memanjang.

Prinsip atap sirap daun ini sama dengan sirap kayu dengan metoda

yang berlapis – lapis.

Konstruksi atap sirap daun dilakukan dengan cara yang sama

dengan atap sirap, tetapi karen alasan umur daun yang relatif tidak tahan

terhadap cuaca maka digunakan rangka penutup yang sesuai dengannya

yaitu dengan menggunakan bambu atau kayu pohon palem (kelapa, dsb).

Bahan penutup atap:

8. Plat Beton

Atap dak beton berasal dari beton bertulang yang dibuat lembaran

dan dipakai sebagai atap. Karena bentuk lembaran yang lebar, maka atap

dak beton memerlukan bahan gabungan antara beton dan baja tulangan.

Atap dak hanya bertumpu pada konstruksi balok disekitarnya dan

tidak lagi memerlukan kosnturksi lain seperti usuk dan reng bahkan kuda -

kuda ataupun gunungan. Konstruksi atap dak terdiri dari besi tulangan polos

dengan diameter misal d8, d10, d12 tergantung beban yang diterimanya.

Atap dak perlu dibuat kedap air yang bisa menggunakan zat water

proofing atau dilapisi dengan plaster PC.

Bahan penutup atap:

9. Plat Baja

Atap pelat baja adalah atap pelat yang terbuat dari lembaran baja.

Atap ini tidak lagi memerlukan konstruksi atau rangka pendukung seperti

reng dan usuk. Hanya saja pada bagian – bagian tertentu menggunakan

gording untuk menyangga bagian – bagian yang memerluakan dukungan

karena beban yang cukup besar. Spesifikasi baja yang digunakan bervariasi.

Atap jenis ini sanga cocok digunakan untuk bangunan industri atau

gudang dengan ketinggian yang cukup tinggi dan beban dinamis yang besar

misal akibat angin, huan dan gempa bumi. Atap ini memerlukan coating atau

pelapis luar misal cat agar tidak berkarat.

Bahan penutup atap:

10. Atap Seng Lembaran

Atap seng lembaran adalah atap yang terbuat dari bahan seng

dengan bentuk lembaran bergelombang dengan ukuran tertentu (misal

800x1200, 800,2400, dsb dengan tebal yang beragam. Ukuran produk seng

yang relatif lebar ini sangat memudahkan dalam pemasangannya. Karena

sifat seng yang sangat ringan dan tidak dapat patah, maka penutup atap

seng hanya dipasang pada konstruksi yang sederhana yaitu dengan gording

saja tanpa usuk dan reng. Dengan demikian konstruksi penutup atap seng

lembaran sangat efisien.

Konstruksi atap seng hanya menggunakan gording dengan ukuran

yang tidak terlalu besar (misal ; kayu 6/12 atau 6/14) yang dipasang pada

setiap jarak 1 m atau 1,5 m.

cara terbaik bagi para pekerja jika berada diatas seng adalah dengan

cara menginjak bagian yang berada langsung diatas kayu gording.

Bahan penutup atap:

11. Atap Asbes Lembaran

Atap asbes lembaran adalah atap yang terbuat dari bahan asbes

dengan bentuk lembaran bergelombang dengan ukuran bervariasi seperti

atap seng gelombang, namun mempunyai ukuran gelombang yang berbeda

yaitu gelombang besar dan kecil.

Sifat asbes berbeda dengan sifat seng, asbes lebih getas dibanding

seng, oleh karena itu asbes memerlukan konstruksi yang sedikit lebih rapat.

Jarak antar gording berkisar 1 m – 1,5 m. Asbes gelombang besar relatif

lebih kuat dibanding dengan asbes dengan gelombang kecil karena struktur

bentuk lengkungnya.

Konstruksi pemasangan asbes hampir sama dengan konstruksi

pemasangan seng dengan menggunakan paku payung, namum paku payung

pada pemasangan asbes biasanya berbentuk paku ulir agar tidak pecah.

Struktur Rangka Atap:

Bentuk:

1. Struktur Rangka Batang (Truss)

2. Struktur Portal

Bahan:

1. Kayu

2. Baja

3. Beton bertulang / prategang

PONDASI

CONTOH PERENCANAAN

PONDASI MENERUS

BETON BERTULANG

• Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil atau batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air yang membentuk suatu massa mirip batuan.

• Bahan lain (admixtures) dapat ditambahkan pada campuran beton untuk meningkatkan workability, durability, dan waktu pengerasan.

• Beton mempunyai kekuatan tekan yang tinggi, dan kekuatan tarik yang rendah.

• Beton dapat retak karena adanya tegangan tarik akibat beban, susut yang tertahan, atau perubahan temperatur.

• Beton bertulang adalah kombinasi dari beton dan baja, dimana baja tulangan memberikan kekuatan tarik yang tidak dimiliki beton. Baja tulangan juga dapat memberikan tambahan kekuatan tekan pada struktur beton.

Beton dan Baja Tulangan

Beton bertulang (reinforced concrete)

Kuat dalam menahan gaya

tekan (compression), namun

lemah dalam menahan gaya

tarik.

Memperkuat dan menahan

gaya tarik

Perbedaan beton tidak bertulang dan beton bertulang

Beton tidak bertulang:

• Terjadi retak/patah pada

bagian tarik, meskipun P

masih kecil

• Keruntuhan mendadak

Beton bertulang:

• Retak kecil, jumlah lebih banyak

• Mampu menahan beban yang

lebih besar

• Keruntuhan tidak mendadak

BETON

Bahan Penyusun beton

• semen

• air

• agregat halus (pasir),

ukuran butir ≤ 5 mm

• agregat kasar (kerikil, batu belah),

ukuran butir > 5 mm

• bahan tambah (admixture)

Faktor yang berpengaruh terhadap mutu beton

• umur beton

• faktor air semen (water cement ratio)

• proporsi campuran bahan penyusun

dan bahan tambah

• sifat mudah dikerjakan (workability)

• perawatan beton (curing)

Kuat Tekan beton

pengujian silinder standar

(diameter 15 cm, tinggi 30 cm)

pada saat umur mencapai 28

hari.

P

P

30 cm

15 cm

c cu regangan

Tegangan

(Mpa)

fc’

0,45 fc’

Ec

1

(a) Diagram tegangan – regangan beton

(b) Pengujian tekan

Beberapa penentu sifat-sifat beton dan nilainy adalah sebagai berikut

(berdasarkan SNI ‘02):

• Tegangan tekan fc’

• Modulus elastisitas untuk beton, Ec secara umum:

• untuk beton normal Ec =

(berat isi ± 23 kN/m3)

• Regangan c = 0,002 atau 0,2 %

• Regangan cu = 0,003 atau 0,3 %

wc : berat isi beton (kg/m3)

f’c : kuat tekan beton (MPa)

'c

,c f,w 0430

51

'cf.7004

P P

Diagram momen

dengan:

M : momen lentur

y : jarak dari grs. Netral

ke sisi terluar

I : momen inersia

I

Myfcr

gn.

tegangan tekan

tegangan tarik

Pengujian Lentur

Kuat tekan beton untuk perancangan

Untuk perancangan struktur beton bertulang, kuat tekan beton

silinder standar didasarkan pada hasil statistik pengujian tekan

beton dari sejumlah benda uji (minimal 30 buah). Dengan asumsi

bahwa data terdistribusi secara normal, maka kuat tekan beton

didapatkan dari rumus:

sff crc 34,1''

dengan:

f’cr : kuat tekan rata-rata

s : standar deviasi

• Kekuatan tekan

• Modulus Elastisitas

• Rasio Poisson

• Susut (Shrinkage)

• Rangkak (Creep)

• Kekuatan tarik

• Kekuatan geser

Properties Beton Bertulang

Kekuatan Tekan (fc’)

• Tipikal kurva tegangan-regangan beton

Kekuatan Tekan (fc’)

• Kurva tegangan regangan bersifat linier hingga 1/3 sampai 1/2 dari kekuatan tekan ultimate, setelah itu kurva bersifat non linier

• Tidak terdapat titik leleh yang jelas, kurva cenderung smooth

• Kekuatan tekan ultimate tercapai pada regangan sebesar 0.002

• Beton hancur pada regangan 0.003 sampai 0.004. Untuk perhitungan, diasumsikan regangan ultimate beton adalah 0.003

• Beton mutu rendah lebih daktail dari beton mutu tinggi, yaitu mempunyai regangan yang lebih besar pada saat hancur

Kekuatan Tekan (fc’)

• Ditentukan berdasarkan tes benda uji silinder beton (ukuran 15 x 30 cm) usia 28 hari

• Dipengaruhi oleh:

– Perbandingan air/semen (water/cement ratio)

– Tipe semen

– Admixtures/bahan tambahan

– Agregat

– Kelembaban pada waktu beton mengeras

– Temperatur pada waktu beton mengeras

– Umur beton

– Kecepatan pembebanan

• Beberapa definisi:

– Modulus awal, yaitu slope atau kemiringan kurva tegangan regangan di titik awal kurva

– Modulus tangen, yaitu slope atau kemiringan di suatu titik pada kurva tegangan regangan, misalkan pada kekuatan 50% dari kekuatan ultimate

• Nilai Modulus Elastisitas:

– Ec = wc1.5 (0.043) fc’ (SI Unit)

– Ec = wc1.5 (33) fc’ (Imperial Unit)

Untuk beton normal, wc = 2320 kg/m3 (atau 145 lb/ft3 ):

– Ec = 4700 fc’ (SI Unit)

– Ec = 57000 fc’ (Imperial Unit)

Modulus Elastisitas, Ec

BAJA TULANGAN

Baja tulangan

Diagram tegangan-regangan baja tarik secara umum diperlihatkan

pada gambar di bawah.

Es

fmaks

fy

y maks regangan

Modulus

elastisitas:

= 200.000 MPa

y

y

s

fE

tegangan

Diagram tegangan-regangan baja tulangan yang dibebani tekan

dianggap mempunyai bentuk yang sama.

Modulus of Toughness:

Total absorbed energy

before rupture Modulus of

Elasticity

Stress – Strain Curve

Mutu baja tulangan baja tulangan:

Jenis Simbol fy minimum [MPa]

Polos BJTP 24 240

BJTP 30 300

Deform

BJTD 24 240

BJTD 30 300

BJTD 35 350

BJTD 40 400

BJTD 50 500

Tegangan leleh minimum sering digunakan sebagai dasar perencanaan.

Dalam perencanaan beton bertulang tidak boleh didasarkan pada kuat leleh

tulangan fy yang melebihi 550 MPa, kecuali untuk tendon pratekan.

Macam-macam bentuk baja tulangan deform

Ukuran Baja Tulangan Polos

Ukuran Baja Tulangan Deform

BETON BERTULANG

f

baja

beton

Komponen Struktur Beton Bertulang

• Mempunyai kekuatan tekan yang tinggi dibandingkan kebanyakan material lain.

• Cukup tahan terhadap api dan air.

• Sangat kaku dan kokoh.

• Pemeliharaan yang mudah.

• Umur bangunan yang panjang.

• Mudah diproduksi, terbuat dari bahan-bahan yang tersedia lokal (batu pecah/kerikil, pasir, dan air), dan sebagian kecil semen dan baja tulangan yang dapat didatangkan dari tempat lain.

• Dapat digunakan untuk berbagai bentuk elemen struktur (balok, kolom, pelat, cangkang, dll).

• Ekonomis, terutama untuk struktur pondasi, basement, pier, dll.

• Tidak memerlukan tenaga kerja dilatih khusus.

Keuntungan Penggunaan Beton Bertulang untuk Material Struktur

• Mempunyai kekuatan tarik yang rendah sehingga memerlukan baja tulangan untuk menahan tarik.

• Memerlukan cetakan/bekisting serta formwork sampai beton mengeras, yang biayanya bisa cukup tinggi.

• Struktur umumnya berat karena kekuatan yang rendah per unit berat.

• Struktur umumnya berdimensi besar karena kekuatan yang rendah per unit volume.

• Properties dan karakteristik beton bervariasi sesuai dengan proporsi campuran dan proses mixing.

• Berubah volumenya sejalan dengan waktu (adanya susut dan rangkak).

Kerugian Penggunaan Beton Bertulang untuk Material Struktur

Pemilihan bahan struktur yang akan digunakan untuk bangunan

tertentu dipengaruhi oleh :

• Tujuan Disain: Struktur harus memenuhi kriteria berikut,

– Sesuai dengan fungsi/kebutuhan

– Ekonomis

– Layak secara struktural

– Pemeliharaan mudah

• Proses Disain:

– Definisi kebutuhan dan prioritas

– Pengembangan konsep sistem struktur

– Disain elemen-elemen struktur

Perencanaan Struktur

• Kekuatan > beban

• Berlaku untuk semua gaya dalam, yaitu momen lentur, gaya geser, dan gaya aksial

• Rn > 1S1 + 2S2 + …

• adalah faktor reduksi kekuatan/tahanan, i adalah faktor beban

• bervariasi sesuai dengan sifat gaya, – Lentur, = 0.90

– Geser dan torsi, = 0.85

– Aksial tarik, = 0.90

– Aksial tekan, dengan tulangan spiral, = 0.75

– Aksial tekan, dengan tulangan lain, = 0.70

Prinsip Dasar Disain

SELESAI