Evaluasi Struktur Rangka Kuda-Kuda Atap Baja Canai Dingin Wisma Perhutani Jakarta Selatan Berdasarkan SNI 7971:2013
ALYA NISRINA NABILAH PUTRI 1* , ERMA DESIMALIANA 2
1 Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia 2 Dosen Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia Email: alyanabilah0034@gmail.com

## ABSTRAK
Di Indonesia, material baja canai dingin seringkali diaplikasikan terutama struktur rangka kuda- kuda atap pada konstruksi gedung dewasa ini karena harga yang terjangkau dan mudah dalam pemasangan. Pada penelitian ini dilakukan evaluasi kembali terhadap struktur rangka kuda-kuda atap  Wisma  Perhutani  Jakarta  Selatan  berdasarkan  SNI  7971:2013  yang  bertujuan  untuk mengetahui  efektivitas  penggunaan  material  baja  canai  dingin  profil  kanal  dengan  dimensi C75x35x0,75.  Analisis  profil  kanal  menggunakan  metode  LRFD  berdasarkan  SNI  7971:2013 dengan melakukan pemodelan pada software SAP2000 sebagai struktur rangka 2D statis tertentu. Dari hasil analisis, didapatkan 5 batang tekan melebihi rasio kapasitas penampang dengan nilai rasio  terbesar  sebesar  1,638.  Sementara  itu,  lendutan  yang  terjadi  sebesar  4,653  mm  masih memenuhi nilai lendutan izin. Oleh karena itu, didapatkan simpulan bahwa struktur rangka kuda- kuda  atap  Wisma  Perhutani  Jakarta  Selatan  tidak  dapat  menahan  kombinasi  beban  luar berdasarkan peraturan SNI 1727:2020, karena terdapat batang yang tidak memenuhi syarat rasio kapasitas penampang.
Kata kunci: rangka kuda-kuda atap, baja canai dingin, rasio kapasitas penampang, deformasi

## ABSTRACT
In Indonesia, nowadays cold-formed steel material is often applied in building construction as roof truss frame structures, because of its affordable price and easy installation. In this research, a re-evaluation was carried out of Wisma Perhutani South Jakarta’s roof truss structure based on SNI 7971:2013 which aims to determine the effectiveness of using channel profile cold formed steel material with dimensions of C75x35x0.75. Channel profile analysis uses the LRFD method based  on  SNI  7971:2013  by  modeling  in  SAP2000  software  as  a  certain  statistical  2D  frame structure. From the analysis results, there are 5 compresision members exceeded its maximum capacity  ratio  as  1.638.  Meanwhile,  deflection  that  occurs  is  4.653  mm  below  the  allowable deflection.  Therefore,  it  could  be  concluded  that  Wisma  Perhutani  South  Jakarta’s  roof  truss structure  could  not  restrain  load  combinations  based  on  SNI  1727:2020,  because  of  some members exceeded the allowable capacity ratio.
Keywords: roof truss, cold-formed steel, cross-sectional capacity ratio, deflection

## 1. PENDAHULUAN
Struktur  atap  merupakan  bagian  bangunan  yang  paling  penting,  berfungsi  untuk  menahan beban-beban dari atap, serta biasanya terbagi menjadi rangka atap dan penopang rangka atap [14]. Rangka atap umumnya terdiri dari susunan balok-balok (kayu atau baja), baik secara vertikal  maupun  horizontal,  yang  fungsinya  untuk  menahan  beban  dari  penutup  atap  [7]. Rangka atap kuda-kuda merupakan bagian paling atas dari konstruksi bangunan gedung yang berfungsi untuk menahan beban hidup, beban mati dan beban angin [6]. Rangka atap kuda- kuda  juga  merupakan  struktur  rangka  batang  yang  diletakkan  pada  suatu  bidang  dan dihubungkan setiap ujung batangnya dengan sendi sehingga terbentuklah bagian bangunan yang terdiri dari segitiga-segitiga [13].
Perkembangan  teknologi  yang  pesat  dalam  bidang  konstruksi  gedung  seiring  dengan permintaan kebutuhan material bangunan baja canai dingin yang besar untuk kontruksi rangka atap kuda-kuda. Baja canai dingin atau juga dikenal dengan nama cold formed steel, biasanya dibentuk  melalui  proses cold  forming  dari  material  baja  karbon  atau  low-alloy  [1]  [8]  [9]. Material low-alloy ini dapat berbentuk lembaran, strip, pelat ataupun batangan yang tebalnya tidak lebih dari 25 mm dan diproses pada suhu kamar. Baja canai dingin memiliki dimensi dan tebal yang relatif tipis, yaitu sekitar 0,2 – 2 mm. Namun, kekuatan tarik yang dimiliki oleh baja canai dingin umumnya relatif tinggi, yaitu sekitar 550 MPa (G550). Sementara itu, tegangan leleh baja canai dingin berkisar antara 165 – 552 MPa [19]. Baja canai dingin terbagi menjadi 2 (dua) golongan utama, yaitu batang profil struktural tunggal (profil kanal, siku, sigma, bulat, Z, I dan I) dan berbentuk panel atau dek [18].
Dewasa ini, baja canai dingin sangat populer digunakan dalam konstruksi rangka atap kuda- kuda karena ringan, mudah digunakan dan cepat dalam pelaksanaan [10] [16]. Baja canai dingin telah banyak digunakan pada konstruksi rangka atap kuda-kuda sekarang ini sebagai alternatif  pengganti  baja  WF,  karena  kemudahannya  dan  kecepatan  pemasangannya  [11]. Baja canai dingin juga masih aman, efektif dan efisien untuk digunakan pada bentang di atas 15  meter [11].  Konstruksi rangka  atap  canai dingin  tipe  Pratt  lebih  efektif  digunakan  pada bentang  12  m  sedangkan  tipe  Howe  lebih  efektif  digunakan  pada  bentang  24  m,  dengan kegagalan yang terjadi akibat tekuk lentur [17]. Material baja canai dingin memiliki mutu yang baik  dari  kuat  tariknya,  biaya  pemasangan  yang  lebih  murah,  serta  pemasangannya membutuhkan  pekerja  yang  lebih  sedikit  dan  waktu  yang  lebih  cepat  [13].  Keruntuhan konstruksi rangka atap kuda-kuda baja canai dingin bukanlah disebabkan oleh sambungan, karena  masih  cukup kuat  untuk  menahan  kombinasi beban  gravitasi,  angin  dan  hujan  [2]. Kapasitas lentur penampang baja canai dingin memiliki nilai yang berbeda antara metode lebar efektif dengan metote lelehan awal ( initiation yield), kapasitas lentur profil baja canai dingin toe to toe lebih besar dibandingkan dengan profil baja canai dingin back to back [12]. Badan profil  baja  canai  dingin  yang  dimodifikasi  memiliki  kapasitas  tekan  yang  lebih  tinggi  akibat terjadinya reduksi tekuk lokal yang terjadi [15].
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka akan dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai evaluasi penggunaan material baja canai dingin pada konstruksi rangka kuda-kuda atap  Wisma  Perhutani  Jakarta  Selatan  terhadap  rasio  kapasitas  penampang  dan  lendutan berdasarkan SNI 7971:2013.

## 2. METODOLOGI
Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi literatur dan pengumpulan data melalui observasi atau pengamatan pada obyek yang akan dianalisis, yaitu dengan melihat kondisi  rangka kuda-kuda  atap  Wisma  Perhutani  Jakarta  Selatan  dan  mencari  data  stuktur
perencanaan rangka kuda-kuda atap eksisting. Selanjutnya, akan dilakukan pengolahan data dan pemodelan ulang rangka kuda-kuda atap tersebut dengan bantuan piranti lunak SAP2000.
Adapun tahapan penelitian yang dilakukan sebagai berikut:
1. Persiapan untuk menentukan lokasi dan obyek penelitian, yaitu rangka atap kuda-kuda Wisma Perhutani Jakarta Selatan.
2. Pengumpulan data sekunder, yaitu as build drawing (gambar perencanaan akhir).
3. Analisis data menggunakan SNI 7971:2013 [3], yaitu perhitungan kapasitas batang (baik tarik maupun tekan) dan lendutan menggunakan bantuan piranti lunak SAP2000.
4. Pembahasan hasil analisis dan kesimpulannya.

## 3. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Pemodelan Rangka Atap Kuda-kuda Baja Canai Dingin
Berdasarkan laporan material approval rangka kuda-kuda atap, perencanaan struktur eksisting rangka kuda-kuda atap baja ringan di Wisma Perhutani Jakarta Selatan menggunakan piranti lunak framecad untuk mempermudah perencana menentukan profil baja canai dingin [4]. Pada penelitian ini, rangka kuda-kuda atap baja canai dingin dimodelkan dan dianalisis ulang atau evaluasi  menggunakan  piranti  lunak  SAP2000  serta  peraturan-peraturan  seperti  SNI 1727:2020  [5]  untuk  pembebanan,  SNI  7971:2013  [3]  untuk  pengecekan  rasio  kapasitas penampang dan lendutan. Gambar 1 menunjukkan pemodelan struktur rangka kuda-kuda atap Wisma Perhutani Jakarta Selatan yang dilakukan mengacu pada gambar kerja eksisting.

## Gambar 1. Tampilan struktur rangka kuda-kuda atap Wisma Perhutani pada SAP2000

## 2.2 Pendefinisian Mutu Material dan Profil Baja Canai Dingin
Mutu material profil baja canai dingin eksisting memiliki sifat mekanis yang tergolong pada BJ LAS  550  dengan  nilai  kuat  luluh  minimum  dan  kuat  tarik  minimum  sebesar  550  MPa. Komponen  batang  tarik  dan  tekan  pada  rangka  kuda-kuda  atap  eksisting  menggunakan ukuran yang seragam yaitu sebesar C75×35×0,75. Definisi mutu material dan ukuran profil baja canai dingin tersaji pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 2. Tampilan mutu material BJ LAS 550 yang digunakan

## Gambar 3. Tampilan dimensi profil kanal yang digunakan

## 2.3 Pembebanan dan Kombinasi Pembebanan
Pembebanan  yang  mempengaruhi  rangka  kuda-kuda  atap  didistribusikan  pada  setiap  join batang tekan luar. Beban – beban tersebut didistribusikan menjadi 6 kombinasi pembebanan mengacu  pada  SNI  1727:2020  [3].  Kriteria  rangka  kuda-kuda  baja  canai  dingin  eksisting adalah sebagai berikut:
a. Jarak antar gording = 0,7 m.
b. Jarak antar kuda-kuda  = 1,2 m.
c. Jumlah kuda-kuda atap  = 18 buah.
Distribusi pembebanan akibat beban mati sebesar 9,24 kg terhadap rangka kuda-kuda atap tersaji pada Gambar 4. Distribusi pembebanan akibat beban mati plafon sebesar 5,5 kg/m 2
terhadap rangka kuda-kuda atap tersaji pada Gambar 5. Distribusi pembebanan akibat beban hidup  sebesar  58  kg/m 2 terhadap  rangka  kuda-kuda  atap  tersaji  pada  Gambar  6. Pembebanan  rangka  kuda-kuda  atap  terhadap beban  hidup  atap  tidak  direncanakan  untuk dibebani orang untuk hunian. Distribusi pembebanan akibat beban air hujan sebesar 16,46 kg terhadap rangka kuda-kuda atap tersaji pada Gambar 7. Distribusi pembebanan akibat beban angin hisap sebesar 0,138 kg dan beban angin tiup sebesar 0,285 terhadap rangka kuda-kuda atap tersaji pada Gambar 8.
Gambar 4. Pembebanan akibat beban mati
Gambar 5. Pembebanan akibat beban mati plafon
Gambar 6. Pembebanan akibat beban hidup
Gambar 7. Pembebanan akibat beban air hujan
Gambar 8. Pembebanan akibat beban angin

## 2.4 Pendefinisian Jenis Perletakan dan Release Partial Fixity
Rangka kuda-kuda atap baja canai dingin yang dimodelkan menggunakan perletakan sendi rol sebagai tumpuannya. Perletakan sendi pada rangka kuda-kuda atap berfungsi untuk menahan gaya vertikal dan gaya horisontal agar konstruksi tidak dapat bergerak bebas. Rangka kuda- kuda  atap  baja  canai  dingin  rentan  mengalami  lentur  dikarenakan  sambungan  baut  pada batang memiliki celah. Celah tersebut yang dapat mengakibatkan reaksi gaya tekan semakin besar, sehingga tumpuan rol dapat menjadi solusi untuk memberi ruang gerak lentur pada rangka  kuda-kuda  atap.  Rangka  kuda-kuda  atap  menerapkan frame  release  pada  seluruh batangnya, hal ini dikarenakan batang tidak menerima gaya momen melainkan menahan gaya tarik dan tekan batang. Penerapan frame release dan jenis tumpuan sendi dan rol pada rangka kuda-kuda atap tersaji pada Gambar 9 berikut.
Gambar 9. Jenis tumpuan dan penerapan frame release pada rangka kuda-kuda atap 2.5 Analisis Struktur
Analisis struktur pada pemodelan rangka kuda-kuda atap baja canai dingin bertujuan untuk mengetahui kekuatan penampang terhadap beban maksimum yang akan dipikul oleh struktur menggunakan peraturan pembebanan terbaru yaitu SNI 1727:2020 [5]. Analisis struktur dari segi rasio kapasitas penampang dan lendutan adalah sebagai berikut.

## 1. Rasio kapasitas penampang bayang tarik dan batang tekan
Rasio kapasitas penampang batang tarik dan batang tekan dapat dilihat pada Gambar 10 dan Tabel 1. Nilai gaya tekan dan tarik terbesar dari rangka kuda-kuda atap baja canai dingin tersaji pada Tabel 2.
Tabel 1. Rekapitulasi Nilai Rasio Kapasitas Batang Tarik dan Batang Tekan
Rangka Kuda-Kuda Baja Canai Dingin Batang Nilai Rasio 1 & 11 1,638 2 & 12 0,600 3 0,438 13 0,439 62 & 63 1,158 6 & 17 0,463 7 & 18 0,358 19, 21, 27, dan 28 0,168 22 & 26 0,153 23 & 25 0,152 4 0,139 29 & 38 0,003 31 & 39 0,150 30 & 37 0,018 57 & 48 0,510 56 0,043 47 0,042 53 & 34 0,082 52 & 35 0,032 50 & 51 0,070 58 0,214 61 0,213 59 1,426 40 & 55 0,188 41 & 54 0,231 42 & 44 0,014 43 0,040 45 & 46 0,199
Tabel 2. Rekapitulasi Gaya Terfaktor Batang Tarik dan Batang Tekan
Rangka Kuda-Kuda Baja Canai Dingin Batang Kombinasi P tekan [N] P tarik [N] 1 & 11 2 -10.230 - 2 & 12 2 -9.341 - 3 & 13 2 -7.747 - 62 & 63 2 -6.823 - 6 & 17 2 -3.378 - 7 & 18 2 -2.051 - 19, 21, 27, dan 28 2 - 7.158 22 & 26 2 - 6.539 23 & 25 2 - 6.539 4 2 - 5.833 29 & 38 1 - 134,93 31 & 39 2 -896 - 30 & 37 2 - 789 57 & 48 2 -1.462 - 56 & 47 2 - 1.310 53 & 34 2 - 331 52 & 35 2 - 247 50 & 51 1 & 2 -70,920 84,130 58 2 -1116 - 61 2 -1.115,790 - 59 2 -1.109,850 - 40 & 55 2 -2.415 - 41 & 54 2 -2.358 - 42 & 44 2 - 616 43 2 - 1.770,810 45 & 46 2 -1.252,660 -

## Gambar 10. Rasio kapasitas penampang batang tarik dan batang tekan
Berdasarkan  hasil pemodelan  dan  rekapitulasi, diperoleh  batang  1,  11, 59,  62, dan  63 memiliki rasio kapasitas penampang melebihi 1, dengan rasio terbesar dipikul oleh batang 1 dan 11 sebesar 1,638. Hal tersebut dikarenakan kapasitas penampang baja canai dingin berukuran  C75×35×0,75  ternyata  tidak  mampu  untuk  memikul  kombinasi  beban  luar dengan acuan peraturan SNI 1727:2020 [5] (detail kegagalan dapat dilihat pada Gambar 11). Solusi yang dapat ditawarkan pada kasus ini adalah dengan pembesaran dimensi penampang  baja  canai  dingin  atau  menambahkan  baja  canai  dingin  sebagai  pengaku diagonal pada batang yang melebihi rasio kapasitas.

## Gambar 11. Detail kegagalan batang dengan nilai rasio terbesar

## 2. Lendutan
Nilai lendutan dan bentuk deformasi rangka kuda-kuda baja canai dingin mengacu kepada kombinasi yang menghasilkan nilai gaya tekan dan gaya tarik terbesar yaitu kombinasi 2. Nilai lendutan terbesar yang terjadi pada rangka kuda-kuda atap baja canai dingin tersaji pada Gambar 12 hingga Gambar 14 berikut.
Gambar 12. Bentuk deformasi rangka kuda-kuda canai dingin
Gambar 13. Nilai lendutan batang no. 24 rangka kuda-kuda baja canai dingin dalam satuan mm

## Gambar 14. Nilai lendutan batang no. 24 rangka kuda-kuda baja canai dingin dalam satuan mm
Nilai lendutan terbesar berada pada batang tarik bawah rangka kuda-kuda dengan nilai lendutan sebesar 4,653 mm. Berdasarkan pemodelan dan perhitungan, diperoleh bahwa nilai lendutan maksimum yang terjadi masih memenuhi syarat defleksi ( 𝐿 /240) sebesar 47,75  mm.  Rangka  kuda-kuda  belum  mencapai  batas  lendutan  izin,  sehingga  dapat dikatakan bahwa struktur rangka kuda-kuda atap cukup kaku untuk menahan beban luar vertikal dan horisontal.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  analisis  pemodelan  dan  pembahasan  pada  penelitian  ini,  didapatkan bahwa  rangka  kuda-kuda  baja  canai  dingin  memiliki  5  (lima)  batang  tekan  yang melebihi  rasio  kapasitas  penampang.  Hal  tersebut  mengindikasikan  bahwa  struktur rangka kuda-kuda atap eksisting ternyata belum mampu untuk menahan beban luar yang mengacu peraturan SNI 1727:2020. Adapun upaya yang dapat dilakukan untuk menanggulangi  permasalahan  tersebut,  di  antaranya  dengan  pembesaran  dimensi penampang profil C baja canai dingin, pengaplikasian pengaku diagonal pada batang dengan nilai rasio kritis, ataupun mengganti profil rangka kuda-kuda atap baja canai
dingin dengan material konstruksi lainnya seperti kayu rekasaya seperti glulam dari kayu cepat tumbuh jenis Akasia Mangium.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Aldiansyah, M. R. (2019). Kajian Teknis Waktu dan Biaya pada Perbandingan Struktur Atap Kayu dan Struktur Atap Baja Ringan. RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil, 5(1), 118-129.
[2]  Apriani,  W.  L.  (2017).  Analisis  Sambungan  Sekrup  pada  Konstruksi  Atap  Baja  Ringan Menurut SNI 7971:2013. Siklus: Jurnal Teknik Sipil, 3(2), 49-57.
[3] Badan Standardisasi Nasional. (2013). SNI 7971:2013 tentang Struktur Baja Canai Dingin. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[4] Badan Standardisasi Nasional. (2017). SNI 8399:2017 tentang Profil Rangka Baja Ringan. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[5] Badan Standardisasi Nasional. (2020). SNI 1727:2020 tentang Beban Desain Minimum dan Kriteria  Terkait  Untuk  Bangunan  Gedung  dan  Struktur  Lain.  Jakarta:  Badan Standardisasi Nasional.
[6] Bowles, J. E. (1985). Disain Baja Konstruksi. Jakarta: Erlangga.
[7]  Crista,  N.  H.  (2023).  Evaluasi  Struktur  Kuda-kuda  Baja  Konvensional  Menara  USM Universitas  Semarang  Berdasarkan  Perbandingan  SNI  1729-2015  dengan  SNI  1729- 2020. Teknika, 18(1), 23-36.
[8]  Desmaliana,  E.  P.  (2020).  Analisis Perancangan  Jembatan  Rangka  Batang  Canai Dingin Pejalan  Kaki  Tipe  Lower  Deck  berdasarkan  Eurocode  3  dan  SNI  7971:2013. RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil, 6(1), 12-21.
[9] Desmaliana, E., Herbudiman, B., Ulfayani, A. M. & Gunawan, F. A. S. (2019). Study of cold formed  steel  beam  column  joint  to  resist  lateral  load. International  Conference  on Advances in Civil and Environmental Engineering (ICAnCEE 2018). 276, p. 01040. Bali: MATEC Web Confrences.
[10]  Diredja,  N.  V.  (2021).  Kajian  Analisis  Perbandingan  Rangka  Atap  Kuda-Kuda Menggunakan Kayu LVL dan Baja Ringan. RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil, 7(3), 172- 180.
[11]  Husnah,  D.  N.  (2019).  Analisis  Struktur  Rangka  Baja  Ringan  dan  Baja  Berat  dengan Aplikasi BricsCAD. Siklus: Jurnal Teknik Sipil, 5(2), 87-96.
[12] Padhlurohman, F. &. (2020). Analisis Kapasitas Balok Baja Ringan Menahan Tekuk Torsi Lateral. Jurnal Konstruksi, 18(2), 83-92.
[13] Rahayu, S. A. (2015). Analisis Perbandingan Rangka Atap Baja Ringan dengan Rangka Atap Kayu terhadap Mutu, Biaya dan Waktu. Fropil, 3(2), 116-130.
[14]  Royani,  M.  (2011). Konstruksi  Atap,  Teknik  Desain  Arsitektur.  Unpublished  Thesis.  . Semarang: Universitas Dipenogoro.
[15]  Ruus,  K.  H.  (2017).  Pengaruh  Bentuk  Badan  Profil Baja Ringan terhadap Kuat  Tekan. Jurnal Sipil Statik, 5(5), 251-262.
[16] Sanjaya, A. &. (2018). Studi Eksperimental Batang Tekan Baja Canai Dingin Diperkaku Sebagian. Jurnal Teknik Sipil, 25(1), 19-24.
[17]  Sucipta,  A.  S.  (2013).  Analisa  Pola  Keruntuhan  Konstruksi  Rangka  Atap  dengan Menggunakan Profil Baja Ringan. Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan, 1(1), 13-21.
[18] Wiguna, A. &. (2015). Analisis Kekuatan Baja Canai Dingin (Cold Formed Steel) Sebagai Alternatif  Untuk  Elemen  Struktur  Balok  Rumah  Sederhana  yang  Merespon  Gempa. Jurnal Konstruksi, 13(1), 1-20.
[19] Yu, W. W. (2000). Cold-Formed Steel Design 3rd Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc.