Posisi Purlin, Menghadap Ke Atas Atau Ke Bawah

Judul di atas adalah judul dari diskusi seru dan menarik yang ada di fanpage Dunia Teknik Sipil. Di website ini, admin akan memberikan komentar yang sifatnya berbagi informasi. Jadi, apa yang admin tulis di bawah ini hanya sebatas pengetahuan, penelitian, dan pengalaman admin saja. Jika ada kritikan, sanggahan, bantahan, dan lain sebagainya… sangat-sangat dipersilahkan mengisi kolom komentar.

Kasusnya sederhana, mana posisi purlin yang benar, terbuka ke atas atau ke bawah?

posisi purlin

nb : abaikan saja penampakan yang ada di tengah… anggap saja iklan.

Kalo pertanyaannya sekedar mana yang benar, jawabannya adalah dua-duanya benar, karena yaa memang ngga ada yang salah dengan gambar yang kiri maupun yang kanan. Open-mouthed smile Dua-duanya bisa dihitung, dua-duanya bisa digambar, bisa kerjakan, dan bisa berfungsi sebagai purlin sesuai dengan rencana.

Tapi, kalau ditanya mana yang paling banyak digunakan, menurut penerawangan admin, purlin yang menghadap ke atas lah yang paling banyak digunakan. Kenapa? Tentu banyak alasannya. Mari kita tinjau satu per satu.

image

Kekuatan

Kalo posisi purlin berdiri tegak tentu ngga ada masalah, beban gravitasi bekerja seluruhnya pada sumbu kuat purlin. Tapi begitu posisinya dimiringkan, beban gravitasi itu akan diuraikan searah dengan sumbu-sumbu penampang purlin, sebagian ke sumbu kuat, sebagian ke sumbu lemah.

Coba buka lagi buku Statika, atau Anstruk, atau Mektek-nya. Kalo keliru, mohon dikoreksi… soalnya admin lagi ngga bawa buku Open-mouthed smile

image

Kalo kita sederhankan, kita abaikan komponen beban yang sejajar sumbu kuat, soalnya sama saja untuk kedua kondisi tadi. Kita ambil yang bekerja di sumbu lemahnya saja, trus kita bandingkan antara purlin yang menghadap ke atas dan yang menghadap ke bawah, apa yang bisa diamati?

image

 

Keliatan ya… posisi titik beratnya beda… yang sumbu y itu lho. Yang kiri posisi sumbu y agak ke atas, yang kanan posisinya lebih ke bawah. Pengaruhnya ke mana?

Ini rumit, ada kaitannya dengan distribusi tegangan, serat yang mengalami tekan, efek kekangan lokal, dan lain-lain sebagainya… Dan admin ngga mau melibatkan pembaca lebih jauh ke situ, kalo ada yang mau silahkan dikembangkan sendiri, tapi nanti sia-sia, karena ada satu fakta bahwa, kedua kondisi di atas sama.

Kenapa begitu? Beban luar (yang warna ijo itu) di atas adalah beban yang  terjadi di sepanjang bentang, at most di tengah bentang. Jangan lupa bahwa ada area tumpuan yang memberikan reaksi/gaya pada purlin pada arah yang berlawanan.

image

Jadi… sama ji toh? Kita capek-capek tinjau masalah distribusi tegangan, tekuk lokal, dll untuk beban dari atas untuk masing-masing posisi. Eh, nanti kita cek lagi untuk beban dari bawah… untuk masing-masing posisi juga. Yaela…

Mungkin ada pembaca yang berpendapat gini, kalo konsentrasi tegangan (gaya) di daerah tumpuan lebih besar, momen tumpuan dan lapangan tidak sama besarnya, efeknya akan berbeda. Dan lain-lain sebagainya…. monggo… silahkan dikaji lebih dalam lagi. Nanti kita diskusikan sama-sama Smile Yang jelas, pekerjaan itu bakal menghabiskan manhour yang cukup gede Open-mouthed smile Open-mouthed smile

Jadi, Kesimpulannya, skor 1-1 untuk kondisi Purlin Mangap Atas vs Purlin Mangap Bawah dari segi kekuatan.

STABILITAS

Gini, coba lihat tabel profil purlin di atas… ada parameter Center of Shear. Apa pula itu? Perhatikan ya… Center of Shear itu adalah Pusat Geser.

….

(krik… krik… krik..)

Maaf… biarkan admin tarik nafas dulu.

Oke…,jadi… Center of Shear itu adalah suatu titik, dimana kalo titik itu diberi beban/gaya (katakanlah dari atas), maka penampang tersebut akan mengalami lentur sempurna, melendut lurus ke bawah. (fiuh..!)

Untuk penampang simetri, Center of Shear-nya (c.o.s) berhimpit dengan Center of Gravity (c.o.g) , tapi untuk penampang asimetris ngga, makanya ada di tabel.

image

Kira-kira macam gambar di atas lah. Mungkin ada yang berpikiran, ah… masa sih… fakta di lapangan baik-baik aja tuh. Betul… alasan pertama, skalanya mikro, susah dideteksi oleh mata, tapi bisa terdeteksi oleh alat pengukur, seperti sensor misalnya. Dan yang kedua, beban yang umumnya bekerja tidak terlalu besar. (nb: di youtube banyak video tentang lateral buckling, walopun kasus purlin ini bukan termasuk lateral buckling, tapi gejalanya sama…. translasi + rotasi).

Jadi, pada dasarnya beban yang bekerja di luar Center of Shear memberikan pengaruh kepada kestabilan struktur, semakin jauh posisi proyeksi beban dari C.o.S, semakin tidak stabil struktur tersebut.

Sekarang kita aplikasikan ke kasus kita di atas. Tugas kita sederhana, mencari posisi mana yang lebih stabil.

image

Nah… kelihatan deh, pada gambar kiri, beban P jika diproyeksikan, posisinya lebih dekat kepada Center of Shear dibandingkan beban P pada gambar kanan. Artinya Purlin Mangap Atas memberikan efek lebih stabil dibandingkan Purlin Mangap Bawah. Lebih stabil artinya peluang untuk berotasi lebih kecil.

 

purlin detail

Gambar di atas admin “curi” dari website salah satu produsen purlin di negara tetangga. Coba perhatikan catatannya…. Penampang Z dan C seharusnya memposisikan flange menunjuk ke arah atas kemiringan untuk mengurangi rotasi.

See? Dia ternyata udah paham… Open-mouthed smile Open-mouthed smile

Jadi, untuk stabilitas, purlin yang menghadap ke atas pemenangnya… skor 2-1. Open-mouthed smile

CONSTRUCTABILITY

Kebetulan istilah “constructibility” belum ada padanan katanya di dalam Bahasa Indonesia, tapi bisa diterjemahkan sebagai “kesanggupan untuk dibangun / dipasang”.

Kita akan evaluasi, mana yang lebih mudah dibangun atau dipasang, purlin menghadap atas atau bawah?

image

Kalo ini mah gampang ya. Pada detail konstruksi purlin, dikenal satu komponen yang namanya Cleat Plate. Ini adalah plat tempat purlin bertumpu.

Kenapa purlin ngga langsung duduk di atas rafter?

Sabar… nanti di bahas kok. Satu-satu ya.

Cleat Plate ini disambung (dilas) langsung ke rafter / kuda-kuda. Jadi, begitu rafter sudah terpasang di atas, purlin dinaikkan dan dibautkan ke Cleat Plate. Nah, untuk posisi purlin menghadap ke atas, tentu ngga ada masalah kalo mau masang ke cleat plate, cukup disandarkan saja, begitu mau dipasang tinggal diadjust posisi bautnya. Sementara untuk posisi purlin menghadap bawah sedikit lebih rumit karena harus disangga (ditumpu) sementara sebelum disambung ke cleat plate.

Jadi,… dari segi constructability, Purlin Mangap Atas lagi-lagi menang. Skor 3-1.

TRANSFER BEBAN KE BAUT

Bagaimana dengan mekanisme transfer bebannya? Perhatikan lagi gambar sebelumnya (di bagian constructability). Pada purlin posisi menghadap atas, baut akan menerima beban/gaya berupa geser saja. Sementara pada posisi purlin menghadap bawah, baut akan memikul gaya geser dan tarik. Bisa dibayangkanlah…

Jadi, baut pada Purlin Mangap Bawah lebih menderita dibanding baut pada Purlin Mangap Atas. Purlin Mangap Atas unggul lagi…. 4-1.

ITU AJA SIH

Nah… kira-kira itulah alasan teknik kenapa Purlin Mangap Atas lebih banyak diaplikasikan di kehidupan sehari-hari… #eh.

 

SERBA SERBI

Sekarang kita masuk ke bagian pengayaan alias serba-serbi tentang purlin. Paling ngga ada beberapa isu dan pertanyaan yang mungkin muncul dari benak pembaca. Salah satunya sudah sempat admin singgung di atas… Smile

Kenapa Harus Pake Cleat Plate

Kenapa ngga langsung ditumpu di atas rafter??

Jawaban paling tidak ada 2:

Yang pertama, untuk menghindari tekuk lokal pada badan purlin. Kita tau kalo di daerah tumpuan itu konsentrasi gaya cukup besar dibanding di daerah lain (tengah bentang). Apalagi purlin termasuk penampang berdinding tipis, risiko terjadi tekuk lokal sangat tinggi, dan salah satu penyumbang kontribusi terbesar untuk terjadinya tekuk lokal adalah… gaya terpusat. Reaksi tumpuan bentuknya gaya terpusat bukan?

image

Untuk penampang baja biasa misalnya WF dan UNP, ada perlakuan khusus untuk menghindari tekuk lokal ini, yaitu menambah pelat pengaku (stiffener plate) di daerah sekitar tumpuan.

image

Tapi ini susah dilakukan untuk penampang purlin… karena bentuknya rumit… ada “lidah” yang menghalangi.

….

Sementara alasan yang kedua adalah, susah masang bautnya. Lagi-lagi karena lidah pada purlin yang mengganggu / menghambat pengencangan baut.

image

Ngga dilas aja gan?…. Open-mouthed smile Open-mouthed smile Melakukan pengelasan di ketinggian, kalo ngga urgent, sebaiknya dihindari. Ingat safety Smile

Catatan:

  • Ada yang menggunakan profil UNP sebagai purlin. Untuk UNP, boleh langsung duduk di atas rafter karena web UNP lebih tebal daripada C-channel, sehingga risiko tekuk lokal lebih kecil. Lagipula UNP bisa dipasangi plat pengaku Smile
  • Tidak sedikit juga ditemui purlin tipis (baik itu profil C maupun Z) yang duduk langsung di atas rafter. Selama ada dukungan teknisnya, itu sah-sah saja. Dukungan teknis = analisis, perhitungan, kalkulus, bla..bla..bla.. Open-mouthed smile Open-mouthed smile

 

Kenapa Harus Ada Gap?

Pasti ada yang bertanya-tanya, kenapa harus ada gap (celah) antara purlin dan rafter?

Ini sepengetahuan admin aja ya… alasan teknisnya memang ngga ada… Gap itu dimaksudkan untuk memberikan ruang agar purlin bisa menempel pada cleat plate dengan sempurna, tanpa terganjal oleh sambungan las antara cleat plate dengan rafter. Smile

image

 

Penutup

Yah… kira-kira seperti itulah seluk-beluk dunia perpurlinan. Admin juga belum menemui kasus yang aneh-aneh dengan purlin jadi belum bisa sharing yang lebih dari ini. Masih ada sebenarnya yang bisa dikupas tentang purlin, misalnya sag-rod, girt (saudara kandung purlin), tapi…. admin sudah kehabisan tenaga.. Open-mouthed smile

Kalo ada info yang terlewatkan, keliru, atau cenderung menyesatkan, atau mungkin membuat tersinggung pihak tertentu XD, silahkan diluruskan kembali di kolom komentar Smile

 

Sebagai penutup… admin coba lampirkan 3 macam Detail Drawing untuk Purlin yang admin ambil dari standard drawing dari perusahaan perencana yang berbeda-beda, dan untuk jenis proyek yang berbeda pula.

image

image

image

 

[] semoga bermanfaat []

5 thoughts on “Posisi Purlin, Menghadap Ke Atas Atau Ke Bawah

  1. Winarso Trisalyono

    Jurnal yang dibuat sangat bermanfaat apalagi kalau dibarengi dengan masukan berupa komentar yang baik dan bertanggung jawab.

    Reply
  2. Yahya

    Pak juragan untuk design atap rafternya sendiri bagaimana jikalau kita mempertimbangkan gording sebagai member yang membagi bagi sumbu lemah balok rafter sebanyak jumlah gording yang ada, jadi si “doi” mengurangi Lk sumbu lemah profil rafter, mengingat ketika profil diletakan bersudut untuk atap selain gaya momen & geser gaya axialnya pun timbul, jadi dapat menambah kapasitas tekan rafter dan juga kapasitas momennya istilahnya ketika kita melakukan design dengan mempertimbangkan kehadiran purlin hasilnya akan berbeda ketika diabaikan dan hanya diperkirakan sebagai beban, istilahnya lagi lebih ngirit lah profil yang dihasilkan, tapi mengingat juga posisi purlinnya pun diatas balok rafter bukan ditengah2 balok rafter, sepengalaman pak juragan dalam mendesign rafter bagaimana yah, monggo bisa dishare, terima kasih.

    Reply
    1. admin Post author

      @Pak Yahya,

      Secara teori bisa pak, untuk menahan gording/purlin melendut ke arah sumbu lemah.

      Tapi kalo mau dikatakan apakah bisa dijadikan sebagai pengaku (pengekang) lateral di sumbu lemah rafter, sehingga kapasitas momennya bertambah, itu perlu sedikit judgement. Walopun pada praktiknya, sebagian besar perencana langsung pukul rata jawabannya IYA.

      Saya pribadi juga sering mempertimbangkan hal itu. Padahal secara teori, kekangan itu kan tujuannya untuk menjaga agar tidak terjadi TEKUK TORSI LATERAL (melendut sambil memuntir). Jadi, efek kekangan itu relatif. Tergantung perbandingan antara ukuran purlin dan rafter.

      Misalnya, purlin ukuran C 150x50x20x2.3 punya efek kekangan yang beda terhadap rafter WF 150×75 dan rafter WF 300×150.

      cmiiw

      Reply
      1. yahya

        maaf pak baru bisa menanggapi jawabannya sekarang.
        jikalau judgement dipakai untuk menentukan seberapa besar efek kekangan pada balok rafter sepertinya agak membingungkan khususnya bagi para engineer baru seperti saya,
        adakah tolak ukur atau perhitungan tepatnya berdasarkan perbandingan ukuran purlin & rafter serta banyaknya purlin pada rafter yang digunakan sehingga menghasilkan seberapa besar jarak songkongan yang ada.
        trimss sebelumnya

Boleh komentar di sini