Wizard Kuda-Kuda Atap
Artikel ini menjelaskan cara membuat kuda-kuda atap kayu, baja, atau baja ringan (roof truss) di StatiCAD dengan wizard kuda-kuda: pemilihan templat, pratinjau berdimensi, penempatan dengan dua titik tumpuan pada denah (bila diinginkan berderet), pengeditan, dan model analisis. Untuk menambahkan gording di antara kuda-kuda, lihat artikel Gording Otomatis di Antara Kuda-Kuda.
1. Tentang artikel ini
Wizard ini memungkinkan Anda memilih kuda-kuda atap kayu dari templat, menyesuaikannya dengan pratinjau berdimensi, lalu membuatnya dengan mengklik dua titik tumpuan pada denah (bila diinginkan berderet). Kuda-kuda yang sudah dibuat dapat diedit kemudian dengan jendela yang sama.
Penjelasan disusun berdasarkan sebuah contoh: pada bangunan satu lantai berukuran 10 × 8 m dengan dinding 24 cm, lima kuda-kuda Howe dengan bentang 8 m, kemiringan 30%, dan tritisan 40 cm di kedua sisi ditempatkan dengan jarak 2 m. Penambahan gording di antara kuda-kuda dijelaskan dalam artikel Gording Otomatis di Antara Kuda-Kuda.
Edisi: Wizard kuda-kuda dapat digunakan pada semua edisi StatiCAD. Tangkapan layar diambil dengan StatiCAD Ultimate V.10.0.1.0.
2. Metode Sebelumnya dan Perbedaan Wizard
Sebelumnya, kuda-kuda dimodelkan di StatiCAD sebagai berikut: tampak kuda-kuda digambar dengan balok pada denah (bidang XY), lalu dengan perintah Putar diputar 90° terhadap sumbu X sehingga berada pada bidang vertikal. Balok yang tetap vertikal setelah pemutaran diubah menjadi tiang dengan perintah ubah balok menjadi kolom.
Wizard menghasilkan struktur data yang sama secara parametrik. Perbedaannya: geometri didefinisikan dalam satu jendela, sumbu elemen bertemu di simpul, dan susunan tumpuan serta sendi yang sesuai dengan model analisis dibuat secara otomatis.
| Metode putar | Wizard kuda-kuda | |
|---|---|---|
| Geometri | Gambar manual; diulang untuk setiap bentang dan kemiringan | 13 templat; parameter bentang, kemiringan, bubungan, dan tritisan; kemiringan dipertahankan saat bentang berubah |
| Sumbu elemen | Simpul balok pada muka atas, sumbu h/2 lebih rendah (eksentris) | Sumbu pada garis simpul: batang-batang bertemu secara sentris di simpul |
| Sendi | Manual | Batang tepi menerus, ujung batang pengisi bersendi pada bidang kuda-kuda (dapat dipilih) |
| Tumpuan | Batang tepi bawah langsung pada elevasi lantai | Tiang dudukan sendi + rol (disarankan) atau dudukan langsung |
| Deret | Dengan penyalinan | Jumlah dan jarak; setiap kuda-kuda menjadi grup seleksi tersendiri (MAKAS-01 ...) |
| Pengeditan | Elemen satu per satu | Kuda-kuda terpilih dibuat ulang dengan wizard |
Proyek yang digambar dengan metode lama: Kuda-kuda yang digambar dengan metode putar juga didukung; saran untuk model-model ini ada pada Bagian 9.
3. Membuka Wizard
Wizard dapat dibuka dari tiga tempat: Gambar › Kuda-Kuda (wizard kuda-kuda atap)..., Makro › Wizard kuda-kuda..., dan tombol Kuda-Kuda pada toolbar kiri. Ketiganya membuka jendela yang sama. Kuda-kuda dibuat sebagai elemen lantai aktif; pada lantai pondasi, program memberikan peringatan.
4. Jendela Wizard
Di sisi kiri jendela terdapat galeri tipe kuda-kuda, di tengah pratinjau berdimensi, dan di sisi kanan pengaturan dalam empat tab. Pratinjau diperbarui pada setiap perubahan: batang tepi atas digambar merah, batang tepi bawah biru, batang vertikal hijau, dan batang diagonal oranye; bentang, tinggi bubungan, tritisan, dan kemiringan diberi dimensi, dan simbol tumpuan ditampilkan. Saat kursor diarahkan ke sebuah elemen, panjang dan penampangnya terlihat. Baris di bawah pratinjau menampilkan jumlah simpul dan elemen, jumlah dan panjang total tiap kelompok elemen, serta volume penampang per kuda-kuda.
Gambar 4 – Wizard kuda-kuda: Segitiga – Howe, bentang 8,00 m, kemiringan 30%, tritisan 0,40 m
4.1. Tipe Kuda-Kuda
Galeri berisi 13 templat. Saat templat dipilih, geometri dan batang pengisi terisi dengan nilai yang disarankan untuk tipe tersebut; setiap nilai pada tab kemudian dapat diubah. Tombol Kembali ke nilai templat memulihkan nilai templat yang dipilih.
| Templat | Penggunaan |
|---|---|
| Segitiga – Fink (W) | Segitiga simetris; diagonal berbentuk W. Tipe yang paling umum pada hunian |
| Segitiga – Howe | Diagonal naik ke arah bubungan (tekan), batang vertikal memikul tarik |
| Segitiga – Pratt | Diagonal turun dari bubungan (tarik), batang vertikal memikul tekan |
| Tiang gantung (king post) | Satu tiang di tengah dan dua penyokong; untuk bentang pendek |
| Trapesium – Pratt / Warren | Kuda-kuda berpuncak datar (terpancung) |
| Satu kemiringan (atap sandar) | Miring ke satu arah; atap sandar (lean-to) dan atap setengah |
| Datar – Pratt / Warren | Rangka batang datar dengan batang tepi sejajar |
| Batang tepi sejajar miring | Rangka batang miring dengan batang tepi sejajar |
| Kuda-kuda gunting (scissor) | Kuda-kuda dengan batang tepi bawah yang juga miring (langit-langit ditinggikan) |
| Pelengkung / Bulan sabit | Batang tepi atas melengkung (pada bulan sabit batang tepi bawah juga); kurva dibagi menjadi segmen-segmen parabola |
4.2. Tab Geometri
| Bidang | Keterangan |
|---|---|
| Bentang (antar tumpuan) | Jarak horizontal antara dua tumpuan. Bila Pertahankan kemiringan saat bentang berubah dicentang, tinggi bubungan dan tinggi tumit (heel) disesuaikan agar kemiringan tetap sama (aturan yang sama berlaku pada penempatan di denah). Nilai antara saat pengetikan (mis. "8" ketika 800 sedang diketik) diabaikan. |
| Bubungan | Di tengah, di kiri, di kanan, atau masukkan posisi; posisi diberikan dalam cm dari kiri. Bila Simetris dicentang, sisi kanan mengikuti sisi kiri. |
| Batang tepi atas | Tinggi ujung kiri/kanan (tumit) dan tinggi bubungan dalam cm dari dasar; kemiringan juga dapat dimasukkan dalam %. Batang tepi atas melengkung menghasilkan bentuk pelengkung. |
| Batang tepi bawah | Tinggi ujung kiri/kanan dan tinggi di bawah bubungan (untuk kuda-kuda gunting). Batang tepi bawah melengkung menghasilkan bentuk bulan sabit. |
| Tritisan dan elevasi | Tritisan kiri/kanan adalah perpanjangan horizontal batang tepi atas ke luar tumpuan. Tutup ujung tritisan menambahkan batang tepi bawah dan batang vertikal pada ujungnya. Elevasi dasar adalah tinggi dasar kuda-kuda terhadap elevasi atas lantai. |
4.3. Tab Batang Pengisi
Tipe batang pengisi: Pratt, Howe, Warren, Warren + batang vertikal, satu arah (N), Fink, dan tiang gantung (king post). Penjelasan singkat tipe yang dipilih tertulis di bagian bawah.
Pembagian panel diberikan dengan dua cara. Bila Dengan jumlah panel dipilih, dimasukkan jumlah panel di sebelah kiri dan kanan bubungan. Bila Dengan panjang panel target dipilih, diberikan panjang panel horizontal dan jumlah panel dihitung darinya.
Batang vertikal tengah di bubungan menambahkan batang vertikal pada simpul bubungan.
Titik-titik pada batang tepi yang bukan simpul batang pengisi digabungkan; batang tepi tidak dibagi tanpa perlu.
4.4. Tab Penampang
Jenis material: Kayu, Baja (kuda-kuda baja), atau Baja ringan (kuda-kuda baja ringan); baja tersedia pada StatiCAD Ultimate dan Hybrid, baja ringan hanya pada StatiCAD Ultimate. Kelas: kelas kayu (mis. C24, GL28h) atau kelas baja (S235, S275, S355 ...) yang terdefinisi dalam proyek dan yang ada di pustaka. Bila belum ada dalam proyek, ditambahkan dari pustaka.
Penampang persegi panjang (b × h) (kayu) diberikan secara terpisah untuk empat kelompok: batang tepi atas, batang tepi bawah, batang vertikal, diagonal.
Sambungan (model analisis): Batang tepi menerus, ujung batang pengisi bersendi (disarankan), semua ujung bersendi, atau kaku. Sendi hanya diberikan pada bidang kuda-kuda (M3); sambungan di luar bidang dipertahankan.
Tumpuan: Tiang dudukan sendi + rol (disarankan) atau duduk langsung. Rinciannya ada pada Bagian 8.
Kuda-Kuda Baja
Bila Baja dipilih pada Jenis material, sebagai pengganti kotak b × h dipilih keluarga profil (IPE, HE A, HE B, UPN, L, RHS, CHS ...) dan profil untuk setiap kelompok. Default: batang tepi HE 100 A, batang vertikal dan diagonal IPE 80, kelas S235.
Batang tepi dan diagonal dibuat sebagai balok baja, batang vertikal sebagai tiang rangka atap baja. Penampang profil ditambahkan ke proyek; dalam model elemen hingga, luas dan momen inersia diambil dari katalog. Sendi sama seperti pada kayu (ujung batang pengisi bersendi pada bidang kuda-kuda). Tiang dudukan mengambil profil batang tepi bawah.
Pada pemeriksaan baja, panjang tekuk torsi lateral Lb elemen batang tepi adalah panjang elemen (panel); pada batang tepi miring, panjang miring sebenarnya. Ringkasan di bawah pratinjau memberikan berat baja per kuda-kuda.
Pemeriksaan elemen kuda-kuda baja: Batang tepi dan diagonal (balok baja) diperiksa terhadap tekuk tekan aksial dan interaksi gaya aksial–lentur (ÇYTHYE 11.3); panjang tekuk adalah panjang elemen dari simpul ke simpul (pada batang tepi miring, panjang miring sebenarnya). Batang vertikal (pemeriksaan kolom baja) diperiksa terhadap tekan dan tarik. Profil yang didukung: I/H, U (bila sayapnya kompak), kotak, pipa, dan siku sama kaki.
Yang belum didukung: Profil T dan siku tidak sama kaki tidak tercakup dalam pemeriksaan baja; pada analisis, elemen-elemen ini tampil tidak memadai dengan keterangan "belum didukung", dan wizard menyatakannya pada jendela serta pada pesan hasil. Tekuk torsi–lentur pada profil U dan aturan batang tekan siku yang tersambung pada satu kakinya tidak dihitung secara tersendiri.
Kuda-Kuda Baja Ringan
Bila Baja ringan dipilih pada Jenis material, untuk setiap kelompok dipilih keluarga profil (CC, UU, SIGMA, CPLUS, SIGMAPLUS) dan profil dari katalog profil baja ringan bawaan. Default: batang tepi CC C150x80x20x2, batang vertikal dan diagonal CC C100x60x18x2, kelas S235. Profil Z tidak ada pada daftar kuda-kuda.
Batang tepi dan diagonal dibuat sebagai balok baja ringan, batang vertikal sebagai tiang rangka atap baja ringan, dan diperiksa dengan pemeriksaan elemen baja ringan (HCBTİE). Dengan asumsi simpul bersekrup, default Sambungan adalah semua ujung elemen bersendi (pada bidang kuda-kuda; menerus di luar bidang); pengaturan ini dapat diubah.
Hasilnya terlihat pada laporan baja ringan setelah analisis.
Batasan kuda-kuda baja ringan: Pemeriksaan sambungan (simpul) bersekrup tidak dilakukan; elemen berupa profil tunggal (tidak ada penampang tersusun punggung-ke-punggung). Sayap atas batang tepi tidak dianggap tertahan lateral (gording yang dibuat dengan wizard gording menahan batang tepi hanya pada titik-titik gording).
4.5. Tab Penempatan
Jumlah kuda-kuda dan jarak kuda-kuda membuat deret sekaligus. Arah deret menentukan apakah deret bergerak ke kiri atau ke kanan bila dilihat dari titik pertama ke titik kedua.
Setiap kuda-kuda dimasukkan ke grup seleksi tersendiri (awalan nama grup + nomor urut: MAKAS-01, MAKAS-02 ...). Dengan memilih grup, semua elemen kuda-kuda dipilih, dihapus, atau disalin bersama-sama.
Tempatkan dengan koordinat: dua titik tumpuan (cm) dimasukkan, lalu kuda-kuda dibuat dengan Tambah tanpa mengklik pada denah.
5. Penempatan pada Denah
Dengan tombol Letakkan pada denah (2 titik), jendela disembunyikan dan program beralih ke mode pemilihan pada denah. Opsi penjepitan (snap) program (titik ujung, perpotongan as, perpotongan objek) berlaku; selama Shift ditekan, titik kedua dikunci pada arah tegak lurus terhadap titik pertama.
- Klik titik tumpuan pertama (pada contoh, di atas dinding bawah pada x = 1,00 m).
- Gerakkan mouse ke tumpuan kedua. Garis karet (rubber band) menampilkan semua garis kuda-kuda dalam deret; jendela Pratinjau kuda-kuda memperbarui bentang secara langsung (kemiringan dipertahankan).
- Klik titik tumpuan kedua. Kuda-kuda dibuat dan ringkasannya ditulis pada baris status.
- Alat tetap aktif; untuk deret kuda-kuda baru, dua titik dapat diklik lagi. Klik kanan atau memilih alat lain mengakhiri alat ini.
Gambar 9 – Saat menunggu titik kedua: garis karet menampilkan lima garis kuda-kuda, jendela pratinjau menampilkan bentang langsung (7,96 m)
Gambar 10 – Setelah klik kedua, lima kuda-kuda (MAKAS-01 … MAKAS-05) dibuat; ringkasan pada baris status
6. Model yang Terbentuk
Wizard menghasilkan jenis elemen yang sama dengan metode putar sebelumnya. Batang tepi atas, batang tepi bawah, dan batang diagonal adalah balok kayu dengan elevasi ujung yang berbeda. Batang vertikal bertipe Tiang Rangka Atap; tipe ini tidak mendapat tumpuan otomatis dan sendinya diperhitungkan. Sumbu elemen berada pada garis simpul (offset balok h/2); batang-batang bertemu secara sentris di simpul.
Gambar 11 – Kuda-kuda yang dibuat pada tampilan 3D
| Kelompok | Tipe elemen | Kondisi ujung |
|---|---|---|
| Batang tepi atas | Balok kayu | Menerus (pada sambungan yang disarankan) |
| Batang tepi bawah | Balok kayu | Menerus |
| Diagonal | Balok kayu | Kedua ujung bersendi pada bidang kuda-kuda (M3) |
| Batang vertikal | Tiang Rangka Atap | Kedua ujung bersendi pada bidang kuda-kuda (M3) |
| Tiang dudukan | Tiang Rangka Atap | Bersendi di bagian atas pada tumpuan ke-1 (tumpuan sendi), bersendi di kedua ujung pada tumpuan ke-2 (tumpuan rol) |
7. Mengedit Kuda-Kuda
Pilih elemen apa pun dari kuda-kuda yang sudah dibuat; buka wizard melalui menu klik kanan denah atau Makro › Edit kuda-kuda terpilih.... Jendela terbuka dengan judul edit kuda-kuda. Dengan Perbarui kuda-kuda, elemen lama dalam grup dihapus dan kuda-kuda dibuat ulang dengan nilai baru dari tumpuan pertama yang sama dan pada arah yang sama (bentang juga dapat diubah).
Gambar 13 – Mode edit: parameter kuda-kuda yang dibuat pada sesi yang sama dimuat; Perbarui kuda-kuda
Parameter disimpan dalam file: Sejak V10.0.7.1, parameter kuda-kuda (termasuk jenis material dan profil) ditulis ke file proyek; pada pengeditan, pengaturan dari file dimuat. Pada kuda-kuda yang dibuat dengan versi sebelumnya, sumbu, bentang, elevasi dasar, dan tiang dudukan ditemukan dari elemen; pengaturan lainnya diisi dengan nilai templat.
8. Model Tumpuan dan Analisis
Bila batang tepi bawah bertumpu langsung pada dinding di elevasi atas lantai dan opsi diafragma pada pembebanan vertikal aktif, diafragma kaku saling mengunci tumpuan dan simpul batang tepi bawah dalam bidang. Dalam kasus ini, gaya tarik tidak terbentuk pada batang tepi bawah akibat beban vertikal; gaya mengalir ke kekangan diafragma. Pada metode putar sebelumnya keadaannya juga sama.
Tiang dudukan sendi + rol (disarankan) menghilangkan masalah ini. Kuda-kuda dibuat lebih tinggi sebesar tinggi dudukan (default 10 cm). Tiang pendek pada tumpuan pertama bersendi di bagian atas pada bidang kuda-kuda (tumpuan sendi). Tiang pada tumpuan kedua bersendi di kedua ujungnya (batang pendel, tumpuan rol). Terhadap arah di luar bidang, kuda-kuda tertahan di kedua ujung. Dengan demikian kuda-kuda bekerja seperti rangka batang yang sebenarnya.
Opsi duduk langsung: Bila Duduk langsung dipilih, wizard memberikan peringatan mengenai kondisi diafragma. Untuk penyelesaian kuda-kuda dengan opsi ini, nonaktifkan opsi “Buat diafragma juga pada pembebanan vertikal (G dan Q)” pada Pengaturan Umum Proyek › Gaya Elemen.
Gambar 14 – Analisis model contoh: tidak ada peringatan elemen melayang (peringatan dalam daftar terkait berat satuan volume material dinding contoh)
9. Kuda-Kuda yang Digambar dengan Metode Lama
Kuda-kuda yang digambar dengan memutarnya terhadap sumbu X dianalisis sama seperti yang dibuat dengan wizard. Pada balok yang terbentuk melalui simetri atau pemutaran, elevasi ujung, tipe dan panjang tumpuan, penonjolan, sendi ujung, serta tulangan tumpuan yang telah ditetapkan ikut terbawa bersama ujungnya; geometri kuda-kuda tidak berubah pada analisis.
Penyambungan kuda-kuda ke balok tumpuan dilakukan oleh modul kontak balok (Pemeriksaan Geometri › hubungkan otomatis balok yang berpotongan/bersentuhan): batang tepi bawah yang menyentuh balok tritisan atau balok dinding dihubungkan dengan ikatan kontak; elemen vertikal yang ujung bawahnya bertumpu pada sebuah balok (mis. tiang puncak kuda-kuda) tidak dianggap bertumpu pada lantai/tanah.
Saran untuk proyek:
- Gambarlah batang tepi bawah kuda-kuda pada elevasi yang menyentuh balok tumpuan atau kepala kolom; bila celah di antaranya lebih besar daripada toleransi kontak (5 cm), ikatan tidak terbentuk.
- Tiang lepas yang tidak memiliki kuda-kuda di bawahnya, kolom yang digambar dua kali pada tempat yang sama, dan kolom yang tidak terhubung ke mana pun muncul pada daftar peringatan analisis sebagai grup elemen melayang; hapuslah elemen-elemen tersebut.
- Ujung tiang puncak dan penyokong harus berada pada garis batang tepi; penyimpangan beberapa cm saja dapat membuat batang pengisi tidak terhubung ke batang tepi.
- Untuk kuda-kuda baru, gunakan wizard; sumbu bertemu di simpul dan model tumpuan sudah tersedia.
10. Pemilihan pada Jendela 3D
Batang tepi atas kuda-kuda sulit dipilih pada denah, karena batang tepi atas, batang tepi bawah, dan batang pengisi saling bertumpukan pada denah. Pada jendela 3D, dengan tombol mode seleksi, elemen dipilih dengan mengkliknya. Pemilihan dilakukan menurut sudut pandang yang terlihat di layar; tampilan tidak berubah saat diklik. Elemen kuda-kuda yang dipilih di 3D digunakan pada wizard gording dengan Ambil dari seleksi (lihat Gording Otomatis di Antara Kuda-Kuda).
11. Batasan dan Tips
- Kuda-kuda dibuat dengan penampang persegi panjang kayu (b × h), dengan profil baja canai panas, atau dengan profil baja ringan canai dingin. Untuk cakupan pemeriksaan baja dan baja ringan, lihat Bagian 4.4.
- Parameter kuda-kuda disimpan ke file proyek (Bagian 7); elemen juga disimpan sebagai balok dan tiang biasa.
- Kuda-kuda dibuat pada lantai aktif; titik tumpuan adalah titik yang diklik pada denah, dinding atau kolom tidak dicari.
- Tidak ada simbol tersendiri untuk kuda-kuda pada denah; elemen digambar sebagai balok dan tiang.
- Untuk menghapus sebuah kuda-kuda, pilih salah satu elemennya, pilih grup seleksinya (MAKAS-nn), lalu hapus. Undo membatalkan operasi wizard dalam satu langkah.
Model dan penampang pada contoh hanya untuk keperluan contoh; kebenaran pemilihan penampang, sambungan, dan kondisi tumpuan merupakan tanggung jawab insinyur penanggung jawab proyek.