Wizard Atap (Atap Otomatis)
Artikel ini menjelaskan cara wizard atap (atap otomatis) di StatiCAD membuat atap kayu perisai, pelana, atau campuran secara lengkap dari sebuah poligon atap dalam satu langkah. Untuk menambahkan kuda-kuda dan gording satu per satu, lihat artikel Wizard Kuda-Kuda Atap dan Gording Otomatis di Antara Kuda-Kuda.
Gambar 1 – Atap perisai yang dibuat di atas bangunan beton bertulang tiga lantai (pratinjau 3D)
1. Tentang artikel ini
Dari poligon atap dan kemiringan tepi-tepinya, wizard membentuk geometri atap perisai, pelana, atau campuran dan menambahkan seluruh rangka kayu ke model analisis dalam satu langkah: kasau, gording, balok bubungan, balok jurai dan balok lembah, kasau gable, tiang, penyokong, dan lisplang. Beban penutup atap diberikan sebagai beban garis pada kasau, atau sebuah pelat poligon dijaring pada permukaan atap.
Edisi mana saja? Wizard atap dapat digunakan pada semua edisi StatiCAD (seperti wizard kuda-kuda dan wizard gording).
Contoh-contoh disusun berdasarkan bangunan beton bertulang tiga lantai berukuran 20 × 10 m: as balok lantai teratas diambil sebagai poligon atap, lalu dibuat atap perisai dengan kemiringan 33%.
2. Bagaimana Cara Kerjanya?
2.1. Geometri Atap
Poligon atap adalah garis tumpuan: as dinding atau balok tempat kaki kasau bertumpu. Setiap tepi diberi kemiringan (persen); pada tepi yang ditandai sebagai gable, permukaan atap vertikal (dinding gable atau sopi-sopi pada atap pelana). Wizard menggeser tepi-tepi ke luar sejauh tritisan untuk memperoleh garis tritisan, lalu membentuk atap dengan metode kerangka lurus berbobot (weighted straight skeleton): permukaan setiap tepi naik dengan kemiringannya sendiri, dan garis-garis tempat permukaan bertemu menjadi bubungan (horizontal), jurai (sudut cembung), dan lembah (sudut cekung). Metode ini juga menghasilkan atap yang benar untuk denah yang tidak persegi panjang (L, T, U, dan poligon dengan tepi serong); kemiringan tepi yang berbeda dan gable dapat dikombinasikan.
Tritisan adalah ukuran horizontal dan berlaku untuk tepi dengan kemiringan default; pada tepi dengan kemiringan berbeda, tritisan disesuaikan agar ujung tritisan berada pada elevasi yang sama di semua bidang atap (garis talang menerus). Tepi gable diperpanjang lagi sejauh "tritisan gable"; bubungan dan gording menonjol ke luar dinding gable, dan ujung-ujungnya diikat oleh kasau gable.
2.2. Elemen
| Elemen | Penempatan | Sambungan |
|---|---|---|
| Kasau | Pada setiap bidang atap, tegak lurus terhadap tritisan, dengan jarak yang diberikan, simetris terhadap tengah bidang. Dipendekkan di dekat jurai dan lembah (kasau pendek). | Dibagi pada garis tumpuan dan pada perpotongan dengan gording (balok menerus). Bersendi pada ujung bubungan/jurai/lembah. Ujung tritisan berupa kantilever. |
| Gording | Garis kontur: pada elevasi yang sama di semua bidang atap, membentuk cincin yang bertemu di jurai dan lembah. Gording yang sangat dekat dengan puncak bidang dihilangkan (balok bubungan sudah cukup). | Pada bidang sumbu kasau (sentris). Kedua ujung bersendi. Dibagi pada titik tiang dan penyokong. |
| Bubungan / jurai / lembah | Garis-garis kerangka (skeleton). Potongan yang segaris membentuk satu elemen. | Dibagi pada garis tumpuan, pada ujung gording, dan pada titik tiang. |
| Kasau gable | Sepanjang garis luar tritisan gable. | Penampang kasau. |
| Tiang | Di bawah gording dan bubungan; ujung bawah pada elevasi atas lantai (Bagian 6). | Bawah bersendi, atas menerus; tipe "Tiang Rangka Atap" StatiCAD (tidak mendapat tumpuan otomatis). |
| Penyokong | Dari setiap tiang ke kedua sisi, searah gording/bubungan yang dipikulnya; dengan sudut yang diberikan terhadap tiang. | Kedua ujung bersendi (hanya aksial). Bila tidak muat pada tiang, dipendekkan dengan sudut yang sama. |
| Lisplang | Sepanjang garis tritisan, mengikat ujung-ujung kasau. | Menerus. |
| Murplat | Sepanjang garis tumpuan (opsional, default nonaktif). | Berimpit dengan balok beton bertulang bila pada garis tumpuan terdapat balok tersebut. |
| Kolom kayu (atap mandiri) | Di bawah setiap simpul kasau, jurai/lembah, dan gable pada garis tumpuan, dari dasar lantai (Bagian 4.3). | Tipe Kolom/Tiang Kayu: dasarnya mendapat tumpuan otomatis, bagian atas menerus. |
2.3. Sambungan ke Model Analisis
Dalam model elemen hingga, dua elemen tidak terhubung kecuali ujung salah satunya terletak pada elemen yang lain. Karena itu wizard membuat setiap titik sambungan secara eksplisit:
- Penempelan tepi: garis simpul elemen hingga sebuah balok tepi berada pada as yang didefinisikan, bukan di tengah balok (pada contoh, 12,5 cm ke luar dari tengah). Bila "Tempelkan tepi ke garis FEM balok" aktif (default), tepi poligon dipindahkan ke garis simpul balok sejajar yang berada dalam jarak 30 cm; dengan demikian kaki kasau dan ujung jurai terhubung ke balok.
- Pembagian: kasau dibagi pada perpotongan dengan gording, gording dan bubungan pada ujung tiang dan penyokong, jurai dan lembah pada ujung gording.
- Penggabungan: ujung-ujung yang berjarak kurang dari 6 cm digabungkan (agar balok yang bergeser dalam toleransi simpul program sebesar 5 cm tidak kehilangan sambungan).
- Jejak kolom: program menghubungkan ujung balok yang jatuh di dalam jejak denah kolom ke sumbu kolom dengan balok fiktif. Ikatan ini hanya dibuat bila ujung balok berada dalam rentang elevasi kolom; ujung kasau, bubungan, dan gording yang jauh di atas ujung atas kolom tidak dihubungkan ke kolom. Karena itu kasau tetap memiliki panjang penuh dan jarak teratur juga pada as kolom.
3. Membuka Wizard dan Poligon Atap
Wizard dapat dibuka dari tiga tempat: tombol Atap pada toolbar kiri (di bawah tombol Kuda-Kuda dan Gording), Gambar › Atap (wizard atap otomatis)..., dan Makro › Wizard atap (atap otomatis).... Atap dibuat pada lantai aktif; wizard tidak terbuka pada lantai pondasi.
Poligon atap diberikan dengan salah satu dari dua cara:
- Pelat poligon terpilih: bila sebuah pelat poligon terpilih pada denah saat wizard dibuka, sudut-sudutnya menjadi poligon atap. Selama jendela terbuka, tombol "Dari pelat poligon terpilih" juga dapat digunakan. Dalam hal ini opsi penutup atap otomatis beralih ke "Buat jaring pelat poligon sumber pada atap".
- Menggambar pada denah: tombol "Gambar pada denah" menutup jendela; klik sudut-sudut garis tumpuan secara berurutan pada denah (Shift: ortogonal). Mengklik titik pertama atau klik kanan menutup poligon (minimal 3 titik), lalu wizard terbuka kembali. Titik-titik antara yang terletak pada satu garis lurus digabungkan.
Gambar 2 – Wizard atap: pratinjau denah di kiri (bidang atap, elemen, nomor tepi), tab Atap di kanan
4. Tab Atap
4.1. Kemiringan dan Gable
Kemiringan default (persen; sudut dalam derajat ditampilkan di sebelahnya) adalah kemiringan untuk tepi baru; "Terapkan ke semua tepi (menghapus gable)" mengatur semua tepi ke kemiringan ini dan menghapus gable. Tabel tepi mencantumkan panjang, kemiringan, dan status gable setiap tepi. Sel kemiringan dapat diedit; nilai baru diterapkan dengan Enter atau saat berpindah ke sel lain. Mencentang kotak Gable atau mengklik sebuah tepi pada pratinjau akan mengaktifkan/menonaktifkan gable (minimal satu tepi harus tetap miring). Nomor tepi ditampilkan dalam lingkaran pada pratinjau; tepi gable berwarna ungu.
Gambar 3 – Atap berdenah L: dua ujung sayap berupa gable, lembah pada sudut dalam; pratinjau 3D diputar dengan menyeret mouse
4.2. Tritisan dan Elevasi
| Pengaturan | Keterangan |
|---|---|
| Tritisan (horizontal) | Penonjolan ujung kasau ke luar garis tumpuan (default 50 cm). |
| Tritisan gable | Penonjolan bubungan dan gording ke luar tepi gable (default 30 cm). |
| Bertumpu pada | Atas lantai aktif (default): atap bertumpu pada elevasi pelat/balok lantai teratas. Dasar lantai aktif (lantai atap): pada lantai atap tersendiri, atap bertumpu pada dasar lantai (pada balok lantai di bawahnya); pada lantai tanpa pelat, wizard memilih opsi ini dengan sendirinya. |
| Offset garis tumpuan | Tinggi kaki kasau di atas elevasi dudukan (mis. dinding pendek/knee wall). |
| Tempelkan tepi ke garis FEM balok (≤ 30 cm) | Bagian 2.3. |
| Material kayu | Material semua elemen atap (kayu dari proyek dan pustaka). |
Lantai atap tersendiri dan analisis modal: Pada analisis modal dengan diafragma kaku, tidak ada simpul yang terikat ke simpul master diafragma pada lantai atap tanpa pelat, sehingga solusi modal mungkin tidak konvergen. Bila atap dianalisis bersama bangunan, buat atap di atas lantai teratas (default).
4.3. Analisis Atap Mandiri
Untuk menganalisis atap secara tersendiri tanpa bangunan (misalnya pada proyek kosong), centang Analisis atap mandiri (tanpa bangunan). Elemen Kolom/Tiang Kayu kemudian ditempatkan dari dasar lantai di bawah simpul-simpul yang biasanya bertumpu pada balok: kaki kasau di belakang tritisan, sudut jurai dan lembah, serta simpul gording dan bubungan pada garis gable. Elemen ini dibuat sebagai kolom kayu, bukan sebagai tiang rangka atap, sehingga dasarnya mendapat tumpuan otomatis. Penampang kolom diberikan dengan "Kolom kayu b × h" (default 12 × 12 cm).
Tiang di bawah gording dan bubungan juga turun hingga dasar lantai dan menjadi kolom kayu; saat opsi ini dicentang, penempatan tiang beralih ke "Jarak sama". Atap bertumpu pada bagian atas lantai aktif; elevasi dudukan dan penempelan ke balok tidak digunakan (tampil redup).
Gambar 4 – Analisis atap mandiri: kolom kayu dari dasar lantai di bawah kaki kasau, tiang yang turun hingga dasar lantai; opsi pada tab Atap di kanan
Jumlah kolom dan analisis: Satu kolom ditempatkan di bawah setiap kaki kasau, sehingga jarak kolom sama dengan jarak kasau (80 kolom pada contoh 12 × 8 m). Pada proyek kosong, analisis atap perisai 10 × 6 m dan 45 × 24 m selesai tanpa peringatan elemen melayang atau matriks singular; dasar kolom mendapat tumpuan jepit.
5. Tab Elemen
Jarak dan penampang kasau; gording (aktif/nonaktif, jarak horizontal pada kemiringan default, penampang); balok bubungan; balok jurai/lembah; kasau gable; lisplang dan murplat masing-masing diaktifkan atau dinonaktifkan, dan penampangnya (b × h, cm) dimasukkan. Penampang default: kasau 5 × 10 (jarak 50 cm), gording 10 × 12, bubungan 12 × 16, jurai/lembah 10 × 16, tiang 10 × 10, penyokong 8 × 10, lisplang 3 × 15.
Elevasi gording diperoleh dengan membagi rata tinggi titik tertinggi atap: jaraknya adalah jarak horizontal pada kemiringan default (mis. 200 cm × 33% → langkah elevasi paling besar 66 cm). Baris ringkasan menampilkan langkah elevasi yang sebenarnya.
Gambar 5 – Tab Elemen, Tiang, dan Beban / penutup
6. Tiang dan Penyokong
Tiang ditempatkan di bawah gording dan balok bubungan. Terdapat dua cara penempatan:
| Penempatan | Keterangan |
|---|---|
| Di atas garis balok tumpuan (default) | Tiang ditempatkan pada titik tempat gording/bubungan memotong, pada denah, sebuah balok di elevasi atas lantai; ujung bawahnya bertumpu pada garis simpul balok dan terhubung ke balok dalam analisis. Untuk gording/bubungan yang tidak memiliki balok di bawahnya, ringkasan menampilkan peringatan. |
| Jarak sama | Tiang dibagi rata tanpa melebihi jarak yang diberikan. Bila tidak ada balok di bawah ujung bawahnya, tiang melayang dalam analisis (cangkang pelat tidak mendapat simpul dalam); program memberikan peringatan. |
Penyokong ditempatkan dari setiap tiang ke kedua sisi elemen yang dipikulnya, dengan sudut terhadap tiang (default 45°) dan panjang horizontal (default 60 cm) yang diberikan. Bila panjang vertikalnya tidak muat pada tiang, penyokong dipendekkan dengan sudut yang sama; sisi yang terlalu dekat dengan tiang di sebelahnya dilewati.
Bentang gording: Bila tiang hanya ditempatkan pada garis balok tumpuan, bentang gording dapat sepanjang jarak antarbalok (pada contoh 6,5 m). Setelah pemeriksaan elemen, bila perlu pilih jarak sama dan tambahkan balok di bawah tiang, atau perbesar penampang gording.
7. Tab Beban / Penutup
| Opsi | Keterangan |
|---|---|
| Sebagai beban garis kasau | Setiap kasau menerima, dari lebar yang sama dengan jaraknya, beban penutup atap G (pada permukaan atap, kg/m²) dan beban salju (pada proyeksi denah, kg/m² × cos α) sebagai beban garis (beban G dan Q tambahan balok, kg/m). Default: G = 50, salju = 75 kg/m². |
| Buat jaring pelat poligon sumber pada atap | Bila poligon atap diambil dari sebuah pelat poligon, pelat dipasang pada permukaan atap dengan jaring segitiga menurut elevasi ujung balok (sama dengan Makro › Poligon döşemeyi kiriş uç kotlarına göre ağla (TIN - çatı kaplaması); lihat Penyesuaian Otomatis Elevasi Penutup Atap dan Tiang). Bebannya adalah nilai G/Q pelat itu sendiri; untuk penutup atap gunakan pelat yang tipis dan ringan (mis. OSB). Simpul yang berada di bawah permukaan atap (dasar tiang, penyokong, batang tepi bawah kuda-kuda, balok lantai di bawah atap) tidak digunakan dalam jaring; jumlahnya dituliskan pada ringkasan. |
| Tanpa beban | Elemen atap tidak diberi beban tambahan (hanya berat sendiri). |
Grup seleksi: semua elemen ditempatkan dalam satu grup seleksi (ROOF-01, ROOF-02 …; awalannya dapat diubah); grup dapat dipilih lalu dihapus. Bila "Hapus atap sebelumnya pada poligon ini" dicentang, menjalankan kembali wizard dengan poligon yang sama akan menghapus atap sebelumnya dan membuat atap yang baru (dalam sesi yang sama).
8. Pembuatan Atap dan Hasil
"Buat atap" menambahkan elemen ke model; jendela hasil menampilkan nama grup, jumlah balok dan tiang, daftar elemen, serta peringatan. Titik pembatalan dicatat sebelum dan sesudah operasi: Undo menghapus atap dalam satu langkah.
Gambar 6 – Contoh atap perisai (pratinjau 3D): cincin gording, bubungan, jurai, tiang pada garis balok, dan penyokong
9. Catatan Analisis
- Pada contoh atap perisai dan atap pelana, analisis selesai tanpa peringatan: tidak ada grup elemen melayang, matriks kekakuan tidak singular, dan analisis modal berjalan normal.
- Rasio "Terjadi kesalahan parsial saat transfer beban" dapat berubah karena atap: ini adalah pemeriksaan total pada jalur beban klasik (beban total lantai dibandingkan dengan beban yang sampai ke elemen vertikal lantai dasar). Karena tiang bertumpu pada balok, beban atap tidak ditelusuri pada jalur klasik; solusi elemen hingga tidak terpengaruh.
- Informasi "sumbu hitung dengan grid kayu terdeteksi tetapi tanpa definisi getaran" muncul karena adanya balok kayu di atas pelat lantai teratas; pemeriksaan getaran tidak diperlukan untuk atap.
- Kasau, gording, dan elemen lainnya diperiksa dengan desain balok dan kolom kayu; perbarui penampang sesuai hasilnya.
10. Batasan
- Parameter tidak disimpan bersama proyek; elemen disimpan sebagai balok dan tiang biasa. Untuk mengubah atap, jalankan kembali wizard dengan poligon yang sama ("hapus atap sebelumnya" berlaku dalam sesi yang sama) atau hapus grup lalu buat ulang.
- Bukaan atap, jendela atap (dormer), reng, collar tie (atap tanpa gording), dan pengaku antartiang belum tersedia.
- Pada atap mandiri, kolom ditempatkan di bawah setiap kaki kasau; susunan kolom yang lebih jarang dengan balok ring yang dipikul kolom belum tersedia.
- Tepi poligon yang melengkung tidak didukung; bila tepi yang sangat pendek bersama tritisan yang besar membuat garis tritisan memotong dirinya sendiri, wizard memberikan peringatan.