Bab 13. Perhitungan Praktis Dengan Etabs

GROUP RS RSGROUP

BAB 13. Perhitungan Praktis dengan ETABS

AZZA REKA STRUKTUR

BAB XIII PERHITUNGAN PRAKTIS DENGAN ETABS

13. Perhitungan dengan Program ETABS

Perhitungan struktur secara praktis dengan ETABS meliputi desain plat lantai, balok, dan kolom. Struktur direncanakan dengan SRPMK (Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus) atau SMF ( Special Moment Frames) Frames) berdasarkan SNI Beton 03-28472002, khususnya untuk balok induk dan kolom utama. Balok anak tidak didesain dengan SRPMK, karena balok anak hanya berfungsi untuk menahan beban mati dan hidup, serta untuk membagi luasan plat agar tidak melendut. Pendefinisian sistem SRPMK pada ETABS dilakukan dengan cara Select – By Frame Sections – Pilih elemen balok induk dan kolom. kolom . Kemudian Design – Concrete Frame Design – View/ View/ Revise Overwrites – Elemen Elemen Type – Sway Sway Special .

Gambar 13.1. Pendefinisian Struktur Pemikul Momen Khusus ( SRPMK) pada ETABS

Analisis untuk mengetahui perilaku struktur dan besarnya gaya dalam berupa momen, gaya geser, dan aksial dapat dilakukan dengan cara Analyze cara Analyze – Set Set Analysis Options. Untuk analisis dinamik, jumlah mode diisi sesuai jumlah massa t ingkat yaitu 8.

Copyright © www.PerencanaanStruktur.com

231

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

Gambar 13.2. Analysis Options pada ETABS

Setelah analysis options didefinisikan, kemudian struktur bisa dianalisis dengan cara Analize – Run Analysis. Gaya- gaya dalam berupa momen, aksial, dan geser yang bekerja pada struktur dapat ditunjukkan dengan cara Display – Show Member Forces/ Stress Diagram – Frame/ Pier/ Spandrel Forces. Keterangan :

) Axial Force

: untuk menampilkan gaya aksial.

) Shear 2-2

: untuk menampilkan gaya geser pada sumbu 2-2.

) Shear 3-3

: untuk menampilkan gaya geser pada sumbu 3-3.

) Torsi

: untuk menampilkan besarnya torsi.

) Moment 2-2

: untuk menampilkan momen pada sumbu 2-2.

) Moment 3-3

: untuk menampilkan momen pada sumbu 3-3.

) Fill Diagram

: untuk menampilkan warna pada diagram momen, aksial, dan gaya geser.

▪

▪

▪

▪

▪

▪

▪

) Show Values on Diagram : untuk menampilkan nilai pada diagram

▪

momen dan gaya geser.

Gambar 13.3. Pilihan untuk Menampilkan Diagram Momen dan Gaya Geser


232

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

13.1. Perhitungan Plat Lantai

Besarnya nilai tegangan yang terjadi pada plat lantai secara otomatis dapat diketahui dengan cara Run – Display – Show Member Forces/ Stress Diagram – Shell Stresses/ Forces sesuai ditunjukkan pada Gambar 13.4 berikut.

Gambar 13.4. Tegangan yang Terjadi pada Plat Akibat Beban Mati dan Hidup Dari hasil analis didapatkan Mu = 7,81 kNm

Digunakan tulangan polos P10- 150 Luas tulangan terpakai, As

= ¼ x π x d² x b/S = ¼ x 3,14 x 10² x 1000/150 = 523,33 mm²

Tinggi blok regangan,

a =

a = Momen nominal, Mn

           = 4,92 mm      

= As x fy x (d - ) x 10 -6 



= 523,33 x 240 x (85 – Syarat :  Mn

≥ Mu

0,8 x 10,36

≥ 7,81



) x 10-6 = 10,36 kNm

8,28 ≥ 7,81 → OK, Plat mampu menerima beban. Copyright © www.PerencanaanStruktur.com

233

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

13.2. Perhitungan Balok Induk

Perhitungan balok induk meliputi tulangan utama, tulangan geser/ sengkang dan torsi. 13.2.1. Perhitungan Tulangan Utama

Perhitungan luas tulangan utama balok secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design – Display Design Info – Longitudinal Reinforcing. Balok yang akan dianalisis ditunjukkan pada Gambar 13.5 berikut.

Gambar 13.5. Luas Tulangan Utama Balok Arah Memanjang (Satuan : mm) Detail luas tulangan utama yang ditinjau adalah sebagai berikut.

2620

910

2635

1432

1113

1446

Daerah tumpuan

Daerah lapangan

Daerah tumpuan

Digunakan tulangan ulir diameter 22 (D22) → As = ¼ Л d

2

= ¼ x 3,14 x 22 2 = 380 mm2


234

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

a. Tulangan utama daerah tumpuan :

Luas tulangan bagian atas = 2635 mm2 → jumlah tulangan = 2635 / 380 = 6,9 ≈ 7 Luas tulangan bagian bawah = 1446 mm2 → jumlah tulangan = 1446 / 380 = 3,8 ≈ 4 b. Tulangan utama daerah lapangan :

Luas tulangan bagian atas = 910 mm2 → jumlah tulangan = 910 / 380 = 2,4 ≈ 3 Luas tulangan bagian bawah = 1113 mm2 → jumlah tulangan = 1113 / 380 = 2,9 ≈ 4

13.2.2. Desain Tulangan Geser Balok Luas tulangan geser (sengkang) secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design – Display Design Info – Shear Reinforcing sesuai ditunjukkan pada Gambar 13.6 berikut.

Gambar 13.6. Tampak Luas Tulangan Geser (sengkang) Arah Memanjang (Satuan : mm) Detail luas tulangan geser (sengkang) yang ditinjau ada lah sebagai berikut. 1,948

Daerah tumpuan

1,626

Daerah lapangan


1,948

Daerah tumpuan 235

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

Digunakan tulangan polos diameter 10 → As = ¼ Л d

2

= ¼ x 3,14 x 10 2 = 78,5 mm2. a. Tulangan geser daerah tumpuan :

Asumsi digunakan sengkang 4P10- 130 (sengkang 4 kaki diameter 10 mm setiap jarak 130 mm), maka luas tulangan per 1 m = 4 x ¼ Л d 2 x 1000/130 = 4 x ¼ x 3,14 x 10 2 x 1000/130 = 2415 mm 2. 2

Sehingga luas tulangan per meter panjang = 2415 /1000 = 2,415 mm / mm. Kontrol keamanan : 2,415 > 2,206 → OK, sengkang aman digunakan.

b. Tulangan geser daerah lapangan :

Asumsi digunakan sengkang 4P10- 175 (sengkang 4 kaki diameter 10 mm setiap jarak 175 mm), maka luas tulangan per 1 m = 4 x ¼ Л d2 x 1000/175 2

2

= 4 x ¼ x 3,14 x 10 x 1000/175 = 1724 mm . 2

Sehingga luas tulangan per meter panjang = 1724 /1000 = 1,724 mm / mm. Kontrol keamanan : 1,724 > 1,626 → sengkang aman dan mampu menahan gaya geser

13.2.3. Desain Tulangan Torsi Luas tulangan torsi secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design – Display Design Info – Torsion Reinforcing sesuai ditunjukkan pada Gambar 13.7 berikut.


236

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

Gambar 13.7. Tampak Luas Tulangan Torsi Arah Memanjang (Satuan : mm)

Detail dari luas tulangan torsi pada balok yang adalah sebagai berikut. 0.834

0.764

0.834

1021

1033

1033

Bagian atas menunjukkan luas tulangan torsi untuk sengkang dan bagian bawah menunjukkan luas tulangan torsi untuk tulangan utama (atas dan bawah). Karena luas tulangan torsi lebih kecil dari luas tulangan utama dan sengkang, maka tidak diperlukan tulangan untuk torsi.

Contoh diagram momen yang terjadi akibat berbagai macam kombinasi pembebanan ditunjukkan pada Gambar berikut.


237


GROUP RS RSGROUP

AZZA REKA STRUKTUR

Gambar 13.8. Diagram Momen Akibat Beban Mati dan Hidup

Gambar 13.9. Diagram Momen Akibat Beban Mati, Hidup, dan Gempa Statik


238


GROUP RS RSGROUP

AZZA REKA STRUKTUR

Gambar 13.10. Diagram Momen Akibat Beban Mati, Hidup, dan Gempa Dinamik

Kekuatan struktur dalam menerima berbagai macam kombinasi pembebanan dapat dianalisa dengan cara Design – Concrete Frame Design – Start Design/ Start of Structure.

Gambar 13.11. Pengecekan Kekuatan Struktur dengan ETABS


239


GROUP RS RSGROUP

AZZA REKA STRUKTUR

Beberapa frame balok yang berwarna merah (Overstress) dapat dimodifikasi dengan cara : memeriksa kembali pemodelan struktur, meningkatkan mutu material, atau memperbesar dimensi.

13.2.4. Gambar Detail Penulangan Balok

Detail penulangan balok berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan ditunjukkan pada Gambar 13.12 berikut.

Gambar 13.12. Detail Penulangan Balok Hasil ETABS

Dari hasil perhitungan yang dilakukan secara otomatis dengan ETABS dan secara manual berdasarkan SNI Beton 03- 2847- 2002, terjadi sedikit perbedaan terutama untuk jumlah tulangan utama. Dalam hal ini, untuk perhitungan konservatif digunakan perhitungan berdasarkan SNI.


240


GROUP RS RSGROUP

AZZA REKA STRUKTUR

13.3. Perhitungan Kolom Perhitungan balok induk meliputi tulangan utama, tulangan geser/ sengkang dan torsi. 13.3.1. Desain Tulangan Utama Kolom

Luas tulangan utama kolom dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design

– Display Design Info – Longitudinal Reinforcing. Kolom yang akan dianalisis ditunjukkan pada Gambar 13.13 berikut.

Gambar 13.13. Tampak Luas Tulangan Utama Kolom Arah Memanjang

Detail Informasi luas tulangan, momen, dan gaya geser dapat dilakukan dengan klik kanan pada kolom yang ditinjau.


241

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

Gambar 13.14. Detail Informasi Luas Tulangan, Momen, Gaya Geser, dan Torsi, Kolom yang Ditinjau Untuk menampilkan diagram interaksi kolom yang ditinjau, dapat dilakukan dengan cara klik kanan kolom, kemudian Interaction.

Gambar 13.15. Diagram Interaksi Kolom yang Ditinjau


242

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

2

Detail dari luas tulangan utama kolom yang ditinjau = 4900 mm . Digunakan tulangan ulir diameter 22 → As = ¼ Л d 2 = ¼ x 3,14 x 22 2 = 380 mm2 Maka jumlah tulangan yang dibutuhkan = 4900/ 380 = 13 → digunakan 16 tulangan agar dapat tersebar disemua sisi kolom. Jadi tulangan utama kolom adalah 16D22.

13.3.2. Desain Tulangan Geser Kolom Luas tulangan geser (sengkang) secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design – Display Design Info – Shear Reinforcing sesuai ditunjukkan pada Gambar 13.16 berikut.

Gambar 13.16. Tampak Luas Tulangan Geser (sengkang) Kolom Arah Memanjang

Dari ETABS detail luas tulangan geser (sengkang) kolom yang ditinjau = 0,150 mm 2. Digunakan tulangan polos 2P 10 → As = 2 x ¼ Л d

2

= 2 x ¼ x 3,14 x 10 2 = 157 mm2 Jarak sengkang = 157 / 0,150 = 1046,6 mm → digunakan 200 mm (sesuai persyaratan). Jadi tulangan geser (sengkang) kolom adalah 2P10- 200. Copyright © www.PerencanaanStruktur.com

243


GROUP RS RSGROUP

AZZA REKA STRUKTUR

13.3.3. Gambar Detail Penulangan Kolom

Detail penulangan kolom berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan ditunjukkan pada Gambar 13.17 berikut.

Gambar 13.17. Diagram Interaksi Kolom yang Ditinjau

Dari hasil perhitungan yang dilakukan secara otomatis dengan ETABS dan secara manual berdasarkan SNI Beton 03- 2847- 2002, terjadi sedikit perbedaan terutama untuk tulangan geser (sengkang). Dalam hal ini, untuk perhitungan konservatif digunakan perhitungan berdasarkan SNI.


244


GROUP RS RSGROUP

AZZA REKA STRUKTUR

14. Perhitungan Estimasi Biaya Pekerjaan Struktur

Besarnya biaya yang dikeluarkan untuk pekerjaan struktur beton dalam proyek gedung dipengaruhi oleh banyaknya volume beton yang digunakan untuk pengecoran balok, kolom, shear wall, dan plat lantai. Berat beton untuk konstruksi atas dapat diketahui dengan cara Display – Show Tables – Building Data – Material List.

Gambar 13.18. Berat Beton Struktur Gedung Perkantoran 8 Lantai (ton)

Output yang ditampilkan tersebut belum termasuk berat tambahan seperti finishing dan struktur bawah (pondasi), sehingga untuk elemen finishing dan tambahan lainnya serta pondasi harus dihitung manual. Output yang ditampilkan adalah dalam berat (ton), maka untuk mengubah nilainya menjadi volume dapat dibagi dengan berat jenis beton 2,4 ton/m 3. Rincian dari volume beton untuk masing- masing elemen dapat ditabelkan sebagai berikut. Copyright © www.PerencanaanStruktur.com

245

GROUP RS RSGROUP


AZZA REKA STRUKTUR

Tabel 13.1. Berat dan Volume Beton Gedung Perkantoran 8 Lantai No. 1 2 3 4

Elemen Kolom Balok Wall Plat Lantai

Berat (ton)

Volume (m³)

1224,563 3585,88 330,962 3258,048

510,23 1494,12 137,90 1357,52

Total =

3499,77

Jika diasumsikan biaya pekerjaan beton bertulang per m3 adalah Rp 2.500.000, maka estimasi biaya pekerjaan struktur adalah = Volume pekerjaan x harga satuan = 3499,77 x Rp 2.500.000 = Rp 8.749.425.000


246

Bab 13. Perhitungan Praktis Dengan Etabs

Recommend Documents