LAPORAN STRUKTUR BAJA II
Disusun Oleh : Kelompok 7 Abdullah Baskara
(16/396872/SV/11056)
Ardien yoga
(16/396723/SV/10936)
Arum Anggita Ika Putri
(16/401870/SV/12374)
Dhiya Indah Permatasari
(16/396728/SV/10941)
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Mata Kuliah Struktur Baja II ini dengan baik. Tujuan penulisan laporan ini agar mahasiswa dapat memahami dan menerapkan semua ilmu dan teori tentang perencanaan struktur baja dalam praktek kerja di lapangan. Dalam hal ini penyusun menyadari tanpa adanya bimbingan, pengarahan dan bantuan dari semua pihak tentunya laporan ini tidak akan terselesaikan. Oleh karena itu perkenankan kami sebagai penyusun menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Suwardo, S.T., M.T., Ph.D. Selaku Kepala Prodi Departemen Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada. 2. Bapak Agus Kurniawan, S.T., M.T., Ph.D. Selaku Dosen Mata Kuliah Struktur Baja II Departemen Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada. 3. Rekan-rekan mahasiswa/i Departemen Teknik Sipil, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada Atas kerja samanya dalam penyusunan laporan ini. Laporan ini disusun sebagai syarat kelulusan pada mata kuliah Struktur Baja II. Kami menyadari bahwa penyusunan laporan kami ini jauh dari kata sempurna, oleh karena itu kami memohon maaf apabila terdapat kesalahan. Dan sangat di harapkan atas kritik dan saran yang sekiranya membangun perubahan yang lebih baik untuk kedepannya.
Yogyakarta, Juni 2018
Penyusun
i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR -----------------------------------------------------------------------------------i DAFTAR ISI -----------------------------------------------------------------------------------------------ii PENDAHULUAN- --------------------------------------------------------------------------------------- iv A. Latar Belakang ------------------------------------------------------------------------------------- iv B. Maksud dan Tujuan -------------------------------------------------------------------------------- v BAB I ANALISA STRUKTUR DENGAN ETABS ------------------------------------------ 1 1. Desain Rencana Bangunan -------------------------------------------------------------------- 2
1.1. Desain Denah Layout Kolom ----------------------------------------------------------------- 2 1.2. Lembar Soal -------------------------------------------------------------------------------------- 2 2. Perhitungan Pembebanan --------------------------------------------------------------------- 3
2.1 Beban Mati --------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2 Beban Hidup ------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.3 Beban Gempa ------------------------------------------------------------------------------------ 3 3. Langkah-Langkah Analiasa Struktur dengan ETABS ---------------------------------- 5
3.1 Menentukan Geometri Struktur --------------------------------------------------------------5 3.2 Menentukan Frame ----------------------------------------------------------------------------- 6 3.3 Merencanakan Plat lantai ---------------------------------------------------------------------- 7 3.4 Penggambaran Kolom -------------------------------------------------------------------------- 8 3.5 Penggambaran Balok --------------------------------------------------------------------------- 8 3.6 Penggambaran Balok Anak ------------------------------------------------------------------- 9 3.7 Penggambaran Pelat Lantai ------------------------------------------------------------------- 9 3.8 Menentukan Static Load Cases ----------------------------------------------------------10 3.9 Menentukan Load Combinations --------------------------------------------------------10 3.10 Menentukan Response Spectrum Functions --------------------------------------------11 3.11 Menentukan Response Spectrum Case --------------------------------------------------12 3.12 Menentukan Mass Source ----------------------------------------------------------------13 3.13 Pembebanan Plat Lantai --------------------------------------------------------------------- 13 3.14 Pembebanan Dinding ------------------------------------------------------------------------- 15 3.15 Analysis -------------------------------------------------------------------------------------16 3.16 Cek Design/Cheak of Struture -----------------------------------------------------------16 3.17 Cek Momen 3-3 ----------------------------------------------------------------------------17 ii
3.18 Cek Momen Maksimum --------------------------------------------------------------------- 18 4. Hasil Gaya Kolom dan Balok.---------------------------------------------------------------- 19
4.1
Menentukan Hasil Gaya Kolom dan Balok ------------------------------------------ 19
4.2
Menentukan Gaya ------------------------------------------------------------------------- 19
5. Lampiran ----------------------------------------------------------------------------------------- 21
5.1 Denah Kolom ---------------------------------------------------------------------------------- 21 5.2 Tampak Bangunan dan Portal-------------------------------------------------------------- 21 5.3 Layout ------------------------------------------------------------------------------------------- 21 5.4 Steel Design/Cheak of Struture ----------------------------------------------------------21 5.5 Momen 3-3 (Combination 2; portal) ----------------------------------------------------21 5.6 Maksimum (Combination 2; Plat lantai) ------------------------------------------------- 21 5.7 Hasil Gaya Kolom ---------------------------------------------------------------------------- 21 5.8 Hasil Gaya Balok ----------------------------------------------------------------------------- 21 5.9 Desain Kolom ---------------------------------------------------------------------------------- 21 5.10 Desain Balok ----------------------------------------------------------------------------------- 21 5.11 Gambar Detail Tampak ---------------------------------------------------------------------- 21 5.12 Gambar Detail Potongan Kolom ----------------------------------------------------------- 21 5.13 Gambar Detail Potongan Balok ------------------------------------------------------------ 21 5.14 Gambar Detail Bracing ---------------------------------------------------------------------- 21 5.15 Gambar Detail Stiffenes --------------------------------------------------------------------- 21 PENUTUP ------------------------------------------------------------------------------------------------ 22
A. Kesimpulan ------------------------------------------------------------------------------------ 22 B. Saran -------------------------------------------------------------------------------------------- 22
iii
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Analisa dan desain struktur merupakan hal yang penting dalam suatu pembangunan gedung, karena analisa dan desain yang tepat akan menghasilkan bangunan yang aman dan ekonomis. Analisa dan desain yang dapat menghasilkan bangunan yang aman dan ekonomis tersebut mempunyai prosedur dan cara perencanaan kerja berdasarkan teori analisa struktur, struktur baja, dan desain tahan gempa. Apabila melakukan analisa dan desain struktur secara manual memerlukan waktu yang lama dan tidak efektif sehingga itu digunakanlah bantuan program komputer yang lebih menghemat waktu. Dewasa ini program komputer untuk perhitungan struktur gedung yang populer adalah ETABS. Pemakaian program komputer ETABS sebagai suatu alat bantu yang sangat berguna, karena dikenal luas dan menjadi standar perhitungan struktur internasional. Program komputer untuk perhitungan struktur ini telah terintegrasi secara keseluruhan yang meliputi pemodelan, analisa dan desain. Walaupun program komputer untuk perhitungan struktur, sudah divalidasi hasil keluarannya oleh pembuat program komputer tersebut, tetapi untuk pemakai perlu mengetahui karakteristik dari program komputer yang digunakannya. Sehingga dapat menghasilkan pemodelan, analisis dan desain yang aman dan ekonomis untuk setiap model struktur. Perlu diperhatikan, pemahaman dasar teknis dari bidang konstruksi sangat diperlukan untuk menghindari kesalahan aplikasi program komputer ini. Penerapan peraturan-peraturan dan teori yang diberlakukan di Indonesia perlu dipahami dan dijadikan dasar input untuk analisis agar output yang dihasilkan dari program ETABS ini sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) dan dapat diterapkan secara aktual di lapangan.
iv
B. MAKSUD DAN TUJUAN
Tugas dari mata kuliah Struktur Baja II ini dimaksudkan agar Mahasiswa dapat memahami : 1.
Perhitungan balok menggunakan baja sesuai "Tata Cara Perhitungan Struktur Baja untuk Rumah dan Gedung SN103-1729- 2002" dan "Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung SNI 03- 1726- 2002” serta analisa simpangan deformasi yang diakibatkan beban gempa.
2.
Penggunaan perangkat lunak ETABS sebagai alat bantu dalam menganalisis dan mendesain bangunan bertingkat baja tahan gempa.
v
BAB I ANALISA STRUKUR DENGAN ETABS
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2017
BAB 1 ANALISA STRUKUR DENGAN ETABS 1. Desain Rencana Bangunan.
1.1.Desain Denah Layout Kolom.
Gambar 1.1 Desain Denah Layout Kolom.
1.2. Lembar Soal. a.Jumalah lantai
= 15
b.Bentang
= 9 m dan 6 m
c.Tinggi bangunan
=4m
d.Lokasi
= NTT
e.Fungsi Bangunan
= Apartemen
f. Dinding
= Pasangan Batako 10 cm 2
2. Perhitungan Pembebanan.
2.1.Beban Mati. a.Beban Pelat lantai Beban plat lantai = 0,12 x 24
= 2,88 kN/m 2
Beban pasir setebal 1 cm = 0,01 x 16
= 0,16 kN/m2
Beban spesi setebal 3 cm = 0,03 x 22
= 0,66 kN/m2
Beban keramik setebal 1 cm = 0,01 x 22
= 0,22 kN/m 2
Beban plafon dan penggantung
= 0,18 kN/m 2
Beban Instalasi ME
= 0,25 kN/ m2 +
Total beban mati
= 4,35 kN/m2
Beban mati = 4,35 kN/m 2 = 435 kg/m2 b.Beban Dinding Koef beban pas.batako (berlubang) = 120 kg/m 2 Beban Mati Pas.Dinding
= Tinggi dinding x Koef. Bata Merah 1⁄2 Batu = 4 x 120 = 480 kg/m
2.2.Beban Hidup. c.Beban hidup Apartemen = 250 kg/m 2 2.3.Beban Gempa. Wilayah = NTT
Gambar 2.1 Wilayah Gempa Indonesia 3
NTT = wilayah 5 dengan tanah sedang
Gambar 2.2 Respons Spektrum Gempa Rencan
Faktor Respons Gempa (C) Wilayah Gempa 5 tanah se dang. d. T = 0
C = 0,32
e. T = 0,2
C = 0,83
f. T = 0,6
C = 0,83
g. T = 0,8
C=
h. T = 1
C=
i. T = 1,25
C=
C=
k. T = 1,75
C=
l. T = 2
C=
m. T = 2,25
C=
n. T = 2.5
C
o. T = 2.7
j. T = 1,5
p. T = 3
=
C=
C
=
0,5
0,5
0,8
=
= 0,625
0,5
0,5
1
=
= 0,5
0,5
0,5
1,25
=
0,5
0,5
1,5
=
= 0,4
= 0,333
0,5
0,5
1,75
=
0,5
0,5
2
=
= 0,2857
= 0,25
0,5
0,5
2,25
=
0,5
0,5
2,5
=
= 0,222
= 0,2
0,5
0,5
2,75
=
0,5
0,5
3
=
= 0,1818
= 0,1,66 4
3. Langkah-Langkah Analiasa Struktur dengan ETABS.
3.1 Menentukan Geometri Struktur. a. Memilih File > New Model, maka akan muncul jendela seperti di bawah, mengganti satuan dengan N-mm, dan memilih Grid Only . Setelah itu, menentukan dimensi Portal dan jumlah as kolom, balok dan tinggi bangunan.
Gambar 3.1.1 Tampilan Building Plan Grid System and Story Data Defnition.
b. Akan muncul tampilan kerja ETABS seperti di bawah.
Gambar 3.1.1 Tampilan ETABS.
5
3.2 Menentukan Frame. a. Klik menu Defi ne > F rame Section > I mport I /Wide F lange, lalu mencari data frame yang akan di import, seperti gambar dibawah.
Gambar 3.2.1 Tampilan Import Frame.
b. Memilih Frame yang akan digunakan lalu klik OK .
Gambar 3.2.2 Tampilan Import Frame.
6
3.3 Merencanakan Plat lantai. a. Klik menu Defi ne > Wall/Slab/Dack Sections.. > Add New Slab , akan muncul tampilan seperti dibawah, menganti nama di Section Name, dan mengisi
Membrane dan Bending.
Gambar 3.3.1 Tampilan Wall/Salb Section.
b. Klik Set Modifiers.. mengisi nilai momen inersia efektif penampang (tabel 2.1 SNI), mengisi 0,25 pada Membrane f11 Modifiner sampai Bending m12
Modifiner, klik OK .
Gambar 3.3.2 Tampilan Analysis Stiffness Modifications Factors. 7
3.4 Penggambaran Kolom. a. Memilih menu Draw > Draw Line Objects> Create Columns in Region or at
Click , memilih frame propertie yang akan di gunakan dari menu Propertis, mengubah One Story menjadi All Story , menggambar di setiap titik kolom.
Gambar 3.4.1 Tampilan Penggambaran Kolom.
3.5 Penggambaran Balok. a. Memilih menu Draw > Draw Line Objects > Create Line in Region or at
Click , memilih frame propertie yang akan di gunakan dari menu Propertis, mengubah One Story menjadi All Story , menggambar di setiap garis balok.
Gambar 3.5.1 Tampilan Penggambaran Balok . 8
3.6 Penggambaran Balok Anak. a. Memilih menu Draw > Draw Line Objects > Create Secondary Beams in
Regi on or at Click , memilih frame propertie yang akan di gunakan dari menu Propertis, mengubah Pinned menjadi Continuous, mengubah Parallel Y or R menjadi Normal to Near E dge, mengubah One Story menjadi All Story , menggambar di setiap Area balok.
Gambar 3.6.1 Tampilan Penggambaran Balok Anak .
3.7 Penggambaran Pelat Lantai. a. Memilih menu Draw > Draw Area Objects> Cr eate Area at Click , memilih frame propertie yang sudah dibuat dari menu Propertis, mengubah One Story menjadi All Story , menggambar di setiap area pelat.
Gambar 3.6.1 Tampilan Penggambaran Pelat Lantai. 9
3.8 Menentukan Static Load Cases. a. Memilih Menu Define > Static Load Case, membuat 4 loads dengan klik Add
New Load , load dead mempunyai self wight multiplier = 1, live = 0, Quakex = 0 dan Quakey = 0 dengan Auto Lateral Load User Coefficient pada beban gempa, klik OK .
Gambar 3.8.1 Tampilan Define Static Load Cases Names.
3.9 Menentukan Load Combinations. a. Define > Load Combinations > Add New Combo, memasukan nilai Combo 1 Dead = 1,4 lalu klik OK .
Gambar 3.9.1 Tampilan Load Combination Data. 10
b. Klik Add New Combo lagi untuk menentukan Combination 2 dengan klik Add Combo, Dead = 1,2; Live = 1,6; QuakeX = 1; QuakeY = 0,3; klik OK .
Gambar 3.9.2 Tampilan Load Combination Data.
3.10
Menentukan Response Spectrum Functions. a. Klik Defi ne > Response Spectrum F unctions.., pada Choose F unction
Type to Add memilih User Spectrum, klik Add New F unction.
Gambar 9.10.1 Tampilan Define Response Spectrum Functions.
11
b. Mengganti nama pada F unction Name sesui lokasi gempa, memasukan nilai Periode dan Acceleration sesuai perhitungan pembebanan gempa, lalu klik OK .
Gambar 3.10.2 Tampilan Response Spectrum Function Definition.
3.11
Menentukan Response Spectrum Case. a. Klik Defi ne >
Response Spectrum Cases.. > Add New Spectrum..,
mengganti nama pada Spectrum Case Name , pada F unction U1 memilih Response Spectrum yang sudah dibuat dan pada Scale F actor menisi 1,15 lalu klik OK .
Gambar 3.11.1 Tampilan Response Spectrum Case Data. 12
3.12
Menentukan Mass Source. a. Klik Define > Mass Definition, klik From Self... pada Mass Definition, masukan nilai masa beban Live 30% (0,3) klik Add dan untuk baban mati 100% (1) klik Add klik Ok .
Gambar 3.12.1 Tampilan Define Mass Source.
3.13
Pembebanan Plat Lantai. a. Memilih pelat lantai yang akan dibebani.
Gambar 3.13.1 Tampilan Penerimaan Beban Pelat Lantai. 13
b. Klik menu Assign > Shell/Ar ea Loads > Unifrom.., Memasukan beban Mati dengan Satuan Kgf-m; Load = 435 lalu klik OK.
Gambar 3.13.2 Tampilan Unifrom Surface loads.
c. Mengulangi langkah 2 langkah di atas, untuk memasukan beban hidup, mengganti nama pada Load Case Name dengan Live, mengubah satuan menjadi Kgf-m, memasukan nilai koef beban hidup pada Load dengan 250, lalu Klik OK.
Gambar 3.13.3 Tampilan Unifrom Surface loads.
Gambar 3.13.4 Tampilan Pelat Lantai Setelah Dibebani. 14
3.14
Pembebanan Dinding. a. Blok bagian yang akan meneriman beban pasangan dinding seperti gambar dibawah.
Gambar 3.14.1 Tampilan Penerimaan Beban Pasangan Dinding .
b. Klik menu Assign > F rame/Line Loads > Distri buted , mengubah satuan pada units dengan kgf-m, memasukan beban yang sudah dihitung pada
Unifrom Loads dengan 480, klil OK.
Gambar 3.14.2 Tampilan Frame Distributed Loads. 15
3.15 Analysis. a. Klik menu Analayze > Set Analysis Options,> F ull 3D > OK .
Gambar 3.15.1 Tampilan Analysis Options.
b. Klik menu Analayze > Run Analysis.
Gambar 3.15.2 Tampilan Analysis.
3.16
Cek Design/Cheak of Struture. a. Klik menu Design > Steel F rame Design > Start Design/Cheak of
Struture, tapilan akan seperti dibawah.
Gambar 3.16.1 Tampilan Steel Design/Cheak of Struture. 16
3.17
Cek Momen 3-3. a. Klik menu Disply > Show Member F orces/Stresses D agram > F rames/
Pier/Spandrel F orces.., mengganti pada Case/Combo Name dengan COMB2, pada Component pilih Moment 3-3, klik OK.
Gambar 3.17.1 Tampilan Member Force Diagram for Frames.
Gambar 3.17.2 Tampilan Momen 3-3 Combination 2. 17
3.18
Cek Momen Maksimum. a. Klik menu Disply > Show Member F orces/Stresses Dagram > Shell
Stresses/F orces, pada Case/Combo Name mengganti dengan COMB2, pada Component pilih MMAX , klik OK.
Gambar 3.18.1 Tampilan Element Force/Stress Contours for Shells .
Gambar 3.18.2 Tampilan Momen Maksimum.
18
4. Hasil Gaya Kolom dan Balok.
4.1 Menentukan Hasil Gaya Kolom dan Balok. a. Memilih Story yang akan dicari gayanya, dengan klik Select > Select Story
Level.., lalu pilih Story dan klik OK .
Gambar 4.1.1 Tampilan Select Story Level. 4.2 Menentukan Gaya. a. Klik Disply > Show Tabel.., Centang F rame Output lalu centang F rame
forces, setelah itu matikan centang Selection Only .
Gambar 4.2.1 Tampilan Choose Tabels for Display. 19
b. Blok COMB1 Combo dan COMB2 Combo, lalu klik OK > OK .
Gambar 4.2.2 Tampilan Select Output.
c. Tabel gaya Aksial Kolom, Geser dan Momen akan tertampilkan, ganti nama Beam Forces dengan Column Forces untuk lihat gaya kolom.
Gambar 4.2. Tampilan Beam Forces.
20
Gambar 4.2. Tampilan ColumnForces. 5. Lampiran .
5.1 Denah Kolom. 5.2 Tampak Bangunan dan Portal. 5.3 Layout. 5.4 Steel Design/Cheak of Struture. 5.5 Momen 3-3 (Combination 2; portal). 5.6 Momen Maksimum (Combination 2; Plat lantai). 5.7 Hasil Gaya Kolom. 5.8 Hasil Gaya Balok. 5.9 Desain Kolom. 5.10 Desain Balok. 5.11 Gambar Detail Tampak. 5.12 Gambar Detail Potongan Kolom. 5.13 Gambar Detail Potongan Balok. 5.14 Gambar Detail Bracing. 5.15 Gambar Detail Stiffenes.
21
PENUTUP
A. Kesimpulan.
Berdasarkan pengerjaan dalam tahap pendesaian baja dalam sebuah kontruksi bangunan, penyusun dapat menyimpulkan bahwa : 1.
Dalam merancang suatu kontruksi bangunan dibutuhkan acuan standar pembebanan yang akan digunakan.
2.
Diperlukan tinjauan lebih lanjut tentang daerah-daerah gempa untuk menentukan nilai respone specktrum gempa.
3.
Desain bangunan harus efisien dari segi material dan harga.
4.
Bangunan yang didesain diharapkan dapat bertahan cukup lama.
B. Saran.
Menyadari bahwa penulis masih jauh dari kata sempurna, untuk itu kedepannya penulis akan lebih teliti dan berhati-hati dalam melakukan pendesaian bangunan tahan gempa yang dapat dipertanggungjawabkan kekuatan bangunannya. Untuk keberhasilan desain bangunan tanpa gempa penulis meyarankan kepada pembaca sebagai berikut : 1. Memahami bangunan tanpa gempa. 2. Mengacu pada standar yang sudah ada. 3. Selalu berdoa sebelum melalukan sesuatu agar menjadi berkah.
22
