Perancangan Struktur Beton Perpustakaan 4 Lantai

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

PERANCANGAN STRUKTUR BETON GEDUNG PERPUSTAKAAN 4 LANTAI

Oleh: Afret Nobel, ST feat. Ade Irma Sumantri, ST

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Perancangan Struktur Beton

www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com Contents 1

2

DATA UMUM STRUKTUR ...............................................................................................................6 1.1

Data Struktur ...............................................................................................................................6

1.2

Metode Analisis ..........................................................................................................................6

1.3

Acuan ..........................................................................................................................................6

1.4

Spesifikasi Material .....................................................................................................................7

1.5

Pembebanan ................................................................................................................................7

1.5.1

Beban Gravitasi.......................................................................................................................7

1.5.2

Beban Gempa ..........................................................................................................................8

1.5.3

Kombinasi Pembebanan ..........................................................................................................8

1.5.4

Dimensioning Stuktur .............................................................................................................9

PENULANGAN PELAT .................................................................................................................... 17 2.1

3

4

Penulangan Pelat Lantai & Atap ............................................................................................... 17

2.1.1

Pelat dua arah ........................................................................................................................ 18

2.1.2

Pelat satu arah ....................................................................................................................... 20

ANALISIS GEMPA ........................................................................................................................... 22 3.1

Pemodelan Struktur ................................................................................................................... 22

3.2

Pembebanan Gravitasi Pada Struktur ........................................................................................ 22

3.3

Analisis Gempa ......................................................................................................................... 22

3.4

Displacement Pusat Massa Dan Simpangan Antar Tingkat ...................................................... 27

3.5

Kesimpulan ............................................................................................................................... 29

PENULANGAN STRUKTUR ........................................................................................................... 30 4.1

Model struktur ........................................................................................................................... 30

4.2

Perencanaan Balok .................................................................................................................... 31

4.2.1

Perencanaan balok anak arah x ............................................................................................. 31

4.2.2

Beban rencana ....................................................................................................................... 31

4.2.3

Analisis struktur .................................................................................................................... 32

4.2.4

Penulangan lentur.................................................................................................................. 32

4.2.5

Penulangan geser .................................................................................................................. 33

4.3

Perencanaan Portal .................................................................................................................... 34

4.3.1

Rencana portal ...................................................................................................................... 34

4.3.2

Beban rencana ....................................................................................................................... 34

4.3.3

Hasil analisis struktur ............................................................................................................ 38

4.3.4

Analisis beban gravitasi ........................................................................................................ 40

4.3.5

Perhitungan balok ................................................................................................................. 41

4.3.6

Hasil perhitungan penulangan balok portal........................................................................... 43

4.4

Perencanaan Kolom................................................................................................................... 44

4.4.1

Beban rencana kolom ............................................................................................................ 44

4.4.2

Kelangsingan kolom ............................................................................................................. 45

4.4.3

Perencanaan lentur kolom untuk kolom pendek ................................................................... 47

4.4.4

Perencanaan geser ................................................................................................................. 53

4.5 4.5.1

Perencanaan Tangga .................................................................................................................. 54 Pemodelan tangga ................................................................................................................. 54 Page 2 of 68




4.5.2

Dimensi & volume tangga .................................................................................................... 54

4.5.3

Pembebanan .......................................................................................................................... 54

4.5.4

Output gaya-gaya dalam ....................................................................................................... 55

4.5.5

Penulangan momen tangga ................................................................................................... 55

4.5.6

Perhitungan Tulangan Geser ................................................................................................. 57

4.6

Perencanaan Pondasi ................................................................................................................. 58

4.6.1

Data perencanaan .................................................................................................................. 58

4.6.2

Dimensi pondasi ................................................................................................................... 58

4.7

Tentang Penulis ......................................................................................................................... 68

Page 3 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com Daftar Tabel

Tabel 1 Daftar beda elevasi lantai ................................................................................... 6 Tabel 2Koefisien gempa dasar ......................................................................................... 8 Tabel 3Tipe Pelat ............................................................................................................ 17 Tabel 4 Batasan penulangan pelat/m2 (dengan asumsi tulangan Ø 10 mm) ................. 18 Tabel 5 Momen per meter lebar dalam jalur tengah akibat beban terbagi merata ....... 19 Tabel 6 Massa, pusat massa dan pusat kekakuan lantai ................................................ 23 Tabel 7 Mass Participation Factor................................................................................. 23 Tabel 8 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-x ................................. 25 Tabel 9 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-y ................................. 25 Tabel 10 Distribusi gaya geser lantai statik ekivalen..................................................... 26 Tabel 11 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-x (cm) .................... 28 Tabel 12 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-y (cm) .................... 28 Tabel 13 Rasio inter story drift-x .................................................................................... 28 Tabel 14 Momen disain balok rangka di muka kolom ................................................... 40 Tabel 15 Resume penulangan balok ............................................................................... 43 Tabel 16 Gaya yang bekerja pada kolom ....................................................................... 45 Tabel 17 I/Lc untuk balok ............................................................................................... 45 Tabel 18 I/Lc untuk kolom sumbu x & y ......................................................................... 45 Tabel 19 Tabel analisis dalam keadaan berimbang ........................................................ 48 Tabel 20 Tabel analisis untuk c = 50 mm ....................................................................... 49 Tabel 21 Tabel analisis untuk c = 100 mm ..................................................................... 49 Tabel 22 Tabel analisis untuk c = 150 mm ..................................................................... 50 Tabel 23 Tabel analisis untuk c = 200 mm ..................................................................... 50 Tabel 24 Tabel analisis untuk c = 250 mm ..................................................................... 50 Tabel 25 Tabel analisis untuk c = 300 mm ..................................................................... 50 Tabel 26 Tabel analisis untuk c = 350 mm ..................................................................... 51 Tabel 27 Tabel analisis untuk c = 400 mm ..................................................................... 51 Tabel 28 Tabel analisis untuk c = 450 mm ..................................................................... 51 Tabel 29 Tabel analisis untuk c = 500 mm ..................................................................... 51 Tabel 30 Tabel analisis untuk kapasitas lentur murni..................................................... 52 Tabel 31 Output ETABS untuk tangga............................................................................ 55 Tabel 32 Analisis geometri bidang ................................................................................. 59 Tabel 33 Nilai beban merata pada pelat pondasi........................................................... 59 Tabel 34 Tekanan pada pelat pondasi ............................................................................ 61 Tabel 35 Design koefisien momen .................................................................................. 63 Tabel 36 Resume penulangan pelat pondasi .................................................................. 67

Page 4 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com Daftar Gambar

Gambar 1 Respons spektrum gempa rencana untuk Wilayah Gempa 3 (tanah lunak) .... 8 Gambar 2 Luasan dalam menghitung inersia ................................................................. 12 Gambar 3 Bagian pelat yang ditinjau ............................................................................. 12 Gambar 4 Model struktur 3 dimensi ............................................................................... 22 Gambar 5 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 1 ................................... 24 Gambar 6 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 2 ................................... 24 Gambar 7Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 3 .................................... 25 Gambar 8 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x ............................................ 27 Gambar 9 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x ............................................ 27 Gambar 10 Denah balok lantai atap................................................................................ 30 Gambar 11 Denah balok lantai 2 s/d 4............................................................................ 30 Gambar 12 Denah lantai 1 .............................................................................................. 30 Gambar 13 Rencana balok anak arah x .......................................................................... 31 Gambar 14 Gambar diagram momen dan geser balok anak (AS 2-3) ............................ 32 Gambar 15 Rencana portal arah melintang..................................................................... 34 Gambar 16 Rencana portal arah memanjang .................................................................. 34 Gambar 17 Respon spectrum gempa (wilayah gempa 3) ............................................... 35 Gambar 18 Input beban mati pada lantai (kg/m2) ........................................................... 35 Gambar 19 Input beban hidup pada lantai (kg/m2) ......................................................... 36 Gambar 20 Input beban mati pada balok (kg/m) ............................................................ 36 Gambar 21 Distribusi beban dari pelat ke balok (kg/m) ................................................. 36 Gambar 22 Input respon spektrum gempa ...................................................................... 37 Gambar 23 Respon spektrum case gempa arah x dan arah y......................................... 37 Gambar 24 Diagram momen portal melintang akibat beban mati (kN.m) ..................... 38 Gambar 25 Diagram momen portal melintang akibat beban hidup (kN.m) ................... 38 Gambar 26 Diagram momen portal melintang akibat beban gempa ex (kN.m) ............. 39 Gambar 27 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban mati (kN).................. 39 Gambar 28 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban hidup (kN)................ 39 Gambar 29 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban gempa ex (kN) ......... 40 Gambar 30 Momen Rencana kolom ................................................................................ 44 Gambar 31 Gaya Aksial kolom ....................................................................................... 44 Gambar 32 Kondisi pengekangan kolom (a) arah sumbu x; (b) arah sumbu y .............. 45 Gambar 33 Nomogram untuk kolom arah x ................................................................... 46 Gambar 34 Nomogram kolom untuk arah y ................................................................... 47 Gambar 35 Rencana penampang kolom ......................................................................... 48 Gambar 36 Tegangan regangan pada kolom dalam keadaan berimbang ....................... 49 Gambar 37 Diagram interaksi kolom.............................................................................. 52 Gambar 38 Pemodelan tangga 3 dimensi ....................................................................... 54 Gambar 39 Layout pondasi rakit (mat foundation) ........................................................ 58 Gambar 40 Area geser pada pelat pondasi .................................................................... 62

Page 5 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 1 1.1

DATA UMUM STRUKTUR

Data Struktur

1. Fungsi bangunan : Gedung Perpustakaan 2.

Struktur

: Struktur beton bertulang dengan balok kolom 3 dimensi

3.

Jumlah lantai

: 4 lantai + 1 lantai atap

4.

Elevasi lantai

: Tabel 1 Daftar beda elevasi lantai Lantai Lantai Dasar Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai atap

Beda Elevasi (m) + 0.51 + 4.59 + 8.67 + 12.75 + 16.83

5. Luas bangunan (per lantai) •

Lantai dasar

: ± 754 m2

•

Lantai 2 ~ 4

: ± 672 m2

•

Lantai atap

: ± 720 m2

6. Tebal pelat beton

:12 cm & 10 cm

7. Tipe kolom

: 50x50 cm2

8. Tipe balok

: TB1 30x60 cm2, TB2 30x50 cm2, B1 30x65 cm2, B2 30x50 cm2, B3 25x50 cm2, 25x35 cm2

9. Lokasi

: Universitas Indonesia - Depok

10. Pemilik proyek

: Universitas Indonesia

11. Pemberi Tugas

: Elly Tjahjono

12. Konsultan struktur

: PT. A2 Consultant

1.2

Metode Analisis Analisis struktur portal utama : metode kekakuan tiga dimensi dengan bantuan program ETABS

1.3

Acuan 1. Tata cara perencanaan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-28472002) 2. Pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung (PPIUG-1983) 3. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung (SNI 03-17262002) Page 6 of 68




4. American Concrete Institute Building Code (ACI 318-99) 1.4

Spesifikasi Material 1. Mutu Baja : Tulangan

: fy = 400 MPa (BJTD 40), untuk > 10 mm; : fy = 240 MPa (BJTP 24), untuk < 10 mm.

2. Mutu Beton :

1.5

Pondasi telapak

: K-200 (fc’=25 MPa)

Pelat, Balok, Kolom

: K-200 (fc’=25 MPa)

Pembebanan

1.5.1 Beban Gravitasi 1.5.1.1 Beban mati • Roof (atap) 1. Screed + water proofing (5 cm) = 0,05 x 2100 kg/m3 = 105 kg/m2 15 kg/m2

2. Mechanical / Electrical

=

3. Ducting + Lighting + Ceiling

= 30 kg/m2 +

Beban mati total (qSDL)

= 150 kg/m2

•

Lantai tipikal perpustakaan

1. Screed (2 cm) = 0,02m x 2100 kg/m3

=

42 kg/m2


=

15 kg/m2

3. Finishing (keramik 1 cm)

=

24 kg/m2

4. Ducting + Lighting + Ceiling

= 30 kg/m2+


= 111 kg/m2

•

Lantai dasar

1. Screed (2 cm) = 0,02m x 2100 kg/m3

=

42 kg/m2

2. Finishing (keramik1 cm)

=

24 kg/m2


=

15 kg/m2+


=

81 kg/m2

1.5.1.2 Beban hidup 1. Lantai atap

= 100 kg/m2

2. Lantai perpustakaan

= 400 kg/m2

Page 7 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 1.5.2 Beban Gempa

Adapun parameter-parameter pembebanan gempa yang akan digunakan dalam analisis struktur adalah sebagai berikut: •

Lokasi struktur berada di wilayah gempa : 3

•

Analisis yang digunakan : analisis respon dinamik

•

Koefisien gempa dasar (terlampir dalam tabel & grafik); struktur berada di atas tanah lunak. Tabel 2Koefisien gempa dasar Waktu Getar Alami Koefisien Gempa T (Detik) Dasar 0 0.3 0.2 0.75 1 0.75 > 1.0 0.75/T

R es pon S pektrum K oefis ien G empaD as ar (C )

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

P eriode (T )

Gambar 1 Respons spektrum gempa rencana untuk Wilayah Gempa 3 (tanah lunak) •

Faktor keutamaan struktur (I) (Pasal 4.1.2, hal 7, Acuan 3) Fungsi gedung umum = 1,00

•

Daktilitas struktur (R) (Pasal 4.3, hal 9-13, Acuan 3) Jenis struktur : rangka gedung beton bertulang R=8,5

• 1.5.3

Tinjauan arah gempa = 0o dan 90o (bolak-balik) Kombinasi Pembebanan

Kombinasi yang dilakukan untuk gaya-gaya dalam pada struktur adalah: 1.

U = 1,4 qDL

(Statik)

2.

U = 1,2 qDL + 1,6 qLL

(Statik) Page 8 of 68




3.

U = 0,9 qDL + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

4.

U = 0,9 qDL - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

5.

U = 0,9 qDL + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

6.

U = 0,9 qDL - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

7.

U = 0,9 qDL + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

8.

U = 0,9 qDL - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

9.

U = 0,9 qDL + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

10.

U = 0,9 qDL - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

11.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

12.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

13.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

14.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy

(Dinamik 90o)

15.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

16.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

17.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

18.

U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy

(Dinamik 0o)

1.5.4 Dimensioning Stuktur 1.5.4.1 Balok •

TB1 (sloof); L = 8000 mm h = L/12 = 8000/12 = 666,67 ~ 600 mm b = 2/3 x 666,67 = 444,45 ~ 300 mm Jadi, dimensi TB1 (sloof) = 300 x 600 mm

•

TB2 (sloof); L = 6000 mm h = L/12 = 6000/12 = 500 mm b = 2/3 x 500 = 333,33 ~ 300 mm Jadi, dimensi TB2 (sloof) = 300 x 500 mm

•

B1 (Balok induk); L= 8000 mm h = L/12 = 8000/12 = 666,67 ~ 650 mm b = 2/3 x 666,67 = 444,45 ~ 300 mm Jadi, dimensi B1 (balok induk) = 300 x 650 mm

•

B2 (Balok induk); L= 6000 mm h = L/12 = 6000/12 = 500 mm b = 2/3 x 500 = 333,33 ~ 300 mm Page 9 of 68




Jadi, dimensi B2 (balok induk) = 300 x 500 mm •

B3 (Balok anak); L= 6000 mm h = L/12 = 6000/12 = 500 mm b = 2/3 x 500 = 333,33 ~ 250 mm Jadi, dimensi B3 (balok anak) = 250 x 500 mm

•

B4 (Balok anak); L= 4000 mm h = L/12 = 4000/12 = 333,33 ~ 350 mm b = 2/3 x 333,33 = 222,22 ~ 250 mm Jadi, dimensi B4 (balok anak) = 250 x 350 mm

1.5.4.2 Pelat 1.5.4.2.1 Tebal pelat minimum dengan balok yang menghubungkan tumpuan pada semua sisinya: a) Untuk αm < 0,2 •

Pelat tanpa penebalan = 120 mm

•

Pelat dengan penebalan = 100 mm

b) Untuk 0.2 ≤ αm ≤ 2 f   ln  0.8 + y  1500   h= ≥ 120 mm 36 + 5β (α m − 0.2 )

c) Untuk αm > 2 f   ln  0.8 + y  1500  h=  ≥ 90 mm 36 + 9β

1.5.4.2.2 Definition of Beam-to-Slab Stiffness Ratio, α

α=

flexural stiffness of beam flexural stiffness of slab

α=

4Ecb I b / l Ecb I b = 4Ecs Is / l Ecs I s

Page 10 of 68




E cb = Modulus of elasticity of beam concrete Esb = Modulus of elasticity of slab concrete I b = Moment of inertia of uncracked beam Is = Moment of inertia of uncracked slab 1.5.4.2.3 Luasan yang diperhitungkan dalam menghitung inersia balok dan pelat

Page 11 of 68




Gambar 2 Luasan dalam menghitung inersia 1.5.4.2.4 Perhitungan preliminary •

fc= 25 Mpa, fy = 400 Mpa

Gambar 3 Bagian pelat yang ditinjau •

Untuk mencari h, dibutuhkan nilai Ib, Islab dan α untuk balok dan pelat pada pinggir-pinggir pelat yang ditinjau. Asumsikan tebal pelat h = 100 mm. Balok Potongan b-b

Page 12 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 2

Flange Beam

b h A i (mm ) y i (mm) 700 100 70000 50 300 400 120000 250 190000

I slab =

α=

4

y i A i (mm ) 3500000 30000000

3

I (mm ) 58333333 1600000000

33500000

1658333333

ybar

=

176

mm

I

=

3426754386.0

mm

d (mm) -126.32 73.68

2

4

d A (mm ) 1116897507 651523546 1768421053

4

1 3 1 bh = x 2000 x100 3 = 166666666 mm 4 12 12

EI beam 3426754386 = = 20,56 EIslab 166666666

Balok Potongan a-a

2

Flange Beam

b h A i (mm ) y i (mm) 1050 100 105000 50 250 400 100000 250 205000

I slab =

α=

4

y i A i (mm ) 5250000 25000000

3

I (mm ) 87500000 1333333333

30250000

1420833333

ybar

=

148

mm

I

=

3469613821.1

mm

d (mm) -97.56 102.44

2

4

d A (mm ) 999405116 1049375372 2048780488

4

1 3 1 bh = x 4000 x100 3 = 333333333mm 4 12 12

EI beam 3469613821 = = 10, 41 EIslab 333333333

Balok Potongan d-d

Page 13 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 2

Flange Beam

b h A i (mm ) y i (mm) 1400 100 140000 50 300 550 165000 325 305000

I slab =

α=

4

y i A i (mm ) 7000000 53625000

3

I (mm ) 116666667 4159375000

60625000

4276041667

ybar

=

199

mm

I

=

10003705601.1

mm

d (mm) -148.77 126.23

2

4

d A (mm ) 3098572292 2629091642 5727663934

4

1 3 1 bh = x 3000 x1003 = 250000000 mm 4 12 12

EI beam 10003705601 = = 40.01 EIslab 250000000

Balok Potongan c-c

Flange Beam

b 750 250

2

h A i (mm ) y i (mm) 100 75000 50 250 62500 175 137500

I slab =

α=

4

y i A i (mm ) 3750000 10937500

3

I (mm ) 62500000 325520833

14687500

388020833

ybar

=

107

mm

I

=

920691287.9

mm

d (mm) -56.82 68.18

2

4

d A (mm ) 242122934 290547521 532670455

4

1 3 1 bh = x 3000 x1003 = 250000000 mm 4 12 12

EI beam 920691287.9 = = 3.68 EI slab 250000000

Menghitung nilai α dan β

β=

llong lshort

=

4000 = 1,33 3000

Nilai rata-rata α = (20.56+10.41+40.01+3.68)/4 = 18.67, oleh karena itu α > 2,0, sehingga tebal pelat minimum adalah: f   ln  0.8 + y  4000  0.8 + 400  1500  1500   h=  = = 88,94 mm ≥ 90mm 36 + 9β 36 + (9x1, 33)

Maka, ketebalan minimum pelat adalah 90 mm Page 14 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 1.5.4.3 Dimensi Kolom

Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 25.3.1.3 hal 243, persyaratan dimensi kolom dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : 0, 30. fc ' =

dimana

P A

(2.5)

P = Berat total yang dipikul oleh kolom A = Luas Penampang kolom fc’ = kuat tekan beton karakteristik

Berat total yang dipikul oleh kolom (P) dapat dihitung dengan menggunakan cara tributary area sehingga didapat dimensi kolom. Kolom yang ditinjau adalah kolom pada lantai 1 yang menerima beban terbesar karena menahan beban yang berada lantai diatasnya. Beban Mati : a. Lantai atap Slab

= 8 x 6 x 0,10 x 2400

= 11520 kg

Balok 30 x 65 cm2

= 8 x 0,30 x 0,65 x 2400

= 3744 kg

Balok 30 x 50 cm2

= 6 x 0,30 x 0,50 x 2400

= 2160 kg

Waterproofing

= 8 x 6 x 15

= 720 kg

Ducting + Lighting + Ceiling = 8 x 6 x 50

= 2400 kg + = 20544 kg

b. Lantai 1-3 (lantai tipikal) Slab

= 8 x 6 x 0,12 x 2400 x 3

= 41472 kg

Balok 30 x 65 cm2

= 8 x 0,30 x 0,65 x 2400 x 3

= 11232 kg

Balok 30 x 50 cm2

= 4 x 0,30 x 0,50) x 2400 x 3

= 4320 kg

Screed (2 cm)

= 8 x 6 x 42 x 3

= 6048 kg

Ducting + Lighting + Ceiling = 8 x 6 x 50 x 3

= 7200 kg

Finishing (keramik 1 cm)

= 3456 kg+

= 8 x 6 x 24 x 3

= 73728 kg ⇒ Beban mati seluruh bangunan = 20544 + 73728 = 94272 kg Beban Hidup Beban hidup lantai atap

= 8 x 6 x 100

= 4800 kg

Beban hidup lantai 1 ~ lantai 3 (tipikal) = 8 x 6 x 400 x 3 = 57600 kg ⇒ Beban hidup seluruh bangunan = 4800 + 57600 = 62400 kg Page 15 of 68




Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983 (PPIUG 1983), beban hidup harus direduksi untuk perencanaan portal. Beban hidup tersebut direduksi sebesar 10 % untuk penggunaan gedung sebagai gedung perpustakaan sehingga koefisien reduksi beban hidup = 0,8. Beban hidup lantai 1 ~ atap setelah direduksi menjadi = 62400 x 0,8 = 49920 kg. Dari kedua perhitungan beban tersebut, maka harus dilakukan kombinasi pembebanan tetap yaitu 1,2 DL + 1,6 LL untuk mendapatkan beban ultimate yang akan dipikul kolom. P = 1,2 DL + 1,6 LL = 1,2 . 94272 + 1,6 . 49920 = 192998,40 kg fc’ = 25 Mpa = 250 kg/cm² A=

P 192998,40 = = 2573,31 cm² 0,30. fc' 0,30.250

jika A = b x h, dimana b = h, maka b=h=

2573,31 = 50,73 cm

maka dimensi kolom yang digunakan adalah kolom 50/50 cm. Alasannya adalah dalam tahap preliminary design ini, beban lateral akibat gempa belum diperhitungkan dan prinsip dasar dalam perencanaan bangunan tahan gempa adalah strong column weak beam (kolom kuat balok lemah).

Page 16 of 68




PENULANGAN PELAT

Penulangan Pelat Lantai & Atap Pelat lantai menggunakan baja tulangan deform dengan mutu fy = 400 MPa

untuk D10. Selimut beton diambil 20 mm untuk pelat lantai dan 40 mm untuk pelat atap (berhubungan dengan cuaca). Dari hasil perancangan didapatkan beberapa tipe pelat sesuai dengan kondisi jepitan pada ke empat sisinya dan beban-beban kerja yang harus diakomodir di atasnya. Jenis pelat tersebut disajikan pada tabel berikut: Tabel 3Tipe Pelat Nama pelat S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7

Tebal pelat (mm) 120 120 120 120 120 120 120

Lokasi Lt. 2, Lt. 3 & Lt.4 Lt. 2, Lt. 3 & Lt.5 Lt. 2, Lt. 3 & Lt.6 Lt. 2 Lt. Atap Lt. Atap Lt. Atap

Syarat batas

β1 = 0,85 E c = 4700 *

εy =

fy Es

=

'

f c = 23500 MPa

400 = 1,905 E − 3 210000

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 9.12 butir (2) mengenai tulangan susut dan suhu, rasio tulangan susut dan suhu terhadap luas bruto penampang beton untuk pelat yang menggunakan batang tulangan deform mutu 400 adalah 0,0018.

ρ min = 0,0018     f c'  0,003  ρ b = 0 ,85. β1.  fy  fy + 0,003    Es 

= 0,85. β 1

f c'  600    f y  f y + 600   

= 0,85. 0,85.

25 400

 600   400 + 600 Page 17 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com = 0,0271

ρmaks = 0,75.ρb = 0,0203

As m in = ρ m in . b . d As m aks = ρ m aks . b . d

Tabel 4 Batasan penulangan pelat/m2 (dengan asumsi tulangan Ø 10 mm) Nama pelat h (mm) S1

120

S2

120

S3

120

S4

120

S5

120

S6

120

S7

120

Arah d (mm) Arah x 100 Arah y 90 Arah x 100 Arah y 90 Arah x 100 Arah y 90 Arah x 100 Arah y 90 Arah x 100 Arah y 90 Arah x 100 Arah y 90 Arah x 100 Arah y 90

As min (mm2) 180 162 180 162 180 162 180 162 180 162 180 162 180 162

As max (mm2) 2030 1827 2030 1827 2030 1827 2030 1827 2030 1827 2030 1827 2030 1827

Syarat 1 : ε s ≥ ε y Syarat 2 : As min ≤ As ≤ As maks 2.1.1

Pelat dua arah Lantai dengan perbandingan panjang dan lebar kurang dari 2,5 perencanaannya

menggunakan sistem pelat dua arah.

Page 18 of 68




Tabel 5 Momen per meter lebar dalam jalur tengah akibat beban terbagi merata

Page 19 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 2.1.2 Pelat satu arah

Bila perbandingan panjang dan lebar pelat lebih dari 2,5 maka analisa pelat tersebut dilakukan sebagai pelat satu arah. Penulangan pada arah memanjang pelat dipakai tulangan bagi. Sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 9.12 butir (2) dalam arah tegak lurus terhadap tulangan lentur harus disediakan tulangan penahan susut dan suhu (tulangan pembagi). Contoh perhitungan: Pelat Tipe S3 lx

slab

ly

Lx = 3000 mm Ly = 4000 mm β = Ly/Lx = 1,33 ≤ 2.5, maka termasuk kedalam pelat dua arah •

Pembebanan -

Beban Mati = 2.88 kN/m2

Berat sendiri pelat

= 0.12 x 24

Waterproofing

= 1.00 x 0.15 = 0.15 kN/m2

Ducting + Ceiling

= 1.00 x 0.30 = 0.30 kN/m2 = 3.33 kN/m2

•

= 4 kN/m2

Beban hidup

Beban terfaktor qu = 1.2D + 1.6L = 1.2 (3.33) + 1.6 (4) = 10.40 kN/m2

•

Perhitungan momen Tebal pelat

= 120 mm

Selimut beton

= 20 mm

Ø tulangan

= 10 mm

dx = h – selimut beton - Ø tulangan/2 = 120 – 20 – 10/2 = 95 mm Page 20 of 68




dy = h – sel. beton - Ø tulangan - Ø tulangan/2 = 120 – 20 – 10/2 = 95 mm β = 1.33, sehingga diperoleh nilai sebagai berikut: Mlx = 0.001 qu Lx2 x 2

Mly = 0.001 qu Ly x

= 1.87 kNm

2

= -6.83 kNm

2

= -5.15 kNm

Mtx = - 0.001 qu Lx x Mty = - 0.001 qu Ly x •

= 3.84 kNm

Batas rasio tulangan β1 = 0.85 ρ minimum untuk pelat = 0.0018  0.85 f ' c β1  600     fy  600 + fy   

ρbal = 

ρ balance = 0.0271 ρ maksimum = 0.75 ρ balance = 0.0203 •

Penulangan pelat Tulangan tumpuan, Mtx = 6.83 kNm Mntx = Mtx/ϕ = Mtx/0.8 = 8.54 kNm As perlu = Mntx/(fy 0.8 dx) = 280.85 mm2 As min = ρ min b dx = 171 mm2 As max = ρ max b dx = 1930.43 mm2 Ø10 mm, As = 78.53 mm2 S = 1000/(280.85/78.53) = 279.62 mm Gunakan Ø10-250 mm

Untuk selanjutnya, perhitungan menggunakan tabel dan disajikan pada lampiran.

Page 21 of 68




ANALISIS GEMPA

Pemodelan Struktur Struktur gedung Perpustakaan ini terdiri dai 4 lantai. Struktur dimodelisasi

sebagai portal ruang 3-D dengan 6 derajat kebebasan (degree of freedom / DOF) pada tiap nodal. Pelat lantai dimodelisasi sebagai elemen membran.

Gambar 4 Model struktur 3 dimensi 3.2

Pembebanan Gravitasi Pada Struktur Beban gravitasi didefinisikan sesuai dengan besarnya beban pada Bab Data

Umum Struktur (Bab 1.5.1.1). Besarnya berat sendiri struktur dapat dihitung langsung oleh program ETABS dengan memasukkan massa jenis material elemen struktur. Beban gravitasi yang bekerja pada pelat lantai didistribusikan ke balok-balok keliling pelat sesuai dengan tributari areanya. Beban dinding dan partisi bekerja langsung pada balok sebagai beban garis. 3.3

Analisis Gempa Analisis dinamik yang digunakan adalah analisis ragam spektrum respons, yakni

dengan memberlakukan suatu spektrum respons gempa rencana pada suatu model Finite Element dari struktur dan dari situ ditentukan respons struktur terhadap gempa rencana tersebut melalui superposisi dari respons masing-masing ragamnya. Page 22 of 68




Jumlah ragam yang ditinjau tidak boleh kurang dari 5 dan tidak perlu lebih dari jumlah tingkat bangunannya. Pada dasarnya jumlah ragam yang ditinjau adalah sedemikian rupa sehingga sudah mengandung paling sedikit 90% dari energi gempa. Jumlah ragam struktur yang ditinjau adalah 5 ragam. Kombinasi respons dari semua ragam yang berperan dilakukan dengan metode complete quadratic combination (CQC) yaitu mengevaluasi respons total maksimal dari tiap ragam respons yang terbesar. Analisis Respons Spektrum ini dilakukan dengan menggunakan bantuan program komputer ETABS. Data koefisien gempa dasar dimasukkan pada file input yang dibaca langsung oleh program ETABS, dengan demikian dapat diperoleh waktu getar alami struktur. Besarnya massa tiap-tiap lantai yang diperhitungkan dalam analisis dinamik serta pusat massa dan kekakuan dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut ini: Tabel 6 Massa, pusat massa dan pusat kekakuan lantai Story ROOF STORY3 STORY2 STORY1

Diaphragm D1 D1 D1 D1

MassX 37,252.08 42,489.69 42,913.87 44,684.63

MassY 37,252.08 42,489.69 42,913.87 44,684.63

XCCM 20.08 20.04 20.02 20.02

YCCM 12.94 12.97 12.98 12.86

XCR 20.00 20.00 20.00 20.00

YCR 12.82 12.72 12.53 12.15

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Eksentrisitas rencana untuk gedung dengan nilai e < 0,3 b perlu ditinjau sebesar nilai yang paling menentukan berikut ini : ed = 1,5 e + 0,05 b

atau

ed = e – 0,05 b dengan e = eksentrisitas teori, b = lebar denah gedung dalam arah tinjauan. Sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 7.2.1, jumlah pola getar yang ditinjau dalam penjumlahan respon ragam harus mencakup partisipasi massa sekurang-kurangnya 90%. Dalam analisis dinamik yang dilakukan, digunakan 5 pola ragam getar dan partisipasi massa yang disumbangkan oleh masing-masing pola getar dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut : Tabel 7 Mass Participation Factor Mode 1 2 3 4 5

Pe riod 0.91 0.85 0.77 0.30 0.28

UX 0.00 83.21 0.79 0.00 10.85

UY SumUX SumUY 82.08 0.00 82.08 0.00 83.21 82.08 0.00 84.00 82.09 12.19 84.00 94.28 0.00 94.85 94.28

RZ SumRZ 0.00 0.00 0.97 0.98 81.94 82.92 0.00 82.92 0.05 82.97

Page 23 of 68




Dari Tabel 3.2 di atas terlihat bahwa 90% massa sudah tercakup dalam 5 modes untuk arah-X dan 4 modes pertama untuk arah-Y.

Gambar 5 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 1

Gambar 6 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 2

Page 24 of 68




Gambar 7Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 3 Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, dalam analisis dinamik yang dilakukan ini, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama dianggap efektif 100% dan dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurusnya, tetapi dengan efektifitas hanya 30%. Dari analisis dinamik yang dilakukan didapat gaya geser pada tiap-tiap lantai seperti yang ditampilkan pada Tabel 3.3 di bawah ini (satuan kg-m): Tabel 8 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-x Story ROOF STORY3 STORY2 STORY1

Load EX EX EX EX

P -

VX 62,773.98 115,558.89 152,420.73 172,268.16

VY 53.24 118.10 162.40 184.81

T 912,469.72 1,678,666.65 2,226,156.53 2,529,849.57

MX 217.20 691.74 1,337.02 2,070.67

MY 256,117.84 723,570.64 1,327,861.26 2,008,500.12

Tabel 9 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-y Story Load ROOF EY STORY3 EY STORY2 EY STORY1 EY

P -

VX 72.31 134.82 177.96 200.19

VY 66,115.85 117,271.33 152,572.17 172,123.15

T 1,463,562.27 2,601,444.97 3,412,541.34 3,866,302.02

MX 269,752.67 742,362.90 1,341,091.62 2,015,162.41

MY 295.01 841.42 1,552.20 2,349.66

Page 25 of 68




Gaya geser dasar hasil analisis dinamik perlu dikoreksi dengan suatu faktor skala terhadap gaya geser dasar statik yang diperoleh dari ragam getar pertama struktur apabila nilainya kurang dari 0,8 kali gaya geser dasar statik tersebut. Pada hasil analisis dinamik struktur ini, diperoleh besar gaya geser dasarnya lebih kecil daripada 0,8 kali gaya geser dasar analisis statik. Dengan demikian, diperlukan koreksi gaya geser dasar hasil analisis dinamik. Adapun besarnya gaya geser dasar, V menurut analisis statik ekivalen adalah :

V=

C1 ⋅ I Wt R

dimana C1 adalah nilai Faktor Respons Gempa yang didapat dari Spektrum Respons Gempa Rencana menurut Gambar 1.1 untuk waktu getar alami fundamental T1. Dalam kasus ini, T1 adalah 0,9145 detik. Dari hasil perhitungan ETABS didapat Wt = 3,140,524.45 kgf, dan untuk R = 8,0 maka akan didapat nilai gaya geser dasar gempa statik ekivalen sebesar Vst = 215,911.06 kgf. Selanjutnya distribusi gaya geser ini pada masing-masing lantai ditampilkan pada Tabel 3.5. berikut ini : Tabel 10 Distribusi gaya geser lantai statik ekivalen Lantai - ke Roof Lt 3 Lt 2 Lt 1

hi(m) 16.32 12.24 8.16 4.08 ∑=

wi (kg) 613,328.66 840,543.23 829,195.86 857,456.70 3,140,524.45

Wixhi 10,009,523.73 10,288,249.14 6,766,238.22 3,498,423.34 30,562,434.42

Fi x-y 70,713.18 72,682.26 47,800.70 24,714.93 -

Vi 70,713.18 143,395.43 191,196.13 215,911.06 215,911.06

Selanjutnya untuk mendapatkan distribusi gaya geser tingkat nominal akibat pengaruh gempa rencana sepanjang tinggi struktur gedung yang lebih konservatif, karena dalam kasus ini gaya geser dasar untuk arah x dan y dari analisis dinamik lebih kecil dari 80% hasil analisis statik, maka analisis perlu dihitung ulang dengan memperhitungkan faktor skala 0,8Vst/Vx (untuk gempa arah-x) dan 0,8Vst/Vy (untuk gempa arah-y). Distribusi gaya geser tingkat dari hasil analisis dinamik dan statik ekivalen digambarkan dalam satu grafik.

Page 26 of 68




Gambar 8 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x 5.00

Vx

Floor

4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 50,000.00

100,000.00

150,000.00

200,000.00

Story shear, V (kg) dinamik_x

100%

80%

Gambar 9 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x 5.00

Vy

Floor

4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 50,000.00

100,000.00

150,000.00

200,000.00

Story shear, V (kg) Series2

3.4

100%

80%

Displacement Pusat Massa Dan Simpangan Antar Tingkat Simpangan antar tingkat dari suatu titik pada suatu lantai ditentukan sebagai

simpangan horisontal titik tersebut relatif terhadap titik yang sesuai pada lantai di bawahnya. Hasil displacement pada pusat massa struktur dan nilai simpangan antar lantai diperoleh setelah dilakukan analisis struktur untuk beban gempa terkoreksi (beban gempa rencana). Tabel 3.6 ~ 3.7 di bawah ini menunjukkan nilai displacement struktur Page 27 of 68




pada setiap pusat massa lantainya dan nilai simpangan antar lantai untuk beban gempa arah-X dan arah-Y dengan satuan centimeter. Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan non-struktural dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal yang telah dibagi faktor skala. Tabel 11 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-x (cm) Story ROOF STORY3 STORY2 STORY1

Point 19.00 19.00 19.00 19.00

Load EX EX EX EX

UX 2.83 2.41 1.66 0.69

UY 0.63 0.53 0.37 0.18

Tabel 12 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-y (cm) Story ROOF STORY3 STORY2 STORY1

Point 19.00 19.00 19.00 19.00

Load EY EY EY EY

UX 0.27 0.22 0.15 0.06

UY 3.92 3.24 2.16 0.89

Tabel 3.8 ~ 3.9 menunjukkan rasio inter story-drift (simpangan antar tingkat) yang didapat dari beban gempa arah-X dan arah-Y. Tabel 13 Rasio inter story drift-x Story ROOF STORY3 STORY2 STORY1

Point 19.00 19.00 19.00 19.00

Load EX EX EX EX

UX 0.0283 0.0241 0.0166 0.0069

DriftX 0.0011 0.0019 0.0024 0.0017

Tabel 3.9. Rasio inter story drift –y Story ROOF STORY3 STORY2 STORY1

Point 19.00 19.00 19.00 19.00

Load EY EY EY EY

UY 0.0392 0.0324 0.0216 0.0089

DriftY 0.0018 0.0027 0.0031 0.0022

Dari hasil analisis simpangan akibat pembebanan gempa, diperoleh hasil simpangan maksimum terjadi di lantai 2 Untuk memenuhi kinerja batas layan struktur gedung, dimana peretakan beton dan deformasi lateral yang berlebihan dapat dibatasi, simpangan antartingkat (∆i) menurut SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2 harus memenuhi syarat: Page 28 of 68




∆ i < 0,03 x hi dan ∆ i < 30 mm R Dengan R = faktor reduksi gempa dan hi = tinggi tingkat yang bersangkutan. Untuk ketinggian tingkat yang minimum (4080 mm, lantai tipikal), maka batas simpangan antartingkat : ∆i < 0,03 × 4080 →∆i <15,30 mm 8,0 → ∆2 = 0,00312 x 4080 = 12,73 mm ≤ 15,30 mm → (OK !) Disamping kinerja batas layan diatas, untuk memenuhi kinerja batas ultimit struktur gedung, simpangan antartingkat (∆i) menurut SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2 harus pula memenuhi syarat :

∆ i < 0,02 x hi , untuk hi = 4080 mm, maka ∆i ≤ 81,60 mm

→ ∆i = (drift max) x ζ x hi , dengan ζ = 0,7 x R = 0,7 x 8,0 = 5,60 → ∆2 = 0,00312 x 5,60 x 4080 = 71,29 mm ≤ 81,60 mm → (OK !) 3.5

Kesimpulan Dari hasil analisis di atas, struktur gedung telah memenuhi persyaratan, baik

terhadap batasan periode yang dijinkan maupun terhadap perilaku struktur pada ragam pola getar 1 (mode pertama). Disamping itu dari segi kinerja batas layan struktur gedung, batasan simpangan antar lantai juga telah memenuhi persyaratan, sehingga diharapkan peretakan dan deformasi lateral yang berlebihan dapat dihindari.

Page 29 of 68




PENULANGAN STRUKTUR

Model struktur Struktur dimodelkan seperti pada gambar berikut:

Gambar 10 Denah balok lantai atap

Gambar 11 Denah balok lantai 2 s/d 4

Gambar 12 Denah lantai 1 Page 30 of 68


www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 4.2


Perencanaan Balok

4.2.1 Perencanaan balok anak arah x

Gambar 13 Rencana balok anak arah x 4.2.2 Beban rencana 4.2.2.1 Beban mati Beban trapesium: Berat sendiri pelat tebal 12 cm = 0.12 m x 2400 kg/m3

=

288 kg/m2

Langit-langit dan penggantung

=

17 kg/m2

Adukan dari semen tebal 2 cm = 0.02 m x 2100 kg/m3

=

42 kg/m2

Penutup lantai dari keramik

=

24 kg/m2

Partisi

=

100 kg/m2+

Jumlah

=

471 kg/m2

Beban merata (lebar 3,725 m)

=

1754.48 kg/m

Berat sendiri balok = 0.25 m x 0.23 m x 2400 kg/m3

=

138 kg/m

Lanti tipikal 2 s/d 4

=

400 kg/m2

Beban merata (lebar 3,725 m)

=

1490 kg/m

=

4654.98 kg/m

4.2.2.2 Beban hidup

4.2.2.3 Kombinasi beban 1.2 D + 1.6L = 1.2 (1892.48) + 1.6 (1490)

Page 31 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 4.2.3 Analisis struktur

Gambar 14 Gambar diagram momen dan geser balok anak (AS 2-3) 4.2.4 Penulangan lentur Perencanaan tulangan tumpuan balok anak B4-250 x 350 mm Jarak dari beton tertekan ke tulangan tarik (d)

=

310

mm

Momen rencana balok(Mu)

=

82.33

kNm

Faktor reduksi momen ( φ )

=

0,80



 As − As '. fs '/ fy ) fy     + As ' fs '( d − d ') 1, 7 f ' c.b  

φ Mn = ( As − As '. fs '/ fy ) fy  d −  

Tulangan tarik, As = 4 D 16, AS

=

804.25

mm2

Tulangan tekan, As’ = 2 D 16, AS

=

402.12

mm2

84.61 kNm > 82.33 kNm ϕMn > Mu OK Tulangan minimum : Terkecil dari

f c' 1, 4 bw d ; bw d 4 fy fy

Page 32 of 68




Terkecil dari

25 1, 4 250 × 310; × 250 × 310 4 × 400 400

=

242.19

mm2

=

1574.83

mm2

As > As min OK Tulangan maksimum:

As max = 0, 75 ×

( 0,85 f ) β

As max = 0, 75 ×

( 0,85 × 25) β

' c

fy

1

600 bd ( 600 + f y ) w

400

1

600 250 × 310 600 ( + 400 )

As < As max OK Maka dipakai tulangan tumpuan 4D16, dengan prosedur yang sama dapat dihitung tulangan balok untuk tipe balok yang lainya. 4.2.5 Penulangan geser Geser rencana balok sejarak d dari muka kolom (Vu)

=

60.05

kN

Faktor reduksi geser ( φ )

=

0,75

=

64.58

kN

=

157.08

mm2

=

194.77

kN

=

19.53

mm2

=

194.51

Kg

Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

Vc =

f c' 6

bd =

25 250 × 310 6

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser Av = 2 × 1 π × 102 4

dipakai jarak 100

Vs =

Av f ys d

Av min =

s

=

157.08 × 400 × 310 100

75 f c' bs 75 25 × 250 × 100 = 1200 f y 1200 × 400

Av min< Av OK

φ (Vc + Vs )

φ (Vc + Vs ) > Vu OK Maka dipakai tulangan geser φ10 − 150 Jarak maksimum sengkang : a. d/2 = 310/2

= 155 mm

b. 8 x diameter tulangan pokok = 8 x 16

= 128 mm

c. 24 x diameter sengkang = 24 x 10

= 240 mm Page 33 of 68




d. 300 mm 4.3

Perencanaan Portal

4.3.1 Rencana portal

Gambar 15 Rencana portal arah melintang

Gambar 16 Rencana portal arah memanjang 4.3.2 Beban rencana 4.3.2.1 Beban mati Berat sendiri pelat tebal 12 cm = 0.12 m x 2400 kg/m3

=

288 kg/m2

Langit-langit dan penggantung

=

17 kg/m2

Adukan dari semen tebal 2 cm = 0.02 m x 2100 kg/m3

=

42 kg/m2

Penutup lantai dari keramik

=

24 kg/m2

Partisi

=

100 kg/m2

Dinding setengah bata

=

250 kg/m2

Page 34 of 68




4.3.2.2 Beban hidup Lanti tipikal 2 s/d 4

=

400 kg/m2

Lantai atap

=

100 kg/m2

Wilayah gempa

=

3

Jenis tanah

=

Lunak

Faktor tor keutamaan gedung (I)

=

1.0

Faktor reduksi gempa (R)

=

8.5

Waktu getar alami struktur ((0.18 n = 0.18 x 4)

=

0.72

Dari grafik wilayah gempa diperoleh

=

0.55

4.3.2.3 Beban gempa

Gambar 17 Respon spectrum gempa (wilayah gempa 3)

Gambar 18 Input beban mati pada lantai (kg/m2)

Page 35 of 68




Gambar 19 Input beban hidup pada lantai (kg/m2)

Gambar 20 Input beban mati pada balok (kg/m)

Gambar 21 Distribusi beban dari pelat ke balok (kg/m)

Page 36 of 68




Gambar 22 Input respon spektrum gempa

Gambar 23 Respon spektrum case gempa arah x dan arah y Page 37 of 68




4.3.3 Hasil analisis struktur Dari output program ETABS didapat gaya rencana untuk masing-masing masing masing tipe balok dari kombinasi beban yang menentukan dalam perencanaan:

Gambar 24 Diagram momen portal melintang akibat beban mati (kN.m)

Gambar 25 Diagram momen portal melintang akibat beban hidup (kN.m)

Page 38 of 68




Gambar 26 Diagram momen portal melintang akibat beban gempa ex (kN.m)

Gambar 27 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban mati (kN)

Gambar 28 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban hidup (kN) Page 39 of 68




Gambar 29 Diagram gaya lintang portal portal melintang akibat beban gempa ex (kN) 4.3.4 Analisis beban gravitasi 4.3.4.1 Beban di lantai dan balok Momen-momen momen di balok akibat beban gravitasi ditaksir dengan menggunakan nilai momen pendekatan. Untuk balok balok-balok balok rangka ini, yang memenuhi semua syarat geometris dan batasan beban tersebut di pasal 10.3 (3), akan dipakai momen pendekatan di pasal 10.3 sebagaimana tercantum pada tabel berikut: Tabel 14 Momen disain balok rangka di muka kolom Momen positif pada bentang bentang-bentang ujung: Tumpuan ujung menyatu dengan struktur pendukung Momen positif pada bentang bentang-bentang dalam

Wu.ln2 Wu.ln2

14 16

Momen negatif pada sisi luar tumpuan dalam pertama: Lebih dari dua bentang Momen negatif pada sisi-sisi sisi lain dari tumpuan-tumpuan dalam Gaya geser pada sisi dari tumpuan dalam pertama Gaya geser pada sisi dari semua tumpuan tumpuan-tumpuan lainnya

Wu.ln2 Wu.ln2

10 11

1,15×Wu.ln Wu.ln

2

2

Page 40 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 4.3.5 Perhitungan balok

Perhitungan penulangan dijelaskan satu contoh perhitungan, diambil balok B1- 300 x 650 mm untuk tumpuan negatif terbesar. 1. Data kekuatan bahan Kuat beton (f’c)

=

25 Mpa

Kuat tarik baja untuk tulangan lentur (fy)

=

400 Mpa

Kuat tarik baja untuk tulangan geser (fys)

=

400 Mpa

Lebar balok

=

300 mm

Tinggi balok

=

650 mm

Selimut beton

=

40 mm

Diameter tulangan sengkang

=

13 mm

Jarak tepi tertekan ke tulangan tarik (d)

=

589 mm

Jarak tepi tertekan ke tulangan tekan (d’)

=

61 mm

Gaya lentur rencana (Mu)

=

-438.73 kNm

Gaya geser rencana (Vu) , dua kali gaya gempa

=

500.10 kN

Digunakan tulangan tekan 2D22, As’

=

760,28 mm2

Digunakan tulangan tarik 6D22, As

=

2280.80 mm2

2. Penampang

3. Beban rencana

4. Perencanaan lentur Balok menggunakan tulangan rangkap

a. Kuat lentur penampang 

 As − As '. fs '/ fy ) fy     + As ' fs '( d − d ') 1, 7 f ' c.b  

φ Mn = ( As − As '. fs '/ fy ) fy  d −  

fs ' = 600 − d '/ d *(600 + fy) ≤ fy

φM n

=

518,81 kNm

>

gaya lentur rencana OK

b. Tulangan lentur maksimum

ρb

=

0.85 f c, 600 β1 fy 600 + f y

ρb

=

0.85 × 25 600 0.85 400 600 + 400

ρb

=

0.0271 Page 41 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 0.75 ρb

=

0.02030

ρ'

=

0.00430

ρ max = 0.75ρb + ρ '( fs '/ fy) ρ max

= 0,02462

Asmaks

=

> As terpakai

ρmax.b.d

=

4350,86

mm2

OK

c. Tulangan lentur minimum

Amin =

f c' bd 4 fy

Amin =

25 300 × 589 4 × 400

= 552,19 mm2 < As rencana OK

5. Tulangan geser Kuat geser rencana berdasarkan kapasitas

Vu =

2M nb Wu.l 2 × 518.81 8.57 × 8 + = + = 164.00kN lb 2 8 2

Dipakai kuat geser rencana berdasarkan gaya geser rencana dua kali beban gempa karena lebih besar dari gaya geser berdasarkan kapasitas. Digunakan Tulangan geser dia 10 dengan 2 kaki, Av

=

157.08 mm2

Jarak maksimum tulangan geser d/4, smaks

=

147.25 mm2

Dipakai jarak, S

=

50 mm

a. Kuat geser yang disumbangkan oleh beton Vc

=

= =

f c' 6

bd

25 300 × 589 6 147,25 kN

b. Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser Vs

=

Av f ys d s

=

157,08 × 400 × 589 50

=

740.16 kN Page 42 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com c. Kuat geser rencana balok

φVn

=

0.75 (147,25+ 740.16)

=

665.56 kN > Vu (OK)

Digunakan tulangan geser φ 10-50 4.3.6

Hasil perhitungan penulangan balok portal

Dari contoh perhitungan di atas balok – balok selanjutnya dihitungan dengan mengunakan program, dan didapat tulangan lentur dan geser yang dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 15 Resume penulangan balok Balok B1-350/650

B1-300/650

B2-350/500

B2-300/500

B3-250/500

B4-250/350

Mu (kNm) Tulangan Lentur Vu (kN) Tulangan geser Mu (kNm) Tulangan Lentur Vu (kN) Tulangan geser Mu (kNm) Tulangan Lentur Vu (kN) Tulangan geser Mu (kNm) Tulangan Lentur Vu (kN) Tulangan geser Mu (kNm) Tulangan Lentur Vu (kN) Tulangan geser Mu (kNm) Tulangan Lentur Vu (kN) Tulangan geser

Tumpuan 359.34 5D22 418.28 Ø10-50 438.73 6D22 500.10 Ø10-50 192.33 6D16 273.10 Ø10-50 253.16 6D19 380.36 Ø10-50 131.66 4D16 190.18 Ø10-90 82.33 4D16 66.61 Ø10-90

Lapangan 222.83 4D22 Ø10-100 291.89 4D22 Ø10-100 100.76 4D16 Ø10-100 144.92 4D19 Ø10-100 116.64 4D16 Ø10-150 40.65 2D16 Ø10-150

Page 43 of 68




Perencanaan Kolom

Untuk perencanaan kolom diambil yang terbesar karena dimensi kolom yang sama untuk semua lantai. 4.4.1 Beban rencana kolom

Gambar 30 Momen Rencana kolom

Gambar 31 Gaya Aksial kolom

Page 44 of 68




Tabel 16 Gaya yang bekerja pada kolom Momen Atas Bawah Aksial

DL 84.83 -100.49 -1516.74

LL 54.04 -36.19 -584.86

E 1,2D+1,6L 1,2D+L+E 1,2D+L-E 191.29 188.26 347.126 -35.454 0.053 -178.492 -156.725 -156.831 200.9 -2755.864 -2204.048 -2605.848

4.4.2 Kelangsingan kolom

Gambar 32 Kondisi pengekangan kolom (a) arah sumbu x; (b) arah sumbu y Tabel 17 I/Lc untuk balok nama b1 b2

b

h 300 300

lc 650 500

I I/lc 8000 6.87E+09 858203.1 6000 3.13E+09 520833.3

Tabel 18 I/Lc untuk kolom sumbu x & y Kolom atas rencana bawah

b

h 500 500 500

lc 500 500 500

I I/lc 4080 5.21E+09 1276552 4080 5.21E+09 1276552 1500 5.21E+09 3472222

1. Arah sumbu x

∑ EI ΨA =

∑ EI

c

b

lc lb

=

1276552 × 2 = 1.49 858203,1× 2

Page 45 of 68




∑ EI ΨB =

∑

c

EIb

lc

=

lb

1276552 + 3472222 = 2.77 858203,1× 2

Gambar 33 Nomogram untuk kolom arah x k

=

0.845

klu/r

=

0.845 (4080-650) / (0.3*500) = 19,32 < 40 Kolom pendek

2. Arah sumbu y

∑ EI ΨA =

∑ EI ∑ EI

ΨB =

∑ EI

c

b

c

b

lc

=

1276552 × 2 = 2, 45 520833,33x2

=

1276552 + 3472222 = 1.56 520833,33x2

lb lc lb

Page 46 of 68




Gambar 34 Nomogram kolom untuk arah y k

=

0.84

klu/r

=

0.84 (4080-650) / (0.3*500) = 19,21 < 40 Kolom pendek

4.4.3 Perencanaan lentur kolom untuk kolom pendek 1. Data kekuatan bahan Kuat beton (f’c)

=

25 Mpa

Kuat tarik baja untuk tulangan lentur (fy)

=

400 Mpa

Kuat tarik baja untuk tulangan geser (fys)

=

400 Mpa

Lebar kolom, B

=

500 mm

Tinggi kolom, H

=

500 mm

Selimut beton

=

40 mm

Diameter tulangan sengkang

=

10 mm

Jarak tepi tertekan ke tulangan tarik (dx)

=

439 mm

Jarak tepi tertekan ke tulangan tarik (dy)

=

439 mm

Jari tepi tertekan ke tulangan tekan (d’)

=

62 mm

2. Penampang

Page 47 of 68




Gambar 35 Rencana penampang kolom 1. Mencari nilai Pn0 Luas bruto penampang, Ag = b x h = 500 x 500 = 250,000.00 mm2 Dicoba tulangan 20 D 22, As = 7,602.65 mm2 Rasio tulangan terhadap penampang = (7,602.65/250,000.00) x 100% = 3 % (sesuai dengan persyaratan yaitu 1% - 4% Kuat aksial nominal penampang: Pn0 = φ fc '× Ag + Ast ( fy − φ fc ') Pn0 = 0.85 × 25 × 250, 000 + 7, 602.65(400 − 0.85 × 25) = 8,192, 005.29 N

2. Mencari Pnb dan Mnb

Cb =

600 600 ×d = × 439 = 263.40 mm 600 + fy 600 + 400

ab = 0.85Cb = 0.85 × 263.40 = 223.89 mm

Tabel 19 Tabel analisis dalam keadaan berimbang Tabel analisis untuk Cb= n x D As (mm) (mm) (mm2) 6 2 2 2 2 6

62 137 212 288 363 438

22 22 22 22 22 22

2281 760 760 760 760 2281

263.40 mm (Pnb & Mnb) ε Tegangan gaya Internal (f),Mpa (N) -21.25 -2378831.25 -0.00229 -378.75 -863851.59 -0.00144 -287.47 -218554.66 -0.00058 -116.17 -88322.41 0.00028 55.13 41909.85 0.00113 226.42 172142.10 0.00199 397.72 907123.07 total 2,428,385

Lengan ke o (mm) 138 188 113 38 38 113 188

Momen internal, Mn (N.mm) -328409548.22 -162404098.16 -24652965.79 -3320922.49 1575810.28 19417629.15 170539137.33 327,254,958

Page 48 of 68




Gambar 36 Tegangan regangan pada kolom dalam keadaan berimbang 3. Mencari Pn dan Mn untuk nilai CCb Perhitungan disajikan dalam bentuk tabel-tabel berikut: Tabel 20 Tabel analisis untuk c = 50 mm Lapis

n

beton 6 5 4 3 2 1

x D As (mm) (mm) (mm2) 6 2 2 2 2 6

62 137 212 288 363 438

22 22 22 22 22 22

2281 760 760 760 760 2281

ε

0.00072 0.00523 0.00974 0.01426 0.01877 0.02328

Tegangan gaya Internal (f),Mpa (N) -21.25 -451562.50 144.00 328434.66 400.00 304106.17 400.00 304106.17 400.00 304106.17 400.00 304106.17 400.00 912318.51 total 2,005,615

Lengan ke o (mm) 229 188 113 38 38 113 188

Momen internal, Mn (N.mm) -103294921.88 61745716.53 34303175.85 11434391.95 11434391.95 34303175.85 171515879.24 221,441,809

Tabel 21 Tabel analisis untuk c = 100 mm Lapis beton 6 5 4 3 2 1

n

x D As (mm) (mm) (mm2) 6 2 2 2 2 6

62 137 212 288 363 438

22 22 22 22 22 22

ε

2281 -0.00114 760 0.00112 760 0.00337 760 0.00563 760 0.00788 2281 0.01014

Tegangan gaya Internal (f),Mpa (N) -21.25 -903125.00 -228.00 -520021.55 223.20 169691.24 400.00 304106.17 400.00 304106.17 400.00 304106.17 400.00 912318.51 total 571,182

Lengan ke o (mm) 208 188 113 38 38 113 188

Momen internal, Mn (N.mm) -187398437.50 -97764051.17 19141172.12 11434391.95 11434391.95 34303175.85 171515879.24 37,333,478

Page 49 of 68




Tabel analisis untuk c = 150 mm Tabel analisis untuk Cb=Tabel 22 150.00 mm Lapis n x D As ε Tegangan gaya Internal Lengan ke o (mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) beton -21.25 -1354687.50 186 6 6 62 22 2281 -0.00176 -352.00 -802840.29 188 5 2 137 22 760 -0.00026 -51.20 -38925.59 113 4 2 212 22 760 0.00125 249.60 189762.25 38 3 2 288 22 760 0.00275 400.00 304106.17 38 2 2 363 22 760 0.00426 400.00 304106.17 113 1 6 438 22 2281 0.00576 400.00 912318.51 188 total 486,160

Momen internal, Mn (N.mm) -252310546.88 -150933973.73 -4390806.51 7135060.58 11434391.95 34303175.85 171515879.24 183,246,820

Tabel analisis untuk c = 200 mm Tabel analisis untuk Cb=Tabel 23 200.00 mm Lapis n x D As ε Tegangan gaya Internal Lengan ke o (mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) beton -21.25 -1806250.00 165 6 6 62 22 2281 -0.00207 -378.75 -863851.59 188 5 2 137 22 760 -0.00094 -188.40 -143234.01 113 4 2 212 22 760 0.00019 37.20 28281.87 38 3 2 288 22 760 0.00131 262.80 199797.75 38 2 2 363 22 760 0.00244 400.00 304106.17 113 1 6 438 22 2281 0.00357 400.00 912318.51 188 total 1,368,831


Tabel analisis untuk c = 250 mm Tabel analisis untuk Cb=Tabel 24 250.00 mm Lapis n x D As ε Tegangan gaya Internal Lengan ke o (mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) beton -21.25 -2257812.50 144 6 6 62 22 2281 -0.00226 -378.75 -863851.59 188 5 2 137 22 760 -0.00094 -188.40 -143234.01 113 4 2 212 22 760 0.00019 37.20 28281.87 38 3 2 288 22 760 0.00131 262.80 199797.75 38 2 2 363 22 760 0.00244 400.00 304106.17 113 1 6 438 22 2281 0.00357 400.00 912318.51 188 total 1,820,394



n

x D As (mm) (mm) (mm2) 6 2 2 2 2 6

62 137 212 288 363 438

22 22 22 22 22 22

2281 760 760 760 760 2281

ε

-0.00238 -0.00163 -0.00088 -0.00012 0.00063 0.00138

Tegangan gaya Internal (f),Mpa (N) -21.25 -2709375.00 -378.75 -863851.59 -325.60 -247542.42 -175.20 -133198.50 -24.80 -18854.58 125.60 95489.34 276.00 629499.77 total 3,247,833

Lengan ke o (mm) 123 188 113 38 38 113 188

Momen internal, Mn (N.mm) -331898437.50 -162404098.16 -27922785.14 -5008263.67 -708932.30 10771197.22 118345956.68 398,825,363

Page 50 of 68




Tabel analisis untuk c = 350 mm Tabel analisis untuk Cb=Tabel 26 350.00 mm Lapis n x D As ε Tegangan gaya Internal Lengan ke o (mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) beton -21.25 -3160937.50 101 6 6 62 22 2281 -0.00247 -378.75 -863851.59 188 5 2 137 22 760 -0.00182 -364.80 -277344.83 113 4 2 212 22 760 -0.00118 -235.89 -179335.75 38 3 2 288 22 760 -0.00053 -106.97 -81326.68 38 2 2 363 22 760 0.00011 21.94 16682.40 113 1 6 438 22 2281 0.00075 150.86 344074.41 188 total 4,202,040

Momen internal, Mn (N.mm) -320044921.88 -162404098.16 -31284496.37 -6743024.28 -3057883.10 1881774.22 64685988.74 456,966,661

Tabel analisis untuk c = 400 mm Tabel analisis untuk Cb=Tabel 27 400.00 mm Lapis n x D As ε Tegangan gaya Internal Lengan ke o (mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) beton -21.25 -3612500.00 80 6 6 62 22 2281 -0.00254 -378.75 -863851.59 188 5 2 137 22 760 -0.00197 -394.20 -299696.63 113 4 2 212 22 760 -0.00141 -281.40 -213938.69 38 3 2 288 22 760 -0.00084 -168.60 -128180.75 38 2 2 363 22 760 -0.00028 -55.80 -42422.81 113 1 6 438 22 2281 0.00029 57.00 130005.39 188 total 5,030,585

Momen internal, Mn (N.mm) -289000000.00 -162404098.16 -33805779.80 -8044094.74 -4819596.21 -4785293.03 24441012.79 478,417,849

Tabel untuk c = 450 mm Tabel analisis untuk Cb= 28 Tabel 450.00analisis mm Lapis n x D As ε Tegangan gaya Internal Lengan ke o (mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) beton -21.25 -4064062.50 59 6 6 62 22 2281 -0.00259 -378.75 -863851.59 188 5 2 137 22 760 -0.00209 -378.75 -287950.53 113 4 2 212 22 760 -0.00158 -316.80 -240852.09 38 3 2 288 22 760 -0.00108 -216.53 -164622.81 38 2 2 363 22 760 -0.00058 -116.27 -88393.53 113 1 6 438 22 2281 -0.00008 -16.00 -36492.74 188 total 5,746,226

Momen internal, Mn (N.mm) -238763671.88 -162404098.16 -32480819.63 -9056038.42 -6189817.51 -9970789.78 -6860635.17 465,725,871


n

x D As (mm) (mm) (mm2) 6 2 2 2 2 6

62 137 212 288 363 438

22 22 22 22 22 22

2281 760 760 760 760 2281

ε

-0.00263 -0.00218 -0.00173 -0.00127 -0.00082 -0.00037

Tegangan gaya Internal (f),Mpa (N) -21.25 -4515625.00 -378.75 -863851.59 -378.75 -287950.53 -345.12 -262382.80 -254.88 -193776.45 -164.64 -125170.10 -74.40 -169691.24 total 6,418,448

Lengan ke o (mm) 38 188 113 38 38 113 188

Momen internal, Mn (N.mm) -169335937.50 -162404098.16 -32480819.63 -9865593.37 -7285994.55 -14119187.18 -31901953.54 427,393,584

Page 51 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 4. Mencarai nilai Mn0 (kapasitas lentur murni)

Dengan bantuan software excel, maka diperoleh C = 127.04 mm. Kemudian ditabelkan sebagai berikut : Tabel 30 Tabel analisis untuk kapasitas lentur murni Lapis beton 6 5 4 3 2 1

n

x D As (mm) (mm) (mm2) 6 2 2 2 2 6

62 137 212 288 363 438

22 22 22 22 22 22

ε

2281 -0.00154 760 0.00024 760 0.00202 760 0.00379 760 0.00557 2281 0.00734

Tegangan gaya Internal (f),Mpa (N) -21.25 -1147356.87 -307.19 -700628.00 47.97 36469.71 400.00 304106.17 400.00 304106.17 400.00 304106.17 400.00 912318.51 total 13,122

Lengan ke o (mm) 196 188 113 38 38 113 188

Momen internal, Mn (N.mm) -224889675.27 -131718063.63 4113783.38 11434391.95 11434391.95 34303175.85 171515879.24 123,806,117

5. Membuat diagram interaksi

Diagram Interaksi 9,000.00 8,000.00 7,000.00

Pn (kN)

6,000.00 5,000.00 4,000.00 3,000.00 2,000.00 1,000.00 0.00 0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

Mn (kNm)

Gambar 37 Diagram interaksi kolom Kesimpulan: Berdasarkan gambar diagram interaksi, makadapat diketahui kekuatan kolom ukuran 500x500 mm dengan tulangan 20D22 tersebut. Dan hasilnya lebih besar dari gaya-gaya yang bekerja yaitu Pu max = 2,755.87 kN dan Mu max = 347,13 kNm, sehingga kolom aman.

Page 52 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 4.4.4 Perencanaan geser

Kuat geser maksimum

=

79.85 kN

a. Kuat geser yang disumbang kan oleh beton

 N Vc = 1 + u  14 A g 

  f c'   bw d     6 

2755,87   25   Vc = 1 +  500 × 438   14 × 500 × 500   6 

Vc = 182,64 kN b. Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser Av

=

157.08

s

=

100

Vs =

Av f y d s

=

(diameter 10 dengan 2 kaki)

157.08 × 400 × 438 = 275, 20 100

c. Kuat geser kolom

φVn = 0.75(Vc + Vs ) = 0.75(182,64 + 275,20) = 343,38 kN > Vu OK Kesimpulan : Kolom yang digunakan adalah dimensi 500 x 500 mm dengan tulangan pokok 20D22 dan tulangan sengkang Ø10-100 mm.

Page 53 of 68




Perencanaan Tangga

4.5.1 Pemodelan tangga Tangga dimodelkan secara 3 dimensi, tumpuan-tumpuan tangga dianggap sendi, sehingga tidak menimbulkan momen punter pada balok pendukungnya. seperti gambar berikut:

2 3 4

1

Gambar 38 Pemodelan tangga 3 dimensi 4.5.2 Dimensi & volume tangga o Dimensi anak tangga Uptrede (langkah naik) = 17 cm Antrede (langkah datar) = 30 cm o Volume anak tangga = jumlah anak tangga x dimensi = 36 x (0.17 x 0.30) = 1.8360 m3 o Volume pelat tangga Pelat 1 = p x l x t =

4,00 2 +2,04 2 ×2,00×0,15=1,3471m 3

Pelat 2 & 3 = p x l x t = 2 × 4,00 2 +2,04 2 ×2,00×0,15=2,6941m 3 Pelat 4 = p x l x t = 2 x 2 x 0.17 = 0,68 m3 o Total volume beton tangga = 6.5572 m3 o Volume spesi dan keramik = luas tangga x (tebal spesi + keramik) = (36 (0.17 x 2 + 0.30 x 2) + (2 x 2)) x 0.03 = 1,1352 m3 4.5.3 Pembebanan o Beban mati Page 54 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com -

Beton bertulang

= 6.5572 m3 x 24 kN/m3

= 157.373 kN

-

Beton polos

= 1.1352 m3 x 2.1 kN/m3

= 23.839 kN + = 181.212 kN

2

o Beban tangga/m -

Luas total tangga = 30.94 m2

-

Beban/m2 akibat beban mati = 181.21 / 30.94 = 5.8569 kN/m2

o Beban/meter akibat beban hidup = 3.00 kN/m2 o Beban terfaktor

= 1.2 DL + 1.6 LL = 1.2 (5.8569) + 1.6 (3.00) = 11.8283 kN/m2

4.5.4 Output gaya-gaya dalam Berdasarkan pemodelan dan analisis yang dilakukan dengan program software ETABS maka diperoleh output sebagai berikut :

Tabel 31 Output ETABS untuk tangga Load Loc P V2 V3 T M2 M3 COMB1 0.00 -11.79 -24.22 0.00 0.00 0.00 -26.43 COMB1 2.25 -3.42 -7.82 0.00 0.00 0.00 9.54 COMB1 4.49 4.94 8.58 0.00 0.00 0.00 8.70 COMB2 0.00 -17.00 -34.94 0.00 0.00 0.00 -38.12 COMB2 2.25 -4.94 -11.28 0.00 0.00 0.00 13.77 COMB2 4.49 7.13 12.37 0.00 0.00 0.00 12.54 COMB1 0.00 48.09 -11.85 -0.25 -2.17 -1.51 -6.75 COMB1 1.81 56.45 0.45 -0.25 -2.17 -1.06 3.58 COMB1 3.63 64.81 12.75 -0.25 -2.17 -0.60 -8.40 COMB2 0.00 69.37 -17.09 -0.36 -3.13 -2.18 -9.74 COMB2 1.81 81.43 0.65 -0.36 -3.13 -1.52 5.17 COMB2 3.63 93.49 18.40 -0.36 -3.13 -0.86 -12.11 COMB1 0.00 48.09 -11.85 0.25 2.17 1.51 -6.75 COMB1 1.81 56.45 0.45 0.25 2.17 1.06 3.58 COMB1 3.63 64.81 12.75 0.25 2.17 0.60 -8.40 COMB2 0.00 69.37 -17.09 0.36 3.13 2.18 -9.74 COMB2 1.81 81.43 0.65 0.36 3.13 1.52 5.17 COMB2 3.63 93.49 18.40 0.36 3.13 0.86 -12.11

4.5.5 Penulangan momen tangga o fc’

= 25 MPa

o fy

= 300 MPa

o ø tulangan

= ø 10 mm

o ø tulangan geser

= ø 10 mm Page 55 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com o selimut beton

= 20 mm

o d

= 150 – 20 – 10/2 = 125 mm

Mu maksimum = 38.11 KN.m Mu = 38.11 kNm, Mn = Mu/0.8 = 47.63 kNm

 As. fy  Mn = As. fy.d 1 −   1,7bdfc '  As.400   (47.63x106 ) = As.400.125 1 −   1,7 x1000x125x25 

(47.63x106 ) = 50,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 1032.94 mm2 Cek Daktilitas Ρ min = 0.0018

As 1032.94 = = 8.30x10−3 b × d 1000 ×125  0.85 × fc '× β1 600  ρmax = 0.75  ×  fy 600 + fy   600   0.85 × 25 × 0.75 ρmax = 0.75  ×  400 600 + 400  

ρ=

karena memenuhi syarat daktilitas, ρmin < ρ < ρmax, maka As dapat digunakan. Banyak Tulangan:

ρmax =

As 1 × π ×φ tulangan 4

2

=

1032.94 1 × π ×102 4

= 7.78 ≈ 8φ13(tul.tarik )

As’ = As = 8Ø13 tulangan tekan Maka digunakan jarak

= lebar balok / jumlah tulangan = 1000 / 8 = 125 mm

Tulangan tangga menggunakan Ø13-125 mm

Page 56 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com 4.5.6 Perhitungan Tulangan Geser Vu = 34.94 KN

Av = 2 × 1 × π ×φv2 = 2 × 1 × π ×102 = 157.08 mm2 4 4 Vc = 1 × fc ' × bw× d = 1 × 25 ×1000 ×125 = 104.16 kN 6 6

φVc = 0.75×104.16 kN = 78.12 kN 1 φVc = 78.12 = 39.06kN 2 2 Karena

karena, 1 φVc > Vu, makatidak diperlukantulangan geser 2 Tulangan susut tangga

= 20% tulangan pokok = 0.20 x 8 = 1.6 ≈ 2 buah

Digunakan tulangan susut Ø13 – 250 mm

Page 57 of 68




Perencanaan Pondasi

4.6.1 Data perencanaan Kuat tekan beton (f’c)

= 25 mPa

Kuat tarik baja tulangan (fy)

= 400 mPa

Daya dukung tanah (σ)

= 60 kN/m2

Berat jenis tanah(γ)

= 18 kN/m2

4.6.2 Dimensi pondasi Pondasi yang digunakan adalah pondasi rakit (mat foundation). Kedalaman pondasi (z)

= 1,50 m

Tegangan efektif tanah (σ’) = σ – z γ

= 40,20 kN/m2

Gambar 39 Layout pondasi rakit (mat foundation) 4.6.2.1 Mencari tekanan tanah, lokasi resultan reaksi tanah dan eksentrisitas dalam arah x dan y. PDL = 25133.71 kN, PLL = 7080.41 kN Service Load = PDL + PLL = 32,214.12 kN Momen inersia pondasi rakit terhadap arah x dan y adalah:

Page 58 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com Tabel 32 Analisis geometri bidang # Analisis geometri bidang # LX LY A 1.00 42.00 20.00 840.00 2.00 10.00 4.00 40.00

Σ

X 21.00 21.00

Y 10.00 22.00

880.00

SMY 17,640.00 840.00

SMX 8,400.00 880.00

18,480.00

9,280.00

Ixo Iyo 28,000.00 123,480.00 53.33 333.33

IX IY 28,249.92 123,480.00 5,301.60 333.33

33,551.52 123,813.33

Eksentrisitas terhadap sumbu x: ∑ My = 0 32,214.12 x = 526,322 → x = 21,29 m X 0 = SMY/A =18,480/880 = 21m ∴ ex = 21,29 - 21,00 = 0,29 m

Eksentrisitas terhadap sumbu y: ∑ Mx = 0 32,214.12 x = 203,105 → x = 9,98 m X 0 = SMX/A =9,280/880 = 10,55m ∴ ey = 10,55 - 9,98 = 0,57 m

4.6.2.2 Langkah 2: Mencari tekanan reaksi tanah Mx = Re y = 32,214.12 (0,57) = 18,362.05 kNm My = Re x = 32,214.12 (0.29) = 9,342.09 kNm

Tabel 33 Nilai beban merata pada pelat pondasi Page 59 of 68




Point

jarak titik terhadap titik acuan X (m)

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00

q=

Y (m)

1.00 9.00 17.00 25.00 33.00 41.00 1.00 9.00 17.00 25.00 33.00 41.00 1.00 9.00 17.00 25.00 33.00 41.00 1.00 9.00 17.00 25.00 33.00 41.00 17.00 25.00

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 13.00 13.00 13.00 13.00 13.00 13.00 19.00 19.00 19.00 19.00 19.00 19.00 23.00 23.00

# Output dari software Etabs V MX Point (kN) (kN)

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00

708.55 1,237.62 1,267.96 1,258.81 1,279.10 756.19 1,201.15 1,987.47 1,759.90 1,754.78 2,047.01 1,195.01 1,116.63 1,748.25 1,527.46 1,551.65 2,005.71 1,198.47 708.78 1,167.58 1,257.81 1,248.82 1,297.55 760.74 85.63 85.49

15.56 26.39 29.04 29.06 28.19 17.34 -1.37 -2.32 -13.59 -13.48 0.16 -2.34 -0.35 -1.69 9.99 9.93 0.86 1.19 -16.17 -23.87 -18.36 -18.37 -30.81 -18.38 -7.74 -7.69

MY (kN)

28.17 0.51 0.50 -0.16 2.83 -30.93 46.32 -0.46 -13.91 14.55 0.26 -45.36 40.95 -3.53 -8.19 8.88 8.34 -46.18 28.16 -3.24 11.09 -10.68 6.72 -31.68 25.74 -25.22

R M y .x M x . y 32, 214.12 9,342( x) 18,362( y ) ± ± = ± ± A Iy Ix 880.00 123,813 33,551

q = 36,61± 0.08x ± 0.55 y

Page 60 of 68




4.6.2.3 Menggunakan persamaan untuk q, menyiapkan tabel nilai pada titik-titik 1 s/d 26 Tabel 34 Tekanan pada pelat pondasi # Tekanan pada titik jarak terhadap NOMOR resultan beban TITIK 0.08x -0.55x 1.00 0.08 -0.55 2.00 0.68 -0.55 3.00 1.29 -0.55 4.00 1.89 -0.55 5.00 2.50 -0.55 6.00 3.10 -0.55 7.00 0.08 -3.83 8.00 0.68 -3.83 9.00 1.29 -3.83 10.00 1.89 -3.83 11.00 2.50 -3.83 12.00 3.10 -3.83 13.00 0.08 -7.11 14.00 0.68 -7.11 15.00 1.29 -7.11 16.00 1.89 -7.11 17.00 2.50 -7.11 18.00 3.10 -7.11 19.00 0.08 -10.39 20.00 0.68 -10.39 21.00 1.29 -10.39 22.00 1.89 -10.39 23.00 2.50 -10.39 24.00 3.10 -10.39 25.00 1.29 -12.57 26.00 1.89 -12.57

NOMOR TITIK 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 Σ

MOMEN TERPAKAI Q MY MX (KN/M2) 708.55 708.55 -36.60 11,138.58 1,237.62 -36.65 21,555.32 1,267.96 -36.81 31,470.25 1,258.81 -37.07 42,210.30 1,279.10 -37.44 31,003.79 756.19 -37.37 1,201.15 8,408.05 -35.65 17,887.23 13,912.29 -35.12 29,918.30 12,319.30 -35.51 43,869.50 12,283.46 -35.88 67,551.33 14,329.07 -36.34 48,995.41 8,365.07 -36.88 1,116.63 14,516.19 -33.53 15,734.25 22,727.25 -31.88 25,966.82 19,856.98 -32.67 38,791.25 20,171.45 -32.93 66,188.43 26,074.23 -32.42 49,137.27 15,580.11 -34.54 708.78 13,466.82 -32.44 10,508.22 22,184.02 -29.80 21,382.77 23,898.39 -29.43 31,220.50 23,727.58 -29.74 42,819.15 24,653.45 -29.84 31,190.34 14,454.06 -32.91 1,455.71 1,969.49 -35.88 2,137.25 1,966.27 -35.90 685,867.08

321,371.76

Dari perhitungan di atas, diperoleh Q maksimum = 37,44 kN/m2 yaitu lebih besar dari tegangan efektif tanah = 40,20 kN/m2, oleh karena itu pondasi aman. 4.6.2.4 Menentukan tinggi efektif (d) dan tebal (H) pondasi •

Ln = 8000 – 500 = 7500 mm h = ln

30

= 7500

30

= 250mm

Tebal minimum pondasi telapak adalah 300 mm, oelh karena itu, coba h = 400 mm Selimut beton = 75 mm d =400 – 75 = 325 mm •

Qu maks = 37,44 kN/m2

•

Kekuatan geser penampang pondasi Page 61 of 68




Gambar 40 Area geser pada pelat pondasi -

Cek geser satu arah (one way shear) Vu = 37,44 x (8/2 - c1/2 - d) x 6 = 37,44 x (4 - 0,5/2 - 0,325) x 6 = 769,40 kN

φVc = 0,75x1/ 6 fc 'bwd . = 0,75x1/ 6 25x6000x325 = 1218,75 kN ϕVc > Vu (OK) -

Cek geser dua arah (two way shear) Keliling kritis keruntuhan geser b0

= 2 x (c1 + d + c2 + d) = 2 x (0.5 + 0.325 + 0.5 +0.325)

b0

= 3,30 m

Rasio sisi panjang/sisi pendek kolom (βc=c1/c2) = 0.5/0.5 = 1 α

s

untuk kolom tengah = 40

Kuat geser dua arah diambil tidak boleh lebih besar dari :

 2   V = 1 + c1  β  c 

f' b d c 0 6

 2  25 × 3300 × 325 V = 1 +  c1  1  6

=

2681,25

kN

=

2654,17

kN

=

1787,50

kN

α d  f' b d V =  s + 2 c 0 c2  b  12  0 

 40 × 325  25 × 3300 × 325 V = + 2 c 2  3300 12  V = 1/ 3 f ' cb d c3 0 V = 1 / 3 25 × 3300 × 325 c3

Page 62 of 68



www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com dipakai Vc min

=

1787,50

kN

ϕVc = 0,75 x 1787,50 = 1340,63 kN > Vu (OK) 4.6.2.5 Menentukan tekanan tanah rata-rata pada pondasi • Total momen terfaktor per span

Mo = 1/ 8xqu.l 2.ln = 1/ 8(37,44)x6x7,5 = 210,60kNm Tabel 35 Design koefisien momen Total moment Column strip 210.60 kNm

Mo =

Middle Strip

End span ; Eksterior negatif Eksterior positif Interior negatif

0.26 54.76 0.52 109.51 0.70 147.42

0.26 54.76 0.31 65.29 0.53 111.62

0.00 0.00 0.21 44.23 0.17 35.80

Inte rior span ; Positif Negatif

0.35 73.71 0.65 136.89

0.21 44.23 0.49 103.19

0.14 29.48 0.16 33.70

4.6.2.6 Penulangan pelat pondasi 0.85 f c, 600 ρb = β1 fy 600 + f y

ρb

=

0.85 × 25 600 0.85 400 600 + 400

ρb

=

0.02710

0.75 ρb

=

0.02030

ρ'

=

0.00430

ρ max = 0.75ρb + ρ '( fs '/ fy) ρ max

= 0,02462

ρ min

= 0,0018

As min = ρ min b d = 0,0018 x 1000 x 325 = 585 mm2 S max (jarak antar tulangan maksimum) = 2 h = 2 x 400 = 800 mm

•

Interior span in column strip Page 63 of 68




Penulangan momen positif Mu = 44.23 kNm, Mn = Mu/0.8 = 55.28 kNm

 As. fy  Mn = As. fy.d 1 −   1,7bdfc '  As.400   (55,28x106 ) = As.400.325 1 −   1,7 x1000 x325x25 

(55, 28x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As 2 Sehingga diperoleh As = 430,60 mm2 (Gunakan As minimum = 585 mm2) Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 226,88 ≈ 200mm 585

Ø13 – 200 mm -

Penulangan momen negatif Mu = 103.19 kNm, Mn = Mu/0.8 = 128.98 kNm


(128.98x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 1022.43 mm2 Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 129,81 ≈ 125mm 1022,43

Ø13 – 125 mm

•

Interior span in middle strip

-

Penulangan momen positif Mu = 29.48 kNm, Mn = Mu/0.8 = 36.85 kNm

 As. fy  Mn = As. fy.d 1 −   1,7bdfc '  As.400   (36,85x106 ) = As.400.325 1 −   1,7 x1000x325x25  Page 64 of 68




(36,85x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 285,83 mm2 (Gunakan As minimum = 585 mm2) Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 226,88 ≈ 200mm 585

Ø13 – 200 mm -

Penulangan momen negatif Mu = 33.70 kNm, Mn = Mu/0.8 = 42,13 kNm


(42.13x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 327,17 mm2 (Gunakan As minimum = 585 mm2) Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 226,88 ≈ 200mm 585

Ø13 – 200 mm

•

End span in column strip

-

Penulangan momen eksterior positif Mu = 65.29 kNm, Mn = Mu/0.8 = 81,62 kNm


(81,62x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 639,70 mm2 Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 207,48 ≈ 200mm 639,70

Ø13 – 200 mm Page 65 of 68




Penulangan momen eksterior negatif Mu = 54,76 kNm, Mn = Mu/0.8 = 68,45 kNm

 As. fy  Mn = As. fy.d 1 −   1,7bdfc '  As.400   (68,45x106 ) = As.400.325 1 −   1,7 x1000x325x25 

(68,45x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 534,82 mm2 (Gunakan As minimum = 585 mm2) Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 226,88 ≈ 200mm 585

Ø13 – 200 mm -

Penulangan momen interior negatif Mu = 111,62 kNm, Mn = Mu/0.8 = 139,52 kNm

 As. fy  Mn = As. fy.d 1 −   1,7bdfc '  As.400   (139,52 x106 ) = As.400.325 1 −   1,7 x1000x325x25 

(139,52x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 1108,84 mm2 Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 119.70 ≈ 100mm 1108,84

Ø13 – 100 mm

•

End span in middle strip

-

Penulangan momen eksterior positif Mu = 44,23 kNm, Mn = Mu/0.8 = 55,29 kNm

 As. fy  Mn = As. fy.d 1 −   1,7bdfc ' 

Page 66 of 68




As.400   (55,29x106 ) = As.400.325 1 −   1,7 x1000x325x25 

(55, 29x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As2 Sehingga diperoleh As = 430,70 mm2 (Gunakan As minimum = 585 mm2) Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 226,88 ≈ 200mm 585

Ø13 – 200 mm -

Penulangan momen interior negatif Mu = 35,80 kNm, Mn = Mu/0.8 = 44,75 kNm

 As. fy  Mn = As. fy.d 1 −   1,7bdfc '  As.400   (44,75x106 ) = As.400.325 1 −   1,7 x1000x325x25 

(44,75x106 ) = 130,000 As − 3.7647 As 2 Sehingga diperoleh As = 347,73 mm2 (Gunakan As minimum = 585 mm2) Gunakan tulangan Ø13 mm, As = 132.73 mm2

S=

132.73x1000 = 226,88 ≈ 200mm 585

Ø13 – 200 mm Tabel 36 Resume penulangan pelat pondasi Column strip

Middle Strip

End span ; Eksterior negatif Eksterior positif Interior negatif

Ø13-200 mm Ø13-200 mm Ø13-100 mm

Ø13-200 mm Ø13-200 mm

Interior span ; Positif Negatif

Ø13-200 mm Ø13-125 mm

Ø13-200 mm Ø13-200 mm

Page 67 of 68




Tentang Penulis Afret Nobel adalah alumni Diploma Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada Angkatan 2005 dan Alumni Ekstensi Teknik Sipil Universitas Indonesia Angkatan 2009. Papanya seorang petani dan Mamanya pedagang. www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Anda diperbolehkan untuk mengirimkan lewat pos dan email dan memberikan buku elektronik ini kepada siapa saja yang Anda inginkan, selama Anda tidak mengubah, atau mengedit isinya dan format digitalnya. Sebenarnya, kami akan sangat senang bila Anda membuat duplikat buku elektronik ini sebanyakbanyaknya. Tetapi bagaimanapun, hak untuk membuat buku dalam bentuk cetak atas naskah ini untuk dijual adalah tindakan yang tidak dibenarkan.

Kiranya buku ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat kami harapkan.

Page 68 of 68


Perancangan Struktur Beton Perpustakaan 4 Lantai

Recommend Documents