DESAIN ULANG STRUKTUR GEDUNG BAJA KOMPOSIT Studi Kasus : Gedung SMA N 1 Padang
PROYEK AKHIR Diajukan Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Menyelesaikan Pendidikan Program Strata-1 Pada Jurusan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas Padang
Oleh AKMAL SYARIF 06172051
Pembimbing Prof. Ir. Zaidir, MS. Dr. Eng 131 784 922
JURUSAN TEKNIK SIPIL-FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2010
DAFTAR ISI
Abstrak Daftar Isi ............................................................................................................. i Daftar Tabel ...................................................................................................... iv Daftar Gambar Gambar........................ ............ ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ ....................... ................ ..... vi Daftar Notasi .................................................................................................... vii Kata Pengantar ................................................................................................ viii BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang ...................................................................... I-1
1.2
Maksud dan Tujuan............................................................... I-2
1.3
Batasan Masalah ................................................................... I-2
1.4
Spesifikasi Teknis ................................................................. I-3
1.5
Sistematika Penulisan ........................................................... I-4
TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Tinjauan umum .................................................................... II-1
2.2
Dasar Teori .......................................................................... II-1 2.2.1 Pembebanan ...................... ........... ....................... ........................ ........................ ................. ..... II-1 2.2.1.1 Beban Vertikal ....................... ........... ........................ ....................... ........... II-1 2.2.1.2 Beban Horizontal ....................... ........... ........................ ................... ....... II-2 2.2.1.2.1 Faktor Respon Gempa Gempa ................... ............ ....... II-3 2.2.1.2.2 Faktor Keutamaan Keutamaan ....................... ............ ............. .. II-5 2.2.1.2.3 Faktor Reduksi Gempa Gempa .................. ........... ....... II-5 2.2.1.3 Kombinasi Pembebanan Pembebanan ....................... ........... ..................... ......... II-6 2.2.2 Analisa Struktur ........................ ............ ........................ ........................ ..................... ......... II-7 2.2.3 Perencanaan Konstruksi Konstruksi Baja Komposit .................... ........... ......... II-8 2.2.3.1 Perencanaan Balok Komposit Komposit ....................... ................... .... II-8
2.3
Perencanaan Pondasi........................ ............ ........................ ........................ ....................... ........... II-21
i
2.3.1 Dasar Teori ....................... ............ ....................... ........................ ........................ ............... ... II-21 2.3.2 Perhitungan Pondasi Pondasi Tiang Pancang ....................... ............ ............. .. II-21 2.4
Rencana Anggaran Biaya ........................ ............ ........................ ........................ ............... ... II-25
BAB III PROSEDUR DAN HASIL PERHITUNGAN 3.1
Perencanaan Awal ....................... ............ ....................... ........................ ........................ ................ .... III-1
3.2
Analisa Pembebanan ....................... ........... ........................ ........................ ....................... ............. III-2 3.2.1 Analisa Pembebanan Vertikal Vertikal ....................... ........... ....................... ............. III-2 3.2.2 Analisa Pembebanan Horizontal Horizontal ....................... ........... .................... ........ III-8 3.2.2.1 Berat Total Bangunan................... ................ ............ .... III-8 3.2.2.2 Analisa Gempa Statik Ekuivalen ................ ............ .... III-18
3.3
Perhitungan Respon Struktur .......................... .............. ........................ .................. ...... III-28
3.4
Perencanaan Balok Komposit ....................... ........... ........................ .................... ........ III-21 3.4.1 Cek Sebelum Sebelum Komposit............. Komposit......................... ........................ .................. ...... III-21 3.4.2 Cek Sesudah Komposit Komposit ....................... ........... ........................ .................... ........ III-25
3.5
Perencanaan Shear Connector....................... ........... ........................ .................... ........ III-26
3.6
Perencanaan Kolom Komposit ........................ ............ ........................ .................. ...... III-27
3.7
Perencanaan Kolom Baja ................................ .................... ........................ .................. ...... III-32
3.8
Perencanaan Pelat ....................... ............ ....................... ........................ ........................ .............. .. III-35 3.8.1 Tipe Pelat Satu Arah (SL1) ....................... ........... ........................ .............. .. III-35 3.8.2 Tipe Pelat Dua Dua Arah (SL4) (SL4) ............................. ................. .................... ........ III-43
3.9
Perencanaan Sambungan....................... ........... ........................ ........................ ................ .... III-55
3.10 Perencanaan Pondasi ....................... ........... ........................ ........................ ...................... .......... III-55 3.10.1 Data – data data Perhitungan ........................ ............ ........................ ................ .... III-57 3.10.2 Perhitungan PC9 ....................... ........... ........................ ........................ ................ .... III-57 3.10.2.1 Daya Dukung Tiang ........................ ............ .................... ........ III-58 3.10.2.2 Perencanaan Tiang Grup Grup ....................... ........... .............. .. III-59 3.10.2.3 Penentuan Dimensi Pile Cap ................... ........... ........ III-61 3.10.2.4 Penulangan Lentur Pile Cap .................... ............ ........ III-63
ii
3.11 Rencana Anggaran Biaya .................................................. III-66
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN .............................................. IV-1 BAB V
KESIMPULAN .............................................................................. V-1
Ucapan terima kasih Daftar kepustakaan Lampiran
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perencanaan pembangunan suatu gedung merupakan kegiatan penyusunan rencana teknis bangunan sesuai dengan persyaratan teknis, sebagai acuan dalam pelaksanaan dan pengawasan bangunan. Perhitungan
struktur
dalam
perencanan
gedung
harus
memperhitungkan faktor – faktor yang berpengaruh langsung terhadap konstruksi tersebut. Diantaranya fungsi bangunan, keadaan tanah, dan kondisi geografis setempat.
Dengan mempelajari faktor – faktor
tersebut dapat ditentukan tipe bangunan dan bahan (material) yang digunakan sebagai bahan pokok konstruksi. Pada pembangunan gedung SMA Negeri 1 Padang ini material yang digunakan adalah baja dan beton menggunakan sistem baja-beton komposit. Pemilihan material dan tipe konstruksi tersebut berdasarkan pertimbangan lokasi bangunan yang berada pada daerah rawan gempa. Penampang komposit baja beton adalah penampang yang terdiri dari profil baja dan beton digabung bersama untuk memikul beban tekan dan lentur. Batang yang memikul lentur umumnya disebut dengan balok komposit sedangkan batang yang memikul beban tekan, tekan dan lentur umumnya disebut dengan kolom komposit.
1.2. Maksud dan Tujuan
Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk merencanakan struktur gedung SMA Negeri 1 Padang. Perencanaan struktur ini menggunakan konstruksi baja beton komposit.
1.3. Batasan Masalah
Ruang lingkup dan batasan masalah pada perhitungan struktur gedung SMA N 1 Padang ini adalah : 1.
Beban – beban yang diperhitungkan meliputi : a. Berat sendiri (dead load) b. Beban hidup (live load) c. Beban gempa (quake load)
2.
Struktur dibagi atas dua bagian, yaitu struktur atas berupa struktur utama dan struktur bawah berupa pondasi tiang pancang.
3.
4.
5.
Mutu beton yang digunakan adalah :
fc'- 25 Mpa untuk balok dan pelat lantai
fc'- 30 Mpa untuk kolom
fc'- 40 Mpa untuk pondasi
Mutu baja yang digunakan adalah :
fy - 400 Mpa untuk kolom dan pondasi
fy - 240 Mpa untuk pelat
Analisis gaya dalam dihitung menggunakan program komputer ETABS.
6.
Analisa gaya gempa yang digunakan adalah Analisa Gempa Statik Ekuivalen. I-2
7.
Rencana Anggaran Biaya struktur.
8.
Penyusunan tugas akhir ini berpedoman pada peraturan peraturan sebagai berikut: a.
Tata Cara Perhitungan Struktur
Beton untuk Bangunan
Gedung (SNI 03-1729-2002). b.
Tata Cara Perhitungan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002).
c.
Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983.
d.
Peraturan lainnya.
1.4. Spesifikasi Teknis
Data – data teknis struktur gedung SMA Negeri 1 Padang adalah sebagai berikut : 1.
Struktur a. Jenis struktur : struktur baja beton komposit b. Jumlah lantai : 3 lantai dan 1 helipad c. Tinggi kolom : Lantai 1
:4m
Lantai 2
:4m
Lantai 3
: 4,47 m
Lantai atap
: 3,77 m
d. Tebal pelat lantai Lantai typical
: 12 cm
Lantai atap
: 12 cm
Lantai hallypad
: 14 cm
I-3
2.
Dimensi Bangunan Panjang bangunan arah x : 90 m Panjang bangunan arah y : 38 m
1.5. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I : Pendahuluan Berisikan latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, batasan masalah, spesifikasi teknis, dan sistematika penulisan. BAB II : Tinjauan Pustaka Berisikan landasan teori yang memberikan deskripsi teoritis mengenai bagian yang dianalisis. BAB III : Prosedur dan Hasil Perhitungan Berisikan perhitungan kapasitas struktur, langkah – langkah perhitungan, perencanaan, serta rekapitulasi dari hasil perencanaan. BAB IV : Analisa dan Pembahasan Berisikan analisa dan pembahasan dari hasil perhitungan. BAB V : Kesimpulan Berisikan kesimpulan dari hasil penulisan dan dilengkapi dengan saran – saran.
I-4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Umum
Penampang baja beton komposit adalah penampang yang terdiri dari profil baja dan beton digabung bersama. Struktur komposit ini memanfaatkan perilaku interaktif yang terjadi antara elemen baja dan beton, yang direncanakan untuk memobilisasikan kemampuan optimal dari masing – masing bahan dalam emikul beban. Dalam hal ini, optimal diartikan sebagai efisien dalam memikul beban dan sost-effective. Beberapa sifat bahan baja dan beton yang dimanfaatkan bagi struktur komposit :
Baja
: Kekuatan tinggi, modulus elastisitas tinggi
Beton
: Ketahanan baik terhadap api, mudah dibentuk di
tempat, relatif murah Dengan sifat yang dimilikinya, elemen baja dapat dibangun dengan cepat sebagai pemikul sementara, sebelum elemen beton mengeras. Perilaku komposit terbentuk setelah beton mengeras. Interaksi di antara elemen baja dan beton terjadi melalui mekanisme geser. Agar komponen baja dapat dan beton dapat bekerja sebagai kesatuan, diperlukan shear-connector / penghubung geser untuk menyalurkan gaya geser di antara keduanya. Apabila tidak seluruhnya gaya geser disalurkan di antara keduanya, maka akan terjadi slip pada permukaan seluruh beton-baja, sehingga struktur disebut komposit parsial (partial-composite).
2.2. Dasar Teori
2.2.1. Pembebanan 2.2.1.1. Beban Vertikal Beban vertikal terdiri dari beban mati dan beban hidup. Beban mati adalah beban yang berasal dari berat bangunan itu sendiri. Sedangkan beban hidup merupakan beban yang tidak tetap atau dapat berubah setiap saat sesuai fungsi dan kegunaan bangunan tersebut. Analisa pembebanan pada struktur ini dilakukan dengan cara konvensional yaitu analisa portal dengan sistem balok pemikul, dimana portal terdiri dari balok-balok dan kolom-kolom, sedangkan pelat lantai, dinding dan lain-lain merupakan beban yang membebani blok dan kolom. Jadi lantai tidak termasuk dalam sistem portal. Beban dari pelat lantai dipindahkan pada balok-balok pemikulnya. Pemindahan tersebut didasarkan atas metoda amplop (the envelope methode) yang menghasilkan beban segitiga pada balok dengan sisi pendek dan beban trapesium pada balok dengna sisi terpanjang.
2.2.1.2. Beban Horizontal Beban horizontal terdiri dari beban yang diakibatkan oleh gempa.
Pembebanan
gempa
pada
struktur
dianalisis
dengan
menggunakan pendekatan analisis gempa statik ekivalen. Analisis gempa statik ekivalen merupakan suatu cara analisis statik struktur, dimana pengaruh beban gempa pada struktur dianggap sebagai beban beban statik horizontal untuk menirukan pengaruh gempa sesungguhnya akibat pergerakan tanah. Dasar dari penggunaan metoda ini dijabarkan sebagai berikut : II-2
1. Gedung-gedung dengan tinggi kurang dari 40,0 m (H < 40 m). 2. Gedung-gedung dengan bentuk struktur yang beraturan. 3. Gedung-gedung dengan loncatan bidang muka yang tidak besar. 4. Gedung-gedung dengan kekakuan tingkat yang seragam. 5. Gedung-gedung
yang
mempunyai
bentuk,
ukuran
dan
penggunaan yang dapat berlaku umum. Menurut Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk struktur bangunan gedung (SNI 03 – 1726 – 2002), beban gempa rencana dapat dinyatakan sebagai berikut :
V = CR .I Wt
(2.1)
Dimana : V
= beban geser dasar nominal statik ekuivalen
C1
= nilai faktor respons gempa
I
= faktor keutamaan
R
= faktor reduksi gempa
Wt
= berat total gedung dan beban hidup vertikal yang direduksi
2.2.1.2.1. Faktor Respon Gempa (C 1 ) Faktor respon gempa berfungsi untuk menjamin agar struktur mampu memikul beban gempa yang dapat mentebabkan kerusakan besar pada struktur. Koefisien C1 didapat dari spektrum respons gempa
II-3
rencana menurut Gambar 2.1 ( sumber : SK SNI-03-1726-2002) untuk waktu getar alami fundamental (T).
Gambar 2.1 Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan
perioda ulang 500 tahun
Nilai T dihitung dengan rumus : T= 0,06 H3/4
(2.2)
T< ζ.n
(2.3)
Dimana : H = Tinggi Gedung T = Waktu getar alami fundamental ζ=koefisien yang membatasi waktu getar alami fundamental n = banyak lantai
II-4
Tabel 2.1 Koefisien ζ yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung
2.2.1.2.2. Faktor Keutamaan (I) Faktor keutamaan dipakai dengan tujuan agar struktur mampu memikul beban gempa dengan periode ulang yang lebih panjang. Besarnya faktor keutamaan tergantung pada fungsi bangunan itu sendiri. Berikut tabel yang menunjukkan nilai keutamaan untuk berbagai kategori gedung dan bangunan.
Tabel 2.2 Faktor Keutamaan, I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan Kategori gedung
Faktor Keutamaan
I1
I2
I3
Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan dan perkantoran
1,0
1,0
1,0
Monumen dan bangunan monumental
1,0
1,6
1,6
1,4
1,0
1,4
1,6
1,0
1,6
1,5
1,0
1,5
Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, intalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi. Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun. Cerobong tangki diatas menara
2.2.1.2.3. Faktor Reduksi Gempa (R) Faktor reduksi gempa adalah rasio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh gempa rencana pada struktur gedung elastik penuh dan beban gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana pada II-5
struktur gedung daktail. Nilai faktor reduksi gempa dapat dilihat pada SK SNI-03-1726-2002.
Tabel 2.3 Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum, faktor tahanan
lebih total beberapa jenis sistem subsistem struktur gedung Sistem dan subsistem struktur gedung
Uraian sistem pemikul beban gempa
µm
R m
F
Subsistem tunggal
1. Rangka terbuka baja
5,2
8,5
2,8
(Subsistem struktur
2. Rangka terbuka beton bertulang
5,2
8,5
2,8
bidang yang membentuk
3. Rangka terbuka beton bertulang
3,3
5,5
2,8
4,0
6,5
2,8
3,3
5,5
2,8
struktur gedung secara keseluruhan)
dengan balok beton pratekan 4. Dinding geser beton bertulang berangkai daktail penuh 5. Dinding geser beton bertulang kantilever daktail parsial
2.2.1.3. Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan struktur agar memenuhi syarat kekuatan dan layak pakai terhadap beban yang bekerja, maka ditentukan faktor beban sebagai berikut : a. Combinasi 1 = 1,4 DL b. Combinasi 2 = 1,2 DL + 1,6 LL c. Combinasi 3 = 1,2 DL + 1,0 LL + Ex + 0,3 Ey d. Combinasi 4 = 1,2 DL + 1,0 LL + Ex - 0,3 Ey e. Combinasi 5 = 1,2 DL + 1,0 LL - Ex + 0,3 Ey f. Combinasi 6 = 1,2 DL + 1,0 LL - Ex - 0,3 Ey g. Combinasi 7 = 1,2 DL + 1,0 LL + Ey + 0,3 Ex h. Combinasi 8 = 1,2 DL + 1,0 LL + Ey - 0,3 Ex II-6
i. Combinasi 9 = 1,2 DL + 1,0 LL - Ey + 0,3 Ex j. Combinasi 10= 1,2 DL + 1,0 LL - Ey - 0,3 Ex k. Combinasi 11 = 0,9 DL + Ex + 0,3 Ey l. Combinasi 12 = 0,9 DL + Ex - 0,3 Ey m. Combinasi 13= 0,9 DL - Ex + 0,3 Ey n. Combinasi 14 = 0,9 DL - Ex - 0,3 Ey o. Combinasi 15 = 0,9 DL + Ey + 0,3 Ex p. Combinasi 16 = 0,9 DL + Ey - 0,3 Ex q. Combinasi 17 = 0,9 DL - Ey + 0,3 Ey r. Combinasi 18 = 0,9 DL - Ey - 0,3 Ey
2.2.2. Analisa Struktur Analisa struktur merupakan suatu proses untuk mengetahui perilaku struktur akibat gaya – gaya tertentu. Dengan menganalisa struktur, sksn diketahui besar perpindahan, lendutan, reaksi perletakan, dan gaya – gaya dalam yang terjadi pada struktur tersebut akibat beban yang bekerja padanya. Hasil analisa ini diperlukan untuk merencanakan dimensi dan material yang akan digunakan pada struktur bangunan tersebut. Pada konstruksi gedung SMA Negeri 1 Padang ini, analisa struktur yang dilakukan adalah analisa struktur portal tiga dimensi. Untuk menganalisis struktur pada tugas akhir ini digunakan program ETABS.
II-7
2.2.3.
Perencanaan Konstruksi Baja Komposit
2.2.3.1. Perencanaan Balok Komposit Balok komposit yang digunakan pada struktur ini adalah balok baja yang menumpu plat beton bertulang. Interaksi antara elemen baja dan elemen beton terjadi melalui mekanisme geser. Agar kedua komponen dapat bekerja sebagai kesatuan diperlukan shear connector / penghubung geser untuk menyalurkan gaya geser diantara keduanya. A. Lebar Efektif Pelat Beton Merupakan ukuran lebar pelat beton di atas profil baja yang dianggap memikul tegangan tekan yang seragam.
Gambar 2.2 Lebar Efektif Balok Komposit
Lebar lantai beton yang diperhitungkan dalam perencanaan balok komposit adalah lebar lantai beton yang dapat bekerjasama dengan baja atau disebut juga dengan lebar efektif , besarnya lebar efektif (b) adalah
nilai terkecil dari beberapa syarat berikut : Balok Tengah – b = ¼ bentang balok II-8
– b = jarak balok – b = 16d + b s Balok Pinggir – b = 1/12 bentang balok – b = ½ ( s + b s) – b = 6d + b s B. Perencanaan Elastis ( Elastic Design) Untuk perencanaan secara elastis, besaran-besaran (parameter) penam-pang komposit dihitung dengan menggunakan Metoda Luas Pengganti (Transformed Area Method ). Pada metoda ini luas beton diganti dengan luas baja ekivalen, yaitu dengan membagi lebar efektif beton dengan suatu angka ekivalen n.
Gambar 2.3 Metoda Luas Pengganti (Transformed Area Method)
Besarnya nilai n atau disebut juga dengan moulus rasio (modulus ratio), merupakan perbandingan antara modulus elastisitas baja dengan modulus elastisitas beton. n= dimana :
n
= modulus rasio
E s
= modulus elastisitas baja = 200000 MPa
(2.4)
II-9
E c
= modulus elastisitas beton E c = 4700 f c ' Mpa
f c
’
(2.5)
= kuat tekan beton (MPa)
Nilai modulus rasio (n) untuk beberapa nilai kuat tekan beton, dapat di-lihat pada Tabel 1.1. Tabel 2.4 Mudulus Rasio (n) untuk beberapa Mutu Beton
Kuat Tekan B eton (f c’ )
Modulus Rasio
(MPa)
(kg/cm 2 )
(n)
12,5
125
12
15,0
150
11
17,5
175
10
20,0
200
10
22,5
225
9
25,0
250
9
30,0
300
8
35,0
350
7
40,0
400
7
Dalam menganalisis penampang komposit secara elastis dengan meng-gunakan metoda luas pengganti (transformed area method ) ini, diberikan beberapa batasan yaitu : 1. Penghubung geser ( shear connector ) yang digunakan sebagai pengikat antara baja dengan beton cukup kaku, sehingga tidak II-10
ter-jadi slip (pergeseran) antara baja dengan beton. Atau dapat juga dikatakan bahwa slip yang terjadi sangat kecil, sehingga dapat di-abaikan. 2. Material baja dan beton yang digunakan masih dalam kondisi elastis linear. 3. Tegangan tarik yang terjadi pada beton tidak diperhitungkan atau dapat diabaikan. C. Lokasi Garis Netral Garis netral merupakan lokasi dimana tegangan yang terjadi pada penampang komposit sama dengan nol. Lokasi garis netral pada penam-pang komposit ini dapat berada di daerah baja atau di daerah beton a). Garis Netral berada di daerah Baja
Gambar 2.4 Lokasi Garis Netral Komposit berada di Baja
Statis momen terhadap serat atas beton, memberikan : yc =
Ac ( d / 2)
Ac
A s ( d h / 2)
A s
(2.6)
II-11
sehingga diperoleh : y s = (d + h) – yc
(2.7)
d c = yc – d /2
(2.8)
d s = y s – h/2
(2.9)
dimana : Ac = luas penampang beton ekivalen ; Ac = d (b/n) A s = luas penampang baja d c = jarak
garis
netral
beton
dengan
garis
netral
komposit d s
= jarak garis netral baja dengan garis netral komposit
yc
= jarak garis netral terhadap serat atas beton
y s
= jarak garis netral terhadap serat bawah baja
h
= tinggi balok baja
b). Garis Netral berada di daerah Beton
Gambar 2.5 Lokasi Garis Netral Komposit berada di Beton
Apabila garis netral berada di daerah beton, maka pada beton terda-pat tegangan tarik. Karena tegangan tarik ini tidak diperhitungkan, maka luas daerah beton yang terdapat pada daerah tarik ini (luas beton II-12
yang berada di bawah garis netral) juga tidak diperhitungkan. (beton pada daerah tarik diasumsikan telah hancur, sehingga tidak mempunyai kekuatan sama sekali). Sehingga luas penampang beton ekivalen ( Ac ) menjadi : ’
Ac
’
= 2 d c (b/n)
(2.10)
Statis momen terhadap serat atas beton, memberikan :
yc
=
2 d c =
Ac ' ( d c )
Ac '
A s ( d h / 2)
A s
[ 2 d c (b / n) ( d c ) ]
[ 2 d c (b / n) ]
(2.11)
A s ( d h / 2)
A s
(2.12)
2 d c [ 2 d c (b/n) + A s ] = [ 2 d c (b/n) (d c) ] + A s (d + h/2) 4 (b/n) d c2 + 2 A s d c = 2 (b/n) d c2 + A s (d + h/2)
2 (b/n) d c2 + 2 A s d c = A s (d + h/2) atau : 2
2 (b/n) d c + 2 A s d c – A s (d + h/2) = 0
(2.13)
Setelah didapatkan nilai d c, maka dapat dihitung nilai d s dengan rumusan : d s = (d + h/2) – 2 d c
(2.14)
yc = 2 d c
(2.15)
y s = (d + h) – 2 d c
(2.16)
dan :
II-13
dimana : Ac = luas penampang beton ekivalen ’
Ac = 2 d c (b/n) ’
A s = luas penampang baja d c = jarak
garis
netral
beton
dengan
garis
netral
komposit
Catatan :
d s
= jarak garis netral baja dengan garis netral komposit
yc
= jarak garis netral terhadap serat atas beton
y s
= jarak garis netral terhadap serat bawah baja
h
= tinggi balok baja Dalam
menentukan
lokasi
garis
netral
penampang
komposit, asumsikan dulu bahwa garis netral berada di baja. Kemudian baru diperiksa apakah : yc
>
d
Asumsi
yc
d
benar, garis netral berada di baja
Asumsi salah, garis netral berada
di beton
D. Tegangan Tegangan-tegangan
maksimum
yang
terjadi
pada
penampang komposit adalah : – Tegangan pada serat atas beton f c =
M . y c n I t
(2.17)
– Tegangan pada serat atas beton f s =
M . y s I t
(2.18)
II-14
a). Jika Garis Netral berada di daerah Baja f c – yc
M
M
y s
f c =
+
f s =
f s
M . y c n I t M . y s I t
b). Jika Garis Netral berada di daerah Beton f c
f c =
yc
M
M
y s
+ f s
f s =
M . y c n I t M . y s I t
2.2.3.2. Perencanaan Kolom Komposit Kolom komposit pada struktur ini berupa profil baja yang diselubungi penampang segi empat beto dengan tulangan vertikal dan sengkang pengikat.
Gambar 2.6 Kolom Komposit
A. Ketentuan Umum II-15
a) Luas penampang profil baja (IWF atau pipa) ≥ 4 % luas total penampang komposit
b) Bagian beton yang menyelubungi profil baja harus diperkuat dengan tulangan memanjang
(untuk memikul gaya maupun
untuk mengekang beton) dan tulangan melintang/sengkang (untuk mengekang beton dalam arah lateral) :
Tulangan memanjang harus menerus pada tingkat lantai struktur portal, kecuali untuk tulangan memanjang yang hanya berfungsi memberi kekangan pada beton.
Jarak antara pengikat lateral sengkang ≤ 2/3 dimensi terkecil penampang kolom komposit.
Luas minimum tulangan melintang (atau memanjang) ≥ 0,18 mm2 untuk setiap mm jarak antar tulangan melintang (memanjang terpasang).
Tebal bersih selimut beton ≥ 40 mm, diukur dari tepi terluar tulangan memanjang dan melintang.
Kuat tekan beton yang digunakan : Beton normal : 21 Mpa ≤ fc’ ≤ 55 Mpa Beton ringan : 28 Mpa ≤ fc’
Tegangan leleh nominal profil baja dan tulangan baja ≤ 380 Mpa (yang digunakan untuk perhitungan kolom komposit) Nilai ini menunjukkan nilai regangan 0,0018 yaitu batas regangan beton tak dikekang dimana beton masih stabil.
Tebal dinding pipa baja atau penampang baja berongga yang diisi beton : II-16
≥
, untuk setiap sisi selebar b pada penampang
persegi
Bila penampang komposit menggunakan dua atau lebih profil baja, maka profil-profil baja tersebut harus saling diikat dengan menggukan pelat kopel, terali, dsb untuk mencegah bahaya tekuk pada masing – masing profil sebelum beton mengeras.
B. Kuat Tekan Aksial Perencanaan kuat tekan kolom komposit mengikuti prosedur perencanaan kolom baja dengan mengganti beberapa perameter baja menjadi parameter komposit (untuk mengakomodasi pengaruh beton dan tulangan) sebagai berikut :
a) Tegangan leleh
= . .
(2.19)
b) Modulus elastisitas Es
Em = Es + c3 Ec (Ac / As)
Dengan Ec = 0,041w 1,5
c) Tegangan kritis
=
(2.20)
√ ′
(2.21)
Dengan wsebagai fungsi dari λ c
Untuk λ c ≤ 0,25
maka
=1
Untuk 0,25 ≤ λ c ≤ 1,2
maka
=
, 4 ,6−,6 II-17
Untuk λ c ≤ 0,25
maka
= 1,25 λ c2
Nilai λ c ditentukan sebagai berikut :
k L m λ = rmπ Em
(2.22)
Dimana :
= jari – jari girasi profil baja (mm) =
0,3
x
dimensi
penampang
komposit
dalam
bidangtekuk (untuk profil baja dibungkus beton) Ac = luas bagian beton (mm2) Ar = tulangan memanjang (mm2) As = luas profil baja (mm2) Es = moduluse lastisitas baja (MPa) Ec = moduluse lastisitas beton (MPa
= tegangan leleh profil baja (MPa) = tegangan leleh tulangan baja (Mpa) = kuat tekan beton (MPa)
c = koefisien dengan ilai sebagai berikut: untuk profil diselubungi beton c1 = 0,7 c2 = 0,6 c3 = 0,2
kuat tekan renana didefinisikan sebagai berikut :
II-18
= =0,85
(2.23)
(2.24)
C. Kombinasi Tekan dan Lentur Perencanaan kolom komposit yang memikul pembebanan kombinasi (tekan dan lentur) mengikuti ketentuan bagi kolom baja :
( ) ≤ 1,0 ( ) ≤ 1,0
≥ 0,2 ≤ 0,2 Dimana :
(2.25)
(2.26)
== 0,0,895
= faktor reduksi kolom tekan = 0,85 = faktor reduksi kolom lentur = 0,9
Harga kuat lentur nominal penampang komposit Mn dapat ditentukan sebagai berikut :
Untuk Nu /
c
Nn ≥ 0,3
Mn ditentukan berdasarkan interpolasi linear antara :
Nilai Mn yang dihitung berdasarkan distribusi tegangan plastik pada penampang komposit di saat (Nu /
Nilai Mn pada saat (Nu=0)
c Nn
≥ 0,3), dan
lentur murni (nalok komposit)
1 A f h w Mn = Mp = Zf 3 h 2crArf r 2 1,7f ′hAwf Untuk Nu /
c Nn
≥ 0,3
Dimana : II-19
ℎ ℎ
= luas pelat badan profil baja yang terbungkus beton = tebal selimut beton rata-rata diukur terhadap tulangan memanjang
= ukuran lebar penampang komposit dalam arah tegak lurus bidang lentur
= ukuran lebar penampang komposit dalam arah sejajar bidang lentur
Z = modulus penampang plastik profil baja (mm3) D. Penyaluran beban Bagian dari kekuatan rencana kolom komposit pemikul gaya aksial yang dipikul oleh bagian beton harus disalurkan melalui mekanisme tumpu langsung. Hal ini untuk mencegah terjadinya overstressing pada penampang baja ataupun begian beton pada daerah sambungan. Apabila daerah beton penumpu lebih lebar pada sisi-sisinya daripada bagian kolom yang terbeban, maka : Kekuatan rencana maksimum dari bagian beton penumpu diambil sebesar : 1,7
f c’AB
(2.27)
Bagian dari beban aksial rencana kolom ( Nn) yang dipikul oleh beton :
(s m )ϕNn
(2.28)
Jadi luas bagian beton penumpu :
AB ≥ ,s m
(2.29)
Tulangan memanjang / dowel
II-20
Apabila :
Gaya tekan terfaktor, Nu ≥ 1,7
f c’AB dipasang dowel untuk
memikul kelebihan gaya tersebut.
Gaya tekan terfaktor, Nu ≥ 1,7 f c’AB dipasang dowel dengan : Adowel ≥ 0,5% luas penampang komposit Jumlah dowel harus menjamin terjadinya peyaluran beban aksial yang merata pada bagian beton tumpu.
2.3. Perencanaan Pondasi
2.3.1. Dasar Teori Pondasi berfungsi menyalurkan beban – beban yang diterima dari struktur atas ke lapisan tanah dibawahnya tanpa mengakibatkan keruntuhan geser dan penurunan tanah atau penurunan pondasi yang berlebihan. Fungsi ini dapat berlaku secara baik bila kestabilan pondasi terhadap guling, geser, penurunan, dan daya dukung tanah terpenuhi.
2.3.2. Perhitungan Pondasi Tiang Pancang A. Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Data Lapangan Daya dukung tiang pancang terdiri dari : 1.
Daya dukung ujung ( end bearing ) Q p = A p x qc
(2.30)
dengan : Q p = Daya dukung ujung tiang A p = Luas penampang ujung tiang qc = Nilai penetrasi konus 2.
Daya dukung sisi tiang ( friction pile ) II-21
Daya dukung sisi tiang merupakan penjumlahan dari tahanan tiang pada tiap-tiap elemen kedalaman tiang dapat dihitung dengan cara: Dihitung dengan rumus : Qs = p.L.f s
(2.31)
Dengan f s = 0,005 x qc dengan : p = Keliling penampang tiang L = Panjang segmen f s = Tahanan sisi/tahanan geser Sehingga : Qall Lap =
Q ,Qs
(2.32)
B. Desain Pondasi Tiang Grup
Untuk menghitung jumlah tiang yang dibutuhkan dalam 1 group : N =
RQuv
(2.33)
Dengan menghitung berat sendiri tiang pancang, maka didapat : R v tot. = R v + berat sendiri tiang
(2.34)
Spasi antar tiang dalam satu group yang umum digunakan adalah 2,5D sampai 3,5D. Efisiensi tiang : Eq =
1Φ. −..+− .
(2.35)
Φ = arctan (D/s) Dimana :
II-22
M = jumlah baris N = jumlah tiang dalam satu baris
C. Gaya Geser Pile Caps Perencanaan konstruksi pile caps beton bertulang memerlukan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut ( SK SNI 2002 ): 1. Pile caps harus berakhir sekurang-kurangnya 150 mm di luar muka sebelah luar dari tiang pancang luar. 2. Geseran pile caps dihitung pada bagian-bagian kritis. 3. Tiang pancang harus ditanamkan sekurang-kurangnya 150 mm dalam pile caps. 4. Momen lentur di ambil pada bagian yang sama seperti untuk telapak beton bertulang. Geseran pile caps di sekitar kolom ditentukan oleh kondisi terberat dari dua hal berikut : a)
Aksi satu arah, dengan masing-masing penampang kritis yang akan ditinjau menjangkau sepanjang bidang yang memotong seluruh lebar pile caps.
b)
Aksi dua arah, dengan penampang kritis yang ditinjau ditempatkan sedemikian sehingga perimeter penampang (bo) adalah minimum, tetapi tidak perlu lebih dekat dari d/2 ke tepi atau sudut kolom. Dengan ketentuan : a.
Seluruh reaksi dari sembarang tiang pancang yang sumbunya berada pada jarak d p/2 di sebelah luar penampang yang ditinjau harus dianggap menimbulkan geser pada penampang tersebut, dan dianggap tidak menimbulkan geser pada II-23
penampang bila sumbu tiang pancang berjarak d p/2 atau lebih di sebelah dalam penampang. b.
Untuk sumbu tiang pancang yang berada di antaranya, bagian dari reaksi tiang pancang yang dapat dianggap menimbulkan geser pada penampang yang ditinjau harus berdasarkan pada interpolasi garis lurus antara nilai d p/2 di sebelah luar penampang dan nili nol pada d p/2 di sebelah dalam penampang.
Perencanaan penampang terhadap geser didasarkan pada : ØVn ≥ Vu
(2.36)
Dengan Vu adalah gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau dan Vn adalah kuat geser nominal yang dihitung dari : Vn = Vc + Vs
(2.37)
Nilai Vs = 0, karena pada pile caps diasumsikan kontribusi tulangan geser tidak ada. Kuat geser beton ( Vc ) diambil nilai yagn terkecil dari persamaan-persamaan berikut : Vc =
√ 1 . 6.bo.d
(2.38)
α s.d 2. √ .bo.d
(2.39)
Dengan βc adalah rasio sisi panjang terhadap sisi pendek pada kolom Vc =
Dengan αs adalah 40 untuk kolom, 30 untuk kolom tepi, dan 20 untuk kolom sudut
II-24
Vc =
√ . .
(2.40)
Bila kuat geser beton tidak mencukupi untuk menahan gaya geser Vu, maka dimensi pile caps diperbesar.
D. Penulangan Lentur Pile Caps Penulangan lentur didesain dengan tulangan ganda dengan langkah-langkah sebagi berikut : 1. Tentukan Mu dan Mn Mn = Mu / 0,8
2.
− nb.d 1 .dd. f y. ρ[ .,..].ρ =
3. Dari persamaan di atas didapatkan nilai ρ 4. Luas tulangan tarik, As = ρ.b.d 5. Luas tulangan tekan, As’ = 0,5 As 2.4. Rencana Anggaran Biaya
Rencana anggaran biaya suatu jembatan atau proyek dimaksudkan utntuk menghitung banyaknya biaya yang diperlukan untuk bahan, upah serta biaya-biaya lainnya yang berhubungan dengan pelaksanaan penbangunan jembatan tersebut. Harga satuan yang dipakai adalah harga satuan yang dikeluarkan oleh departemen pekerjaan umum Provinsi Sumatera Barat. Dua faktor yang mempengaruhi anggaran biaya suatu proyek yaitu : 1. Faktor Teknis II-25
2. Faktor Non Teknis Secara garis besar dapat didefenisikan bahwa Rencana Anggaran Biaya dapat dibagi atas dua garis besar, yaitu : 1. Anggaran biaya kasar/perkiraan 2. Anggaran biaya teliti/pasti Dengan Rumusan Rencana anggaran biaya
dapat dihitung dengan
Persamaan :
RAB =
(Volume Pekerjaan x
Harga Satuan Pekerjaan)
II-26
BAB III PROSEDUR DAN HASIL PERHITUNGAN
3.1. Preliminary Design
Preliminary design adalah suatu perencanaan awal untuk menetapkan dimensi elemen struktur, sehingga didapatkan
dimensi
yang optimum. Dimensi elemen struktur yang direncanakan antara lain adalah pelat, balok dan kolom dengan menggunakan baja komposit. Profil baja yang digunakan terdiri dari jenis IWF dan H beam, yaitu : 1.
Profil IWF
a) IWF 200 x 100 x 5,5 x 8 b) IWF 300 x 150 x 6,5 x 9 c) IWF 346 x 174 x 6 x 9 d) IWF 400 x 200 x 8 x 13 e) IWF 450 x 200 x 9 x 14 f) IWF 600 x 200 x 8 x 13 g) IWF 675 x 200 x 9 x 14 h) IWF 750 x 200 x 10 x 16 i) IWF 900 x 200 x 10 x 16 j) IWF 400 x 200 x 8 x 13 2.
H beam HB 300 x 300 x 10 x 15
3.2. Analisa Pembebanan
Analisa pembebanan bertujuan untuk menganalisa beban – beban yang bekerja pada struktur. Beban – beban yang diperhitungkan pada struktur ini adalah : a.
Beban bangunan sendiri (Dead Load)
b.
Beban hidup (Live Load)
c.
Beban gempa statik ekivalen (Quake Load)
3.2.1. Analisa Pembebanan Vertikal Pembebanan vertikal yang diperhitungkan adalah berat sendiri elemen struktur dan beban hidup (beban sementara) yang bekerja pada struktur. Analisa pembebanan vertikal berdasarkan pada Peraturan Pembebanan Indonesia 1983. Beban yang dipikul oleh bangunan adalah : : 50 kg/m2
1.
Beban air hujan
2.
Beban hidup pada lantai gedung
: 250 kg/m2
3.
Beban hidup pada lantai atap
: 100kg/m2
4.
Berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung a.
Beton bertulang
: 2400 kg/m3
b.
Berat sendiri keramik per cm tebal
: 24 kg/m2
c.
Berat sendiri spesi per cm tebal
: 21 kg/m2
d.
Berat sendiri dinding pasangan batu bata
: 250 kg/m2
e.
Berat plafond (termasuk listrik dan plambing): 40 kg/m2
A. Beban yang Bekerja pada Pelat Pembebanan pada pelat lantai berdasarkan letak lantai dan jenis beban yang bekerja pada pelat tersebut. Beban – beban dari pelat lantai dipindahkan kepada balok pemikulnya dengan menggunakan metoda III-2
amplop (the envelope method). Akibat pemindahan beban ini akan menghasilkan beban segitiga pada sisi terpendek dan beban trapesium pada sisi terpanjang. Pada metoda amplop, beban – eban yang bekerja pada pelat lantai bangunan baik beban mati, maupun beban hidup didistribusikan pada portal – portal bangunan berdasarkan garis leleh pelat lantai. 1. Beban pelat lantai 1 – lantai 3 Data – data : Tebal pelat ( h )
= 120 mm
= 0.12 m
Tebal keramik
= 20 mm
= 2 cm
Tebal spesi
= 30 mm
= 3 cm
Berat jenis beton
= 2400 kg/m3
Berat jenis keramik
= 24 kg/m2cm
Berat jenis spesi
= 21 kg/m2
Berat jenis MEP
= 40 kg/m2
Perhitungan pembebanan pelat
1. Beban mati (DL) B. pelat
= tebal pelat x BJ beton = 0,12 m x 2400 Kg/m3 = 288 Kg/m2
B. keramik
= tebal keramik x BJ keramik = 2 cm x 24 kg/m2.cm = 48 kg/m2
B. spesi
= tebal spesi x BJ spesi = 3 cm x 21 kg/m2.cm = 63 kg/m2 III-3
B. ins listrik
= BJ ins listrik + plafond = 40 kg/m2
Total (WDL)
= 439 kg/m2
2. Beban Hidup (LL) B. hidup
= beban hidup lantai
Beban (WLL)
= 250 kg/m2
2. Beban pelat lantai atap Data – data : Tebal pelat (h)
= 12 mm = 0,12 m
Berat jenis beton
= 2400 kg/m3
Berat jenis listrik dan plumbung + plafond
= 40 kg/m3
Berat air hujan
= 50 kg/m2
Perhitungan pembebanan pelat :
1. Beban mati (DL) B. pelat
= tebal pelat x BJ pelat = 0.12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m2
Total (WDL)
= 288 kg/m2
2. Beban hidup (LL) B. hidup
= beban hidup lantai = 100 kg/m2
B. hujan
= berat air hujan = 50 kg/m2
Beban (WLL)
= 150 kg/m2
III-4
3. Beban pelat lantai helipad Data – data : Tebal pelat (h)
= 15 mm = 0,15 m
Berat jenis beton
= 2400 kg/m3
Berat jenis listrik dan plumbung + plafond
= 40 kg/m3
Berat air hujan
= 50 kg/m2
Perhitungan pembebanan pelat :
1. Beban mati (DL) B. pelat
= tebal pelat x BJ pelat = 0.15 m x 2400 kg/m3 = 360 kg/m2
Total (WDL)
= 360 kg/m2
2. Beban hidup (LL) B. hujan
= berat air hujan = 50 kg/m2 = 100 kg/m2
B. hidup Beban helikopter : Berat helikopter
= 2200 kg (asumsi helikopter ukuran sedang)
Helipad direncanakan untuk helikopter ukuran kecil dan sedang dengan jenis tumpuan pendarat berupa palang. Pada perencanaan struktur landasan dianggap bahwa 2 buah tumpuan pendarat secara serempak membebani landasan. B. rencana
= koef kejut x berat helikopter III-5
= 1,5 x 2000 kg = 3000 kg Helikopter memiliki 2 buah tumpuan pendarat sehingga beban tersalurkan melalui kedua tumpuan 50 % tumpuan depan : 50 % x 3000 kg = 1500 kg 50 % tumpuan belakang : 50 % x 3000 kg = 1500 kg B. helikopter
= 50/100 x 1500 kg = 750 kg
Beban hidup (LL) = b. Hujan + b. Hidup + b. helikopter = 50 kg/m2 + 100 kg/m2 + 750 kg/m2 Beban hidup (WLL) = 900 kg
Tabel 3.2.1Pembebanan pelat lantai
Kode
Dimensi
s
DL
LL
Jenis
(kg/m2)
(kg/m2)
arah-x
arah-y
x
y
SL1
3
8
1
439
250
segitiga
trapesium
SL2
3
6
2
439
250
segitiga
trapesium
SL3
3
1.82
1
439
250
trapesium
segitiga
SL4
3
2.03
2
439
250
trapesium
segitiga
SL1
3
8
1
439
250
segitiga
trapesium
SL2
3
6
2
439
250
segitiga
trapesium
SL3
3
1.82
1
439
250
trapesium
segitiga
SL4
3
2.03
2
439
250
trapesium
segitiga
SL1
3
8
1
439
250
segitiga
trapesium
SL2
3
6
2
439
250
segitiga
trapesium
SL3
3
1.82
1
439
250
trapesium
segitiga
SL4 lantai atap
3
2.03
2
439
250
trapesium
segitiga
SL1
3
8
1
288
150
segitiga
trapesium
lantai 1
lantai 2
lantai 3
III-6
SL2
3
6
2
288
150
segitiga
trapesium
SL5
3
8
1
360
900
segitiga
trapesium
SL6
3
6
2
360
900
segitiga
trapesium
SL7
3
2
2
360
350
segitiga
segitiga
SL8
3
4
2
360
350
segitiga
trapesium
helipad
B. Pembebanan pada balok dan dinding ½ bata
Berat sendiri balok
Tabel 3.2.2Berat sendiri balok Dimensi f tf (mm) (mm)
w (mm)
tw (mm)
B1 (WF 200 x 100)
200
5.5
100
B2 (WF 300 x 150)
300
6.5
B3 (WF 346 x 174)
346
B4 (WF 400 x 200)
(mm2)
(kg/m)
8
2700
0.0027
21.195
150
9
4650
0.0047
36.5025
6
174
9
5208
0.0052
40.8828
400
8
200
13
8400
0.0084
65.94
B5 (WF 450 x 200)
450
9
200
14
9650
0.0097
75.7525
B6 (WF 600 x 200)
600
8
200
13
10000
0.01
78.5
B7 (WF 675 x 200)
675
9
200
14
11675
0.0117
91.64875
B8 (WF 750 x 200)
750 900
10 11
200 200
16 17
13900 16700
0.0139 0.0167
109.115 131.095
B9 (WF 900 x 200)
A
berat
A (m2)
Kode
B baja = 7850 kg/m
Beban dinding ½ bata
Tabel 3.2.3 beban dinding ½ bata
lantai
t. dinding (m)
berat bata (kg/m2)
beban bata (kg/m)
1
4
250
1000
2
4
250
1000
3
4.47
250
1117.5
4 helipad
3.77 2.45
250 250
942.5 612.5
III-7
3.2.2. Analisa Pembebanan Horizontal 3.2.2.1. Berat Total Bangunan Deskripsi struktur denah
Gambar 3.1 Bentuk dan dimensi struktur
Tinggi bangunan per lantai (H) Lantai 1
=4m
Lantai 2
=4m
Lantai 3
= 4,47 m
Lantai 4 (helipad)
= 2,45 m
Lantai 5 (atap)
= 3,77 m
Data – data bangunan : Fungsi gedung
= pusat perbelanjaan
Wilayah gempa
= V (lima)
Kondisi tanah
= sedang
Pelat
= 0.12 m (pelat typical) = 0,15 m (pelat halipad)
b. baja
= 7850 kg/m3
b. beton bertulang
= 2400 kg/m3
III-8
b. dinding ½ bata
= 250 kg/m2
b. spesi
= 21 kg/m2
b. plafond + instalasi listrik
= 40 kg/m2
b. keramik
= 24 kg/m2.cm
b. beban hidup lantai atap
= 100 kg/m2
b. hidup lantai
= 250 kg/m2
b. helikopter
= 31.250 kg/m2
A. Perhitungan Volume Balok
Tabel 3.2.4Perhitungan volume balok lantai 1
Dimensi Kode
jumlah
volume
Luas m2
Panjang m
0.005
6
2
0.0558
B2 (WF 300 x 150)
0.005 0.005 0.005
3 1 6
8 4 29
0.1116 0.0186 0.906192
B3 (WF 346 x 174)
0.005 0.005
3.5 2.025
4 2
0.072912 0.0210924
0.008
8
45
3.024
0.008 0.008
9 1.816
2 2
0.1512 0.0305088
0.01
9
1
0.08685
0.01 0.01
6 8
2 7
0.1158 0.5404
0.01
9
14
1.26
0.01 0.01 0.012
6 8 9
6 2 16
0.36 0.16 1.6812
B8 (WF 750 x 200)
0.014 0.014
9 7
2 2
0.2502 0.1946
B9 (WF 900 x 200)
0.017 0.017
8 6
4 2
0.5344 0.2004
B4 (WF 400 x 200)
B5 (WF 450 x 200)
B6 (WF 600 x 200) B7 (WF 675 x 200)
total
m3
9.7757552
III-9
Tabel 3.2.5Perhitungan volume balok lantai 2
Dimensi Kode
B2 (WF 300 x 150)
B3 (WF 346 x 174)
B4 (WF 400 x 200)
B5 (WF 450 x 200)
B6 (WF 600 x 200) B7 (WF 675 x 200) B8 (WF 750 x 200) B9 (WF 900 x 200)
jumlah
volume
Luas
Panjang
m2
m
0.005
6
2
0.0558
0.005
3
8
0.1116
0.005
1
4
0.0186
0.005
6
29
0.906192
0.005
3.5
4
0.072912
0.005
2.025
2
0.0210924
0.008
8
52
3.4944
0.008
9
2
0.1512
0.008
1.816
2
0.0305088
0.01
9
1
0.08685
0.01
6
2
0.1158
0.01
9
14
1.26
0.01
6
6
0.36
0.01
8
2
0.16
0.012
9
16
1.6812
0.014
9
2
0.2502
0.014
7
2
0.1946
0.017
8
4
0.5344
0.017
6
2
0.2004
m3
Total
9.7057552
Tabel 3.2.6 Perhitungan volume balok lantai 3
Dimensi Kode
B2 (WF 300 x 150)
B3 (WF 346 x 174) B4 (WF 400 x 200) B5 (WF 450 x 200)
jumlah
volume
2 8 4 29
m3 0.0558 0.1116 0.0186 0.906192
2.025
2
0.0210924
0.008
8
52
3.4944
0.008
1.816
2
0.0305088
0.01
9
1
0.08685
0.01
6
2
0.1158
Luas m2 0.005 0.005 0.005 0.005
Panjang m 6 3 1 6
0.005
III-10
B6 (WF 600 x 200) B7 (WF 675 x 200) B8 (WF 750 x 200) B9 (WF 900 x 200)
0.01
9
14
1.26
0.01
6
6
0.36
0.01
8
2
0.16
0.012
9
16
1.6812
0.014
9
2
0.2502
0.014
7
2
0.1946
0.017
8
4
0.5344
0.017
6
2
0.2004
Total
9.4816432
Tabel 3.2.7Perhitungan volume balok lantai atap
Dimensi Kode
jumlah
volume
Luas m2
Panjang m
0.008
8
10
0.672
0.008
6
4
0.2016
B5 (WF 450 x 200)
0.01
6
4
0.2316
B6 (WF 600 x 200)
0.01
9
2
0.18
B4 (WF 400 x 200)
m3
Total
1.2852
Tabel 3.2.8Perhitungan volume balok lantai helipad
Dimensi Kode
jumlah
volume
Luas
Panjang
m2
m
0.008
3
12
0.3024
0.008
2
4
0.0672
0.01
6
6
0.3474
0.01
2
2
0.0386
0.01
6
6
0.36
0.01
9
1
0.09
0.01
8.485
1
0.08485
0.012
9
1
0.105075
0.012
5
2
0.11675
0.012
8.485
3
0.29718713
B8 (WF 750 x 200)
0.014
6
2
0.1668
B9 (WF 900 x 200)
0.017
9
1
0.1503
B4 (WF 400 x 200) B5 (WF 450 x 200)
B6 (WF 600 x 200)
B7 (WF 675 x 200)
Total
m3
2.12656213
III-11
B. Perhitungan Volume Pelat Tabel 3.2.9Perhitungan volume pelat lantai 1
Dimensi Kode
bnyak
volume
lebar (y)
Panjang (x)
tebal
m
m
m
SL1
8
3
0.12
53
152.64
SL2
6
3
0.12
30
64.8
SL3
1.816
3
0.12
3
1.96128
SL4
2.025
3
0.12
4
2.916
m3
Total
222.3173
Tabel 3.2.10Perhitungan volume pelat lantai 2
Dimensi Kode
bnyak
volume
lebar (y)
Panjang (x)
tebal
m
m
m
SL1
8
3
0.12
56
161.28
SL2
6
3
0.12
30
64.8
SL3
1.816
3
0.12
3
1.96128
SL4
2.025
3
0.12
4
2.916
m3
Total
230.9573
Tabel 3.2.11Perhitungan volume pelat lantai 3
Dimensi Kode
bnyak
volume
lebar (y)
Panjang (x)
tebal
m
m
m
SL1
8
3
0.12
56
161.28
SL2
6
3
0.12
30
64.8
SL3
1.816
3
0.12
3
1.96128
SL4
2.025
3
0.12
4
2.916
Total
m3
230.9573
III-12
Tabel 3.2.12Perhitungan volume pelat lantai atap
Kode SL1 SL2 Total
lebar (y) m 8 6
Dimensi Panjang (x) m 3 3
tebal m 0.12 0.12
bnyak
volume
7 3
m3 20.16 6.48 26.64
bnyak
volume
Tabel 3.2.13Perhitungan volume pelat lantai helipad
Kode SL5 SL6 SL7 SL8 Total
C.
lebar (y) m
Dimensi Panjang (x) m
tebal m
8 6 2 6
3 3 3 3
0.12 0.12 0.12 0.12
m3 7 7 5 6
20.16 15.12 3.6 14.04 52.92
Perhitungan Volume Kolom
Tabel 3.2.14Perhitungan volume baja pada kolom
Lantai Lantai 1
Kode
jumlah
tinggi
luas
volume
m
m2
m3
K1
34
4
0.012
1.632
K1A
16
4
0.012
0.768
K1B
4 8
4
0.012
0.192
4
0.0084
0.2688
K2
2.8608
Total Lantai 2
K1
34
4
0.012
1.632
K1A
16
4
0.012
0.768
K1B
4 8
4
0.012
0.192
4
0.0084
0.2688
K2
2.8608
Total Lantai 3
K1
34
4
0.012
1.632
K1A
16
4
0.012
0.768
K1B
4 8
4
0.012
0.192
4
0.0084
0.2688
K2 Total
2.8608
III-13
L. 4(atap)
K1A
16
3.77
0.012
0.7238
0.7238
Total L.helipad
K1
6
2.45
0.012
0.1764
K3
14
2.45
0.012
0.4116
0.588
Total
Tabel 3.2.15Volume beton pada kolom
juml ah
Lantai
tinggi
luas
volume
m
m2
m3
lantai 1
54
4
0.238
51.408
lantai 2
54
4
0.238
51.408
lantai 3
54
4
0.238
51.408
L4
16
3.77
0.238
14.356
L helipad
6
2.45
0.238
3.4986
Total
172.08
D. Perhitungan Berat Total Masing – Masing Lantai Tabel 3.2.16Berat baja masing – masing lantai
Lantai
Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 L. 4(atap) L.helipad Total
vol. balok
Volume kolom
Vol. total
BJ. Baja
berat baja
m3 9.78 9.71 9.48 1.29 2.13
m3 2.8608 2.8608 2.8608 0.72384 0.588
m3 12.637 12.567 12.342 2.009 2.7146
kg/m3 7850 7850 7850 7850 7850
kg 99197 98647 96888 15771 21309 331813
III-14
Tabel 3.2.17Berat beton masing – masing lantai
lantai
Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 L. 4(atap) L.helipad Total
vol. pelat
vol. kolom
Vol. total
BJ. Beton
berat beton
m3 222 231 231 26.6 52.9
m3 51.408 51.408 51.408 14.3562 3.4986
m3 273.73 282.37 282.37 40.996 56.419
kg/m3 7850 7850 7850 7850 7850
kg 2E+06 2E+06 2E+06 321820 442886 7E+06
Tabel 3.2.18Berat spesi masing – masing lantai
Lantai
Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 L. 4(atap) L.helipad Total
luas lantai
tebal spesi
m2 1836.3 1908.3 1908.3 222 336
cm 3 3 3 3 3
b. sendiri spesi per cm tebal kg/m2.cm 21 21 21 21 21
berat spesi kg 115687 120223 120223 13986 21168 391287
Tabel 3.2.19Berat keramik masing – masing lantai
luas lantai
tebal keramik
b. sendiri keramik/ cm tebal
berat keramik
m2
cm
kg/m2.cm
kg
Lantai 1
1836.3
2
24
88142
Lantai 2
1908.3
2
24
91598
Lantai 3
1908.3
2
24
91598
L. 4(atap)
222
2
24
10656
L.helipad
336
2
24
16128
Lantai
Total
298123
III-15
Tabel 3.2.20 Berat plafond dan instalasilistrik masing – masing lantai
Lantai
luas lantai
instalasi listrik + plafond
berat
m2
kg/m2.cm
kg
Lantai 1
1836.3
40
73452
Lantai 2
1908.3
40
76332
Lantai 3
1908.3
40
76332
L. 4(atap)
222
40
8880
L.helipad
336
40
13440
Total
248436
Tabel 3.2.21Berat dinding bata masing – masing lantai
keliling
b. sendiri batu bata
berat dinding
1/2 berat dinding
m
m
kg/m2.cm
kg
kg
Lantai 1
4
224
250
224000
112000
Lantai 2
4
224
250
224000
112000
Lantai 3
4
224
250
224000
112000
L. 4(atap)
3.77
88
250
82940
41470
L.helipad
2.45
71.941
250
44064
22032
Lantai
tinggi dinding
Total
399502
E. Beban Mati Bangunan
Tabel 3.2.22Beban mati bangunan
berat beton
berat baja
berat spesi
berat keramik
berat plafond
berat bata
berat total
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Lantai 1
2E+06
99197
1E+05
88142
73452
112000
2637222
Lantai 2
2E+06
98647
1E+05
91598
76332
112000
2715368
Lantai 3
2E+06
96888
1E+05
91598
76332
112000
2713609
L. 4(atap)
321820
15771
13986
10656
8880
41470
412583
L.helipad
442886
21309
21168
16128
13440
22032
536963
Lantai
Total
8916835
III-16
F. Beban Hidup Bangunan
Tabel 3.2.23Beban hidup bangunan
lantai
beban lantai
koefisien reduksi
kg/m2
Luas lantai
berat total
m2
kg
Lantai 1
250
0.3
1836
1E+05
Lantai 2
250
0.3
1908
1E+05
Lantai 3
250
0.3
1908
1E+05
L. 4(atap)
150
0.3
222
9990
L.helipad
150
0.3
336
15120
Total
4E+05
G. Berat Total Bangunan Tabel 3.2.24Berat total bangunan
Lantai
beban mati
beban hidup
beban total
Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 L. 4(atap) L.helipad
kg 3E+06 3E+06 3E+06 412583 536963
kg 137723 143123 143123 9990 15120
kg 3E+06 3E+06 3E+06 422573 552083
total (Wt)
9E+06
3.2.2.2. Analisa Gempa Statik Ekivalen Pada tugas akhir ini menggunakan analisa pembebanan statis ekuivalen, karena gedung hanya memiliki 4 lantai dan bentuk gedung yang simetris.
III-17
Data – data yang digunakan beserta spesifikasi gedung diantaranya adalah : Tinggi total Bangunan
= 15,77 m
Total beban bangunan (Wtotal)
= 9365912.4kg
Faktor reduksi gempa (R)
= 4,5
Faktor keutamaan (I)
=1
Waktu getar alami struktur (T) T= 0,06 x H3/4 = 0,06 x 15,773/4 = 0,475 T
.W t
R
= 1769116,787 kg
III-18
Menentukan distribusi gaya geser horizontal horizontal akibat gempa ke sepanjang tinggi gedung Untuk
portal x (fix):
Tinggi gedung ( H )
= 15,77 m
Lebar gedung (Lg)
= 90 m
H/Lg
= 0,175< 3
Maka untuk tiap-tiap lantai Untuk
Fix
Wihi
.Vx Wihi
portal y (fiy):
Tinggi gedung ( H )
= 15,77 m
Lebar gedung (Lg)
= 38 m
H/Lg
= 0,415< 3
Maka untuk tiap-tiap lantai
Fiy
Wihi Wihi
.Vy
Besarnya beban horizontal yang bekerja pada masing-masing lantai, untuk portal arah-x dan arah-y, dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 3.2.25Distribusi gaya horizontal akibat gempa ke sepanjang tinggi gedung
untukportalarah-x hi
Wi
Wi x hi
m
kg
kg.m
kg
kg
1/5 Fix
lantai atap
15.8
422573
7E+06
1.77E+06
165520
33103.9
Lantai helipad
14.5
552083
8E+06
1.77E+06
162648
32529.6
lantai 3
12
3E+06
3E+07
1.77E+06
851465
170293 170293
lantai 2
18
3E+06
5E+07
1.77E+06
1E+06
255597
lantai 1
4
3E+06
1E+07
1.77E+06
275696
55139.2
9E+06
1E+08
3E+06
546663
Lantai
V
Fix
tiap portal
III-19
Tabel 3.2.26 Distribusi gaya horizontal akibat gempa ke sepanjang tinggi gedung
untuk portalarah-y hi
Wi
Wi x hi
m
kg
kg.m
kg
kg
tiap portal 1/13 Fix
lantai atap
15.8
405617
6E+06
1.77E+06
100621
16770.2
Lantai helipad
14.5
453173
7E+06
1.77E+06
103009
7923.76
lantai 3
12
3E+06
4E+07
1.77E+06
554289
42637.6
lantai 2
18
3E+06
5E+07
1.77E+06
832115
64008.8
lantai 1
4
3E+06
1E+07
1.77E+06
179083
13775.6
1E+07
1E+08
2E+06
145116
Lantai
V
Fix
3.3. Analisa Struktur
3.3.1. Perhitungan Respon Struktur Perhitungan respon struktur terhadap beban dalam perencanaan ini dilakukan dengan menggunakan program komputer ETABS. Pemakaian program ini dimaksudkan untuk menghasilkan nilai – nilai – nilai respon struktur secara cepat. Langkah – Langkah – langkah langkah yang dilakukan dalam penggunaan program tersebut adalah sebagai berikut : 1. Penggambaran struktur Penggambaran struktur yang dimaksudkan adalah memodelkan struktur ke dalam program. Bentuk input tersebut berupa gambar elemen – elemen – elemen elemen struktur yang tergabung menjadi satu struktur yang utuh. 2. Input pembebanan Hasil dari analisis pembebanan di-input ke masing – masing elemen struktur sesuai dengan jenis beban dan tipe beban.
III-20
3. Running program Running program nantinya akna menghasilkan nilai – nilai respon struktur yang diperlukan. 4. Rekapitulasi hasil program Rekapitulasi dilakukan untuk memisahkan nilai- nilai respon struktur yang kita perlukan untuk perencanaan.
3.3.2. Hasil Perhitungan Gaya Dalam Hasil perhitungan gaya – gaya dalam dapat dilihat pada lampiran. Untuk perencanaan diambil gaya – gaya maksimum di setiap kombinasi.
3.4. Perencanaan Balok Komposit
3.4.1. Cek Sebelum Komposit Propertis penampang balok B4 (profil IWF 400 x 200) : h = 400 mm
tf = 13 mm
b = 200 mm
tw = 8 mm
A = 8412 mm2
Sx = 1190000 kg/mm
W = 66000 kg/mm
Sy = 174000 mm3
Ix = 387000000 mm4
rx = 168 mm
Iy = 17400000 m4
ry = 45.4 mm
Material baja : fy = 400 Mpa
E = 2000000 Mpa
fc’= 25 Mpa
G = 800000 Mpa
fr = 75 Mpa
III-21
A. Perhitungan kapasitas penampang Cek terhadap tarik 1. Pelat sayap
λ λ λ λ λ
f = b/2tf f = 100/13 f = 7.692
cek :
λ λ λ
pf = 170/√fy pf = 170/√400 pf = 8.5
f < pf ..............OK
Maka :
φ = 0.9
Mnx = 1,12 .Sx. fy
Mnx = 5,331 x 108 kgmm
Mux = 47866.38 kgm φ Mnx = 4,798 x 108 kgmm φ Mnx ≥ Mux
4,798 x 108 kgmm ≥ 4,786 x 107 kgmm ………OK 2. Pelat Badan (Web)
λ − λ λ λ w=
w = 46,75
Cek :
λ λ
pw = 1680/√fy pw = 84
w < pw
46,7 < 84 Maka : φ = 0.9
Mny = 1,12 .Sy. fy Mny = 7,795 x 107 kgmm III-22
Muy = 439,526 kgm φ Mny = 7,016 x 107 kgmm φ Mny ≥ Muy
70160 kgm ≥ 439,526 kgm………………OK
B. Perhitungan Kapasitas Penampang terhadap lentur Akibat tekuk lateral Lb
= 8000 mm
Cb
= 1.136
Lp
= 1,76 . ry .
= 5,56 x 103 mm Lb
= 8 x 103 mm
Lr
= 2,635 x 104 mm
Lp < Lb < Lr
bentang menengah
Arah sumbu kuat x Cb = 2,3 Kapasitas momen (Mnx) dengan φ = 0,9 , maka : Mp = 1,12 x fy x Sx Mp = 5,331 x 108 Nmm Mr = Sx . (fy – fr) Mr = 3,868 x 108 Nmm Mnx =
Cb.Mr MpMr. − −
Mnx = 1,188 x 109 Nmm
φ Mnx = 1,069 x 109 Nmm
III-23
Arah sumbu lemah – y Kapasitas momen (Mn) dengan φ = 0,9 maka : Mny = 1,5 Sy fy Mny = 1,044 x 108 Nmm φ Mny = 9,396 x 107
C. Perhitungan kapasitas terhadap geser Kapasitas geser nominal (Mny) dengan φ = 0,9 maka : Luas pelat badan Aw = h . tw Aw = 3,2 x 10 3 Vn = 0,6 . Aw . fy Vn = 7,68 x 105kg φ Vn = 6,912 x 105 kg
D. Pemeriksaan Kekuatan Pada balok bekerja gaya interaksi antara geser dan lentur dimana rasio terhadap kapasitas tidak boleh melebihi 1,375 Mux = 47866380 kgmm Muy = 439526 kgmm Vu = 32695,89 kg
Mux Muy Vu (ϕ.Mnx ϕ.Mny)0,625. ϕ.Vn ≤1,375 (ϕ.MuxMnx ϕ.MuyMny)0,625. ϕ.VuVn =0,079 III-24
3.4.2. Cek sesudah komposit Penampang baja kompak
htw <3,76.f Ey htw =50 3,76.f Ey =265,872 50 ≤ 265,872
penampang kompak
Analisis dengan distribusi tegangan plasitik Lokasi garis netral a
asumsi benar, garis netral berada di daerah beton
a>d
asumsi salah, garis netral berada di daerah baja
Garis netral berada di daerah beton
As = A T = As . fy
T = 3,365 x 106 N
Menentukan lebar efektif pelat beton Balok interior
Bentang balok = 8 m
bE ≤
Jarak antar balok = 3 m
bE ≤ b0
Ambil nilai yang terkecil dari nilai bE di atas, jadi : bE = 2000 mm
a=
. ,..
a = 79,172 mm
d = 120 mm
III-25
a
asumsi benar, garis netral berada di daerah beton
Kuat lentur nominal
Mn=As .fy . d Mn = 9,435 x 108 Nmm
Kuat lentur rencana φ Mn = 8,492 x 108 Nmm
Mu = 47866,38 kgm Check : φ Mn > Mu
849.200.000kg mm> 47.866.380 kg mm
3.5. Perencanaan Shear Connector
Dicoba stud φ 1” x 2” 1 inch = 25,4 mm ds = 25,4 mm
rs = ds/2
lebar efektif : Be = 2000 mm
ts = 120 mm
Ac = Be . ts
Ac = 2,4 x 105 mm2
Luas stud 1 inch Asc = 3,14 . rs2
Asc = 506,451 mm2
Ec = 24103 N/cm3 = 0,5 . Asc .
√ fc.Ec
Kuat tekan shear connector Vh1 =
, ..
Vh1 = 2,55 x 106 N
III-26
Vh2 =
.
Vh2 = 1,682 x 106 N
Gunakan kuat tekan terkecil Vh = Vh1 Jumlah shear connector
n= qVh
n = 12,973 buah n = 13 buah dengan jarak L = 8000 mm
s= /−
s = 727,273 mm
3.6. Perencanaan Kolom Komposit
Tinggi kolom = 4 m Propertis penampang kolom (profil WF 300.300.10.15) h = 300 mm
tf = 13 mm
b = 300 mm
tw = 8 mm
A = 1198 mm2
Sx = 1360000 mm3
W = 94000 kg/mm
Sy = 450000 mm3
Iy = 675000000 mm4
rx = 131 mm
Ix = 204000000 mm4
ry = 75,1 mm
Material baja : fy = 400 Mpa fr = 75 Mpa Ec= 241030 kg/cm3
III-27
E = 2000000 Mpa G = 800000 Mpa Material beton : fc` = 30 Mpa
γ
= 0,0024 kg/cm3
fyr = 400 Mpa
Definisi struktur Selubung beton
50 x 50 cm
Tulangan utama
20D19
Tulangan sengkang
D12
Luas penampang beton
Ac = 3600 cm2
Luas tulangan utama
Ar =
3,14 . .ϕ 3,14 . .ϕ
Ar = 283,385 mm2 Luas tulangan sengkang
Ask =
Ask = 113,04 mm2 a.
Cek persyaratan minimum kolom komposit 1.
≥4%
As = A = 1,198 x 103 mm2
AsAc =3,328 x 10−
0,048 ≥ 0.04……………OK 2.
Jarak sengkang < 2/3 dimensi terkecil penampang 2/3 x 50 = 33,333 10 < 33,333 ……………OK III-28
3.
Luas tulangan sengkang > 0,0018 spesi 0,0018 x 30 = 0,054
4.
Tebal bersih selimut beton > 40 mm Cr = 50 mm
b.
Modifikasi tegangan leleh untuk kolom komposit Tentukan luas tulangan utama dan luas bersih penampang beton :
Luas tulangan utama Aut = 20 Ar Aut = 5,668 x 103 mm2
Luas bersih penampang beton Acn = Ac – Aut – 40 . Ask Acn = 3,498 x 105 mm2
Tentukan jari – jari modifikasi penampang : 0,3 x dimensi penampang terkecil rm = 0,3 x 50 rm = 15 cm = 150 mm Jari – jari girasi penampang : rm > ry 180 > 75,1 Untuk profil baja yang diselimuti beton : C1 = 0,7
C2 = 0,6
fmy = fy + C1 . fyr .
+ C2 . fc’.
fmy = 5,875 x 103 kg/mm2
C3 = 0,2
III-29
Em = E + C3 . Ec .
Em = 1,608 x 107 kg/mm2 c.
Parameter Kelangsingan L = 4000 mm kc = 0,5
λc= rmkc. 3,. L14 fEmmy λc tegangan kri t i s ≤ 0,25
fcr = d.
maka
ω
= 1
fcr = 5,875 x 103 kg/mm2
Kapasitas tekan kolom Nn = As . fcr Nn = 7,039 x 106 kg/mm2 φ = 0,85 φ Nn 5,983 x 106 kg
e.
Luas beton penumpu yang dibutuhkan Kekuatan aksial profil Nns = 0,85 . As . fy Nns = 4,073 x 105 kg φ . Nns = 3,462 x 105 kg
Nnc = Nn – Nns Nnc = 6,631 x 106 φ . Nnsc= 5,637 x 106 kg
Ab= , ...
Ab = 1,3 x 105 mm2
III-30
Cek : Luas kolom komposit > Ab 2500 cm2> 1300 cm2 f.
Momen nominal pada kolom Luas badan profil baja Aw = h . tw Aw = 2,4 x 10 3 mm2 Tebal selimut beton rata – rata Cr = 40 mm
Arah sumbu-x Zx = 1,12 . Sx
Zx = 1,523 x 106mm3
h1 = 500 mm h2 = 500 mm
Mnx=Zx. f y 13 . h22cr. A r. f y(h22 1,Aw7.fc.fy.h1) Mnx = 8,29 x 108 kgmm φs = 0,9 φs Mnx = 7,461 x 105 kgm
arah sumbu-y Mny = Mnx φs Mny = 7,461 x 105 kgm
g.
Kombinasi lentur dan geser Nu = 390869 kg Mux = 457090,7 kgm Muy = 150390,7 kgm
III-31
Cek :
Nu ϕc.NuNc =0,65 ϕc.Nc ≤0,2 Maka :
Nu 8 Mux Muy ( 2ϕc.NuNn 9 Mux ϕs Mnx Muy ϕs Mny) ≤ 1 2ϕc.Nn (ϕs Mnx ϕs Mny)=0,847 3.7. Perencanaan Kolom Baja
Propertis penampang balok B4 (profil IWF 400 x 200) h = 400 mm
tw = 8 mm
b = 200 mm
tf = 13 mm
A = 8412 mm2
Sx = 1185000 mm3
W = 66000 kg/mm
Sy = 174000 mm3
Ix = 387000000 mm4
rx = 168 mm
Iy = 17400000 m4
ry = 45.4 mm
Material baja : fy = 400 Mpa
E = 2000000 Mpa
fr = 75 Mpa
G = 800000 Mpa
fc’ = 25 Mpa a. Perhitungan Kapasitas Penampang Cek terhadap tekuk 1. Pelat sayap (flange)
λ
f = b/2tf
λ
pf pf = 170/√fy
III-32
λ λ λ λ
f = 100/13 f = 7.692
cek :
λ λ
pf pf = 170/√400 pf pf = 8.5
pf ..............OK f < pf
Maka :
φ = 0.9
Mnx = 1,12 .Sx. fy Mnx = 5,309 x 108 kgmm Mux = 213527 kgm φ Mnx = 4,778 x 108 kgmm φ Mnx ≥ Mux
477800 kgm ≥ 213527 kgm 2. Pelat Badan (Web)
λ − λ λ λ w=
w = 46,75
Cek :
λ λ
pw pw = 1680/√fy pw pw = 84
w < pw pw
46,7 < 84 Maka : φ = 0.9
Mny = 1,4 .Sy. fy
Mny = 9,744 x 107 kgmm
Muy = 6083,43 kgm φ Mny = 8,77 x 107 kgmm φ Mny ≥ Muy
87700 kgm ≥ 6083,43 kgm III-33
b. Perhitungan Kapasitas Penampang terhadap Lentur akibat Tekuk Lateral Lb
= 4000 mm
Cb
= 1.136
Lp
= 1,76 . ry .
= 5,56 x 103 mm Lb
= 4 x 103 mm
Lr
= 2,646 x 104 mm
Lb < Lr
bentang pendek
Arah sumbu kuat x Cb = 2,3 Kapasitas momen (Mnx) dengan φ = 0,9 , maka : Mp = 1,12 . fy . Sx
Mp = 5,309 x 108 Nmm
Mnx = Mp
Mnx = 5,309 x 108 Nmm
φ Mnx = 4,778 x 08 Nmm
Arah sumbu lemah – lemah – y y Kapasitas momen (Mn) dengan φ = 0,9 maka : Mny = 1,5 Sy fy
Mny = 1,044 x 108 Nmm
φ Mny = 9,396 x 107
c. Perhitungan kapasitas penampang aksial Gaya tekan ultimate : Nu = 123403,2 kg Kc = 0,65 (tabel SNI baja 2002) Lk =Kc . L III-34
Lk = 2,6 x 103 mm
λ π λ λ λ ,−,,
λ =1 , = ,−, =1 ,25 λ
Nn = Ag . fcr
Nn = 3,358 x 106 kg
c=
c = 0,258
untuk c ≤ 0,25
;
untuk 0,25 ≤ c ≤ 1,20
;
untuk c ≥ 1,20
c2
;
maka :
=
= 1,002
fcr = 399,238 kg/mm2
fcr = fy/
Ag = 4000 mm
φ Nn = 3,023 x 106 kg
d. Pemeriksaan Kekuatan Mux = 213527900 kgmm Muy = 6083430 kgmm Nu = 123403,2 kg
≥ < 0,2
maka
≤ 1,0
0,2
maka
≤ 1,0
= 0,041
≤ 1,0
0,523
≤
1,0 ………….OK
III-35
3.8. Perencanaan Pelat
3.8.1. Tipe Pelat SL 1 (satu arah) Data – data pelat :
Tulangan dilakukan perlebar 1 m (b) = 1000 mm
Dimensi pelat a) Lebar (ly) = 8 m b) Panjang (lx) = 3 m
Jenis pelat
llyx =2,667 >2
pelat 2 arah
a. Pembebanan pada pelat lantai
beton =
2400 kg/m3
fc' = 25 Mpa
spesi =
21 kg/m2cm
fy = 240 Mpa
keramik =
24 kg/m2cm
plafond =
40 kg/m2cm
tebal pelat = 0,12 m
tebal keramik = 2 cm
tebal spesi = 3 cm
tebal plafond = 1 cm
l=8m
1. Analisa pembebanan a. Dead load (beban mati) B pelat
= tebal pelat . = 288 kg/m2
Bspesi
= tebal spesi . = 63 kg/m2
beton
spesi
III-36
Bkeramik = tebal keramik . = 48 kg/m2 B plafond = tebal plafond . = 40 kg/m2
keramik
plafond
WDL = B pelat + Bspesi + Bkeramik + B plafond WDL = 439 kg/m2 b. Live load (beban hidup) Bhidup = 250 kg/m2 WLL = 250 kg/m2 Beban terfaktor : qt = 1,2 WDL + 1,6 WLL qt = 926,8 kg/m2 momen ultimate Mu =
qt.l
Mu = 7,414 x 103 kgm 2. Hitung tulangan Tebal pelat (h) = 120 mm Tebal selimut (p) = 20 mm Prakiraan diameter tulangan utama (φP) = 10 mm Tinggi efektif (d) :
d = h – p - φP d = 95 mm
bentang bersih pelat (ln) ln = 3 m
III-37
faktor reduksi lentur φ = 0,8
faktor blok tegangan beton :
1 1
Jika 0 < fc’< 30 Mpa, maka
Jika 30 < fc’< 55 Mpa, maka
Jika fc’ > 55 Mpa, maka
Perhitungan momen
= 0,85
1
= 0,85 – 0,008 (fc’- 30)
= 0,65
Berdasarkan SK SNI 2002 pasal 10.3.5 didapatkan persamaan momen sebgai berikut : M (-) tumpuan kiri
qt.ln =758,291 qt.ln =521,325
kgm
M (+) tumpuan lap
kgm
M (-) tumpuan kanan
a.
qt.ln =758,291
kgm
Desain tulangan untuk tumpuan kiri negatif Asumsi tulangan : b = 100 cm Mu = M (-) tumpuan kiri Mu = Mn =
758, 2 91
kgm
Mn = 9478637 Nmm Koefisien ketahanan Rn Rn =
.
III-38
Rn = 1,05 N/mm2
ρ.fy.10,59. .
Rn =
Dari persamaan didapatkan :
1 2 ,.. − = 4,4923 x 10-3 = 0,167
Maka :
= 0,00449
Batasan nilai
= 0,0014
=
= 0,125
= 0,75
= 0,094
Jadi :
= 0,0014 = 0,094
= 0,00449
As = .b . d
As = 426,55 mm2 Jumlah tulangan yang diperlukan : Atul =
( )
Atul = 78,571 mm2 n=
n = 5,42 = 6 buah III-39
spasi antar tulangan :
s= bn
s = 166,667 = 150 mm
luas tulangan aktual Asaktual =
Atul
Asaktual = 523,81 mm2 Asaktual> As Check momen nominal penampang
. =
= 5,514 x 10-3
Lengan momen dalam a=
, . ..
a = 5,916 mm Mn =
. .
Mn = 1,157 x 107 Nmm Mn > Mn perlu
1157 x 107 kgm > 758,291 kgm ………………………OK b.
Desain tulangan lapangan positif Mu = M (+) tumpuan lap Mu = Mn =
521, 3 25
kgm
Mn = 651,65625Nmm
III-40
Koefisien ketahanan Rn
.
Rn =
Rn = 0,072 N/mm2
..10,59. .
Rn =
Dari persamaan didapatkan :
1 2 ,.. − = 3,0124 x 10-4 = 7,251 x 10-2
Maka :
= 0,00306
Batasan nilai
= 0,0014
=
= 0,125
= 0,75
= 0,094
Jadi :
= 0,0014 = 0,094
= 0,0030
As = .b . d
As = 290,7 mm2
Jumlah tulangan yang diperlukan : Atul =
( ϕ )
Atul = 78,571 mm2
III-41
n=
n = 3,699 = 4 buah spasi antar tulangan :
= bn
s = 250 mm luas tulangan aktual Asaktual =
Atul
Asaktual = 392,857 mm2 Asaktual> As 392,857 mm2 > 290,7 mm2 Check momen nominal penampang
. =
= 4,135 x 10-3
Lengan momen dalam a=
, . ..
a = 4,437 mm Mn =
. .
Mn = 8,748 x 106 Nmm
Mn > Mn perlu ………………………OK 874,8 kgm > 521,325 kgm
c.
Desain tulangan tumpuan kiri = desian tulangan tumpuan kanan
III-42
3.8.2. Tipe Pelat SL 4 (dua arah) Data – data pelat :
Tulangan dilakukan perlebar 1 m (b) = 1000 mm
Dimensi pelat Lebar (ly) = 3 m Panjang (lx) = 2,05 m Jenis pelat
llyx =1,481 <2
pelat 2 arah
a. Pembebanan pada pelat lantai
beton =
2400 kg/m3
fc' = 25 Mpa
spesi =
21 kg/m2cm
fy = 240 Mpa
keramik =
24 kg/m2cm
plafond =
40 kg/m2cm
tebal pelat = 0,12 m
tebal keramik = 2 cm
tebal spesi = 3 cm
tebal plafond = 1 cm
l=8m 1. Analisa pembebanan a. Dead load (beban mati) B pelat = tebal pelat . = 288 kg/m2 Bspesi = tebal spesi . = 63 kg/m2
beton
spesi
Bkeramik = tebal keramik . = 48 kg/m2
keramik
III-43
B plafond = tebal plafond . = 40 kg/m2
plafond
WDL = B pelat + Bspesi + Bkeramik + B plafond WDL = 439 kg/m b. Live load (beban hidup) Bhidup = 250 kg/m2 WLL = 250 kg/m2 Beban terfaktor : qt = 1,2 WDL + 1,6 WLL qt = 926,8 kg/m2 2. Hitung tulangan Tebal pelat (h) = 120 mm Tebal selimut (p) = 20 mm Prakiraan diameter tulangan utama (φP) = 8 mm Tinggi efektif (d) :
d = h – p - φP d = 96 mm faktor reduksi lentur φ = 0,8
faktor blok tegangan beton
1 1
= 0,85
Jika 0 < fc’< 30 Mpa, maka
Jika 30 < fc’< 55 Mpa, maka 30)
Jika fc’ > 55 Mpa, maka
= 0,85 – 0,008 (fc’-
1
= 0,65
III-44
3. Perhitungan momen Berdasarkan tabel 14 buku Dasar Perencanaan Beton Bertulang (CUR 1) didapatkan persamaan momen parameter lebar sebagai berikut : x1 = 49,025 x2 = 17,595 x3 = 80,81 Mlx = 0,001 . qx . Lx2 . x1 = 186,318 kgm Mly = 0,001 . qx . Lx2 . x2 = 66,869 kgm Mtx = 0,001 . qt . Lx2 . x3 = 307,115
Mtiy = Mly = 33,4345 a.
Desain tulangan arah-x Desain tulangan lapangan Asumsi tulangan : b = 100 cm Mu = Mlx Mu = Mn =
758, 2 91
kgm
Mn = 232,8968 Nmm Koefisien ketahanan Rn Rn =
.
Rn = 0,253 N/mm2 Rn =
..10,59. . III-45
Dari persamaan didapatkan :
1 2 ,.. − = 1,06053 x 10-3 = 0,175
Maka :
= 0,00106
Batasan nilai
= 0,0014
=
= 0,125
= 0,75
= 0,094
Jadi :
= 0,0014 = 0,094
=
As = .b . d
As = 134,4 mm2
Jumlah tulangan yang diperlukan : Atul =
( ϕ )
Atul = 50,286 mm2 n=
n = 2,672 = 3 buah spasi antar tulangan
= bn
III-46
s = 333,33 s = 300 mm luas tulangan aktual Asaktual =
Atul
Asaktual = 251,429 mm2 Asaktual> As 251,429 mm2> 134,4 mm2 Check momen nominal penampang
.
=
= 2,619 x 10-3
Lengan momen dalam a=
, . ..
a = 2,839 mm Mn =
. .
Mn = 5,707 x 106 Nmm Mn > Mn perlu
570,7 kgm >186,318 kgm……………OK Desain tulangan tumpuan Mu = Mtx Mu = Mn =
307, 1 15
kgm
Mn = 383,893 Nmm
III-47
Koefisien ketahanan Rn Rn =
.
Rn = 0,417 N/mm2
ρ.fy.10,59. .
Rn =
Dari persamaan didapatkan :
1 2 ,.. − = 1,781 x 10-3 = 7,103 x 10-2
Maka :
= 0,0018
Batasan nilai
= 0,0014
=
= 0,125
= 0,75
= 0,094
Jadi :
= 0,0014 = 0,094
= 0,0018
As = .b . d
As = 172,8 mm2 Jumlah tulangan yang diperlukan : Atul =
( ϕ )
Atul = 50,286 mm2
III-48
n=
n = 2,67 n = 3 buah spasi antar tulangan :
= bn
s = 333,333 s = 300 mm luas tulangan aktual Asaktual =
Atul
Asaktual = 251,429 mm2 Asaktual> As Check momen nominal penampang
. =
= 2,619 x 10-3
Lengan momen dalam a=
, . ..
a = 2,84 mm Mn =
. .
Mn = 5,707 x 106 Nmm Mn > Mn perlu
570,7 kgm > 307,115 kgm………………………OK
III-49
b.
Desain tulangan arah-y Desain tulangan lapangan Asumsi tulangan : b = 100 cm Mu = Mly Mu = Mn =
66,869
kgm
Mn = 835863,506 Nmm Koefisien ketahanan Rn Rn =
.
Rn = 0,091 N/mm2 Rn =
..10,59. .
Dari persamaan didapatkan :
1 2 ,.. − = 3,7998 x 10-4 = 0,176
Maka :
= 0,00037
Batasan nilai
= 0,0014
=
= 0,125
= 0,75
= 0,094
III-50
Jadi :
= 0,0014 = 0,094
=
As = .b . d As = 134,4 mm2 Jumlah tulangan yang diperlukan :
( ϕ )
Atul =
Atul = 50,286 mm2 n=
n = 2,672
n = 3 buah spasi antar tulangan :
= bn
s = 333,33 s = 300 mm luas tulangan aktual Asaktual =
Atul
Asaktual = 251,429 mm2 Asaktual> As 251,429 mm2 > 134,4 mm2 Check momen nominal penampang
. =
III-51
= 2,619 x 10-3
Lengan momen dalam a=
, . ..
a = 2,839 mm Mn =
. .
Mn = 5,707 x 106 Nmm Mn > Mn perlu
5707000 Nmm > 66869 Nmm………………………OK Desain tulanganjepit tak terduga Mu = Mtiy Mu = Mn =
66,869
kgm
Mn = 835863, Nmm Koefisien ketahanan Rn Rn =
.
Rn = 0,091 N/mm2 Rn =
ρ.fy.10,59. .
Dari persamaan didapatkan :
1 2
= 3,8116 x 10-4 = 7,243 x 10-2
Maka :
= 0,00038
III-52
Batasan nilai
,..β − = 0,0014
=
= 0,125
= 0,75
= 0,094
Jadi :
= 0,0014 = 0,094
= 0,0014
As = .b . d
As = 134,4 mm2 Jumlah tulangan yang diperlukan : Atul =
( ϕ )
Atul = 50,286 mm2 n=
n = 2,67 n = 3 buah spasi antar tulangan :
= bn
s = 333,333 s = 300 mm
III-53
luas tulangan aktual Asaktual =
Atul
Asaktual = 251,429 mm2 Asaktual> As 251,429 mm2 >134,4 mm2 Check momen nominal penampang
. =
= 2,619 x 10-3
Lengan momen dalam a=
, . ..
a = 2,839 mm Mn =
. .
Mn = 5,707 x 106 Nmm Mn > Mn perlu
5,707 x 106 Nmm > 334350 Nmm………………………OK
3.9. Perencanaan Sambungan
3.9.1. Sambungan balok – balok Berikut ini adalah sambungan pada balok B2 (IWF 300.150.9.6,5) : Gaya yang bekerja : Mu = 2659340 Nmm Vu = 677577,5 N Baut yang digunakan A – 325 Fub = 825 Mpa III-54
Diameter baut : φ b = 22 mm
luas baut Ab =
ϕ
Ab = 380,286 mm2 Jumlah baut : n = 8 buah Direncanakan baut dengan ulir pada bidang geser m=1 check terhadap geser φf = 0,75
Fdv = 0,5.φf .Fub . m Fdv = 309,375 N/mm2 Fuv =
.
Fuv = 222,72 N/mm2 Fdv > Fuv 309,375 N/mm2 > 222,72 N/mm2 Check terhadap tarik
Untuk baut A – 325 f1 = 807 Mpa f2 = 621 Mpa ft ≤ f1 – 1,9 fuv ≤ f2 ft1 = 383,832 Mpa asumsi : akibat momen, semua baut mengalami tegangan tarik
III-55
jarak minimum antar baut : dmin = 3 φ b dmin = 66 mm jarak tepi minimum d’ = 1,5 φ b d1 = 50 mm d2 = 125 mm d3 = 200 mm d4 = 275 mm d = 300 mm φf = 0,75 φy = 0,9
Rp = Rn b = 150 cm fy = 240 Mpa Rp = n . ft1 . 0,75 . Ab Rp = 8,758 x 105 N a=
Rpb.fy
a
24,328 mm< 50 mm Jika a < d1 maka asumsi semua mengalami tarik Kapasitas momen : ft = ft1 Md = -φf .2ft .0,75 Ab .(d1 + d2 + d3 + d4) + φy .a .b .fy Md = 1,201 x 108
III-56
Mu = 2,659 x 106 ……………..OK Digunakan baut D22 sebanyak 8 buah
3.10. Perhitungan Pondasi Tiang Pancang
3.10.1. Data – data Perhitungan Kedalaman tanah keras adalah pada kedalaman 15 m
= 15 N/mm2
3.10.2. Perhitungan PC9 Beban rencana yang dipikul pondasi adalah sebagai berikut (dari hasil perhitungan analisa struktur) : 1.
Beban vertikal
P = 3908696 N
2.
Momen arah smbu-x
Mx = 876938 Nm
3.
Momen arah sumbu-y
My = 1177951 Nm
Dimensi tiang pancang : Digunakan tiang pancang dengan dimensi : D = 300 mm Ap = 9 x 104 mm2 Data material : Mutu beton
fc’ = 40 Mpa
Data tanah
= 15 N/mm2
Faktor keamanan SF p = 3
III-57
3.10.2.1. Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Lapangan Nilai daya dukung tiang didapatkan dengan persamaan berikut : a.
Daya dukung ujung tiang Q p = Ap . qc Q p = 1,35 x 106 N
b.
Daya dukung sisi fs = 0,005 . qc fs = 0,075 N/mm2 L = 15000 mm k1 = 4.D k1 = 1200 mm Qs = k1 . L . fs Qs = 1,35 x 106 N
c.
Daya dukung total Qall =
Q Q ,
Qall = 1,35 x 106 d.
Periksa kapasitas tiang Qtiang = Qall P < Qtiang 3908696 N< 1350000N
tidak ok (gunakan pondasi tiang
group)
III-58
3.10.2.2. Perencanaan Tiang Group a. Jumlah tiang untuk menghitung jumlah tiang dalam 1 group dapat digunakan persamaan berikut :
N= QP
N = 2,895 N = 6 buah tiang b. Spasi antar tiang Spasi antar tiang dalam group yaitu antara 2B < S < 5B, maka : B = 0,3 m 2B ≤ S ≤ 5B 2B = 0,6
5B = 1,5
Diambil S=1m Jumlah baris
m=2
Jumlah tiang dalam satu baris
n=3
c. Efisiensi tiang group
BS θ [−+.−]
θ = arctan
θ = 16,699 η=1-
η = 0,633
d. Cek daya dukung tiang
=0,000024
N/mm3
Resultan beban vertikal
III-59
Berat sendiri tiang Wt = Ap . L .
.N
Wt = 1,944 x 105 N
P = Wt + P P = 3,928 x 106 N
Daya dukung tiang keseluruhan Q = η . Qall . N Q = 5,535 x 106 N
Daya dukung tiang (Q) > P e. Periksa kapasitas tiang Qi =
P .Σ Σ .
Qall = 1,35 x 106 N
Kapasitas masing – masing tiang : Qall = 1350000 N Q1 = 923186,415 N
Q1 < Qall
Q2 = 849564,478 N
Q2 < Qall
Q3 = 923186,415 N
Q3 < Qall III-60
Q4 = 533436,193 N
Q4 < Qall
Q5 = 459814,256 N
Q5 < Qall
Q6 = 533436,193 N
Q6 < Qall
3.10.2.3. Penentuandimensi pile cap Tebal selimut beton d' = 75 mm tinggi efektif fc’ = 30 Mpa diambil dimensi pile cap Lx = 2500 mm Ly = 1500 mm c1 = 500 mm c2 = 500 mm bo = 2. (d + c1) + 2 (d +c2) bo = 4 d + 1000 mm Vu = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Vu = 4,223 x 106 N
′ √ 25 6,6 6600
Vc = 0,33. Vc = 0,33. Vc =
.bo . d
. (4d +1000). D
Vu = φ Vc
4223000 = 0,75 (6,6
+ 6600 d)
d1 = - 1550,300 d2 = 550,26 d = d2
III-61
jadi tebal pile cap h = d + d’ h = 526,26 mm h = 800 mm
3.10.2.4. Penulangan lentur pile cap Penulangan lentur pile cap direncanakan untuk arah x dan y fy = 400 Mpa 1. Perhitungan tegangan tanah maksimum arah x dan y Pu = 3908696 N A = Lx . Ly
A = 2,25 x 106 mm2
Mx = 876938000 Nmm My = 1177951000 Nmm Ix = Iy = cx = cy =
. .
qxmax = qymax =
Ly3 . Lx
Ix = 1,95 x 1012 mm4
Ly . Lx3
Iy = 7,031 x 1011 mm4 cx = 750 cy = 7501250
P . P .
qxmax = 2,60 N/mm2 qymax = 1,49 N/mm2
III-62
Perhitungan momen lentur pada muka kolom arah x dan arah y
Ix =
Mux =
qx .Lx .Ix
Mux = 2,8x 108 Nmm Iy =
Muy =
qy .Ly .Iy
Muy = 3,3 x 108 Nmm 2. Momen nominal φ = 0,8
Mnx =
Mnx = 3,5 x 108 Nmm Mny =
Mny = 4,06 x 109 Nmm 3. Menentukan nilai rasio tulangan 0,85 . fc’ . a . b + As’ . fy = As . fy Fy = 400 d' = 75
III-63
momen nominal Mn = As . fy (d – d’) Arah-x
Mnx = (ρx . Lx . h) . fy . (d – d’) ρx = 0,0015 Arah-y
Mny = (ρy . Ly . h) . fy . (d – d’) ρy = 0,01069 4. Periksa nilai ρ fc' = 30 Mpa
, . . + 1 = 0,85
ρb =
ρb = 0,033
ρmaks = 0,75 ρb ρmaks = 0,025 ρmin =
,
ρmin = 3,5 x 10-3 ρx = 0,0035 ρy = 0,01 5. Luas tulangan perlu Arah-x Asx = ρx . Lx . d Asx = 2,888 x 103 Digunakan tulangan D – 22 Atulx = 380,28 mm2 III-64
Arah-y Asy = ρy . Ly . d Asy = 13,756 x 103 Digunakan tulangan D – 19 Atuly = 283,385 mm2 6. Jumlah tulangan tarik perlu
Arah-x nx =
nx = 7,59 buah nx = 8 buah
arah-y ny =
ny = 48,5 buah ny = 49 buah 7. Jarak antar tulangan
Arah-x sx =
sx =188 mm
arah-y sy =
sy =51 mm
III-65
Hasil Analisa Struktur Menggunakan Program Etabs
Tabel 3.3.1 Gaya – gaya dalam pada balok P
V2
V3
B2 B3 B4 B5 B6
Kg 25974.07 3758.66 12786.05 63841.3 38894.02
Kg 67757.75 20224.15 32695.89 35352.64 47556.77
Kg 104.56 32.51 74.88 287.25 104.56
B7 B8 B9
63841.3 63841.3 63841.3
47556.77 47556.77 53406.81
287.25 287.25 287.25
T
M2
M3
Kg 7.12 0.452 27.842 12.047 29.516
Kgm 265.934 43.597 439.526 1222.951 314.153
Kgm 93784.36 27308.42 47866.38 202318 117871.7
29.516 29.516 29.516
1222.951 1222.951 1222.951
202318 202318 202318
T Kg 144955.3 31.961
M2 Kgm 150390.7 6083.43
M3 Kgm 408647.9 213527
Tabel 3.3.2 Gaya – gaya dalam pada kolom
K1 K2
P Kg 390869.6 86740.65
V2 Kg 159793.5 72574.56
V3 Kg 75346.73 3075.5
Tabel 3.3.3 Gaya – gaya dalam pada perletakan Jenis tumpuan P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9
FX
FY
FZ
MX
MY
MZ
7711.15 42993.93 159793.52 59916.51 38152.57 48196.46 49075.88 46524.42
2017.18 60201.25 59654.65 29191.69 29299.37 28265.07 27733.31 26923.83
78114.33 199133.58 283780.56 327765.14 208619.4 287789.22 373367.29 390869.62
4107.401 133527.67 132367.25 92170.914 90848.694 90594.717 89287.381 87693.799
49022.26 114990.71 657090.74 136534.76 107112.62 120902.7 120937.86 117795.13
23.323 3418.611 36576.018 4210.091 3617.717 2136.795 2063.706 1197.603
III-66
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Dari perencanaan didapatkan dimensi balok yang berbeda beda. Hal ini disebabkan karena beban yang dipikul masing – masing balok tidak sama besar. Dimensi balok disesuaikan dengan besar beban yang bekerja pada balok sehingga gedung menjadi lebih ekonomis dan efisien. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai kapasitas penampang sebagai berikut :
Tabel 4.1 Perbandingan
TIPE BALOK B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9
Mn kgmm 450300244.1 547757963.3 943537423.1 1159052751 1955683388 1912199140 2431949553 2106980894
Tabel 4.2 Perbandingan
TIPE BALOK B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9
Mn dan Mu øMn kgm 405270.2 492982.2 849183.7 1043147 1760115 1720979 2188755 1896283
Mu kgm 93784.36 27308.42 47866.38 202318 117871.7 202318 202318 202318
øMn≥Mu
OK OK OK OK OK OK OK OK
øMn/Mu 4.321299 18.05239 17.74071 5.15598 14.93247 8.506309 10.81839 9.372785
Vn dan Vu
Vu
Vn
ø Vn
kg 67757.75 20224.15 32695.89 35352.64 47556.77 47556.77 47556.77 53406.81
kg 468000 498240 768000 972000 1152000 1458000 1800000 2376000
kg 421200 448416 691200 874800 1036800 1312200 1620000 2138400
ø Vn > Vu OK OK OK OK OK OK OK OK
øVn/Vu 6.216263 22.1723 21.14027 24.74497 21.80131 27.59229 34.06455 40.03984
Dari tabel 4.1 dan table 4.2 dapat dilihat nilai kapasitas penampang balok yang jauh lebih besar dibandingkan beban yang bekerja pada balok. Sehingga dapat disimpulkan balok di disain melebihi beban rencana sehingga balok menjadi tidak menguntungkan dari segi ekonomi. Pada kolom menggunakan sistem baja komposit dengan profil baja yang diselubungi beton. Penggunaan kolom komposit bertujuan untuk meningkatkan kapasitas kolom dalam menahan beban dengan dimensi yang lebih kecil dibandingkan dengan kolom beton bertulang biasa.
Tabel 4.3 Kapasitas
TIPE KOLOM K1 K2
K1 K2
K1 K2
penampang kolom
Nu kg 390869 123403.2
Nn kg 7093000 3358000
Mux kgm 457090.7 213257 Muy kgm 150390.7 6083.43
Mnx kgm 829000 530900 Mny kgm 829000 97440
ø Nn kg 5983000 3023000 ø Mnx kgm 746100 477800 ø Mny kgm 746100 87700
øNn≥Nu
OK OK øMnx≥Mux
OK OK øMny≥Muy
OK OK
øNn/Nu 15.30691869 24.49693363 øMny/Muy 1.632279983 2.240489175 øMny/Muy 4.961078045 14.41620928
Pada balok tidak terjadi overdisain, hal ini dapat dilihat pada nilai perbandingan kapasitas penampang pada table 4.3. Pada pelat lantai menggunakan jenis pelat 1 arah dan dua arah. Pemilihan jenis pelat lantai ini berdasarkan dimensi dari pelat tersebut. Pada pelat dengan nilai Lx/Ly > 2 didisain sebagai pelat satu arah, sedangkan pelat dengan nilai Lx/Ly ≤ 2 didisain sebagai pelat dua arah.
IV-2
Lantai 1 hingga lantai 4 menggunakan pelat dengan ketebalan 120 mm dan lantai helipad dengan ketebalan 150 mm. Pondasi yang digunakan pada perencanaan ini adalah pondasi tiang pancang group dengan diameter tiang pancang sebesar 30 mm. Pada perencanaan ini menggunakan 9 macam tipe pile cap. Gaya – gaya yang digunakan pada perencanaan pondasi tersebut merupakan gaya dalam maksimum yang terjadi pada setiap titik.
IV-3
BAB V KESIMPULAN
Berdasarkan perencanaan didapatkan hasil perhitungan sebagai berikut : 1. Perencanaan dilakukan dengan menggunakan konstruksi baja komposit pada wilayah gempa V (lima), dengan jenis tanah sedang. 2. Dimensi struktur atas : a. Balok :
IWF 200 x 100 x 5,5 x 8
IWF 300 x 150 x 6,5 x 9
IWF 346 x 174 x 6 x 9
IWF 400 x 200 x 8 x 13
IWF 450 x 200 x 9 x 14
IWF 600 x 200 x 8 x 13
IWF 675 x 200 x 9 x 14
IWF 750 x 200 x 10 x 16
IWF 900 x 200 x 10 x 16
b. Kolom :
HB 300 x 300 x 10 x 15
IWF 400 x 200 x 8 x 13
c. Pelat lantai :
LANTAI
Lt1,Lt2,Lt3, Lt atap
LT helipad
DIMENSI
TIPE PELA T
x
y m
ly/lx
ket
8
2.666667
1 arah
SL1
m 3
SL2
3
6
2
2 arah
SL3
3
1.816
0.605333
2 arah
SL4
3
2.025
0.675
2 arah
SL5
3
8
2.666667
1 arah
SL6
3
6
2
2 arah
SL7
3
1.816
0.605333
2 arah
SL8
3
2.025
0.675
2 arah
Tebal pelat lantai : Lantai 1,2,3, dan lantai atap = 120 mm Lantai helipad = 150 mm 3. Dimensi struktur bawah (pondasi) N
JENIS PONDASI
buah
P2
m
n
2
1
P3
2
P4
dimensi pile cap (mm) Lx
Ly
h
2
1500
1000
300
1
2
3000
2000
500
6
2
2
2500
2000
1500
P5
6
2
2
2500
1500
800
P6
4
2
2
1500
1500
600
P7
6
2
2
2500
2000
600
P8
6
2
2
2500
1500
800
P9
6
2
3
2500
1500
1000
Pada pondasi digunakan tiang pancang dengan diameter 30 cm
V-2
4. Rencana Anggaran Biaya Setelah menghitung total volume stryktur atas dan dengan menggunakan Daftar HSP Terbitan Departemen PU Tahun Anggaran 2010 Edisi Triwulan ke-2, maka didapatkan RAB untuk struktur atas sebesar Rp. 11.242.118.000,00.
V-3
