PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU

TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Meraih Gelar Ahli Madya Teknik Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau

Oleh : Rani Youlanda Sihombing NIM : 1307035771

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL D3 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2017

i

ii

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU OLEH RANI YOULANDA SIHOMBING

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul :”Perencanaan Struktur Gedung Ruang Belajar Sekolah Menengah Atas 3 Lantai Di Provinsi Riau” tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Pekanbaru, 25 Januari 2017

Rani Youlanda Sihombing

iii


PRA KATA

Puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah Yang Maha Kuasa yang telah memberi berkat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Perencanaan Struktur Gedung Ruang Belajar Sekolah Menengah Atas 3 Lantai Di Provinsi Riau”. Tugas akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk menempuh ujian tugas akhir dan menyelesaikan studi pada Program Studi Teknik Sipil Diploma 3 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Riau. Dalam penyusunan Tugas akhir ini, penulis telah banyak mendapatkan dukungan dan bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis dengan tulus mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Dosen Pembimbing I dan Pembimbing II: Joleha, ST., MM dan Andre Novan, ST., MT yang telah memberikan pengarahan, bimbingan, waktu dan saran kepada penulis dalam pembuatan Tugas Akhir. 2. Dekan Fakultas Teknik Prof. Dr. Andrianto Ahmad, MT 3. Ketua Jurusan Teknik Sipil, Dr. Manyuk Fauzi, ST., MT. 4. Ketua Program Studi Teknik Sipil D 3, Dr. Imam Suprayogi, ST., MT 5. Bapak dan Ibu dosen Teknik Sipil D3 yang telah mengajarkan dan memberi ilmu kepada penulis selama menjalankan pendidikan dibangku kuliah hingga selesai. 6. Orang tua penulis yang dengan mengorbankan keikhlasan hati, kesabaran dan cucuran keringat mendidik dan juga yang mengizinkan penulis untuk menuntut ilmu. 7. Kakanda, Adinda serta Keluarga Besar tercinta yang mendidik, membimbing, dan tidak lupa senantiasa mengiringi setiap derap langkah penulis dengan doa. 8. Sahabat-sahabat penulis dan rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil D3 khususnya angkatan 2013. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangankekurangan dalam penyusunan Tugas Akhir ini karena disebabkan oleh iv


keterbatasan pengetahuan serta kemampuan yang dimiliki penulis, sehingga penulis sangat berterima kasih dan menerima masukan-masukan yang sifatnya membangun agar Tugas Akhir ini menjadi lebih sempurna dan bermanfaat bagi pembaca sekalian.

Pekanbaru, 25 Januari 2017


v


HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai civitas akademik Universitas Riau, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama

: Rani Youlanda Sihombing

NIM

: 1307035771

Program Studi : Teknik Sipil D3 Departemen

: Pendidikan dan Kebudayaan

Fakultas

: Teknik

Jenis Karya

: Tugas Akhir

demi pengembangan ilmu pengetahuan menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Riau Hak Bebas Royalti Nonekslusif (Non-exlusive Royalty-Free Right) atas Tugas Akhir saya yang berjudul : “Perencanaan Struktur Gedung Ruang Belajar Sekolah Menengah Atas 3 Lantai Di Provinsi Riau” beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Nonekslusif ini Universitas Riau berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengolah dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di

: Pekanbaru

Pada Tanggal : 25 Januari 2017 Yang menyatakan,


vi


Perencanaan Struktur Gedung Ruang Belajar Sekolah Menengah Atas 3 Lantai Di Provinsi Riau Rani Youlanda Sihombing Program Studi Teknik Sipil D3, Fakultas Teknik Universitas Riau ABSTRAK Struktur yang direncanakan adalah balok, kolom, pelat dan tangga. Sistem struktur adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa dengan sistem metode kuat ultimit. Pembebanan dilakukan meliputi beban gravitasi dan beban gempa statik ekuivalen, yang mana termasuk wilayah gempa 3 dan tanah lunak. Mutu material yang digunakan adalah beton 25 MPa, baja 400 MPa dan 240 MPa. Analisis struktur secara keseluruhan dilakukan dengan 3D menggunakan program ETABS. Software lain yang digunakan ialah Pca Col, SAP 2000, dan SAFE 8.1. Proses perencanaan struktur dan penggambaran detail penampang elemen dan struktur mengikuti SNI 03-1726-2002, SNI 03-2847-2002, dan SNI 1727-1989 menghasilkan elemen struktur balok dan kolom menggunakan tulangan baja berdiameter 22 mm sedangkan pelat dan tangga memakai tulangan baja dengan diameter 10 mm. Kata Kunci : Struktur Bangunan, Beton, Baja Tulangan, Beban, Elemen Struktur

vii


Structure Design of Classrooms Building on Senior High School Three Floors in Riau Province Rani Youlanda Sihombing Civil Engineering D3 Study Program Faculty of Engineering The University of Riau ABSTRACT The elements of structure that designed are beam, column, slab and stair. Structure’s system is Ordinary Moment Frame with strength design method. Those are loads who give impact to structure are gravity load and earthquake load. Classification of region earthquake that’s on third region with soft soil. Building materials that used are concrete 25 MPa, main steel 400 MPa and second steel 240 MPa. All of elements structure are analysis in 3D by ETABS version 9.6. The other softwares are Pca Col, SAP 2000, and SAFE version 8.1. Design and draw detail section of elements structure are follow SNI 03-1726-2002, SNI 03-28472002, and SNI 1727-1989. The results are beam and column use main steel whose diameter is 22 mm, slab and stair use second steel whose diameter is 10 mm. Keywords : Structure of Building, Concrete, Steel, Load, Element of Structure

viii


DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL .........................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ...........................................................................ii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................iii PRA KATA ........................................................................................................iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...........................vi ABSTRAK .........................................................................................................vii ABSTRACT .......................................................................................................viii DAFTAR ISI .....................................................................................................ix DAFTAR GAMBAR ........................................................................................xii DAFTAR TABEL .............................................................................................xiv DAFTAR NOTASI ............................................................................................xv DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................xvii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1 1.2. Perumusan dan Batasan Masalah ........................................................ 2 1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................ 3 1.4. Manfaat Penelitian .............................................................................. 3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1

Kriteria Minimum Perencanaan Gedung Ruang Belajar SMA ........... 4

2.2

Pembebanan Struktur .......................................................................... 7

2.3

Kombinasi Pembebanan Pada Struktur Portal .................................... 11

2.4

Sistem Struktur Bangunan Gedung ..................................................... 12

2.5 Analisa Statik Ekuivalen ..................................................................... 13 2.6 Pembagian Beban Gempa Pada Struktur ............................................ 15 2.7 Limit States dan Filosofi Desain ......................................................... 15 ix


2.8 Kolom .................................................................................................. 17 2.8.1

Ketentuan dan Perencanaan .................................................... 17

2.8.2

Diagram Interaksi Kolom........................................................ 18

2.9 Balok ................................................................................................... 19 2.9.1

Balok Persegi Panjang dengan Tulangan Ganda .................... 20

2.9.2

Tulangan Geser Balok ............................................................. 23

2.10 Pelat ..................................................................................................... 27 2.10.1 Pelat Satu Arah ........................................................................ 27 2.10.2 Pelat Dua Arah ........................................................................ 28 2.10.3 Ketentuan Perencanaan Pelat .................................................. 28

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Studi Pustaka ....................................................................................... 31

3.2

Pengumpulan Data .............................................................................. 31

3.3

Tahapan Penelitian .............................................................................. 31

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1

Tinjauan Umum .................................................................................. 34

4.2

Deskripsi Gedung Perencanaan........................................................... 34

4.3

Deskripsi Struktur ............................................................................... 35

4.4

Kriteria Desain .................................................................................... 36

4.5

Analisis Struktur ................................................................................. 37 4.5.1

Pradesain Elemen Struktur ..................................................... 38 4.5.1.1

4.5.1.2

Balok ....................................................................... 38 4.5.1.1.1

Pradesain Balok Anak ............................ 40

4.5.1.1.2

Pradesain Balok Induk ........................... 44

Pelat ......................................................................... 49 4.5.1.2.1

4.5.2 x

Pradesain Pelat Lantai ............................ 50

4.5.1.3

Kolom ...................................................................... 58

4.5.1.4

Tangga ..................................................................... 61

Analisis Gempa ...................................................................... 62


4.6

BAB V

Desain Elemen Struktur ...................................................................... 76 4.6.1

Balok ...................................................................................... 76

4.6.2

Pelat ......................................................................................103

4.6.3

Kolom ...................................................................................113

4.6.4

Tangga ..................................................................................118

PENUTUP

5.1 Kesimpulan…....................................................................................129 5.2 Saran ...................................................................................................131

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

xi


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1

: Sistem Struktur Bangunan Gedung ............................................ 13

Gambar 2.2

: Diagram Interaksi Beban Aksial dan Momen ............................ 19

Gambar 2.3

: Pengecekan Interaksi Pada Kolom ............................................. 19

Gambar 2.4

: Distribusi Regangan Pada Penampang Balok ............................ 21

Gambar 2.5

: Skema Hitungan Balok Tulangan Rangkap ............................... 23

Gambar 2.6

: Jenis Retakan Pada Balok .......................................................... 24

Gambar 2.7

: Skema Hitungan Begel Balok .................................................... 26

Gambar 2.8

: Skema Hitungan Penulangan Pelat ............................................ 30

Gambar 3.1

: Flowchart Tahapan Perencanaan Struktur ................................. 32

Gambar 4.1

: Potongan Portal Gedung ............................................................ 36

Gambar 4.2

: Pemodelan Struktur Gedung ...................................................... 36

Gambar 4.3

: Beban Trapesium Menjadi Beban Merata.................................. 40

Gambar 4.4

: Beban Segitiga Menjadi Beban Merata ..................................... 40

Gambar 4.5

: Denah Balok Anak dan Balok Induk yang ditinjau ................... 40

Gambar 4.6

: Distribusi beban Balok Anak dan Balok Induk yang ditinjau.... 41

Gambar 4.7

: Tipe Beban dan Lebar Ekivalen Satu Balok Anak..................... 41

Gambar 4.8

: Distribusi beban Balok Anak dan Balok Induk yang ditinjau.... 44

Gambar 4.9

: Tipe Beban dan Lebar Ekivalen Satu Balok Induk .................... 44

Gambar 4.10 : Momen Balok Induk Hasil Analisis SAP .................................. 45 Gambar 4.11 : Potongan Denah Pelat Lantai yang ditinjau ............................... 50 Gambar 4.12 : Ilustrasi Titik Berat Balok Induk Bentang 8 m .......................... 51 Gambar 4.13 : Ilustrasi Titik Berat Balok Anak Bentang 800 cm ..................... 52 Gambar 4.14 : Ilustrasi Titik Berat Balok Induk Bentang 450 cm .................... 53 Gambar 4.15 : Momen Arah Y Pelat 8m x 4,5m ............................................... 54 Gambar 4.16 : Hasil Pengecekan K1 ................................................................. 60 Gambar 4.17 : Hasil Pengecekkan K2 ............................................................... 60 Gambar 4.18 : Hasil Pengecekkan K3 ............................................................... 61 Gambar 4.19 : Kontur Momen11 dan Momen22 ................................................. 62 xii


Gambar 4.20 : Diagram Interaksi Kolom Pca col a) Kolom 30x30 b) Kolom 90x90x c) Kolom 70x75 ............................................................ 114

xiii


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung ...................... 7 Tabel 2.2 Beban Hidup Pada Lantai Gedung ........................................................ 8 Tabel 2.3 Koefisien Reduksi Beban Hidup ........................................................... 9 Tabel 2.4 Tebal Minimum Pelat OWS Berdasarkan Peletakan ............................ 27 Tabel 4.1 Ukuran dan Jumlah Ruangan Pada Gedung Perencanaan .................... 35 Tabel 4.2 Uraian Beban Dinding .......................................................................... 39 Tabel 4.3 Perhitungan Momen Pradesain Balok Induk dan Balok Anak ............. 48 Tabel 4.4 Perhitungan Estimasi Dimensi Balok Induk dan Balok Anak .............. 48 Tabel 4.5 Perhitungan Tebal Pelat Dengan Cara Two Way Slab .......................... 57 Tabel 4.6 Perhitungan Tebal Pelat Berdasarkan Momen ...................................... 57 Tabel 4.7 Perhitungan K1 dengan Dimensi 300 mm x 300mm ............................ 58 Tabel 4.8 Perhitungan K2 dengan Dimensi 700 mm x 750 mm ........................... 59 Tabel 4.9 Perhitungan K3 dengan Dimensi 900 mm x 900 mm ........................... 59 Tabel 4.10 Perhitungan Data SPT ......................................................................... 63 Tabel 4.11 Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai .............................................. 65 Tabel 4.12 Modal Participating Mass Ratios Hasil Analisis ETABS .................... 72 Tabel 4.13 Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen ................................................. 73 Tabel 4.14 Perhitungan Gempa Dinamik .............................................................. 73 Tabel 4.15 Perhitungan Eksentrisitas Rencana Gempa Arah X ............................ 74 Tabel 4.16 Perhitungan Eksentrisitas Rencana Gempa Arah Y ............................ 74 Tabel 4.17 Story Drifts Hasil Analisis ETABS ..................................................... 75 Tabel 4.18 Perhitungan Tulangan Pokok dan Tulangan Sengkang ....................102 Tabel 4.19 Perhitungan Tulangan Pokok dan Tulangan Bagi Pelat....................113 Tabel 4.20 Beban Maksimum Kolom .................................................................114 Tabel 4.21 Hasil Analisis Tulangan Kolom ........................................................116 Tabel 5.1 Hasil Desain Tulangan Balok .............................................................129 Tabel 5.2 Hasil Desain Tulangan Pelat ...............................................................130 Tabel 5.3 Hasil Desain Tulangan Kolom ............................................................130 xiv


DAFTAR NOTASI

BAB IV

A1

: Luas Bidang 1

A2

: Luas Bidang 2

b

: Lebar Balok

B

: Lebar Bangunan di Arah yang ditinjau

BJTD

: Baja Tulangan Deform (Ulir)

BJTP

: Baja Tulangan Polos

D

: Diameter Tulangan

d

: Jarak antara titik berat tulangan tarik ke batas permukaan beton terjauh

d`

: Jarak antara titik berat tulangan tarik ke ujung permukaan beton terdekat

Ec

: Modulus Elastisitas Beton

Es

: Modulus Elastisitas Tulangan

Ey

: Modulus Elastisitas Tulangan

fc`

: Kuat Tekan Karateristik Beton

fy

: Kuat Leleh Tulangan

h

: Tinggi Balok

H

: Tinggi Bangunan

Ib

: Inersia balok

Is

: Inersia pelat

Leq

: Lebar Ekuivalen

Lx

: Panjang Bentang Terpendek Pelat

Ly

: Panjang Bentang Terpanjang Pelat

Mn

: Momen nominal

Mtot

: Momen Total

N

: Jumlah Blow SPT

n

: Jumlah Tingkatan Bangunan xv


P1

: Beban Aksial

P2

: Beban Aksial Lainnya

t

: Kedalaman

tp

: Tebal pelat

X1

: Koordinat titik berat arah x bidang 1

X2

: Koordinat titik berat arah x bidang 2

Y

: Koordinat titik berat arah y gabungan

Y1

: Koordinat titik berat arah y bidang 1

Y2

: Koordinat titik berat arah y bidang 2

xvi


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I

: Lembar Asistensi

Lampiran II

: Gambar Arsitektural

Lampiran III

: Gambar Desain Elemen Struktur

Lampiran IV

: Hasil Uji SPT

Lampiran V

: Perhitungan Pra Desain dan Desain Elemen Struktur Balok

Lampiran VI

: Perhitungan Pra Desain dan Desain Elemen Struktur Pelat

Lampiran VII : Perhitungan Desain Elemen Struktur Kolom Lampiran VIII : Gambar Pemodelan Struktur Bangunan Pada ETABS

xvii


BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Menurut Peraturan Menteri Pendidikan Nasional nomor 24 tahun 2007

tentang Standar Sarana dan Prasarana Sekolah/Madrasah Pendidikan Umum, pembelajaran pendidikan nasional berpusat pada peserta didik agar mampu belajar untuk beriman dan bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa, belajar untuk memahami dan menghayati, belajar untuk mampu melaksanakan dan berbuat secara efektif, belajar untuk hidup bersama dan berguna bagi orang lain, dan belajar untuk membangun dan menemukan jati diri melalui proses belajar yang aman dan nyaman. Untuk menjamin terwujudnya hal tersebut diperlukan sarana dan prasarana yang memadai. Salah satunya adalah tersedianya ruang-ruang yang difungsikan untuk kegiatan belajar para siswa. Jenjang pendidikan setingkat Sekolah Menengah Atas (SMA) masih terpusat pada daerah perkotaan. Daerah perkotaan yang padat mengakibatkan pembangunan gedung berskala luas cenderung ke arah vertikal, karena keterbatasan lahan. Pembangunan gedung bertingkat untuk SMA membutuhkan perencanaan struktur yang aman karena menampung jiwa manusia yang cukup banyak, dan penggunaan gedung bersifat permanen. Penulis merencanakan struktur gedung bertingkat untuk SMA di Provinsi Riau yang dapat memikul beban gravitasi dan beban gempa sesuai dengan wilayah gempa data tanah yang diasumsikan yaitu di Jalan Tuanku Tambusai No.1A. Perencanaan struktur elemen gedung sesuai dengan standar-standar perencanaan struktur gedung yang berlaku, agar menghasilkan kualitas gedung yang aman dan sesuai dengan fungsi yang direncanakan. Perencanaan gedung untuk bagian Sekolah Menengah Atas hanya mencakup satu gedung yaitu gedung ruang belajar siswa, karena keterbatasan waktu yang dimiliki penulis. Sedangkan bangunan-bangunan perlengkapan lainnya seperti laboratorium, kantor, dan lainlain, tidak direncanakan dalam Tugas Akhir. Namun untuk perencanaan lebih lanjut jika gedung-gedung tersebut direncanakan, maka tipe dan modelnya 1


disesuaikan dengan bangunan gedung ruang belajar yang direncanakan oleh penulis. Berdasarkan uraian diatas, penulis membuat tugas akhir dengan judul “Perencanaan Struktur Gedung Ruang Belajar Sekolah Menengah Atas 3 Lantai Di Provinsi Riau”.

1.2

Perumusan dan Batasan Masalah Perumusan masalah yang akan dibahas meliputi : 1. Bagaimana merencanakan struktur bangunan gedung ruang belajar SMA 3 lantai yang aman dan nyaman di Provinsi Riau dengan pedoman standar yang berlaku ? 2. Bagaimana gambar desain penampang elemen-elemen struktur yang sesuai dengan kriteria peraturan-peraturan yang berlaku ? Batasan masalah yang akan dibahas meliputi : 1.

Perencanaan struktur beton bertulang (balok, kolom, pelat, atap, dan tangga) mengikuti SNI 03-1726-2002 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Gedung, SNI 1727-1989 Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, Peraturan Menteri Pendidikan Nasional No 24 tahun 2007, dan Pedoman Standarisasi Bangunan dan Perabot SMA Tahun 2011.

2.

Analisis struktur dilakukan secara 3 dimensional.

3.

Analisis gempa menggunakan analisis statik ekuivalen dengan memakai software ETABS 9.6.0.

4.

Data tanah yang diasumsikan adalah data tanah Proyek Living World Pekanbaru di Jalan Tuanku Tambusai No.1A.

5.

Penggambaran tulangan hanya dibuat untuk masing-masing elemen struktur.

6.

Sistem struktur merupakan Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB).

7. 2

Struktur pondasi tidak termasuk dalam perencanaan.


1.3

Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk merencanakan struktur beton bertulang dan gambar detail elemen struktur gedung ruang belajar SMA 3 lantai di Provinsi Riau sesuai dengan peraturan-peraturan perencanaan struktur dan standarisasi bangunan yang berlaku.

1.4

Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini dapat diharapkan sebagai berikut: 1. Memberikan

tambahan

pengetahuan

dan

pemahaman

dalam

merencanakan struktur gedung dan membuat gambar detail elemen struktur gedung. 2. Dapat dijadikan bahan referensi untuk perencanaan struktur gedung yang lebih lanjut.

3


BAB II LANDASAN TEORI

2.1.

Kriteria Minimum Perencanaan Gedung Ruang Belajar SMA Kriteria minimum bangunan dan ruang-ruang yang digunakan dalam

perencanaan struktur gedung ruang belajar SMA 3 lantai di Provinsi Riau, menurut Peraturan Menteri Pendidikan Nasional nomor 24 tahun 2007 tentang Standar Sarana dan Prasarana Sekolah/Madrasah Pendidikan Umum meliputi : a. Satuan Pendidikan Satu SMA memiliki sarana dan prasarana yang dapat melayani minimum 3 rombongan belajar dan maksimum 27 kelas. b. Bangunan 1. Bangunan memenuhi persyaratan keselamatan berikut: a. Memiliki konstruksi yang stabil dan kokoh sampai dengan kondisi pembebanan maksimum dalam mendukung beban muatan hidup dan beban muatan mati, serta untuk daerah/zona tertentu kemampuan untuk menahan gempa dan kekuatan alam lainnya. b. Dilengkapi sistem proteksi pasif dan/atau proteksi aktif untuk mencegah dan menanggulangi bahaya kebakaran dan petir. c. Bangunan menyediakan fasilitas dan aksesibilitas yang mudah, aman, dan nyaman. 2. Bangunan memenuhi persyaratan kenyamanan berikut; a. Bangunan

mampu

meredam

getaran

dan

kebisingan

yang

mengganggu kegiatan pembelajaran. b. Setiap ruangan memiliki pengaturan penghawaan yang baik. c. Setiap ruangan dilengkapi dengan lampu penerangan. 3. Bangunan bertingkat memenuhi persyaratan berikut; a. Maksimum terdiri dari tiga lantai. b. Dilengkapi tangga yang mempertimbangkan kemudahan, keamanan, keselamatan, dan kesehatan pengguna.

4

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU RANI YOULANDA SIHOMBING

c. Ruangan Kriteria minimum ruangan-ruangan dalam Pedoman Standarisasi Bangunan Dan Perabot Sekolah Menengah Atas tahun 2011 dan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional nomor 24 tahun 2007 tentang Standar Sarana dan Prasarana Sekolah/Madrasah Pendidikan Umum, meliputi : 1. Ruang Kelas Ruang kelas berukuran 9 x 8 m2. Rasio minimum ruang kelas 2 m2/peserta didik. Dengan kapasitas maksimum untuk 32 peserta didik dan seorang guru. Fungsi dari ruang kelas ini adalah tempat berlangsungnya aktifitas belajar mengajar, dan lebih menekankan pada aktifitas belajar teori. Namun demikian aktifitas belajar praktek juga dimungkinkan dilakukan di ruang kelas. 2. Ruang Perpustakaan Ukuran ruang minimal 12 x 8 m2, dengan fasilitas 15 tempat duduk dan 15 meja baca. Fungsi pokok perpustakaan adalah memberikan pelayanan dan informasi untuk menunjang kegiatan belajar mengajar. 3. Ruang Serbaguna 4. Ruang Sirkulasi a. Ruang sirkulasi horizontal berfungsi sebagai tempat penghubung antar ruang dalam bangunan sekolah/madrasah dan sebagai tempat berlangsungnya kegiatan bermain dan interaksi sosial peserta didik di luar jam pelajaran, terutama pada saat hujan ketika tidak memungkinkan kegiatan-kegiatan tersebut berlangsung di halaman sekolah/madrasah. b. Ruang sirkulasi horizontal berupa koridor yang menghubungkan ruang-ruang di dalam bangunan sekolah/madrasah dengan luas minimum 30% dari luas total seluruh ruang pada bangunan, lebar minimum 1,8 m, dan tinggi minimum 2,5 m. c. Ruang sirkulasi horizontal dapat menghubungkan ruang-ruang dengan

baik,

beratap,

serta

mendapat

pencahayaan

penghawaan yang cukup. 5


dan

d. Koridor tanpa dinding pada lantai atas bangunan bertingkat dilengkapi pagar pengaman dengan tinggi 90-110 cm. e. Bangunan bertingkat dilengkapi tangga. Bangunan bertingkat dengan panjang lebih dari 30 m dilengkapi minimum dua buah tangga. f. Jarak tempuh terjauh untuk mencapai tangga pada bangunan bertingkat tidak lebih dari 25 m. g. Lebar minimum tangga 1,8 m, tinggi maksimum anak tangga 17 cm, lebar anak tangga 25-30 cm, dan dilengkapi pegangan tangan yang kokoh dengan tinggi 85-90 cm. h. Tangga yang memiliki lebih dari 16 anak tangga harus dilengkapi bordes dengan lebar minimum sama dengan lebar tangga. i. Ruang sirkulasi vertikal dilengkapi pencahayaan dan penghawaan yang cukup. 5. KM/WC, R. Ganti dan Loker a. Ukuran ruang optimal kubikal toilet minimal 1,5 x 1,35 m2. b. Standar untuk guru meliputi 1 urinoir/1-15 guru pria, 1 WC/10 guru pria, dan 1 WC/5 guru wanita. c. Standar untuk siswa meliputi 1 urinoir/20-30 siswa laki-laki, 1 WC/40 siswa laki-laki (1 kelas), dan 1 WC/25 siswa perempuan (0,5 kelas) Persyaratan toilet: 1. Massa bangunan hendaknya tipis untuk memudahkan ventilasi silang sehingga tidak lembab/bau. 2. Kondisi dalam ruang terang, bahkan sangat baik bila memakai atap transparan (fiberglass). 3. Toilet terhubung dengan bangunan lain dengan selasar. 4. Toilet harus berbatasan dengan udara luar untuk kemudahan ventilasi. 5. Toilet sebaiknya dipisahkan berdasarkan gender.

6


2.2.

Pembebanan Struktur Struktur adalah bagian-bagian yang membentuk bangunan seperti pondasi,

kolom, balok, kuda-kuda, dan atap. Pada prinsipnya, elemen struktur berfungsi untuk mendukung keberadaan elemen nonstruktur yang meliputi elemen tampak, interior, dan detail arsitektur sehingga membentuk satu kesatuan. Setiap bagian struktur bangunan tersebut juga mempunyai fungsi dan peranannya masingmasing. Kegunaan lain dari struktur bangunan yaitu meneruskan beban bangunan dari bagian bangunan atas menuju bagian bangunan bawah, lalu menyebarkannya ke tanah. Perancangan struktur harus memastikan bahwa bagian-bagian sistem struktur ini sanggup menanggung gaya gravitasi, gaya gempa dan beban bangunan, kemudian menyokong dan menyalurkannya ke tanah dengan aman. Terdapat tiga bagian dari struktur bangunan antara lain : 1. Struktur bawah (substruktur) adalah bagian-bagian bangunan yang terletak di bawah permukaan tanah. Struktur bawah ini meliputi pondasi dan sloof. 2. Struktur tengah merupakan bagian-bagian bangunan yang terletak di atas permukaan tanah dan di bawah atap, serta layak ditinggali oleh manusia. Yang dimaksud struktur tengah di antaranya dinding, kolom, dan ring. 3. Struktur atas (superstruktur) yaitu bagian-bagian bangunan yang terbentuk memanjang ke atas untuk menopang atap. Struktur atas bangunan antara lain rangka dan kuda-kuda.

a. Beban Mati Beban mati yang digunakan dalam perencanaan Tugas Akhir ini sesuai SNI 03-1727-1989 tentang Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung adalah sebagai berikut : Tabel 2.1. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung Bahan Bangunan Baja 7.850 kg/m3 Beton bertulang (2) 2.400 kg/m3 7


Pasir (kering udara sampai lembap) Pasir (jenuh air) Komponen Gedung Adukan, per cm tebal : - dari semen Aspal, termasuk bahan-bahan mineral tambahan, per cm Dinding Pas. Bata merah : - setengah batu - kaca, dengan tebal 3 – 4 mm Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan beton tanpa adukan, per cm tebal Sumber : SNI 03-1727-1989 bagian 10

1.600 kg/m3 1.800 kg/m3 21 kg/m2 14 kg/m2 250 kg/m2 10 kg/m2 24 kg/m2

b. Beban Hidup Beban hidup adalah beban yang tidak tetap jumlah dan letaknya dalam struktur. Beban hidup masih dapat dikatakan bekerja secara perlahan-lahan pada struktur. Besarnya beban hidup terbagi merata ekuivalen yang harus diperhitungkan pada struktur bangunan gedung, pada umumnya dapat ditentukan berdasarkan standar yang berlaku. Beban hidup untuk bangunan gedung adalah sebagai berikut : Tabel 2.2. Beban Hidup Pada Lantai Gedung a. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran,hotel, asrama dan rumah sakit. 250 kg/m2 b. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam a. 300 kg/m2 c. Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam a. 250 kg/m2 d. Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidup dari lantai ruang yang berbatasan, dengan minimum 300 kg/m2 Sumber : SNI 03-1727-1989 bagian 10

Beban hidup pada atap gedung yang dapat dicapai / dibebani oleh orang, harus diambil minimum sebesar 100 kg/m2 bidang datar. Untuk memperhitungkan peluang terjadinya nilai beban hidup yang berubahubah, beban hidup merata dapat dikalikan dengan koefisien reduksi.

8


Begitu juga dengan reduksi beban hidup pada perencanaan balok induk dan portal dengan beban horisontal/gempa dan angin dapat dikalikan dengan faktor reduksi.

Tabel 2.3. Koefisien Reduksi Beban Hidup Koefisien Reduksi Beban Hidup Penggunaan Gedung

Peninjauan Beban Gravitasi

Peninjauan Beban Gempa

PERUMAHAN HUNIAN Rumah tinggal, asrama, hotel, rumah sakit 0,75 PENDIDIKAN Sekolah, ruang kuliah 0,9 Sumber : SNI 03-1727-1989 bagian 10

0,3 0,5

e. Beban Gempa Besarnya beban gempa yang terjadi pada struktur bangunan tergantung dari beberapa faktor yaitu, massa dan kekakuan struktur, waktu getar alami dan pengaruh redaman dari struktur, kondisi tanah, dan wilayah kegempaan dimana struktur bangunan tersebut didirikan. Massa dari struktur bangunan merupakan faktor yang sangat penting, karena beban gempa merupakan gaya inersia yang besarnya sangat tergantung dari besarnya massa dari struktur. Beban gempa yang diperhitungkan pada perencanaan struktur, pada umumnya adalah

gaya-gaya inersia pada

arah horisontal saja.

Pengaruh dari gaya-gaya inersia pada arah vertikal biasanya diabaikan, karena struktur sudah dirancang untuk menerima pembebanan vertikal statik akibat pembebanan gravitasi, yang merupakan kombinasi antara beban mati dan beban hidup. Kebiasaan di dalam mengabaikan pengaruh gaya-gaya inersia pada arah vertikal akibat pengaruh beban gempa pada prosedur perencanaan struktur, akhir-akhir ini sedang ditinjau kembali. Pada bangunan gedung bertingkat, massa dari struktur dianggap terpusat pada lantai-lantai dari bangunan, dengan demikian beban gempa akan terdistribusi pada setiap lantai tingkat. Selain tergantung dari massa

9


di setiap tingkat, besarnya gaya gempa pada suatu tingkat tergantung juga pada ketinggian tingkat tersebut dari permukaan tanah. Berdasarkan pedoman yang berlaku di Indonesia yaitu Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002), besarnya beban gempa horisontal V yang bekerja pada struktur bangunan, dinyatakan sebagai berikut : V = C

C .I Wt R

(2.1)

: Koefisien gempa, yang besarnya tergantung wilayah gempa dan waktu getar struktur.

I

: Faktor keutamaan struktur

R

: Faktor reduksi gempa

Wt

: Kombinasi dari beban mati dan beban hidup yang direduksi Waktu yang diperlukan getaran untuk melakukan satu siklus bolak-

balik lengkap disebut waktu getar alami (T), sedangkan frekuensi getaran (f) didefinisikan sebagai banyaknya siklus yang terjadi untuk satu satuan waktu. Hubungan antara waktu getar dan frekuensi getar dinyatakan dalam bentuk persamaan : f=

(2.2)

Besarnya frekuensi getaran yang terjadi pada struktur tergantung pada massa struktur dan kekakuan kolom. Jika kolom pada struktur mempunyai kekakuan yang kecil, maka gaya pemulihan yang diperlukan untuk mengembalikan struktur dari keadaan terdefleksi ke posisi yang semula, juga relatif kecil. Dengan demikian, puncak dari struktur akan bergerak bolak-balik secara relatif lebih lambat sampai getaran berhenti. Struktur dengan kekakuan kolom yang kecil mempunyai waktu getar alami yang panjang. Sebaliknya struktur dengan kolom yang kaku, akan memberikan gaya pemulihan yang besar sehingga getaran yang terjadi akan berhenti dalam waktu yang relatif singkat. Struktur seperti ini mempunyai waktu getar alami yang pendek.

10


Selain tergantung pada massa dan kekakuan kolom, panjang atau pendeknya waktu getar dipengaruhi juga oleh mekanisme redaman pada struktur dalam hal menyerap energi getaran. Mekanisme redaman pada struktur dapat juga terjadi, misalnya dengan adanya retakan dari elemenelemen struktur. Jika pondasi atau dasar dari struktur tiba-tiba bertranslasi kearah horisontal, maka masa dari struktur mula-mula akan bereaksi menahan translasi tersebut karena adanya kecenderungan inersia. Dengan demikian struktur akan bergetar. Apabila pondasi dari struktur bergerak bolak-balik terus-menerus ke arah horisontal seperti pada saat terjadi gempa, maka struktur akan terus bergetar selama gerakan tanah terjadi. Getaran yang terjadi pada struktur akan dipengaruhi oleh gerakan tanah yang tidak bergetar secara bebas. Jika frekuensi gerakan tanah akibat gempa sangat berbeda dengan frekuensi getaran bebas dari struktur, maka tidak akan terjadi resonansi. Sebaliknya, jika frekuensi gerakan tanah cukup dekat dengan frekuensi getaran bebas struktur, dapat terjadi efek resonansi yang dapat mengakibatkan bertambah besarnya amplitudo getaran dari struktur.

2.3

Kombinasi Pembebanan Pada Struktur Portal Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung – SNI 03-

2847-2002,

menetapkan

bahwa

kombinasi

pembebanan

yang

harus

diperhitungkan pada perancangan struktur bangunan gedung adalah kombinasi pembebanan tetap dan kombinasi pembebanan sementara yang diperhitungkan bekerja pada struktur. Momen lentur (Mu), momen torsi atau puntir (Tu), gaya geser (Vu), dan gaya normal (Pu) yang terjadi pada elemen-elemen struktur akibat kedua kombinasi pembebanan yang ditinjau, dipilih yang paling besar harganya, untuk selanjutnya digunakan pada proses desain. Pada umumnya, sebagai gaya horisontal yang ditinjau bekerja pada sistem struktur portal adalah beban gempa, karena di Indonesia beban gempa lebih besar 11


dibandingkan dengan beban angin. Beban gempa yang bekerja pada sistem struktur dapat berarah bolak-balik, oleh karena itu pengaruh ini perlu ditinjau di dalam perhitungan.

2.4

Sistem Struktur Bangunan Gedung a. Rangka Penahan Momen Sistem struktur yang berbentuk rangka penahan momen merupakan sistem struktur yang paling banyak digunakan. Pada struktur portal beton bertulang, sistem rangka penahan momen dapat berbentuk struktur portal yang dicor di tempat atau struktur portal yang disusun oleh elemen-elemen pracetak. Sistem struktur portal beton yang dicor ditempat, dapat berbentuk sistem portal yang tersusun oleh elemen balok (beam) dan elemen kolom (column), sistem portal yang tersusun oleh elemen pelat (flat slab) dan elemen kolom, dan sistem portal yang tersusun oleh elemen pelat dan dinding pemikul beban (load bearing wall). Pada struktur portal yang dicor ditempat, tidak diperlukan adanya sambungan khusus dari elemen-elemen struktur. Sambungan elemen pada umumnya bersifat kaku dan monolit. b. Rangka Dengan Diafragma Vertikal Jika kekuatan dan kekakuan dari suatu struktur portal tidak mencukupi untuk mendukung beban-beban yang diperkirakan akan bekerja, khususnya beban-beban horisontal akibat gempa, maka perlu dipasang dinding-dinding untuk memikul beban dan/atau rangka pengaku (bracing). Bracing pada umumnya digunakan pada struktur portal baja, tetapi jarang dipasang pada struktur portal beton karena kesulitan di dalam pemasangannya. Dinding geser (shear wall) dan rangka pengaku berguna untuk melindungi elemen-elemen nonstruktural dari keruntuhan akibat berkurangnya kekakuan tingkat. Gambar 2.1b menunjukkan penggunaan dari dinding geser pada suatu struktur rangka (load bearing shear wall), sedangkan Gambar 2.1c menunjukkan penggunaan dari dinding geser yang dikombinasikan dengan

12


kolom-kolom dari struktur (shear wall with columns). Gambar 2.1d menunjukkan suatu sistem struktural portal, dimana diantara balok dan kolom struktur dipasang dnding untuk menahan beban (infilled shear walls). Sedangkan Gambar 2.1e menunjukkan sistem rangka struktural dengan rangka pengaku (braced frame).

. Gambar 2.1 Sistem Struktur Bangunan Gedung : (a) Moment Resisting Frame, (b) Shear wall (c) Shear Wall With Column, (d) Infilled Shear Wall, (e) Braced Frame Sumber : Andre, 2008

2.5

Analisa Statik Ekuivalen Analisis statik ekuivalen merupakan salah satu metode menganalisis

struktur gedung terhadap pembebanan gempa dengan menggunakan beban gempa nominal statik ekuivalen. Menurut Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI – 1726 – 2002), analisis statik ekuivalen cukup dapat dilakukan pada gedung yang memiliki struktur beraturan. Ketentuanketentuan mengenai struktur gedung beraturan disebutkan dalam Pasal 4.2.1 dari SNI – 1726 – 2002. Pada struktur gedung beraturan akan berperilaku sebagai struktur 2D, respons dinamik ragam fundamentalnya adalah sangat dominan, sehingga respons 13


dinamik ragam-ragam lainnya dianggap dapat diabaikan. Kemudian, berhubung struktur gedung tidak terlalu tinggi yaitu kurang dari 10 tingkat atau 40 m, maka bentuk ragam fundamental dapat dianggap mengikuti garis lurus. Dengan dua anggapan penyederhanaan ini, respons dinamik dari struktur bangunan gedung beraturan dapat ditampilkan seolah-olah sebagai akibat dari suatu beban gempa statik ekuivalen. Analisis perancangan struktur bangunan terhadap pengaruh beban gempa secara statik, pada prinsipnya adalah menggantikan beban-beban horisontal yang bekerja pada struktur bangunan akibat pengaruh dinamik pergerakan tanah yang diakibatkan gempa, dengan beban-beban statik yang ekuivalen (Iswandi & Fajar, 2010). Besarnya beban gempa nominal statik ekuivalen yang digunakan untuk perencanaan struktur ditentukan oleh tiga hal, yaitu oleh besarnya gempa rencana, oleh tingkat daktilitas yang dimiliki struktur, dan oleh nilai faktor tahanan lebih yang terkandung di dalam struktur. Berdasarkan pedoman gempa yang berlaku di Indonesia yaitu Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002), besarnya beban gempa nominal (V) yang bekerja pada struktur bangunan, ditentukan menurut persamaan : V = C .I Wt R

(2.3)

Dimana, I adalah faktor keutamaan struktur, C adalah nilai faktor respon gempa yang didapat dari respon spektrum gempa rencana untuk waktu getar alami fundamental struktur T, dan Wt ditetapkan sebagai jumlah dari beban mati ditambah beban hidup yang direduksi. R adalah faktor reduksi gempa yang besarnya tergantung dari besarnya tingkat daktilitas struktur. Untuk struktur bangunan gedung yang berperilaku elastik penuh harga R=1,6 (Iswandi & Fajar, 2010). Pada struktur bangunan gedung bertingkat, beban gempa horizontal V, untuk selanjutnya didistribusikan pada setiap tingkat dari struktur bangunan gedung. Besarnya gaya gempa yang bekerja pada masing-masing tingkat dari bangunan gedung tergantung dari berat dan ketinggian tingkat (Iswandi & Fajar, 2010). 14


Waktu getar alami fundamental dari struktur bangunan gedung ditentukan dengan rumus-rumus empirik atau didapat dari hasil analisis vibrasi bebas 3 dimensi.

2.6

Pembagian Beban Gempa Pada Struktur Beban gempa nominal statik ekuivalen (V) akibat gempa harus di

distribusikan di sepanjang tinggi tingkat gedung menjadi beban-beban horizontal terpusat (Fi), yang bekerja pada masing-masing lantai tingkat, dengan rumus : Fi =

Wi h i n

W i 1

i

V

(2.4)

hi

Dimana Wi adalah berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai, hi adalah ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral, dan sedangkan n adalah nomor lantai tingkat paling atas (SNI 1726-2002 Pasal. 6.1.3) Taraf penjepitan lateral adalah taraf dimana gerakan tanah akibat gempa dipindahkan dari tanah kepada struktur atas bangunan melalui struktur bawahnya. Dalam analisis, struktur atas dapat dianggap terjepit pada taraf penjepitan lateral. Jika terdapat basement, taraf penjepitan lateral dapat dianggap terjadi pada taraf lantai dasar. Jika tidak ada basement, taraf penjepitan lateral dapat dianggap terjadi pada bidang telapak pondasi langsung atau pondasi rakit, dan pada bidang atas pile cap pondasi tiang.

2.7

Limit States (Keadaan Batas) dan Filosofi Desain Limit state merupakan keadaan dimana struktur atau elemen struktur sudah

tidak dapat berfungsi sebagaimana yang direncanakan pada awalnya. Keadaan batas untuk struktur beton bertulang terdiri dari keadaan batas/ultimate, keadaan batas layan/serviceability, dan keadaan batas khusus/special. Ciri-ciri keadaan batas ultimate meliputi ; keruntuhan sebagian atau keseluruhan bangunan melalui penjalaran keruntuhan. Prosesnya berawal dari

15


keruntuhan setempat akibat pembebanan yang berlebih dapat menyebabkan keruntuhan pada sekitarnya dan keruntuhan secara keseluruhan pada akhirnya. Ciri-ciri keadaan batas layan/serviceability meliputi ; terganggunya fungsi struktur, tetapi tidak sampai terjadi keruntuhan. Lebih dapat ditoleransi dibandingkan keadaan batas ultimate. Kemudian defleksi yang berlebihan pada tahap layan dapat menyebabkan gangguan pandangan visual, kerusakan elemen nonstruktural, perubahan distribusi gaya, genangan air pada atap, dan runtuhnya atap. Keadaan batas khusus merupakan kerusakan atau kegagalan yang disebabkan kondisi atau pembebanan yang tidak normal seperti gempa bumi yang kuat, tsunami, kebakaran, ledakan, tertabrak kendaraan, lingkungan yang agresif, dan kondisi yang tidak stabil dalam jangka panjang secara fisik maupun kimiawi. Dua filosofi desain yang dikenal yaitu metode beban kerja (working stress method) yang fokus pada kondisi beban layan, dan metode kuat ultimate (strength design method) yang fokus pada pembebanan yang lebih besar daripada beban layan; dimana keruntuhan mungkin terjadi. Tugas Akhir ini menggunakan metode kuat ultimate, kuat rencana diperoleh dari perhitungan sesuai dengan persyaratan yang dicantumkan pada peraturan bangunan yang berlaku (SNI/ACI) dan kuat perlu diperoleh dari analisis struktur dengan menggunakan beban terfaktor/ultimate. Menurut SNI 03-2847-2002, ada beberapa istilah yang menyatakan kekuatan suatu penampang. Kuat nominal (Rn) adalah kekuatan suatu komponen struktur yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi metode perencanaan sebelum dikalikan dengan nilai faktor reduksi. Sedangkan kuat rencana merupakan kekuatan suatu komponen struktur yang diperoleh dari hasil perkalian antara kuat nominal Rn dan faktor reduksi kekuatan ϕ. Demikian juga dengan kuat perlu (Ru) diartikan sebagai kekuatan suatu komponen struktur yang diperlukan untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam yang berkaitan dengan beban tersebut dalam suatu kombinasi beban. Kuat rencana Rr merupakan kekuatan gaya dalam (berada di dalam struktur), sedangkan kuat perlu Ru merupakan kekuatan gaya luar (di luar struktur) 16


yang bekerja pada struktur, maka kuat rencana Rr harus

kuat perlu Ru dengan

Rr = ϕ R n

2.8

(2.5)

Kolom Kolom dapat didefinisikan sebagai struktur yang menahan beban dari pelat

dan balok, berupa beban aksial tekan serta momen lentur. Fungsi kolom adalah sebagai penerima dan penyalur beban dari balok dan pelat lantai bagian atas bangunan ke struktur bangunan bagian bawah yaitu pondasi dan selanjutnya beban tersebut diteruskan ketanah dasar pondasi. (Asroni, 2010b)

2.8.1 Ketentuan Perencanaan Beberapa ketentuan yang penting untuk diperhatikan dalam perencanaan kolom meliputi hal-hal berikut: (Asroni, 2010b) a. Luas Tulangan Total (Ast) Menurut Pasal 12.9.1 SNI 03-2847-2002 luas total (Ast) tulangan longitudinal kolom harus memenuhi syarat sebagai berikut: 0,01A.g ≤ Ast ≤ 0,08A.g

(2.6)

dengan: Ast = luas total tulangan memanjang, mm2 Ag = luas bruto penampang kolom, mm2 b. Persyaratan diameter tulangan lateral (SNI 9.10.5.1) Diameter tulangan lateral longitudinal

mm untuk diameter tulangan

32 mm. Sedangkan diameter tulangan lateral

untuk diameter tulangan longitudinal

mm

36 mm atau tulangan longitudinal

yang dibundel. c. Kolom dengan beban aksial tekan Pasal 11.3.2.2 SNI 03-2847-2002 mencantumkan bahwa untuk semua kolom dengan beban kurang dari nilai terkecil antara nilai 0,10.fc’.Ag atau .Pn,b), Nilai ϕ dapat ditingkatkan menjadi ϕ= 0,80 (hanya

17


menahan momen lentur saja). Jika diambil nilai

.Pn kecil

Puφ, maka

Puφ diambil nilai terkecil dari nilai 0,10.fc.Ag atau ϕ.Pn. d. Penempatan tulangan kolom Sb

= lapis lindung beton (pasal 9.7.1) = 50mm, jika berhubungan tanah atau cuaca dan D≥19mm = 40mm, jika tidak berhubungan dgn tanah atau cuaca D< 19mm

Sn

= jarak bersih antar tulangan ≥1,5D dan atau ≥40 mm

ds1

= jarak decking pertama

ds2

(2.7)

= b + ϕ begel + D/2

(2.8)

= Sn + D

(2.9)

e. Jarak tulangan longitudinal dalam satu baris Jumlah tulangan longitudinal maksimal perbaris dirumuskan sebagai berikut:

m

(2.10)

dengan:

2.8.2

m

= jumlah tulangan longitudinal perbaris

b

= lebar penampang kolom, mm

ds1

=Jarak decking pertama

D

= Diameter tulangan longitudinal, mm.

Diagram Interaksi Kolom Diagram interaksi adalah diagram yang menunjukkan hubungan momen

lentur dan gaya aksial tekan yang dapat dipikul elemen tekan pada kondisi batas. Perilaku kolom terhadap kombinasi gaya lentur dan gaya aksial tekan pada momen merupakan perkalian beban aksial dengan eksentrisitas (SNI 03-28472002). Diagram Interaksi Beban Aksial dan Momen (Failure Envelope) di gambarkan sebagai berikut :

18


Gambar 2.2 Diagram Interaksi Beban Aksial dan Momen

Software PcaColumn digunakan untuk pradesain pada kolom, dan pengecekkan kolom untuk mengetahui kemampuan kolom tersebut dalam menerima beban yang bekerja. Adapun interaksi diagram antara P dan M dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Dimensi Kolom yang di asumsikan dapat menahan gaya – gaya yang terjadi tumpuan pada kolom Gambar 2.3 Pengecekan Interaksi pada Kolom

2.9

Balok Balok merupakan komponen struktur yang berfungsi untuk meratakan

beban pelat atau dinding dan sebagai pengikat antar kolom. Seluruh beban yang diterima balok akan dilimpahkan ke kolom dan selanjutnya ke pondasi bangunan. Balok mendukung beban-beban yang bekerja tegak lurus (melintang) terhadap

19


sumbu longitudinal batang, dimana beban-beban tersebut biasanya arah kebawah (SNI 03-2847-2002). Balok yang memakai bahan beton mempunyai tinggi ± 1/10 sampai dengan 1/12 panjang bentang, dan mempunyai lebar ½ sampai dengan 2/3 dari tinggi balok. Menurut SNI Beton 2002, sistem perencanaan beton bertulang dibatasi dengan 2 kondisi berikut : 1. Pasal 12.5 SNI 03-2847-2002 mensyaratkan As dengan =

dan As

min

As min dan =

(2.11) atau As

min

=

besar).

(dipilih yang (2.12)

2. Pasal 12.3.3 SNI 03-2847-2002 mensyaratkan As

As maks dan

(2.13)

dengan As maks = 0,75 As,b

(2.14)

dimana rasio tulangan maksimal

(2.15)

dan rasio tulangan minimal ; a.

Untuk mutu beton fc’ 31,36 MPa, (2.16)

b.

Untuk mutu beton fc’ 31,36 MPa, (2.17)

2.9.1

Balok Persegi Panjang dengan Tulangan Ganda Balok beton bertulangan rangkap adalah balok beton yang diberi tulangan

pada penampang beton daerah tarik dan tekan. Tambahan tulangan longitudinal tekan ini berfungsi menambah kekuatan balok menerima beban lentur dan memperkuat kedudukan begel balok. Pada praktik lapangan, hampir semua balok selalu dipasang tulangan rangkap. Untuk balok yang menahan momen lentur kecil, cukup dipasang tulangan 20


tarik dan tulangan tekan masing-masing 2 batang dan diletakkan pada 4 sudut penampang balok. Sedangkan balok yang menahan momen lentur yang besar tulangan tarik dipasang lebih banyak daripada tulangan tekan. Pada portal bangunan gedung, balok yang menahan momen lentur yang besar terletak di daerah lapangan dan ujung balok. a. Nilai a untuk baja tulangan

Gambar 2.4 Distribusi Regangan pada Penampang Balok dengan Tulangan Tarik dan Tulangan Tekan Lebih dari 1 Baris Sumber : Asroni, 2010a 1. Nilai a pada batas tulangan tarik leleh amaks leleh =

(2.18)

dengan dd adalah jarak tepi serat tekan ke tulangan tarik pada baris paling dalam. Untuk tulangan tarik yang tidak lebih dari 2 baris, praktis diambil dd = d 2. Nilai a pada batas tulangan tekan leleh amin leleh =

(2.19)

dengan dd’ adalah jarak tepi serat tekan ke tulangan tekan pada baris paling dalam. Untuk perhitungan praktis, biasanya dipakai dd’ = ds’

21


Pada prinsip perencanaan beton bertulang, semua tulangan tarik diperhitungkan sudah leleh. Asumsi yang dipergunakan dalam perhitungan adalah: 1. Jika nilai a

amaks leleh, berarti semua tulangan tarik sudah leleh.

2. Jika nilai a

amaks leleh, berarti tulangan tarik pada baris paling

dalam belum leleh. Pada perencanaan balok beton bertulang tidak mengharuskan bahwa semua tulangan tekan leleh. Jadi jika terjadi tulangan tekan belum leleh tetap diperbolehkan, meskipun hal ini mengurangi kekuatan balok dalam mendukung beban yang bekerja. Asumsi yang dipergunakan dalam perhitungan adalah : 1.

Jika nilai a

amin

leleh,

berarti semua tulangan tekan sudah

leleh, sehingga nilai tegangan tekan tulangan sama dengan tegangan lelehnya. (fs’=fy). 2.

Jika nilai a

amin leleh, berarti tulangan tekan pada baris paling

dalam belum leleh, sehingga nilai tegangan tekan tulangan masih lebih kecil daripada tegangan lelehnya (fs’ fy). b. Skema hitungan beton bertulangan rangkap Skema hitungan luas tulangan longitudinal balok dapat dilihat pada gambar berikut.

22


Gambar 2.5 Skema Hitungan Tulangan Longitudinal Balok Tulangan Rangkap Sumber : Asroni, 2010a

2.9.2

Tulangan Geser Balok Umumnya balok mengalami 2 jenis retakan, yaitu retak yang arahnya

vertikal dan retak yang arahnya miring.

23


Gambar 2.6 Jenis retakan pada balok Sumber : Asroni, 2010a

Retak vertikal terjadi akibat kegagalan balok dalam menahan beban lentur, yang biasanya terjadi di daerah lapangan (tengah bentang). Retak miring terjadi akibat kegagalan balok dalam menahan beban geser, biasanya terjadi di daerah ujung (dekat tumpuan) balok. Untuk mengatasi retak miring akibat gaya geser, maka pada lokasi daerah ujung (dekat tumpuan) balok diperlukan tulangan geser. (Asroni, 2010a) Menurut Pasal 13.1.1 SNI 03-2847-2002, perencanaan penampang yang menahan gaya geser harus didasarkan pada kuat geser nominal (Vn) yang ditahan oleh kuat nominal yang disumbangkan oleh beton (Vc) dan kuat nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser (Vs). Jenis begel yang biasa dipakai dibedakan berdasarkan jumlah kakinya, yaitu: begel 2 kaki, begel 3 kaki, dan begel 4 kaki. a. Perencanaan Tulangan Geser / Begel Balok Beberapa rumus yang digunakan untuk perhitungan tulangan geser/begel balok yang tercantum dalam pasal-pasal SNI 03-2847-2002, yaitu sebagai berikut: 1. Gaya geser rencana, gaya geser nominal, gaya geser yang ditahan oleh beton dan begel dirumuskan dalam Pasal 13.1.1 SNI 03-2847-2002 yakni, Vr = .Vn dan Vr

Vu

Vn = Vc+Vs dengan : Vr = gaya geser rencana. Vn = kuat geser nominal. Vc = gaya geser yang ditahan oleh beton. Vs = gaya geser yang ditahan oleh begel. 24


(2.20) (2.21)

 = faktor reduksi geser = 0,75 2. Pasal 13.3.1, gaya geser yang ditahan oleh beton (Vc) dihitung dengan rumus: Vc = 1/6.

.b.d

(2.22)

3. Pasal 13.5.6.1, gaya geser yang ditahan oleh begel (Vs) dihitung dengan rumus: Vs=(Vu - .Vc)/  4. Pasal 13.5.6.6, Vs harus

2/3

(2.23)

.b.d

(2.24)

Jika persyaratan tersebut tidak terpenuhi maka ukuran balok diperbesar. 5. Luas tulangan geser per meter panjang balok yang diperlukan (Av,u) dihitung dengan memilih nilai terbesar dari rumus berikut : Av,u =

(2.25)

Av,u =

(2.26)

Av,u =

(2.27)

dengan S= panjang balok 1000 mm. 6. Pasal 13.5.4 SNI 03-2847-2002, spasi begel (s) dihitung dengan rumus : a. s =

dengan S = panjang balok 1000 mm

b. Untuk Vs < 1/3.

.b.d, maka s

d/2 dan s

600 mm

(2.29)

c. Untuk Vs 1/3.

.b.d, maka s

d/4 dan s

300 m

(2.30)

dengan : n = jumlah kaki begel (2,3, atau 4 kaki). dp = diameter begel dari tulangan polos, mm. b. Skema perhitungan begel balok :

25

(2.28)


Gambar 2.7 Skema Hitungan Begel Balok Sumber : Asroni, 2010a

26


2.10

Pelat Pelat atau slab adalah elemen bidang tipis yang menahan beban transversal

melalui aksi lentur ke masing masing tumpuan. Sistem pelat yang digunakan dalam Tugas Akhir ini yakni sistem pelat dan balok atau beam slab. Sistem ini terdiri atas slab menerus yang ditumpu balok-balok monolit. Tebal pelat tersebut ditetapkan berdasarkan pertimbangan struktur yang mencakup aspek keamanan terhadap kebakaran. Sistem ini umum dipakai dan ketinggian balok sering dibatasi keperluan ketinggian plafond (SNI 03-2847-2002).

2.10.1 Pelat Satu Arah (One Way Slab) Sistem lantai yang memiliki perbandingan bentang panjang terhadap bentang pendek > 2. Dalam desain atau analisis satu satuan lajur pelat yang membentang diantara 2 tumpuan dapat dianggap sebagai suatu balok dengan lebar satu satuan dengan tinggi h sesuai dengan tebal pelat. Tulangan utama yang terpasang pada OWS membentang dalam arah kedua tumpuan ujungnya, sedangkan yang tegak lurus terhadap tulangan utama tersebut lebih diperuntukkan untuk tulangan susut dan temperatur beton (SNI Beton 1726-2002). Tabel 2.4 Tebal Minimum Pelat OWS Berdasarkan Peletakan

Sumber : SNI Beton 2002 27


2.10.2 Pelat Dua Arah (Two Way Slab) Sistem lantai yang memiliki perbandingan bentang panjang dengan bentang pendek ≤ 2 dikategorikan sebagai pelat dua arah. Penempatan tulangan sesuai dengan sifat beban dan kondisi tumpuannya, dengan ketentuan luas tulangan pada masing-masing arah harus dihitung berdasarkan nilai momen pada penampang kritis, tetapi luas tulangan minimum untuk menahan susut dan suhu harus tetap terpenuhi.

2.10.3 Ketentuan Perencanaan Pelat Pada perencanaan pelat beton bertulang, perlu diperhatikan beberapa ketentuan sebagai berikut: a. Panjang bentang (λ) (Pasal 10.7 SNI 03-2847-2002): 1. Pelat yang tidak menyatu dengan struktur pendukung: λ= λn=h dan λ ≤ λas-as

(2.31)

2.

Pelat yang menyatu dengan struktur pendukung: λn ≤ 3,0 m, maka λ = λn

(2.32)

λ > 3,0 m, maka λ = λn+ 2x50 mm

(2.33)

b. Tebal minimal pelat (h) (Pasal 11.5 SNI 03-2847-2002) : 1. Untuk pelat satu arah (Pasal 11.5 SNI 03-2847-2002), tebal minimal pelat dapat dilihat pada Tabel 2.4. 2. Untuk pelat dua arah, tebal minimal pelat bergantung pada rata- rata,

m

=

adalah rasio kekakuan lentur penampang balok terhadap

kekakuan lentur pelat dengan rumus sebagai berikut : (2.34) c. Tebal selimut beton minimal (Pasal 9.7.1 SNI 03-2847-2002): Batang tulangan D 36, tebal selimut beton Batang tulangan D44-D56, tebal selimut beton

20 mm 40 mm

(2.35) (2.36)

d. Jarak bersih antar tulangan s (Pasal 9.6.1 SNI 03-2847-2002): s ≥D dan s≥ 25 mm 28


(2.37)

Pasal 5.3.2.3 : s ≥ 4/3 x diameter agregat, atau s ≥ 40 mm

(2.38)

e. Jarak maksimal tulangan (as ke as): Tulangan pokok: Pelat 1 arah : s ≤ 3.h dan s≤ 450 mm

(2.39)

s ≤ 2.h dan s≤ 450 mm

(2.40)

Pelat 2 arah :

Tulangan bagi (Pasal 9.12.2.2): s≤ 5.h dan s≤ 450 mm

(2.41)

f. Luas tulangan minimal pelat : Tulangan Pokok (Pasal 12.5.1 SNI 03-2487-2002) : fc’ ≤ 31,36 MPa, Ast ≥ 1,4/fy. b.d

(2.42)

fc’ > 31,36 MPa, Ast ≥ √fc’/4.fy .b.d

(2.43)

Tulangan bagi (Pasal 9.12.2.1) : Untuk

(2.44)

Untuk

(2.45)

Untuk

(2.46)

Tetapi

0,0014.b.h

(2.47)

Dengan demikian dapat dibuat skema perencanan desain pelat seperti gambar berikut.

29


Gambar 2.8 Skema Hitungan Penulangan Pelat Sumber : Asroni, 2010a

30


BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Studi Pustaka Dengan mempelajari dan mengidentifikasi bahan bacaan yang diperlukan yaitu buku handbook, e-book, dan hasil penelitian yang tersedia di perpustakaan maupun di website.

3.2 Pengumpulan Data Mengumpulkan data-data yang diperlukan untuk penelitian yaitu data hasil uji tanah proyek Living World Pekanbaru, Peraturan Menteri Pendidikan Nasional No 24 tahun 2007, Pedoman Standarisasi Bangunan dan Perabot SMA Tahun 2011, SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung, SNI 03-1726-2002 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung, dan SNI 1727-1989 Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung.

3.3 Tahapan Penelitian Sedangkan tahapan yang dilakukan penulis dalam pembuatan Tugas Akhir ini meliputi : a. Studi Pustaka b. Pengumpulan Data c. Pra Desain dan Pemodelan Struktur Melakukan penggambaran arsitektural, perancangan konfigurasi struktur, asumsi dimensi awal elemen-elemen struktur dan penentuan bebanbeban yang bekerja. Lalu dilakukan pemodelan struktur. Pada tahapan ini penulis menggunakan program komputer yaitu AUTOCAD 2014, ETABS v9.6.0, Mathcad v14.0, Pca Column v3.63, Microsoft Excel 2010, dan Microsoft Word 2010. Standar-standar yang telah dikumpulkan digunakan sebagai acuan.

31


d. Analisis Struktur Analisa struktur dilakukan untuk memperoleh momen perlu, gaya aksial dan lainnya dengan bantuan program ETABS v9.6.0, SAP2000 v2016, SAFE v8, Pca Column v3.63, Microsoft Excel 2010, dan disesuaikan dengan kriteria standar-standar yang telah dikumpulkan. e. Desain Elemen-Elemen Struktur Desain tulangan balok, kolom, pelat, dan tangga. Desain dilakukan dengan bantuan software Mathcad v14.0, dan disesuaikan dengan kriteria aturan-aturan dalam SNI 03-2847-2002. f. Gambar Desain Penggambaran potongan penampang masing-masing elemen balok, pelat, kolom, dan tangga dilakukan dengan bantuan program AUTOCAD 2014. Flowchart tahapan Tugas Akhir ini dapat dilihat pada Gambar 3.1. Studi Pustaka

Pengumpulan Data

Pra Desain dan Pemodelan Struktur a. b. c. d.

Balok Pelat Kolom Tangga

Analisis Struktur Keseluruhan

A

32


A

Desain Elemen Struktur a. b. c. d.


Gambar Desain Elemen Struktur a. b. c. d.


Gambar 3.1. Flowchart Tahapan Perencanaan Struktur

33


BAB IV PEMBAHASAN

4.1

Tinjauan Umum Analisis

konstruksi

gedung

ini

dilakukan

dengan

menggunakan

permodelan struktur 3D dengan bantuan software ETABS v9.6.0 untuk portal gedung, SAP2000 untuk elemen tangga, Pca Col untuk elemen kolom, dan SAFE 8 untuk elemen pelat. Kolom dan balok dimodelkan sebagai elemen frame sedangkan pelat lantai dan tangga dimodelkan sebagai elemen shell. Dalam analisis terhadap beban gempa, struktur gedung dimodelkan sebagai struktur bangunan geser, dimana lantai-lantai dianggap sebagai diafragma kaku. Dengan model ini, massa-massa dari setiap bangunan dipusatkan pada titik berat lantai (model massa terpusat/lump mass model). Hasil analisis struktur diperoleh berupa besarnya tegangan dan gaya-gaya dalam yang terjadi pada elemen shell dan elemen frame yang akan digunakan untuk mendesain tulangan pelat lantai, tangga, balok dan kolom. Kemudian disesuaikan dengan ketentuan SNI 03-2847 2002 dan SNI 03-1726-2002.

4.2

Deskripsi Gedung Perencanaan Gedung Ruang Belajar ini direncanakan memiliki sarana dan prasarana

belajar yang dapat disatukan dalam satu gedung dengan memperhatikan fungsi dan kebutuhan masing-masing ruangan. Gedung ini direncanakan dapat melayani 27 kelas dimana jumlah kelas, ukuran ruang dan jumlah ruang sesuai dengan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional nomor 24 tahun 2007 tentang Standar Sarana dan Prasarana Sekolah/Madrasah Pendidikan Umum dan Pedoman Standarisasi Bangunan dan Perabot Sekolah Menengah Atas tahun 2011. Ukuran dan jumlah ruang diuraikan pada Tabel 4.1 berikut :

34


Tabel 4.1 Ukuran dan Jumlah Ruangan Pada Gedung Perencanaan Nama Ruang

Kegunaan

Ruang Kelas

belajar

Ruang Serbaguna Ruang Perpustakaan

belajar/ pertemuan belajar/ diskusi buang air/ ganti pakaian

KM/WC

Ukuran (m x m) 8x9 12 x 9

Jumlah 16 11

2x 8 x 9

1

12 x 9

1

2,5 x 4,5

12

Bangunan Gedung Ruang Belajar SMA 3 Lantai di Pekanbaru ini memiliki kriteria : a. Ukuran denah : 66m x 20,5m. b. Jumlah Lantai

: 3 Lantai + 1 Lantai dasar

c. Tinggi Bangunan 1. Lantai Dasar

:  0,00 m.

2. Lantai 1

:  4,00 m.

3. Lantai 2

:  8,00 m.

4. Lantai 3

:  12,00 m.

5. Lantai 4

:  14,50 m.

Gambar arsitektural meliputi gambar denah bangunan dan gambar tampak bangunan dapat dilihat pada Lampiran 2.

4.3

Deskripsi Struktur Sistematika struktur atas dari Gedung Ruang Belajar 3 Lantai di

Pekanbaru ini berupa Sistem Rangka Pemikul Momen / Moment Frame dan termasuk struktur gedung yang beraturan. a. Struktur Pemikul Beban Gravitasi Struktur Pemikul Beban Gravitasi adalah pelat lantai yang disangga oleh balok anak dan balok induk kemudian disalurkan dan ditopang oleh beberapa kolom.

35


b. Struktur Pemikul Beban Lateral Struktur utama pemikul gaya lateral adalah sistem struktur balok kolom yang berperilaku elastik ketika menerima beban gempa yang direncanakan. Sistem ini merupakan sistem Ordinary Moment Frame (OMF) dalam SNI gempa 1726-2002.

Gambar 4.1. Potongan Portal Gedung Typical Ordinary Moment Frame (OMF)

Gambar 4.2. Pemodelan Stuktur Gedung Ruang Belajar 3 Lantai Frame Extrude

4.4

Kriteria Desain Untuk perhitungan struktur digunakan kriteria desain untuk material beton

bertulang dengan parameter-parameter perencanaan sebagai berikut : a. Berat jenis beton bertulang

: 24 kN/m3

c. Mutu beton

: K-300 (fc’= 25 MPa) untuk kolom, balok, pelat dan tangga.

d. Modulus elastisitas beton (Ec)

: 4700.

= 23500 MPa

e. Tegangan leleh baja tulangan

: D ≤12 mm : fy = 240 MPa (BJTP) D ≥13 mm : fy = 400 MPa (BJTD)

f. Modulus elastisitas tulangan (Es)

36

: 200000 MPa.


4.5

Analisis Struktur Kombinasi pembebanan yang dianalisis adalah kombinasi pembebanan

yang berkaitan dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 11 (kondisi ultimate limit state/ULS). Kondisi Ultimate Limit State (ULS) : a. 1,4DL b. 1,2DL + 1,6LL c. 1,2DL + LL + EQX + 0,3EQY d. 1,2DL + LL + EQX – 0,3EQY e. 1,2DL + LL –EQX + 0,3EQY f. 1,2DL + LL –EQX – 0,3EQY g. 1,2DL + LL + EQY + 0,3EQX h. 1,2DL + LL + EQY – 0,3EQX i. 1,2DL + LL –EQY + 0,3EQX j. 1,2DL + LL – EQY – 0,3EQX k. 1,2DL + EQX + 0,3EQY l. 1,2DL + EQX – 0,3EQY m. 1,2DL –EQX + 0,3EQY n. 1,2DL –EQX – 0,3EQY o. 1,2DL + EQY + 0,3EQX p. 1,2DL + EQY – 0,3EQX q. 1,2DL – EQY + 0,3EQX r. 1,2DL – EQY – 0,3EQX Kondisi Service Limite State (SLS) : a. 1,4DL < R b. DL + 1,6LL < R c. DL + LL + EQX + 0,3EQY < 1,5R d. DL + LL + EQX – 0,3EQY < 1,5R e. DL + LL – EQX + 0,3EQY < 1,5R f. DL + LL – EQX – 0,3EQY < 1,5R g. DL + LL + EQY + 0,3EQX < 1,5R h. DL + LL + EQY – 0,3EQX < 1,5R

37


i. DL + LL – EQY + 0,3EQX < 1,5R j. DL + 1LL – EQY – 0,3EQX < 1,5R k. DL + EQX + 0,3EQY < 1,5R l. DL + EQX – 0,3EQY < 1,5R m. DL – EQX + 0,3EQY < 1,5R n. DL – EQX – 0,3EQY < 1,5R o. DL + EQY + 0,3EQX < 1,5R p. DL + EQY – 0,3EQX < 1,5R q. DL – EQY + 0,3EQX < 1,5R r. DL – EQY – 0,3EQX < 1,5R Dimana DL adalah beban mati, LL adalah beban hidup, QX adalah beban gempa x, dan QY adalah beban gempa y.

4.5.1

Pradesain Elemen Struktur

4.5.1.1 Balok a. Pembebanan Balok 1. Beban Mati Berat sendiri balok dihitung otomatis sebagai self weight oleh software Etabs. Beban mati selain berat sendiri balok juga meliputi beban mati tambahan, yaitu beban mati pelat yang ditransfer ke balok dengan metode amplop serta beban dinding pasangan bata setengah batu. Beban mati pada pelat atap : Mechanical / Electrical

:

0,15 kN/m2

Aspal 1 cm+ Spesi 2 cm

:

0,56 kN/m2

Ducting AC

:

0,2 kN/m2

Langit langit + penggantung

:

0,2 kN/m2

Total

:

1,11 kN/m2

Mechanical / Electrical

:

0,15 kN/m2

Keramik 1 cm + Spesi 2 cm

:

0,66 kN/m2

Beban mati pada pelat lantai :

38


Ducting AC

:

0,2 kN/m2


:

0,2 kN/m2

Total

:

1,21 kN/m2

Beban mati pada balok : a.

Beban dinding pasangan bata setengah batu.

Tabel 4.2 Uraian Beban Dinding Dinding

Nama Ruang

h (m)

h balok (m)

1 2 3 4 5 6

R.Belajar R.Belajar KM/WC Lantai 4 Balkon Balkon

4 4 3 2,5 1,3 4

0,6 0,65 0,35 0,7

h real beban beban dinding SNI real (m) (kN/m^2) (kN/m) 3,4 3,35 3 2,15 1,3 3,3

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

b.

Handrail besi pelat atap 0,15 kN/m

c.

Skylight fiberglass/polycarbonate 0,1 kN/m

8,5 8,375 7,5 5,375 3,25 8,25

Beban mati pada tangga dan bordes : Keramik 1 cm + Spesi 2 cm

:

0,66 kN/m2

2. Beban Hidup Beban hidup pelat lantai sesuai dengan fungsi lantai berdasarkan SNI Pembebanan Untuk Bangunan Rumah dan Gedung 1727-1989 yaitu : a. Lantai Ruang Kuliah : 2,5 kN/m2 b. Balkon

: 3 kN/m2

c. Perpus

: 4 kN/m2

d. Tangga

: 3 kN/m2

e. Atap Dak

: 1,5 kN/m2

Beban-beban tersebut dan beban gempa dipikul oleh balok, melalui distribusi metode amplop dimana analisis pembebanan adalah pembebanan segitiga dan dan pembebanan trapesium. a. Tipe I

39


Gambar 4.3. Beban Trapesium

q tr =

b. Tipe II

Gambar 4.4. Beban Segitiga Menjadi Beban Merata q sgt = ½ q Lx

4.5.1.1.1 Pradesain Balok Anak Berikut adalah perhitungan momen pradesain dan reaksi masing-masing tumpuan balok anak bentang 8 m. B1

B2

B3

B4

B7

B8 B5

Kolom Balok anak B9

B6

Balok Induk

Gambar 4.5 Denah Balok Anak dan Balok Induk yang ditinjau

40


B1

B2

B3

B4

B7

B8 B5

B9 B6

Gambar 4.6 Distribusi Beban Balok Anak dan Balok Induk yang ditinjau

Gambar 4.7 Tipe Beban dan Lebar Ekivalen Satu Balok Anak Ly

=8m

Lx

= 4,5 m

Beban superdead

= 1,21 kN/m2

Beban sendiri pelat

= 24 kN/m3 x 0,13 m = 3,12 kN/m2

Beban mati

= Beban superdead + Beban selfweight = 4,33 kN/m2

Beban hidup

= 2,5 kN/m2

qmati

=

qmati

= 8,715 kN/m

qhidup

=

qhidup

= 5,032 kN/m

qkombinasi

= 1,2 qmati + 1,6 qhidup = 18,5092 kN/m

Momen pradesain

41

= 1/10 x qkombinasi x L2


= 118.459 kNm. Reaksi tumpuan

= qkombinasi x L/2 = 18,5092 x 8/2 = 74,0368 kN

Setelah momen didapatkan lalu dilakukan perhitungan untuk mendapatkan dimensi pada balok anak sebagai berikut : Panjang bentang balok : Lb  8m

Tebal pelat beton :

tp  13cm Asumsi tinggi balok :

Lb 16

 0.5 m

Dimensi balok asumsi :

b  300mm h  550mm

Mu  118.459 kN m II. Estimasi Dimensi Balok

f'c  25MPa fy  400MPa Ey  200000MPa

d'  61mm d  h  d'  489mm f 



 0.9 0.85 if f'c  30M Pa 0.65 if f'c  55M Pa

 f'c   30   M Pa  if 30M Pa  f'c  55M Pa 0.85  0.05  7  

42


 0.85

Rasio tulangan minimum :

 f'c   M Pa  1.4  min  max  fy fy  4  M Pa MPa

    0.0035   

Rasio tulangan kondisi balance :

b

f'c   0.85   M Pa   fy  MPa 

  600   0.02709      600  fy   M Pa 

Rasio maksimum tulangan tunggal :  max

 0.75  b  0.02032

Asumsi tulangan tarik leleh : Asumsi rasio tulangan perlu :  as

 0.6  max  0.01219

b

  as 

fy f'c

 0.19507

Koefisien Tahanan :

Rb   b f'c  1  0.59  b  4.31557 MPa Asumsikan nilai b=0.5d maka : 3

dn 

Mu

2

f

Rb

 d'  454.64581 mm

bn  0.5 dn  227.32291 mm Maka diambil nilai dimensi balok eksak sebesar :

bd  300mm hd  550mm Pradesain balok anak bentang yang lainnya dapat dilihat pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4.

43


4.5.1.1.2 Pradesain Balok Induk Berikut adalah perhitungan momen pradesain dan reaksi masing-masing tumpuan balok induk bentang 9 m. B10

B11

B12 B16

B13 B17

B18

B14

B15

Gambar 4.8 Distribusi beban Balok Anak dan Balok Induk yang ditinjau

Gambar 4.9 Tipe Beban dan Lebar Ekivalen Satu Balok Induk Ly

=9m

Lx

= 4,5 m

Beban superdead

= 1,21 kN/m2

Beban sendiri pelat

= 24 kN/m3 x 0,13 m = 3.12 kN/m2

Beban partisi

= 0,5 kN/m2

Beban mati

= qsuperdead + qsendiri pelat + qpartisi = 4.83 kN/m2

44

Beban hidup

= 2,5 kN/m2

qmati

=

qmati

= 10,87 kN/m

qhidup

=

qhidup

= 5,63 kN/m

qkombinasi

= 1,2 qmati + 1,6 qhidup


= 22,041 kN/m Beban titik P1 dan P2 merupakan reaksi masing-masing tumpuan balok anak bentang 8 m. P1=P2 = 148,070 kN. Beban titik

= P1+P2 = 296,14 kN

Momen pradesain didapatkan dari analisis SAP 2000 yaitu 40,48 kNm.

Gambar 4.10 Momen Balok Induk Hasil Analisis SAP Setelah

momen

didapatkan

lalu

dilakukan

perhitungan

mendapatkan dimensi pada balok induk sebagai berikut : Panjang bentang balok : Lb  9m

Tebal pelat beton : tp  13cm

Asumsi tinggi balok :

Lb 14

 0.64286 m

Dimensi balok asumsi :

b  350mm h  650mm Momen pradesain Mu  40.48kN m

II. Estimasi Dimensi Balok f'c  25MPa fy  400MPa

45


untuk

Ey  200000MPa

d'  81mm d  h  d'  569mm  0.9

f 



0.85 if f'c  30M Pa

 0.85

0.65 if f'c  55M Pa

 f'c   30   M Pa  if 30M Pa  f'c  55M Pa 0.85  0.05  7   Rasio tulangan minimum :

 f'c   M Pa  1.4  min  max  fy fy  4  M Pa MPa

    0.0035   


b

f'c  0.85     M Pa   fy  MPa 

  600   0.02709      600  fy   M Pa 


 0.75  b  0.02032

Asumsi tulangan tarik leleh : Asumsi rasio tulangan perlu :  as

 0.5 max  0.01016

b

  as 

fy f'c

 0.16256

Koefisien Tahanan : Rb   b f'c  1  0.59  b  3.67427 MPa

Asumsikan nilai b=0.5d maka :

46


3

dn 

Mu

2

f

Rb

 d'  371.37036 mm

bn  0.5 dn  185.68518 mm

Maka diambil nilai dimensi balok eksak sebesar : bd  350mm hd  650mm

Pradesain balok induk bentang yang lainnya dapat dilihat pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4.

47


Tabel 4.3. Perhitungan Momen Pradesain Balok Induk dan Balok Anak Tipe Balok A B C D E F G H I J

lx (m) 4.5 4 2.5 2.5 10 5 3 8 6 3

L (m) Beban Kombinasi (kN/m) ly (m) trapesium segitiga jumlah Mati Hidup Jumlah 6 1.828 2.250 4.078 23.637 16.313 39.949 4.000 4.000 23.184 16.000 39.184 4.5 1.121 1.250 2.371 13.745 9.486 23.230 2.500 2.500 12.990 10.000 22.990 5.000 5.000 28.980 20.000 48.980 2.500 2.500 14.490 10.000 24.490 1.500 1.500 7.794 6.000 13.794 1.643 5.500 7.143 41.398 28.570 69.968 3.000 3.000 14.364 7.200 21.564 1.500 1.500 7.182 3.600 10.782

Beban Momen Keterangan Titik (kN) (kNm) 80.8973578 Balok Induk 62.6944 Balok Anak 61.225 47.0412083 Balok Anak 14.36875 Balok Anak 133.27352 489.8 Balok Induk 28.7375 61.225 Balok Anak 12.4146 Balok Anak 130.63601 447.794752 Balok Induk 16.173 77.6304 Balok Induk 9.7038 Balok Anak

Tabel 4.4. Perhitungan Estimasi Dimensi Balok Induk dan Balok Anak

Tipe 20x35 25x35 25x40 30x60 35x70 40x70

48

b h (mm) (mm) 200 250 250 300 350 400

350 350 400 600 700 700

Mu (kNm)

Lb (m)

77.6304 47.0412 61.225 447.795 14.369 498

6 4.5 5 8 2.5 10

h asumsi (m)

0.375 0.3214 0.3571 0.5 0.3125 0.625

as

max

min

bn (mm)

bd (mm)

hd (mm)

0.01321 0.01016 0.01219 0.01829 0.01016 0.01016

0.02032 0.02032 0.02032 0.02032 0.02032 0.02032

0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035

197.066 182.640 187.953 303.916 132.797 365.160

200 250 250 300 350 400

350 350 400 600 700 700


Keterangan

tulangan rangkap

4.5.1.2 Pelat Sistem pelat yang digunakan adalah beam slab. Pradesain pelat menghasilkan tebal pelat dua arah dihitung berdasarkan Pasal 11.5.3 SNI 032847-2002. a. Pelat dua arah Tebal pelat minimum dalam SNI 03-2847-2002 Pasal 11.5.3 SNI 032847-2002 : hmin=

atau

hmin = Sedangkan tebal pelat maksimun dalam SNI 03-2847-2002 Pasal 11.5.3 SNI 03-2847-2002 : hmax= dimana ; ln = bentang bersih pelat dari tengah tumpuan ke tengah tumpuan berikutnya, m fy = mutu baja, MPa = rasio bentang terpanjang dengan bentang yang pendek. b. Pembebanan Pelat 1.

Beban Mati Berat sendiri pelat dihitung otomatis sebagai self weight oleh

software Etabs. Beban mati selain berat sendiri pelat meliputi : Beban mati pada pelat atap :

49

Mechanical / Electrical

0,15 kN/m2

Aspal 1 cm+ Spesi 2 cm

0,56 kN/m2

Ducting AC

0,2 kN/m2


0,2 kN/m2

Total

1,11 kN/m2


Beban mati pada pelat lantai : Mechanical / Electrical

0,15 kN/m2

Keramik 1 cm + Spesi 2 cm

0,66 kN/m2

Ducting AC

0,2 kN/m2


0,2 kN/m2

Total

1,21 kN/m2 Beban mati pada tangga dan Bordes

Keramik 1 cm + Spesi 2 cm 2.

0,66 kN/m2

Beban Hidup Beban hidup pelat lantai sesuai dengan fungsi lantai berdasarkan

SNI Pembebanan Untuk Bangunan Rumah dan Gedung 1727-1989 yaitu : a. Lantai Ruang Kuliah

: 2,5 kN/m2

b. Balkon

: 3 kN/m2

c. Perpus

: 4 kN/m2

d. Tangga

: 3 kN/m2

e. Atap Dak

: 1,5 kN/m2

Beban-beban tersebut dan beban gempa didistribusikan dengan metode finite element dengan bantuan program ETABS v.9.6 dan SAFE 8 sehingga menghasilkan momen perlu (Mu) setiap tumpuan dan lapangan pelat, yang akan dipakai pada estimasi tebal pelat.

4.5.1.2.1 Pradesain Pelat Lantai Pelat lantai yang ditinjau adalah pelat lantai 8 m x 4,5 m.

Zona Pelat Selebar 1 m yang ditinjau

Gambar 4.11 Potongan Denah Pelat Lantai yang ditinjau

50


a. Balok Induk Bentang 8 m

Gambar 4.12 Ilustrasi Titik Berat Balok Induk Bentang 8 m

Lebar manfaat (be)

= ¼ x 800 cm = 200cm

Penentuan Titik Berat A1

= 200 cm x 13 cm = 2.600 cm2

A2

= 30 cm x 47 cm = 1.410 cm2

Atotal

= 4010 cm2

X1

= 100 cm

X2

= 100 cm

Y1

= 53,5 cm

Y2

= 23,5 cm

Y

=

Y

= 42,95 cm

Jadi, titik pusat berat (100 cm dan 42,95 cm) Momen Inersia terhadap sumbu I b = [1/12 x (200 x 133) + 2600 x (53,5-42,95)2] + [1/12 x (30 x 473) + 1410 x(42,95 -23,5)2] I b = 1.118.967 cm4 I s = 1/12 (800 x (13)3 )

I s = 146.466,7 cm4

51


b. Balok Anak Bentang 800 cm

Gambar 4.13 Ilustrasi Titik Berat Balok Anak Bentang 800 cm Lebar manfaat (be)

= ¼ x 800 cm = 200cm


= 200 cm x 13 cm = 2.600 cm2

A2

= 30 cm x 42 cm = 1.260 cm2

Atotal

= 3860 cm2

X1

= 100 cm

X2

= 100 cm

Y1

= 48,5 cm

Y2

= 21 cm

Y

=

Y

= 39,52 cm

Jadi, titik pusat berat (100 cm dan 39,52 cm) Momen Inersia terhadap sumbu I b = [1/12 x (200 x 133) + 2600 x (48,5-39,52)2] + [1/12 x (30 x 423) + 1260 x(39,52 -21)2] I b = 863.669,6 cm4 I s = 1/12 (800 x (13)3 )

I s = 146.466,7 cm4

52


c. Balok Induk Bentang 450 cm

Gambar 4.14 Ilustrasi Titik Berat Balok Induk Bentang 450 cm Lebar manfaat (be)

= ¼ x 450 cm = 112,5 cm


= 112,5 cm x 13 cm = 1.462,5 cm2

A2

= 30 cm x 52 cm = 1.560 cm2

Atotal

= 3022,5 cm2

X1

= 56,25 cm

X2

= 56,25 cm

Y1

= 58,5 cm

Y2

= 26 cm

Y

=

Y

= 41,73 cm

Jadi, titik pusat berat (56,25 cm dan 41,73 cm) Momen Inersia terhadap sumbu I b = [1/12 x (112,5 x 133) + 1462,5 x (58,5-41,73)2] + [1/12 x (30 x 523) + 1560 x(41,73 -26)2] I b = 1.169.415 cm4 I s = 1/12 (450 x (13)3 )

I s = 82.387,5 cm4

53


αm=

= 9,25

αm>2 maka tebal pelat harus ≥ 90 mm. d. Kontrol Tebal Pelat yang diambil hmin = hmin = 7,047 cm hmax= hmax = 22,8 cm Maka tebal pelat lantai 13 cm telah memenuhi syarat berdasarkan dengan cara two way slab. e. Perhitungan Tebal Pelat Berdasarkan Momen Pada perhitungan tebal pelat berdasarkan momen dilakukan dengan program bantu SAFE 12. Momen terbesar dipakai untuk perhitungan ketebalan pelat lantai sebagai berikut :

Gambar 4.15 Momen Arah Y Pelat 8m x 4,5m Momen digunakan dalam perhitungan tebal pelat sebagai berikut.

54


Bentang pelat

Ly  8m Bentang pelat

Lx  4.5m Tebal pelat beton : tp  13cm

Pembebanan : Berat sendiri pelat

qSWP  tp 24

kN m

3

LyLx  112.32 kN

Beban hidup

qLL  2.5

kN m

2

Beban mati lantai

qDL  1.21

kN m

2

Momen desain ultimate terbesar hasil analisis Safe Mu  54.3715kN m

Estimasi Tebal Pelat f'c  25MPa fy  240MPa

d'  25mm d  tp  d'  105 mm 



0.85 if f'c  30M Pa 0.65 if f'c  55M Pa

 f'c   30   M Pa  if 30M Pa  f'c  55M Pa 0.85  0.05  7  

55


 0.85

Rasio tulangan minimum :  min



1.4 

 

fy

 max 0.0020 

MPa

  0.00583  


b

f'c  0.85     M Pa   fy  MPa 

  600   0.05376      600  fy   M Pa 


 0.75  b  0.04032

Asumsikan Tulangan tarik leleh. Asumsi rasio tulangan perlu :  as

 0.5  max  0.02016

b

  as 

fy f'c

 0.19353

Koefisien Tahanan : Rb   b f'c  1  0.59  b  4.28574 MPa

t 

 Mu     f  Rb 1000mm

 11.87275 cm

Maka tebal pelat lantai 13 cm telah memenuhi syarat berdasarkan dengan perhitungan dengan momen terbesar. Perhitungan tebal pelat lainnya dengan cara two way slab dapat dilihat pada Tabel 4.5, dan perhitungan tebal pelat lainnya berdasarkan momen terbesar dapat dilihat pada Tabel 4.6.

56


Tabel 4.5 Perhitungan Tebal Pelat Dengan Cara Two Way Slab Bentang Pelat (mm)

Dimensi Balok Induk (mm) h

b

Rasio Bentang Pelat

6000 4500

650

300

1,33

4500 2500

700

350

1,80

4000 2500

700

400

1,60

6000 4000

650

300

1,50

4000 4000

650

300

1,00

2500 2500

700

350

1,00

5000 4500

650

300

1,11

3000 3000

650

300

1,00

350

200

1

Ly

Lx

3000 3000

Hitungan Pelat Dua Arah (mm) h h ln h maks min real

Jenis Pelat dua arah dua arah dua arah dua arah dua arah dua arah dua arah dua arah dua arah

5700

127

169

130

4150

85

123

130

3600

76

107

130

5700

123

169

130

3700

88

110

130

2150

51

64

130

4700

109

139

130

2700

64

80

130

2800

66

83

120

Tabel 4.6 Perhitungan Tebal Pelat Berdasarkan Momen Tipe

Ly (m)

Lx (m)

tp (cm)

Mu (kNm)

d' (mm)

min

max

as

t (cm)

A B C D E F G H I J

3 4 2,5 4 5 6 6 8 3 4,5

3 2,5 2,5 4 4,5 4 4,5 4,5 3 2,5

12 13 13 13 13 13 13 13 13 13

3,6862 6,8352 2,2841 11,0586 19,0601 28,6577 29,3825 54,3715 3,6308 8,6492

25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

0,00583 0,00583 0,00583 0,00583 0,00583 0,00583 0,00583 0,00583 0,00583 0,00583

0,04032 0,04032 0,04032 0,04032 0,04032 0,04032 0,04032 0,04032 0,04032 0,04032

0,02016 0,01814 0,01613 0,01613 0,01613 0,01613 0,01613 0,02016 0,01613 0,01613

3,0914 4,4089 2,6863 5,9107 7,7599 9,5151 9,6347 11,873 3,3868 5,2274

57


4.5.1.3 Kolom Pada pradesain kolom digunakan data-data yang dapat dilihat dibawah ini, dan pada Nilai e min pada kolom digunakan Rumus SNI Gempa 2002 Pasal 8.1.2 yaitu: 1. Tinggi Lantai

= 4 m (Lantai 1,2, dan3) = 2,5 m (Lantai 4)

2. e min

= 0,03 x Tinggi Lantai

3. e min drift

= 0,03/R x Tinggi Lantai

a. Perhitungan Beban Kolom Pada perhitungan kolom, tahap pradesain menggunakan dimensi balok dan tebal pelat lantai. Pradesain kolom tersebut diasumsikan kedalam perhitungan ditunjukkan pada tabel-tabel berikut.

Tabel 4.7 Perhitungan K1 dengan Dimensi 300 mm x 300 mm Dimensi

No.

Keterangan

1 2 3 4 5 6

Berat Sendiri Pelat Beban Hidup Beban Superdead Berat Dinding Berat Sendiri Balok Beban Sendiri Kolom

Luas Volume Beban BJ Beban Kombinasi P L T (m) n (m2) (m3) (kN/m2) (kN/m3) (kN) (m) (m) 3 3 0.12 1 1.08 3 3 - 1 9 3 3 - 1 9 12 - 1.075 - 12.9 3 0.2 0.35 4 0.84 0 0.3 1.25 4 0.45 Jumlah P 1 lantai

1.5 1.11 2.5 -

24 24 24

P e M M1 = e min x P 105.87 0.075 7.94 M2 = e drift x P 105.87 0.021 2.269

58


1 0.5 1 1 1 1

25.92 6.75 9.99 32.25 20.16 10.80 105.87

Tabel 4.8 Perhitungan K2 dengan Dimensi 650 mm x 650 mm No. 1 2 3 4 5 6 7 8

Keterangan

P (m) Berat Sendiri Pelat 8 Beban Hidup 8 Beban Mati Superdead 8 Berat Dinding 34 Berat Sendiri Balok Induk 34 Berat Sendiri Balok Anak 8 Beban Sendiri Kolom 0.65 Beban Lantai 4

Dimensi L T (m) (m) 4.5 0.13 4.5 4.5 - 3.4 0.35 0.65 0.3 0.55 0.65 4

n

Luas Volume Beban BJ Beban Kombinasi (m2) (m3) (kN/m2) (kN/m3) (kN)

1 4.68 1 36 1 36 - 115.6 - 7.735 1.32 4 6.76

2.5 1.21 2.5 -

24 24 24 24

1 0.5 1 1 1 1 1

Jumlah P untuk 3 lantai

112.32 45 43.56 289 185.64 31.68 162.24 116.67 1693.31

P e M M1 = e min x P 1,693.31 0.12 203.2 M2 = e drift x P 1,693.31 0.0343 58.081

Tabel 4.9 Perhitungan K3 dengan Dimensi 800 mm x 800 mm No. 1 2 3 4 5 6 7 8

Keterangan

P(m) Berat Sendiri Pelat 8 Beban Hidup 8 Beban Mati Superdead 8 Berat Dinding 34 Berat Sendiri Balok Induk 34 Berat Sendiri Balok Anak 8 Beban Sendiri Kolom 0.8 Beban Lantai 4 sampai Lantai 2

Dimensi L(m) T (m) 4.5 0.13 4.5 4.5 - 3.4 0.35 0.65 0.3 0.55 0.8 2

Luas (m2) 36 36 115.6 -

Volume Beban BJ Beban Kombinasi n (m3) (kN/m2) (kN/m3) (kN) 1 4.68 24 1 112.32 1 2.5 0.5 45 1 1.21 1 43.56 2.5 1 289 7.735 24 1 185.64 1.32 24 1 31.68 4 5.12 24 1 122.88 1855.55 Jumlah P untuk 4 Lantai 2,685.63

P e M M1 = e min x P 2,685.63 0.12 322.28 M2 = e drift x P 2,685.63 0.0343 92.117

Setelah perhitungan dilanjutkan dengan pengecekan kolom dengan bantuan Program Pca Col. Berikut adalah hasil dari pengecekan kolom yaitu pengecekan

59


K1 (30 x 30 cm), K2 (65 x 65 cm), dan K3 (80 x 80 cm) dapat dilihat pada Gambar 4.16 dan Gambar 4.17 dan Gambar 4.18. Dimensi kolom yang di asumsikan dapat menahan gaya – gaya yang terjadi tumpuan pada kolom

Gambar 4.16 Hasil Pengecekan K1 Dimensi kolom yang di asumsikan dapat menahan gaya – gaya yang terjadi tumpuan pada kolom

Gambar 4.17 Hasil Pengecekkan K2

60


Dimensi kolom yang di asumsikan dapat menahan gaya – gaya yang terjadi tumpuan pada kolom

Gambar 4.18 Hasil Pengecekkan K3

4.5.1.4 Tangga Data-data tangga : a. Tebal pelat tangga

: 12 cm

b. Tebal bordes tangga

: 12 cm

c. Lebar antrede

: 30 cm

d. Jumlah antrede

: 300/30 = 10 buah

e. Jumlah optrade

: 11 buah

f. Tinggi optrade

: 200/11 = 18 cm

g. Kemiringan tangga

: α = arc.tg (18/30) = 31

Pembebanan pada elemen pelat tangga dan pelat bordes meliputi beban berat sendiri yang otomatis dihitung oleh SAP2000, beban hidup 3 kN/m2, dan beban mati selan berat sendiri berupa tegel keramik 1 cm, spesi 2 cm sejumlah 0,66 kN/m2. Pembebanan dilakukan dengan kombinasi ULS. Perhitungan analisa struktur tangga menggunakan program SAP2000 tumpuan diasumsikan sendi pada balok bordes, balok atas, dan balok bawah. Pada gambar berikut menunjukkan terjadi momen lentur 2 arah. Kemudian Dengan momen yang maksimum dilakukan desain tulangan.

61


Gambar 4.19 Kontur Momen11 dan Momen22

4.5.2

Analisis Gempa Analisis struktur terhadap beban gempa dilakukan dengan cara statik

ekuivalen. Nilai-nilai yang dibutuhkan diambil dari SNI 03-1726-2002. wilayah gempa tergolong wilayah 3, dimana taraf kinerja struktur gedung termasuk daktail parsial. a. Penentuan Jenis Tanah Jenis tanah ditentukan dengan menghitung nilai hasil tes penetrasi standar rata-rata. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.10. b. Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen Dengan

melakukan

analisis

vibrasi

bebas

3D

dapat

dilihat

kecenderungan perilaku struktur terhadap gempa. Sebelumnya dilakukan perhitungan berat struktur untuk analisis beban gempa, dapat dilihat pada Tabel 4.11. Dalam Tabel 4.12 Modal Participating Mass Ratios hasil analisis ETABS berikut dapat dilihat gerak ragam pertama dan kedua dominan dalam translasi. Hal ini menunjukkan perilaku struktur yang baik bagi penghuni ketika terjadi gempa.

62


Tabel 4.10 Perhitungan Data SPT Data perhitungan Bore Hole 1 Lapis kedalaman Ke(m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

63

0,0-1,0 1,0-3,0 3,0-5,0 5,0-7,0 7,0-9,0 9,0-11,0 11,0-13,0 13,0-15,0 15,0-17,0 17,0-19,0 19,0-21,0 21,0-23,0 23,0-25,0 25,0-27,0 27,0-30,0 Jumlah

t (m)

Data perhitungan Bore Hole 2

N

t/N

1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 30

1 7 6 7 7 11 13 8 30 43 43 50 50 50 50

1,00 0,29 0,33 0,29 0,29 0,18 0,15 0,25 0,07 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04 0,06 3,12

=

9,6

Lapis Ke1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

kedalaman t (m) (m) 0,0-1,0 1,0-3,0 3,0-5,0 5,0-7,0 7,0-9,0 9,0-11,0 11,0-13,0 13,0-15,0 15,0-17,0 17,0-19,0 19,0-21,0 21,0-23,0 23,0-25,0 25,0-27,0 27,0-30,0 Jumlah


Data perhitungan Bore Hole 3

N

t/N

1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 30

2 20 8 25 45 36 40 5 7 8 15 50 50 50 50

0,500 0,100 0,250 0,080 0,044 0,056 0,050 0,400 0,286 0,250 0,133 0,040 0,040 0,040 0,060 2,329

=

12,9

Lapis Ke1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

kedalaman t (m) (m) 0,0-1,0 1,0-3,0 3,0-5,0 5,0-7,0 7,0-9,0 9,0-11,0 11,0-13,0 13,0-15,0 15,0-17,0 17,0-19,0 19,0-21,0 21,0-23,0 23,0-25,0 25,0-27,0 27,0-30,0 Jumlah

1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 30

=

N

t/N

4 5 5 5 7 10 7 17 27 9 27 50 50 50 50

0,250 0,400 0,400 0,400 0,286 0,200 0,286 0,118 0,074 0,222 0,074 0,040 0,040 0,040 0,060 2,889

10,4

Data perhitungan Bore Hole 4 Lapis kedalaman t N Ke(m) (m) 1 0,0-1,0 1 5 2 1,0-3,0 2 31 3 3,0-5,0 2 5 4 5,0-7,0 2 8 5 7,0-9,0 2 17 6 9,0-11,0 2 24 7 11,0-13,0 2 29 8 13,0-15,0 2 18 9 15,0-17,0 2 39 10 17,0-19,0 2 43 11 19,0-21,0 2 46 12 21,0-23,0 2 40 13 23,0-25,0 2 50 14 25,0-27,0 2 50 15 27,0-30,0 3 50 Jumlah 30

=

+

64

+

+

t/N 0,200 0,065 0,400 0,250 0,118 0,083 0,069 0,111 0,051 0,047 0,043 0,050 0,040 0,040 0,060 1,627

18,44

Data perhitungan Bore Hole 5 Lapis kedalaman t N Ke(m) (m) 1 0,0-1,0 1 1 2 1,0-3,0 2 20 3 3,0-5,0 2 4 4 5,0-7,0 2 8 5 7,0-9,0 2 17 6 9,0-11,0 2 5 7 11,0-13,0 2 8 8 13,0-15,0 2 5 9 15,0-17,0 2 14 10 17,0-19,0 2 31 11 19,0-21,0 2 18 12 21,0-23,0 2 45 13 23,0-25,0 2 50 14 25,0-27,0 2 50 15 27,0-30,0 3 50 Jumlah 30

=

t/N 1,000 0,100 0,500 0,250 0,118 0,400 0,250 0,400 0,143 0,065 0,111 0,044 0,040 0,040 0,060 3,521

8,52

= 11,97 sehingga tanah tergolong tanah lunak, maka nilai C=0,75/T. I=1,5, R=3,5, µ=2,1,


=1,6.

Tabel 4.11. Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai Lantai 1

65

No.

Keterangan

1

Berat Pelat

2

Beban Hidup

3

Beban

Dimensi T P(m) L(m) (m) 8 4.5 0.13 5 4.5 0.13 4 4 0.13 6 4 0.13 6 4.5 0.13 2.5 4 0.13 2.5 4.5 0.13 2.5 2.5 0.13 3 3 0.13 8 4.5 5 4.5 4 4 6 4 6 4.5 2.5 4 2.5 4.5 2.5 2.5 3 3 8 4.5 -

n

Luas (m2)

12 4 8 4 16 2 8 4 2 12 4 8 4 16 2 8 4 2 12

432 90 128 96 432 20 90 25 18 432

Beban Volume Beban BJ Kombinasi (m3) (kN/m2) (kN/m) (kN/m3)


56.16 11.7 16.64 12.48 56.16 2.6 11.7 3.25 2.34 -

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 2.5 1.21

24 24 24 24 24 24 24 24 24 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1

Beban (kN) 1,347.84 280.80 399.36 299.52 1,347.84 62.40 280.80 78.00 56.16 540.00 112.50 160.00 120.00 540.00 30.00 135.00 37.50 22.50 522.72

Superdead

6

Berat Dinding

7

Berat Balok

8

Beban Kolom

5 4 6 6 2.5 2.5 2.5 3 44 208 170 20 20 230 254 28 10 44 5 106 0.7 0.8

4.5 4 4 4.5 4 4.5 2.5 3 0.3 0.35 0.35 0.4 0.25 0.25 0.3 0.65 0.8

4 90 8 128 4 96 16 432 2 20 8 90 4 25 2 18 1.3 - 57.2 3.4 - 707.2 3.35 - 569.5 3 60 3.3 66 0.6 0.65 0.7 0.7 0.35 0.4 0.55 2 40 2 40 -

41.4 57.785 6.7375 2.8 3.85 0.5 17.49 33.8 51.2

Jumlah P =

66


1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 16,283.98

-

24 24 24 24 24 24 24 24 24

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

108.90 154.88 116.16 522.72 24.20 108.90 30.25 21.78 143.00 1,768.00 1,423.75 150.00 165.00 993.60 1,386.84 161.70 67.20 92.40 12.00 419.76 811.20 1,228.80

Lantai 2

67

No.

Keterangan

1

Berat Pelat

2

Beban Hidup

3

Beban Superdead

Dimensi T P(m) L(m) (m) 8 4.5 0.13 5 4.5 0.13 4 4 0.13 6 4 0.13 6 4.5 0.13 2.5 4 0.13 2.5 4.5 0.13 2.5 2.5 0.13 3 3 0.13 8 4.5 5 4.5 4 4 6 4 6 4.5 2.5 4 2.5 4.5 2.5 2.5 3 3 -


n

Luas (m2)

Beban (kN)

12 4 8 4 16 2 8 4 2 12 4 8 4 16 2 8 4 2

432 90 128 96 432 20 90 25 18

56.16 11.7 16.64 12.48 56.16 2.6 11.7 3.25 2.34 -

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 2.5

24 24 24 24 24 24 24 24 24 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

1,347.84 280.80 399.36 299.52 1,347.84 62.40 280.80 78.00 56.16 540.00 112.50 160.00 120.00 540.00 30.00 135.00 37.50 22.50

8

4.5

-

12

432

-

1.21

-

1

522.72

5

4.5

-

4

90

-

1.21

-

1

108.90


6

Berat Dinding

7

Berat Balok

8

68

Beban Kolom Jumlah P =

4 6 6 2.5 2.5 2.5 3 49 208 170 20 20 230 254 28 10 44 5 106 0.7

4 4 4.5 4 4.5 2.5 3 0.3 0.35 0.35 0.4 0.25 0.25 0.3 0.65

8 128 4 96 16 432 2 20 8 90 4 25 2 18 1.3 - 63.7 3.4 - 707.2 3.35 - 569.5 3 60 3.3 66 0.6 0.65 0.7 0.7 0.35 0.4 0.55 4 40 -

41.4 57.785 6.7375 2.8 3.85 0.5 17.49 67.6


1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 15,882.63

-

24 24 24 24 24 24 24 24

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

154.88 116.16 522.72 24.20 108.90 30.25 21.78 159.25 1,768.00 1,423.75 150.00 165.00 993.60 1,386.84 161.70 67.20 92.40 12.00 419.76 1,622.40

Lantai 3

69

No

Keterangan

1

Berat Pelat

2

Beban Hidup

3

Beban Superdead

Dimensi L T (m) (m) 4.5 0.13 4.5 0.13 4 0.13 4 0.13 4.5 0.13 4 0.13 4.5 0.13 2.5 0.13 3 0.13 4.5 4.5 4 4 4.5 4 4.5 2.5 3 -

n

Luas (m2)

12 4 8 4 16 2 8 4 2 12 4 8 4 16 2 8 4 2

432 90 128 96 432 20 90 25 18

56.16 11.7 16.64 12.48 56.16 2.6 11.7 3.25 2.34 -

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

24 24 24 24 24 24 24 24 24 -

1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

1,347.84 280.80 399.36 299.52 1,347.84 62.40 280.80 78.00 56.16 324.00 67.50 96.00 72.00 324.00 15.00 67.50 18.75 13.50

8

4.5

-

12

432

-

1.11

-

1

479.52

5

4.5

-

4

90

-

1.11

-

1

99.90

P (m) 8 5 4 6 6 2.5 2.5 2.5 3 8 5 4 6 6 2.5 2.5 2.5 3



Beban (kN)

6

Berat Dinding

7

Berat Balok

8

Beban Kolom

4 6 6 2.5 2.5 2.5 3 170 34 36 208 170 20 10 230 254 30 15 44 10 106 0.7 0.3

4 4 4.5 4 4.5 2.5 3 0.3 0.35 0.35 0.4 0.25 0.25 0.3 0.65 0.3

8 128 4 96 16 432 2 20 8 90 4 25 2 18 1.08 - 38.7 1.7 - 353.6 1.68 - 284.8 1 20 1.65 - 16.5 0.6 0.65 0.7 0.7 0.35 0.4 0.55 2 40 1.25 12 -

41.4 57.785 7.35 4.2 3.85 1 17.49 0.845 0.1125

Jumlah P =

70


1.11 1.11 1.11 1.11 1.11 1.11 1.11 0.15 0.1 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 12,478.56

24 24 24 24 24 24 24 24 24

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

142.08 106.56 479.52 22.20 99.90 27.75 19.98 25.50 3.40 96.75 884.00 711.88 50.00 41.25 993.60 1,386.84 176.40 100.80 92.40 24.00 419.76 811.20 32.40

Lantai 4 No.

Keterangan

1 2

Berat Pelat Beban Hidup Beban Superdead Berat Dinding Berat Balok Beban Kolom Jumlah P =

3 4 5 6

71

Dimensi T P(m) L(m) (m) 3 3 0.12 3 3 3

3

36 3 0.3

0.2 0.3

-

n

Luas (m2)

4 4

36

4.32 -

1.5

24 -

1 0.5

103.68 27.00

4

36

-

1.11

-

1

39.96

38.7 -

2.94 1.35

24 24

1 1 1

96.75 70.56 32.40

1.08 0.35 14 1.25 12


Volume Beban BJ Kombinasi (m3) (kN/m2) (kN/m3)

2.5 370.35

Beban (kN)

Tabel 4.12 Modal Participating Mass Ratios Hasil Analisis ETABS Mode Period 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0.5559 0.5243 0.5001 0.1668 0.1602 0.1535 0.1252 0.1086 0.1081 0.0875 0.087 0.0836

UX

UY

77.446 0 0.0253 14.4 0 0.0617 0.519 0 0.0022 7.5404 0.0001 0.0049

0 78.041 0.0088 0 14.184 0.0021 0 0.3326 0 0.0001 7.4296 0.0016

UZ SumUX SumUY SumUZ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

77.446 77.446 77.4712 91.8716 91.8717 91.9334 92.4524 92.4524 92.4546 99.995 99.9951 100

0 78.0411 78.0499 78.0499 92.2341 92.2362 92.2362 92.5688 92.5688 92.5689 99.9984 100

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

RX

RY

RZ

0 98.985 0.0113 0 0.2453 0 0 0.0989 0 0 0.6591 0.0001

98.898 0 0.0205 0.3194 0 0.003 0.0901 0 0.0005 0.6686 0 0.0003

0.0251 0.0089 77.9758 0.0397 0.002 14.0678 0.0902 0 0.2962 0.0078 0.0016 7.4849

SumRX SumRY SumRZ 0 98.985 98.997 98.997 99.242 99.242 99.242 99.341 99.341 99.341 100 100

98.898 98.898 98.918 99.237 99.237 99.24 99.331 99.331 99.331 100 100 100

0.0251 0.034 78.01 78.05 78.052 92.119 92.21 92.21 92.506 92.514 92.515 100

Dengan didapatkan T (Periode) mode pertama dan mode kedua maka dilakukan perhitungan selanjutnya untuk memperoleh gaya gempa arah x (Fx) dan gaya gempa arah y (Fy).

0,219 0,707 Karena hasil perbandingan tinggi bangunan dan lebar bangunan arah x dan y kurang dari 3, maka rumus gempa nominal dirumuskan sebagai berikut ; Fi=

.V

Selanjutnya perhitungan Fy dan Fx ditampilkan dalam Tabel 4.13 berikut:

72


Tabel 4.13 Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen

Story LT1 LT2 LT3 LT4 Jumlah

Berat (W) kN 16,283.980 15,882.630 12,478.555 370.35 45,015.52

z W xz Fx = Fy Parameter Nilai Parameter (m) kNm (kN) 4.0 65,135.92 4,881.77 g 10.000 I 8.0 127,061.04 9,522.89 V (kN) 26,029.958 R 12.0 149,742.66 11,222.82 T (s) 0.556 µ 14.5 5,370.08 402.47 C 1.349 f1 347,309.70

Nilai 1.500 3.500 2.100 1.600

dengan dilakukan pengecekan terhadap nilai story shear dari analisis gempa dinamik pada software, maka nilai perhitungan gempa statik setiap lantai dapat dibenarkan jika nilai keduanya mendekati atau serupa.

Tabel 4.14 Perhitungan Gempa Dinamik

Story

Load

STORY4 STORY3 STORY2 STORY1

EQX EQX EQX EQX

Loc

VX

Bottom -402.47 Bottom -11625.29 Bottom -21148.18 Bottom -26029.95

VY

FX

FY

0 0 0 0

-402.47 -11222.82 -9522.89 -4881.77

0 0 0 0

Story Load STORY4 EQY

Loc Bottom

VX 0

VY -402.47

FX 0

FY -402.47

STORY3 EQY STORY2 EQY STORY1 EQY

Bottom Bottom Bottom

0 0 0

-11625.29 -21148.18 -26029.95

0 0 0

-11222.82 -9522.89 -4881.77

Maka dapat disimpulkan nilai gempa statik ekuivalen setiap lantai sudah benar. c. Pembatasan waktu getar alami fundamental Ti < ς n T = 0.18 x 3 =0.54 detik. Dari hasil analisis statik diperoleh mode 1 mempunyai nilai periode alami sebesar T =0.5559 detik. Meskipun belum memenuhi persyaratan waktu getar alami fundamental, tetapi akan dilakukan pendetailan tulangan yang sesuai.

73


d. Eksentrisitas Rencana Menurut ketentuan SNI 03-1726-2002 Pasal 5.4.3, eksentrisitas rencana ed dapat ditentukan sebagai berikut: a) Untuk 0 < e ≤ 0.3b ed = 1.5 ∗ e + 0.05 ∗ b d atau ed = e − 0.05 ∗ b b) Untuk e > 0.3b ed = 1.33∗ e + 0.1∗ b d atau ed = 1.17e − 0.1∗ b Dimana e adalah eksentrisitas antara pusat kekakuan dan pusat massa, b adalah ukuran horisontal terbesar denah struktur gedung pada lantai tingkat itu. Nilai XCM, YCM, XCR, dan YCR merupakan output analisis dari ETABS. Adapun hasil perhitungan terhadap eksentrisitas disain adalah sebagai berikut :

Tabel 4.15 Perhitungan Eksentrisitas Rencana Gempa Arah X Story Diaphragm LT1 LT2 LT3 LT4

D1 D2 D3 D4

XCM (m) 33.025 33.029 33.018 33

YCM (m) 10.962 10.961 11.102 19

XCR (m) 33 33 33 33

YCR (m) 11.047 11.08 11.098 17.609

ey (m) -0.085 -0.119 0.004 1.391

by (m) 20.500 20.500 20.500 7.000

0,3by (m) 6.150 6.150 6.150 2.100

ed1y (m) 0.897 0.847 1.031 2.437

ed2y (m) -1.110 -1.144 -1.021 1.041

eyd (m) -1.110 -1.144 1.031 2.437

X (m) 33.03 33.03 33.02 33

Y (m) 9.852 9.817 12.133 21.437

X (m) 36.363 36.373 36.345 33.150

Y (m) 10.96 10.96 11.1 19

Tabel 4.16 Perhitungan Eksentrisitas Rencana Gempa Arah Y Story Diaphragm LT1 LT2 LT3 LT4

D1 D2 D3 D4

XCM (m) 33.025 33.029 33.018 33

YCM (m) 10.962 10.961 11.102 19

XCR (m) 33 33 33 33

YCR (m) 11.047 11.08 11.098 17.609

ex (m) 0.025 0.029 0.018 0.000

bx (m) 66.000 66.000 66.000 3.000

0,3bx (m) 19.800 19.800 19.800 0.900

ed1x (m) 3.338 3.344 3.327 0.150

ed2x (m) -3.275 -3.271 -3.282 -0.150

exd (m) 3.338 3.344 3.327 0.150

Dengan didapatkan eksentrisitas rencana gempa arah x dan arah y, selanjutnya bersama dengan nilai Fx dan Fy, nilai kordinat X dan Y masing-masing gempa diinput kembali ke ETABS untuk dianalisis kembali sampai nilai yang diinput sama hasilnya dengan nilai output analisis.

74


e. Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimate 1. Kinerja Batas Layan

30mm

Maka diambil nilai 30mm sebagai persyaratan untuk mengevaluasi drift tabel berikut.

Tabel 4.17 Story Drifts Hasil Analisis ETABS Story

Item

Load

Point

X

Y

Z

DriftX

STORY4 STORY4 STORY4 STORY4 STORY3 STORY3 STORY3 STORY3 STORY2 STORY2 STORY2 STORY2 STORY1 STORY1 STORY1 STORY1

Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y Max Drift X Max Drift Y

EQX EQX EQY EQY EQX EQX EQY EQY EQX EQX EQY EQY EQX EQX EQY EQY

51 104 51 104 122 75 136 75 122 75 136 75 53 53 41 53

53 53 53 53 33 66 33 66 33 66 33 66 66 66 66 66

22 16 22 16 22 17.5 0 17.5 22 17.5 0 17.5 22 22 0 22

14.5 14.5 14.5 14.5 12 12 12 12 8 8 8 8 4 4 4 4

0.003189

DriftY 0.000264

0.000036 0.001951 0.00693 0.000332 0.000434 0.007158 0.00885 0.000157 0.000583 0.009575 0.00433 0.000019 0.000292 0.004798

Nilai maksimum drift yang diperoleh dari analisis ETABS adalah 0,009575 m = 9,58 mm. Maka struktur gedung telah memenuhi persyaratan kinerja batas layan. 2. Kinerja Batas Ultimate

Maka struktur gedung ruang belajar ini mempunyai batasan maksimum drift kondisi ultimate sejumlah ;

75


Nilai drift maksimum yang terjadi sebesar

= 0,009575 m x 0,7 x

3,5 = 0,023459 = 23.459 mm. Lebih kecil dari batasan maksimum. 4.6 Desain Elemen Struktur 4.6.1 Balok a. Perhitungan Tulangan Balok 30x55 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  300mm h  550mm Mtot  186.93kN m Ey  200000MPa 2

b h  165000 mm

fy  400MPa fc  25MPa

d'  61mm d  h  d' d  489mm Mn 

Mtot 0.8

Mn  233.6625 kN m 



0.85 if fc  30M Pa 0.65 if fc  55M Pa

 fc   30   M Pa  if 30M Pa  fc  55M Pa 0.85  0.05  7  

76




 0.85

Ratio tulangan tarik dan tekan =   0 Mn

Rn 

b d

2

Rn  3.25724 

N 2

mm

Disusun persamaan kuadrat untuk mencari rasio tulangan: 2

A  

fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

C  Rn B 

1



1

 0.00889

2

B  4 A C 2 A

B 

2



2

 0.09736

'

  1

'

0

2

B  4 A C 2 A

Luas tulangan perlu :

As   1b d 2

As  1303.62336 mm

A's   ' b d

77


2

A's  0 mm

Tinggi area regangan tekan :

yc 

 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  96.23056 mm Check regangan tulangan tarik : Regangan leleh baja :

fy

y



y

 0.002

s

 

s

 0.01224

Ey

 d  yc   0.003 y c  

Keterangan1 

"Tulangan tarik leleh !"if  s   y "Maaf Tulangan tarik tidak leleh, ulangi!"otherwise

Check regangan tulangan tekan :

 yc  d'   0.003  yc 

' s

 

' s

 0.0011

Keterangan2 

"Tulangan tekan leleh !"if ' s   y "Tulangan tekan tidak leleh !"otherwise

Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !" Keterangan2  "Tulangan tekan tidak leleh !" Rasio tulangan minimum :

78


 fc   M Pa  1.4  min  max  fy fy 4    M Pa MPa  min

     

 0.0035

Keterangan3 

"p > p min Ok !" if  1   min "Pakai tulangan minimum !"otherwise

Keterangan3  "p > p min Ok !" Rasio tulangan kondisi balance :

b

fc   0.85   M Pa   fy  MPa 

b

 0.02709

  600       600  fy   M Pa 

syarat rasio maksimum tulangan tunggal :  max

 0.75  b

 max

 0.02032

syarat max ratio tulangan ganda :

Syarat  "Tidak ada tulangan tekan, maka abaikan rumus dalam tanda kurung"

79

fy     '    M Pa    if ' s   y 0.75   b   fy      MP a    Ey ' s     '  M Pa   otherwise 0.75  b   fy      MP a 

 maxganda



 maxganda

 0.02032


Keterangan4 

if   0 "Balok brittle tidak daktail, ulangi !"if  1   maxganda "Balok Daktail Ok!" otherwise "Balok brittle tidak daktail, ulangi !"if  1   max "Balok Daktail Ok!" otherwise

Asb 

 minb d  1 b d

if  1   min

otherwise

Keterangan4  "Balok Daktail Ok!" Luas Tulangan butuh : ( Tulangan tarik ) 2

Asb  1303.62336 mm

A'sb  ' b d 2

A'sb  0 mm

( Tulangan tekan ) Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik  tr

 22mm

Astultr  0.25   tr

2 2

Astultr  380.13271 mm

jumlah tulangan pakai :

 Asb    Astultr 

ntr  ceil 

ntr  4

batang

pakai : 4 batang D22

80


 pakai

4 Astultr



b d

 0.01036

Tulangan Tekan  tk

 22mm

Astultk  0.25   tk

2 2

Astultk  380.13271 mm


 A'sb    Astultk 

ntk  ceil 

ntk  0

batang

pakai : 2 batang D 22 Tumpuan

b  30 cm h  55 cm fc  250

kg / cm2

fy  4000

kg /cm2

d'  8.1 cm d  h  d' d  46.9 cm 

 0.85

Ey  2000000

kg /cm2

Mtot  2424990

81

kgcm


Mtot

Mn 

0.8

Mn  3031237.5 kg cm

 0.85  fc   6000      fy   6000  fy 

b

 

b

 0.02709

 max

 0.75  b

 max

 0.02032

Ratio tulangan tarik dan tekan =   0 Disusun persamaan kuadrat : A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy (d  d') C  Mn  fy   fy  y1 

B 

2

B  4 A C 2 A

y1  96.74825 y2 

B 

2

B  4 A C 2.A

y2  13.6047 Check regangan tulangan tarik :

 d  y2   0.003 y 2  

s

 

s

 0.00734


82


 y2  d'   0.003 y 2  

' s

 

' s

 0.00121

Regangan leleh baja :

fy

y



y

 0.002

s

 0.00734

s

 y

Ey

Tulangan tarik leleh....... Ok! ' s

 0.00121

' s

 y

Tulangan tekan tak leleh

As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As  18.43011

cm2

( Tulangan tarik )

As'  As  As'  0

cm2

( Tulangan tekan ) Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik :

As  18.43011 cm2 tulangan pakai :

83


 tr

 2.2 cm

Astultr  0.25   tr

2

Astultr  3.80133 cm2 jumlah tulangan pakai :

n 

As Astultr

n  4.84834 batang pakai : 5 batang D 22 2

Aspakai  5 0.25   tr  19.00664 cm2

Check ratio tulangan total :

Aspakai







 0.01351

b d

As'

'



'

0

 min

b d



1.4 fy 10

 min



 0.0035

  min........ .Ok

Tulangan Tekan :

As'  0

cm2

tulangan pakai :  tk

84

 2.2 cm


Astultk  0.25   tk

2

Astultk  3.80133 cm2 jumlah tulangan pakai :

n 

As' Astultk

n  0 batang pakai : 2 batang D22 2. Tulangan Geser Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  300mm h  550mm Ey  200000MPa V1  157.81kN 

 0.7

Vn1 

V1 

Vn1  225442.85714 N

fc  25MPa fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d' d  505mm

1 Vc     fc MPab d 6

85


Vc  126250 N Vsmax 

2 3

b d  fc MPa

Vsmax  505000 N V c

 88375N

Vmin  0.5  Vc Vmin  44187.5N Vs1  Vn1  Vc Vs1  99192.85714 N Gunakan diameter sengkang :  seng

 10mm 2

Aseng  4 0.25   seng

2

Aseng  314.15927 mm Spmax 

1 min( 0.25 d 300 mm) if Vs1     fc M Pab d 3 fy fy     3 Aseng  16 Aseng  M Pa M Pa  otherwise min 0.5 d  600 mm   b  fc b   M Pa  

Spmax  252.5 mm Jarak sengkang butuh : Spasi Pakai :

Spa1 

Aseng fy d Vs1

Spa1  383.85932 mm

86


Suse 

Spmax if Spa1  0 mm min SpmaxSpa1 otherwise

Suse  252.5 mm Pakai sengkang : 4 10- 250 mm Daerah II (2/6 Bagian) :

b  300mm

h  550mm Ey  200000MPa V2  93.58kN 

 0.7

Vn2 

V2 

Vn2  133685.71429 N fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d' d  505mm

1 Vc     fc MPab d 6 Vc  126250 N Vsmax 

2 3


Vsmax  505000 N V c

87

  Vc


V c

 88375 N

Vmin  0.5  Vc Vmin  44187.5N Vs2  Vn2  Vc Vs2  7435.71429 N Gunakan diameter sengkang :  seng

 10mm 2

Aseng  4 0.25   seng

2




Spa2 


Spa2  5120.70549 mm Suse 


Suse  252.5 mm

Pakai sengkang : 4  10- 250 mm

88


b. Perhitungan Tulangan Balok 40x70 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  400mm h  700mm Mtot  549kN m Ey  200000MPa 2

b h  280000 mm

fy  400MPa fc  25MPa

d'  81mm d  h  d'

d  619mm Mn 

Mtot 0.8

Mn  686.25 kN m 



0.85 if fc  30M Pa 0.65 if fc  55M Pa

 fc   30   M Pa  if 30M Pa  fc  55M Pa 0.85  0.05  7   

 0.85

Ratio tulangan tarik dan tekan   0.4

89


Rn 

Mn b d

2

N

Rn  4.47756 

2

mm

Disusun persamaan kuadrat untuk mencari rasio tulangan 2

A  

fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

C  Rn B 

1



1

 0.01236

2

B  4 A C 2 A

B 

2



2

 0.26733

'

  1

'

 0.00494

2

B  4 A C 2 A


As   1b d 2

As  3059.89565 mm

A's   ' b d 2

A's  1223.95826 mm


90


yc 

 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 


fy

y



y

 0.002

s

 

s

 0.01527

Ey

 d  yc   0.003  yc 

Keterangan1 

"Tulangan tarik leleh !"if  s   y "Maaf Tulangan tarik tidak leleh, ulangi!" otherwise


 yc  d'   0.003 y c  

' s

 

' s

 0.00061

Keterangan2 

"Tulangan tekan leleh !"if ' s   y "Tulangan tekan tidak leleh !"otherwise


 fc   M Pa  1.4  min  max  fy fy  4  M Pa MPa

91

     


 min

 0.0035

Keterangan3 

"p.1 > p min Ok !" if  1   min "Pakai tulangan minimum !"otherwise

Keterangan3  "p.1 > p min Ok !" Rasio tulangan kondisi balance :

b

fc  0.85     M Pa   fy  MPa 

b

 0.02709

  600       600  fy   M Pa 


 0.75  b

 max

 0.02032

syarat max ratio tulangan ganda : Syarat 

"Karena tulangan tekan leleh maka tegangan fs' = fy"if

' s

 y

"Tidak ada tulangan tekan, maka abaikan rumus dalam tanda kurung" if  "Karena tulangan tekan tak leleh maka tegangan fs' "otherwise

Syarat  "Karena tulangan tekan tak leleh maka tegangan fs' "

92

fy       '  M Pa   if ' s   y 0.75  b   fy      MP a    Ey ' s     '  M Pa   otherwise 0.75  b   fy      MP a 

 maxganda



 maxganda

 0.02145


0

Keterangan4 

if   0 "Balok brittle bos tidak daktail, ulangi !"if  1   maxganda "Balok Daktail bos Ok!" otherwise "Balok brittle bos tidak daktail, ulangi !"if  1   max "Balok Daktail bos Ok!" otherwise

Keterangan4  "Balok Daktail bos Ok!" Asb 

 minb d  1 b d

if  1   min

otherwise

Keterangan4  "Balok Daktail Ok!" Luas Tulangan butuh : ( Tulangan tarik ) 2

Asb  3059.89565 mm

A'sb  ' b d 2

A'sb  1223.95826 mm

( Tulangan tekan ) Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik Tulangan pakai :  tr

 22mm

Astultr  0.25   tr

2 2

Astultr  380.13271 mm



ntr  ceil 

ntr  9

93

batang


pakai : 9 batang D22 Tulangan Tekan Tulangan pakai :  tk

 22mm

Astultk  0.25   tk

2 2

Astultk  380.13271 mm



ntk  ceil 

ntk  4

batang


b  40 cm

h  70 cm fc  250

kg / cm2

fy  4000

kg /cm2

d'  8.1 cm d  h  d' d  61.9 cm 

 0.85

Ey  2000000

kg /cm2

Mtot  6690220

94

kgcm


Mtot

Mn 

0.8

Mn  8362775 kg cm

 0.85  fc   6000      fy   6000  fy 

b

 

b

 0.02709

 max  max

 0.75  b  0.02032

Ratio tulangan tarik dan tekan   0.35 Disusun persamaan kuadrat : A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy (d  d') C  Mn  fy   fy  y1 

B 

2

B  4 A C 2 A

y1  200.20663 y2 

B 

2

B  4 A C 2.A

y2  13.60333 Check regangan tulangan tarik :

 d  y2   0.003 y 2  

s

 

s

 0.01065


95


 y2  d'   0.003 y 2  

' s

 

' s

 0.00121


fy

y



y

 0.002

Ey

karena s

 0.01065

s

 y

Tulangan tarik leleh ....... Ok!

karena ' s  0.00121 ' s

 y


As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As  37.80156

cm2

( Tulangan tarik )

As'  As  As'  13.23054

cm2

( Tulangan tekan ) Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik :

As  37.80156

96

cm2


tulangan pakai :  tr

 2.2 cm

Astultr  0.25   tr

2


n 

As Astultr

n  9.94431 batang pakai : 10 batang D 22

Astrpakai  10 Astultr  38.01327 cm2 Tulangan Tekan :

As'  13.23054

cm2

tulangan pakai :  tk

 2.2 cm

Astultk  0.25   tk

Astultk  3.80133

2

cm2


n 

As' Astultk

n  3.48051 batang pakai : 4 batang D22 2

Astkpakai  4 0.25   tr  15.20531 cm2

Check ratio tulangan total :

97


Astrpakai  Astkpakai







 0.00921

b d

2. Tulangan Geser Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  400mm h  700mm Ey  200000MPa V1  325kN 

 0.7

Vn1 

V1 

Vn1  464.28571 kN


d'  45mm d  h  d'

d  655mm

1 Vc     fc MPab d 6 Vc  218333.33333 N Vsmax 

2 3


Vsmax  873333.33333N

98


V c

  Vc

V c

 152833.33333N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  76416.66667 N Vs1  Vn1  Vc

Vs1  245952.38095 N Gunakan diameter sengkang :  seng

 10mm 2

Aseng  4 0.25   seng

2




Spa1 


Spa1  200.7943 mm Suse 


Suse  200.7943 mm

99


Pakai sengkang : 4  10- 200 mm Daerah III (3/6 Bagian) :

b  400mm h  700mm Ey  200000MPa V2  270.9kN 

 0.7

Vn2 

V2 

Vn2  387000N


d'  45mm d  h  d' d  655mm

1 Vc     fc MPab d 6 Vc  218333.33333 N Vsmax 

2 3


Vsmax  873333.33333N V c

  Vc

V c

 152833.33333N

Vmin  0.5  Vc

100


Vmin  76416.66667 N Vs2  Vn2  Vc

Vs2  168666.66667 N Gunakan diameter sengkang :  seng

 10mm 2

Aseng  4 0.25   seng

2


1 min( 0.25 d 300 mm) if Vs2     fc M Pab d 3 fy fy     3 Aseng  16 Aseng  M Pa M Pa  otherwise min 0.5 d  600 mm   b  fc  b   M Pa  


Spa2 


Spa2  292.8014 mm Suse 


Suse  292.8014 mm

Pakai sengkang : 4  10- 250 mm Hasil perhitungan tulangan lentur dan tulangan geser pada penampang balok yang lain dapat dilihat pada Tabel 4.18, detail perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 5, dan gambar struktur balok dapat dilihat pada Lampiran 3.

101


Tabel 4.18 Perhitungan Tulangan Pokok (Lentur) dan Tulangan Sengkang (Geser) Lentur

b h (mm) (mm) 200

350

250

400

300

600

300

650

250

350

350

700

102

Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan

Mtot d` d Tulangan Tulangan V1  min maks (kNm) (mm) (mm) tarik tekan (kN) 2D22 35.180 43.055 61 289 0.01315 0.0035 0.02032 2D22 2D22 55.460 59.680 61 289 0.01315 0.0035 0.02032 2D22 2D22 22.540 54.730 61 339 0.00897 0.0035 0.02032 2D22 2D22 37.480 23.010 61 339 0.00897 0.0035 0.02032 2D22 4D22 289.000 352.000 81 519 0.00732 0.0035 0.02032 7D22 4D22 362.000 410.310 81 519 0.00977 0.0035 0.02032 8D22 4D22 327.960 525.000 81 569 0.00573 0.0035 0.02032 8D22 558.310 81 569 0.00954 0.0035 0.02032 10D22 5D22 410.720 2D22 42.090 67.800 61 289 0.00526 0.0035 0.02032 3D22 2D22 62.010 80.900 61 289 0.00526 0.0035 0.02032 3D22 2D22 63.600 192.000 61 639 0.0051 0.0035 0.02032 3D22 2D22 114.930 227.793 61 639 0.0068 0.0035 0.02032 4D22


Geser Diameter d` (mm) (mm) 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45 10 45

d Sengkang (mm) 305 10-150 305 10-150 355 10-175 355 10-175 555 10-150 555 10-100 605 10-150 605 10-100 305 10-150 305 10-150 655 10-250 655 10-250

4.6.2 Pelat a. Pelat 6 m x 4,5 m Tumpuan/Lapangan Strip Melintang (Myy) : Diketahui :

b  2250mm h  130mm Ey  200000MPa Mtot  27.12kN m

Mn 

Mtot 0.9

Mn  30.13333 kN m fc  25MPa fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d' d  105mm 



0.85 if fc  30M Pa 0.65 if fc  55M Pa


 0.85

Ratio tulangan tarik dan tekan   0 Rn 

Mn b d

2

Rn  1.21475 

N 2

mm

Disusun persamaan kuadrat untuk mencari rasio tulangan :

103


2

A  

fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

C  Rn 2

B 

B  4 A C

1



1

 0.00522

2 A

2

B 

B  4 A C

2



2

 0.17187

'

  1

'

0

2 A

Luas tulangan perlu : As   1b d 2

As  1232.05056 mm

A's   ' b d 2

A's  0 mm

Tinggi area regangan tekan : yc 

 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  7.27578 mm

Check regangan tulangan tarik : Regangan leleh baja : fy

y



y

 0.0012

104

Ey


 d  yc   0.003 y c  

s

 

s

 0.04029

Keterangan1 

"Tulangan tarik leleh !"if  s   y "Maaf Tulangan tarik tidak leleh, ulangi !"otherwise


 yc  d'   0.003  yc 

' s

 

' s

 0.00731

Keterangan2 

"Tulangan tekan leleh !"if ' s   y "Tidak ada tulangan tekan" if 

0

"Tulangan tekan tidak leleh"otherwise Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !" Keterangan2  "Tidak ada tulangan tekan"




1.4 fy

 0.00583

MPa

Keterangan3 


Keterangan3  "Pakai tulangan minimum !"

Rasio tulangan kondisi balance : syarat rasio maksimum tulangan tunggal :

b

fc   0.85   M Pa   fy  MPa 

b

 0.05376

 max

105

  600       600  fy   M Pa 

 0.75  b PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU OLEH RANI YOULANDA SIHOMBING

 max

 0.04032

Keterangan4 

"Pelat brittle tidak daktail, ulangi dan tebalkan p elat !" if  1   max "Pelat Daktail Ok!" otherwise

Keterangan4  "Pelat Daktail Ok!"

Luas Tulangan butuh : Asp 

 minb d  1  b d

if  1   min

2

 1378.125 mm

otherwise

( Tulangan pokok ) Tulangan yang digunakan : Tulangan Pokok : Tulangan pakai :  tr

 10mm

Astultr  0.25   tr

2 2

Astultr  78.53982 mm

jumlah tulangan pakai : Asp

ntr 

Astultr

ntr  17.55

batang

dipakai 18 batang ntr  18

Spasi :

Sp 

b ntr  1

Sp  132.35294 mm

pakai :  10 - 125 Tulangan Bagi 2

Asb  0.002 b h  585 mm

106


Tulangan pakai : b

 10mm

Astulb  0.25   b

2 2

Astulb  78.53982 mm

jumlah tulangan pakai : Asb

nb 

Astulb

nb  7.45

dipakai 8 batang Spasi :

b

Spb 

nb  1

Spb  321.42857 mm

pakai : pakai :  10 - 200

Asss  l

b Astulb 200mm

Asss



b d

2

 883.57293 mm

 0.00374

Tumpuan/Lapangan Strip Memanjang (Mxx) : Diketahui :

b  3000mm

h  130mm Ey  200000MPa Mtot  17kN m

Mn 

Mtot 0.9

Mn  18.88889 kN m fc  25MPa

107


fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d' d  105mm 



0.85 if fc  30M Pa 0.65 if fc  55M Pa


 0.85

Ratio tulangan tarik dan tekan   0 Rn 

Mn b d

2

Rn  0.57109 

N 2

mm

Disusun persamaan kuadrat untuk mencari rasio tulangan : 2

A  

fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

C  Rn B 

1



1

 0.00241

2 A

B 

2



2

 0.17467

108

2

B  4 A C

2

B  4 A C 2 A


'

  1

'

0

Luas tulangan perlu : As   1b d 2

As  759.9114 mm

A's   ' b d 2

A's  0 mm


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  3.3657 mm

Check regangan tulangan tarik : Regangan leleh baja : fy

y



y

 0.0012

s

 

s

 0.09059

Ey

 d  yc   0.003  yc 

Keterangan1 



 yc  d'   0.003  yc 

' s

 

' s

 0.01928

109


Keterangan2 


0

"Tulangan tekan tidak leleh"otherwise Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !" Keterangan2  "Tidak ada tulangan tekan"




1.4 fy

 0.00583

MPa

Keterangan3 



Rasio tulangan kondisi balance : syarat rasio maksimum tulangan tunggal :

b

fc  0.85     M Pa   fy  MPa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032

Keterangan4 

  600       600  fy   M Pa 



Luas Tulangan butuh : Asb 

 minb d  1 b d

110

if  1   min

2

 1837.5 mm

otherwise


( Tulangan pokok ) Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik : Tulangan pakai :  10mm

 tr

Astultr  0.25   tr

2 2


jumlah tulangan pakai : Asb

ntr 

Astultr

ntr  23.4

dipakai 24 batang ntr  24

Spasi :

b

Sp 

ntr  1

Sp  130.43478 mm

Pakai :  10 - 125

Ass 

b Astultr 100mm

2

 2356.19449 mm

ntr  10

Ass  l



111

b Astultr 100mm

Ass b d

2

 2356.19449 mm

 0.00748


Tulangan Bagi 2

Asb.  0.002 b h  780 mm


 10mm

Astulb  0.25   b

2 2

Astulb  78.53982 mm

jumlah tulangan pakai : Asb.

nb 

Astulb

nb  9.93

dipakai 10 batang Spasi :

b

Spb 

nb  1

Spb  333.33333 mm

pakai : 10 - 200

Asss 

b Astulb 200mm

2

 1178.09725 mm

nb  10 l



Asss b d

 0.00374

Hasil perhitungan tulangan pokok dan tulangan bagi pada pelat yang lain dapat dilihat pada Tabel 4.19, detail perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 6, dan gambar struktur pelat potongan arah Ly dapat dilihat pada Lampiran 3.

112


Tabel 4.19 Perhitungan Tulangan Pokok dan Tulangan Bagi Pelat Tipe Pelat

h (mm)

A 3000 mm x 3000 mm

120

B 3000 mm x 3000 mm

130

C 4000 mm x 4000 mm

130

D 5000 mm x 4500 mm

130

E 6000 mm x 4000 mm

130

F 6000 mm x 4500 mm

130

G 8000 mm x 4500 mm

130

H 2500 mm x 4000 mm

130

I

2500 mm x 2500 mm

130

J

2500 mm x 4500 mm

130

Arah Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x

Tulangan Tulangan pokok Bagi 10-150 10-150 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-80 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125

10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200

4.6.3 Kolom Pembebanan kolom meliputi seluruh kombinasi pembebanan ULS. Melalui hasil analisis ETABS diambil gaya aksial maksimum dan momen maksimum antara bagian pembebanan gravitasi (kombinasi pembebanan a dan b), bagian pembebanan gempa x (kombinasi pembebanan c sampai k), dan bagian pembebanan gempa y (kombinasi pembebanan l sampai r). Momen dan gaya aksial tersebut diinput ke dalam Pca col untuk mendapatkan diagram interaksi kolom dan desain tulangan kolom. Berikut adalah dimensi masing-masing kolom beserta beban aksial dan momen maksimumnya :

113


Tabel 4.20 Beban Maksimum Kolom Jenis Kolom

Dimensi (cm)

K30x30

b=30 h=30

K65x65

b=65 h=65

K80x80

b=80 h=80

Pmax (kN) Gravitasi Gempa X Gempa Y Gravitasi Gempa X Gempa Y Gravitasi Gempa X Gempa Y

59 93 86 1022 1081 948 1638 1759 1544

Mmax (kNm) Gravitasi Gempa X Gempa Y Gravitasi Gempa X Gempa Y Gravitasi Gempa X Gempa Y

42 81 77 318 984 978 245 2455 2444

a. Penulangan Lentur Berikut adalah gambar diagram interaksi kolom dengan letak masing-masing beban dan tulangannya hasil analisis dari Pca col dimana beban berada dalam daerah kapasitas kolom, berarti kolom dapat memikul beban tersebut dengan dimensi dan tulangan yang tersedia.

a)

114


b)

c) Gambar 4.20. Diagram Interaksi Kolom Pca col a) Kolom 30x30 b) Kolom 65x65 c) Kolom 80x80 Masing-masing tulangan pada ketiga jenis kolom dapat dilihat pada Tabel 4.21 berikut.

115


Tabel 4.21 Hasil Analisis Tulangan Kolom Jenis No Kolom 1 2 3

K1 K2 K3

Dimensi (mm) b h 300 300 650 650 800 800

Rasio Tulangan Tulangan Pokok % 6D22 2,53 32D22 2,88 50D22 2,97

b. Penulangan Geser Kolom Kolom 650 x 650

b  650mm

h  650mm Ey  200000MPa Vx  343kN 

 0.7

Vy  84kN Vgab  Vx  Vy  427 kN

Vn 

Vgab 

Vn  610 kN fc  25MPa fy  240MPa

d'  45mm d  h  d'

d  605mm Gaya Aksial (P) Ptot  1081kN

Sumbangan kuat geser beton

 

Vc   1 

116

1  1     fc MPab d  14 b h MPa   6  Ptot




Vc  387.5989 kN Vcmax  0.3  fc MPab d  1 

0.3 Ptot b h



1 MPa

Vcmax  784.23964 kN Vcdis 

Vc if Vc  Vcmax Vcmax otherwise

Vcdis  387.5989 kN Vsmax  0.67 b d  fc MPa  1317.3875 kN 

Vcdis  271.31923 kN

Vmin  0.5  Vcdis  135.65962 kN Vs  Vn  Vcdis  222.4011 kN Catatan1  "Penamp ang cukup untuk menahan gaya geser"

Gunakan diameter sengkang :  seng

 10mm

Aseng  2 0.25   seng

2 2

Aseng  157.07963 mm

Spmax 

1 min( 0.25 d 300 mm) if Vs     fc M Pab d 3 fy   3 Aseng    M Pa min 0.5 d  600 mm otherwise b  

Spmax  173.9959 mm

Jarak sengkang butuh : Spasi Pakai : Spa1 

Aseng fy d Vs

Spa1  102.55328 mm

117


Suse 


Suse  102.55328 mm

Pakai sengkang :

2 - 100 mm

Perhitungan sengkang kolom yang lainnya dapat dilihat pada Lampiran 7 sedangkan gambar struktur kolom dapat dilihat pada Lampiran 3.

4.6.4 Tangga Tumpuan/Lapangan Strip Melintang (Myy) : Diketahui :

b  1000mm

h  120mm Ey  200000MPa Mtot  15.846kN m

Mn 

Mtot 0.9

Mn  17.60667 kN m fc  25MPa fy  240MPa

d'  25mm d  h  d' d  95mm 



0.85 if fc  30M Pa 0.65 if fc  55M Pa

 fc   30   M Pa  if 30M Pa  fc  55M Pa 0.85  0.05  7  

118




 0.85

Ratio tulangan tarik dan tekan :   0 Mn

Rn 

b d

2

Rn  1.95088 

N 2

mm

Disusun persamaan kuadrat untuk mencari rasio tulangan: 2

A  

fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

C  Rn B 

1



1

 0.00854

2

B  4 A C 2 A

B 

2



2

 0.16854

'

  1

'

0

2

B  4 A C 2 A


As   1b d 2

As  811.35299 mm

119


A's   ' b d 2

A's  0 mm


yc 

 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 


fy

y



y

 0.0012

s

 

s

 0.02344

Ey

 d  yc   0.003  yc 

Keterangan1 



 yc  d'   0.003  yc 

' s

 

' s

 0.00396

Keterangan2 


0

"Tulangan tekan tidak leleh"otherwise

Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !"

120


Keterangan2  "Tidak ada tulangan tekan" 

 min

1.4 fy

 0.00583

MPa

Keterangan3 


Keterangan3  "p > p min Ok !" Rasio tulangan kondisi balance : syarat rasio maksimum tulangan tunggal :

b

fc  0.85     M Pa   fy  MPa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032

Keterangan4 

  600       600  fy   M Pa 


Keterangan4  "Pelat Daktail Ok!" Luas Tulangan butuh : Asp 

 minb d  1  b d

if  1   min

2

 811.35299 mm

otherwise

Tulangan Pokok :  tr

121

 10mm


Astultr  0.25   tr

2 2



Asp

ntr 

Astultr

ntr  10.33

batang

dipakai 11 batang

ntr  11 Spasi :

Sp 

b ntr  1

Sp  100 mm pakai :  10 - 100 Tulangan Bagi 2

Asb  0.002 b h  240 mm


 10mm

Astulb  0.25   b

2 2

Astulb  78.53982 mm


nb 

122

Asb Astulb PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU OLEH RANI YOULANDA SIHOMBING

nb  3.06 batang dipakai 4 batang

nb  4 Spasi :

b

Spb 

nb  1

Spb  333.33333 mm pakai :  10 - 200

Asss 

b Astulb 200mm

2

 392.69908 mm

Tumpuan/Lapangan Strip Memanjang (Mxx) : l

Asss



b d

 0.00413

Diketahui :

b  1000mm h  120mm Ey  200000MPa Mtot  4.484kN m Mn 

Mtot 0.9

Mn  4.98222 kN m


123


d'  25mm d  h  d'

d  95mm 



0.85 if fc  30M Pa 0.65 if fc  55M Pa


 0.85

Ratio tulangan tarik dan tekan :   0 Rn 

Mn b d

2

Rn  0.55205 

N 2

mm


A  

fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

C  Rn B 

1



1

 0.00233

124

2

B  4 A C 2 A


2

B 

B  4 A C

2



2

 0.17475

'

  1

'

0

2 A


As   1b d 2

As  221.43315 mm

A's   ' b d 2

A's  0 mm


yc 

 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 


fy

y



y

 0.0012

s

 

s

 0.09387

Ey

 d  yc   0.003 y c  

125


Keterangan1 



 yc  d'   0.003  yc 

' s

 

' s

 0.02249

Keterangan2 


0

"Tulangan tekan tidak leleh"otherwise

Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !"

Keterangan2  "Tidak ada tulangan tekan"  min



1.4 fy

 0.00583

MPa

Keterangan3 


Keterangan3  "Pakai tulangan minimum !" Rasio tulangan kondisi balance : syarat rasio maksimum tulangan tunggal :

b

fc  0.85     M Pa   fy  MPa 

b

 0.05376

 max

126

  600     f   600  y   M Pa 

 0.75  b PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU OLEH RANI YOULANDA SIHOMBING

 0.04032

 max

Keterangan4 


Keterangan4  "Pelat Daktail Ok!" Luas Tulangan butuh : Asb 

 minb d  1  b d

if  1   min

2

 554.16667 mm

otherwise

( Tulangan pokok )  tr

 10mm

Astultr  0.25   tr

2 2



Asb

ntr 

Astultr

ntr  7.06

batang

dipakai 10 batang

ntr  10 Spasi :

Sp 

b ntr  1

Sp  111.11111 mm pakai :  10 - 100

127


b Astultr

Ass 

90mm

2

 872.66463 mm

Tulangan Bagi 2

Asb.  0.002 b h  240 mm


 10mm

Astulb  0.25   b

2 2

Astulb  78.53982 mm


Asb.

nb 

Astulb


nb  4 Spasi :

Spb 

b nb  1

Spb  333.33333 mm pakai :  10 - 200

Asss 

b Astulb 200mm

2

 392.69908 mm

Gambar struktur tangga dapat dilihat pada Lampiran 3.

128


BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pembahasan Perencanaan Struktur Gedung Ruang Belajar Sekolah Menengah Atas 3 Lantai di Provinsi Riau, penulis menyampaikan beberapa kesimpulan sebagai berikut : a. Proses perencanaan struktur beton bertulang meliputi tahap pradesain, pemodelan, pembebanan, analisis dan desain elemen struktur sesuai dengan SNI 03-1726-2002, SNI 03-2847-2002, dan SNI 1727-1989. Mutu beton yang digunakan adalah 25 MPa sedangkan mutu baja 400 MPa dan 240 MPa. Hasil desain masing-masing elemen struktur dapat dilihat pada Tabel 5.1, Tabel 5.2, dan Tabel 5.3 berikut.

Tabel 5.1 Hasil Desain Tulangan Balok Tipe

b (mm)

h (mm)

A

200

350

B

250

400

C

300

550

D

300

600

E

300

650

F

250

350

G

350

700

H

400

700

129

Daerah Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan

Tulangan Tulangan Sengkang tarik tekan 2D22 2D22 2D22 2D22 4D22 5D22 7D22 8D22 8D22 10D22 3D22 3D22 3D22 4D22 9D22 10D22

2D22 2D22 2D22 2D22 2D22 2D22 4D22 4D22 4D22 5D22 2D22 2D22 2D22 2D22 4D22 4D22


10-150 10-150 10-175 10-175 10-250 10-250 10-250 10-100 10-150 10-100 10-150 10-150 10-250 10-250 10-250 10-200

Tabel 5.2 Hasil Desain Tulangan Pelat Tipe Pelat

Tebal (mm)

A

3000 mm x 3000 mm

120

B

3000 mm x 3000 mm

130

C

4000 mm x 4000 mm

130

D

5000 mm x 4500 mm

130

E

6000 mm x 4000 mm

130

F

6000 mm x 4500 mm

130

G

8000 mm x 4500 mm

130

H

2500 mm x 4000 mm

130

I

2500 mm x 2500 mm

130

J

2500 mm x 4500 mm

130

Arah Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x Arah y Arah x

Tulangan Tulangan pokok Bagi 10-150 10-150 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-80 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125 10-125

10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200 10-200

Tabel 5.3 Hasil Desain Tulangan Kolom

No

Jenis Kolom

1 2 3

K1 K2 K3

Dimensi (mm) B H 300 300 650 650 800 800

Rasio Tulangan Tulangan Sengkang Pokok % 10-125 6D22 2,53 10-100 32D22 2,88 10-100 50D22 2,97

Tulangan tangga pada daerah tumpuan dan daerah lapangan arah x dan arah y yaitu tulangan pokok 10-100 dan tulangan bagi yaitu 10-200.

130


5.2 Saran a. Proses

perencanaan

dengan

memakai

bantuan

sofware

memang

mempercepat proses perencanaan struktur. Maka diperlukan penguasaan terhadap penggunaan software dengan fasih agar tidak merepotkan bila sudah memulai perencanaan. b. Untuk perencanaan lebih lanjut sebaiknya direncanakan bangunanbangunan lainnya yang termasuk ke dalam SMA yaitu bangunan kantor, bangunan laboratorium, dan lain sebagainya.

131


DAFTAR PUSTAKA

Asroni, A., 2010a. Balok Dan Pelat Beton Bertulang. Graha Ilmu. Yogyakarta. Asroni, A., 2010b. Kolom, Fondasi dan Balok T Beton Bertulang. Graha Ilmu. Yogyakarta. Iswandi & Fajar., 2010. Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Penerbit ITB. Bandung. Novan, Andre. 2008. Struktur Beton Bertulang. Diktat. Peraturan Menteri Pendidikan Nasional. 2007. Standar Sarana dan Prasarana Sekolah/ Madrasah Pendidikan Umum. Pedoman Standarisasi Bangunan Dan Perabot Sekolah Menengah Atas. 2011. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Struktur Bangunan Gedung. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta. SNI 03-1726-2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta. SNI 03-1727-1989. Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta.

132


4500

II-1

TEKNIK SIPIL DIII

4500

UNIVERSITAS RIAU

4000

NAMA GAMBAR

9000

DENAH LANTAI 1

1075

DIGAMBAR

8000

2500

2500

3000

6000

6000

10000

6000

6000

3000

2500

2500

8000

1075

RANI YOULANDA S 1307035771

DIPERIKSA

N

DOSEN PEMBIMBING 1 JOLEHA, ST., MM DOSEN PEMBIMBING 2 ANDRE NOVAN , ST., MT

SKALA 1:250

II-2

4500 4500 4000

UNIVERSITAS RIAU

NAMA GAMBAR

DENAH LANTAI 2

DIGAMBAR

2500

9000

2500

TEKNIK SIPIL DIII

RANI YOULANDA S 1307035771 8000

2500

2500

3000

6000

6000

2500

5000

2500

6000

6000

3000

2500

2500

8000

DIPERIKSA

N


SKALA 1:250

4500

TEKNIK SIPIL DIII UNIVERSITAS RIAU

4500

2500

II-3

4000

NAMA GAMBAR

9000

DENAH LANTAI 3

2500

DIGAMBAR

RANI YOULANDA S 1307035771 8000

2500

2500

3000

6000

6000

2500

5000

2500

6000

6000

3000

2500

2500

8000

DIPERIKSA

N


SKALA 1:250

II-4

TEKNIK SIPIL DIII

6000

UNIVERSITAS RIAU

NAMA GAMBAR

17000

DENAH LANTAI 4

2050

DIGAMBAR

1300

11775

3000

14500

5000

14500

3000

11775


1300

DIPERIKSA

N


SKALA 1:250

II-5

6150


16000

NAMA GAMBAR

DENAH LANTAI 5

DIGAMBAR

13000

3150

33850

3150

13000


DIPERIKSA

N


SKALA 1:250


NAMA GAMBAR

TAMPAK DEPAN TUT WURI HANDAYANI

DIGAMBAR


DIPERIKSA DOSEN PEMBIMBING 1 JOLEHA, ST., MM DOSEN PEMBIMBING 2 ANDRE NOVAN , ST., MT

SKALA 1:250


NAMA GAMBAR

TAMPAK BELAKANG

DIGAMBAR



SKALA 1:250


NAMA GAMBAR

TAMPAK SAMPING KANAN

DIGAMBAR



SKALA 1:250


NAMA GAMBAR

TAMPAK SAMPING KIRI

DIGAMBAR



SKALA 1:250

III-1


NAMA GAMBAR

DETAIL BALOK

DIGAMBAR



SKALA 1:10

III-2


NAMA GAMBAR

DETAIL BALOK

DIGAMBAR



SKALA 1:10

300

300


K1

Skala: 1:10

NAMA GAMBAR

DETAIL KOLOM

800

650

DIGAMBAR


DIPERIKSA

650 800 K2

Skala: 1:10 K3

Skala: 1:10


SKALA 1:10

III-4

TEKNIK SIPIL DIII PELAT A

UNIVERSITAS RIAU

Skala: 1:25

NAMA GAMBAR

DETAIL PELAT

DIGAMBAR

PELAT B


Skala: 1:25

DIPERIKSA


PELAT C Skala: 1:25

SKALA Pada Gambar

III-5

PELAT D Skala: 1:25


NAMA GAMBAR

DETAIL PELAT

PELAT E Skala: 1:25

DIGAMBAR


DIPERIKSA PELAT F Skala: 1:25


SKALA PELAT G Skala: 1:25

Pada Gambar

III-6

TEKNIK SIPIL DIII UNIVERSITAS RIAU PELAT H Skala: 1:25

NAMA GAMBAR

DETAIL PELAT

DIGAMBAR

PELAT I Skala: 1:25


DIPERIKSA


PELAT J Skala: 1:25

SKALA Pada Gambar

III-7


NAMA GAMBAR

DENAH TANGGA

DIGAMBAR


DIPERIKSA


SKALA 1:25

III-8


NAMA GAMBAR

DENAH TANGGA

DIGAMBAR


DIPERIKSA


SKALA 1:25

III-9


NAMA GAMBAR

DENAH TANGGA

DIGAMBAR


DIPERIKSA


SKALA 1:25

V-1 a. Perhitungan Tulangan Balok 20x35 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  200mm

h  350mm

Mtot  43.0549kN m

Ey  200000MPa

2

b h  70000 mm

fy  400MPa

fc  25MPa

d'  61mm

d  h  d'

d  289mm

Mtot

Mn  

Mn  53.81862 kN m

0.8



0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa

 fc   30   M Pa  if 30M Pa  fc  55M Pa 0.85  0.05  7   Ratio tulangan tarik dan tekan Rn 

Mn b d

2

Rn  3.22186 



:

 0

N 2

mm


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy (1   ) 

2

B  4 A C 2 A

1

 0.00878



d

fy (d  d')

C  Rn

V-2 B 

2



'

  1

2

B  4 A C 2 A '

2

 0.09747

0

Luas tulangan perlu : 2

As   1b d

As  507.49733 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  56.19348 mm

Check regangan tulangan tarik : s

 d  yc     0.003 y c  

s


 0.01243


' s

 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.00026

Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !" Keterangan2  "Tulangan tekan tidak leleh !"


 fc   M Pa  1.4  min  max  fy fy 4    M Pa MPa

     

 min

Keterangan3  "p.1 > pmin Ok !"

 0.0035

y



fy Ey

y

 0.002

V-3 Rasio tulangan kondisi balance :

b

fc  0.85     M Pa   fy  MPa 

  600       600  fy   M Pa 

b

 0.02709


 0.75  b

 0.02032

 max

syarat max ratio tulangan ganda : Syarat  "Tidak ada tulangan tekan, maka abaikan rumus dalam tanda kurung"  maxganda



fy       '  M Pa   if ' s   y 0.75  b   fy      MP a  Ey ' s       '  M Pa   otherwise 0.75  b   fy    MP a   

 maxganda

 0.02032

Keterangan4  "Balok Daktail Ok!"

Luas Tulangan butuh : ( Tulangan tarik )

2

Asb  507.49733 mm

A'sb  ' b d

2

A'sb  0 mm

( Tulangan tekan )

Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik Tulangan pakai :

 tr

Astultr  0.25   tr

 22mm


jumlah tulangan pakai : ntr  ceil  pakai : 2 batang D ntr Astultr  pakai   0.01315 b d

2

ntr  2 batang

2

Astultr  380.13271 mm

V-4

Tulangan Tekan Tulangan pakai :

 tk

Astultk  0.25   tk

 22mm


jumlah tulangan pakai : ntk  ceil 

2

ntk  0 batang


b  20 cm

h  35 cm

fc  250 kg / cm2

fy  4000 kg /cm2

d'  6.1 cm

d  h  d'



 0.85

d  28.9 cm

Ey  2000000 kg /cm2

Mtot  596800 kgcm

Mn 

b

Mtot

Mn  746000

0.8

 0.85  fc   6000     f y    6000  fy 

 

 max

 0.75  b

 max

kg cm

b

 0.02709

 0.02032

Ratio tulangan tarik dan tekan



 0

Disusun persamaan kuadrat : A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy (d  d')

C  Mn  fy   fy 

2

Astultk  380.13271 mm

V-5 y1  y2 

2

B 

B  4 A C

y1  59.88639

2 A 2

B 

B  4 A C

y2  8.11361

2.A


 d  y2   0.003 y 2  

 

s

 0.00769

' s

 0.00074

y

 0.002

Check regangan tulangan tekan : ' s

 y2  d'   0.003  y2 

 

Regangan leleh baja : y



fy Ey

karena

s

 0.00769

s

 y


karena

' s

 0.00074

' s

 y


As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As'  As 

As  7.3276

As'  0 cm2

cm2

( Tulangan tarik ) ( Tulangan tekan )

Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik : As  7.3276

cm2

tulangan pakai :  tr  2.2 cm

Astultr  0.25   tr

2

Astultr  3.80133 cm2

V-6

n  1.92764 pakai :

batang

2 batang D 22 2

Aspakai  2 0.25   tr  7.60265

Check ratio tulangan total : 



'



 min

Aspakai b d As' b d 

1.4 fy



 0.01315

'

0

 min

 0.0035



  min........ .Ok

10

Tulangan Tekan : As'  0 cm2

tulangan pakai :  tk  2.2 cm

Astultk  0.25   tk

2

Astultk  3.80133 cm2

jumlah tulangan pakai : pakai :

2 batang D22

n 

As' Astultk

n  0 batang

V-7 b. Perhitungan Tulangan Balok 25x40 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  250mm

h  400mm

Mtot  54.73kN m

Ey  200000MPa

b h  100000 mm

2

fy  400MPa

fc  25MPa

d'  61mm

d  h  d'

d  339 mm

Mtot

Mn  

Mn  68.4125 kN m

0.8



0.85 if fc  30MPa



 0.85

0.65 if fc  55MPa

 fc   30   MPa  if 30MPa  fc  55MPa 0.85  0.05  7  

Rn 

Mn b d

2

Rn  2.3812 

 0




N mm

2


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy ( 1   ) 



d

2

B  4 A C 2 A

1

 0.00633

fy ( d  d')

C  Rn

V-8

B 

2



'

  1

2

B  4 A C 2 A '

2

 0.09992

0

Luas tulangan perlu : As   1b d

As  536.4792 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  47.52203 mm


 d  yc     0.003 y c  

s


 0.0184


' s

 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.00085


 min

 fc   MPa  1.4  max  fy fy 4    MPa MPa

     

Keterangan3  " .1 >  min Ok !"

 min

 0.0035

y



fy Ey

y

 0.002


b

fc  0.85     MPa   fy  MPa 

  600     600  fy  MPa

   

b

 0.02709


 0.75  b

 max

 0.02032

syarat max ratio tulangan ganda : Syarat  "Tidak ada tulangan tekan, maka abaikan rumus dalam tanda kurung"

 maxganda



fy       '  MPa   if ' s   y 0.75  b     fy    MPa    Ey ' s     '  MPa   otherwise 0.75  b   fy      MPa 

 maxganda

 0.02032


Luas Tulangan butuh :

Asb  536.4792 mm A'sb   ' b d

( Tulangan tarik )

2

A'sb  0 mm

2

( Tulangan tekan )


 tr

Astultr  0.25   tr

 22mm


jumlah tulangan pakai : ntr  ceil  pakai : 2 batang D  pakai



2 Astultr b d

 0.00897

2

ntr  2 batang

Astultr  380.13271 mm

2

V-10


 tk

Astultk  0.25   tk

 22mm



2

ntk  0 batang


b  25 cm

h  40 cm

fc  250 kg / cm2

fy  4000 kg /cm2

d'  6.1 cm

d  h  d'



 0.85

d  33.9 cm

Ey  2000000 kg /cm2

Mtot  230100 kgcm

Mn 

b

Mtot

Mn  287625

0.8

 0.85  fc   6000      fy   6000  fy 

 

 max

 0.75  b

 max

kg cm

b

 0.02709

 0.02032




 0

Disusun persamaan kuadrat :

A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy ( d  d')

Astultk  380.13271 mm

2

V-11 C  Mn  fy   fy 

y1  y2 

2

B 

B  4 A C 2 A

B 

B  4 A C 2.A

y1  77.83931

2

y2  1.9254


 d  y2   0.003  y2 

 

s

 0.04982

' s

 0.0065

y

 0.002


 y2  d'   0.003  y2 

 




fy Ey

karena

s

 0.04982

s

 y


karena

' s

 0.0065

' s

 y


As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As'  As 

As  2.1736

cm2

As'  0 cm2


Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik : As  2.1736

cm2

Astultr  0.25   tr


2



n 

As Astultr

n  0.5718

batang

V-12 pakai :

2 batang D 22 2

Aspakai  2 0.25   tr  7.60265

2

cm




'



 min


1.4 fy



 0.00897

'

0

 min

 0.0035



  min.........Ok

10

Tulangan Tekan : A  0 cm2 s'


Astultk  0.25   tk

2



2 batang D22

n 

As' Astultk

n  0 batang

V-13

c. Perhitungan Tulangan Balok 30x60 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  300mm

h  600mm

Mtot  352kN m

Ey  200000MPa

b h  180000 mm

2

fy  400MPa

fc  25MPa

d'  81mm

d  h  d'

d  519 mm

Mtot

Mn  

Mn  440 kN m

0.8



0.85 if fc  30MPa



 0.85

0.65 if fc  55MPa


Rn 

Mn b d

2

 0.5




Rn  5.44499 

N mm

2


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy ( 1   ) 



d

2

B  4 A C 2 A

1

 0.01537

fy ( d  d')

C  Rn

V-14

B 

2



'

  1

2

B  4 A C 2 A '

2

 0.37647

 0.00768


As   1b d

As  2392.68892 mm

A's   ' b d

A's  1196.34446 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  88.31147 mm


 d  yc     0.003 y c  

s


 0.01463


' s

 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.00025



 min


     


 min

 0.0035

y



fy Ey

y

 0.002

V-15


b

fc   0.85   MPa   fy  MPa 

  600     600  fy  MPa

   

b

 0.02709


 0.75  b

 max

 0.02032


Syarat  "Karena tulangan tekan tak leleh maka tegangan fs' "

 maxganda




 maxganda

 0.02104



Asb  2392.68892 mm A'sb   ' b d

( Tulangan tarik )

2

A'sb  1196.34446 mm

2

( Tulangan tekan )


 tr

Astultr  0.25   tr

 22mm


jumlah tulangan pakai : ntr  ceil  pakai : 7 batang D

ntr  7

2

batang

Astultr  380.13271 mm

2

V-16 Tulangan Tekan Tulangan pakai :

 tk

Astultk  0.25   tk

 22mm



2

ntk  4 batang

pakai : 4 batang D 22

 pakai



 7 Astultr    4 Astultk  b d

 0.00732

Tumpuan

b  30 cm

h  60 cm

fc  250 kg / cm2

fy  4000 kg /cm2

d'  8.1

d  h  d'



cm

Ey  2000000 kg /cm2

 0.85

Mtot  4103100

Mn 

b

kgcm

Mtot

Mn  5128875

0.8

 0.85  fc   6000      fy   6000  fy 

 

 max

d  51.9 cm

 0.75  b

 max

b

kg cm

 0.02709

 0.02032




 0.35


A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy ( d  d')

Astultk  380.13271 mm

2

V-17 C  Mn  fy   fy 

y1  y2 

2

B 

B  4 A C 2 A

B 

B  4 A C 2.A

y1  164.03397

2

y2  13.57689


 d  y2   0.003  y2 

 

s

 0.00847

' s

 0.00121

y

 0.002


 y2  d'   0.003  y2 

 




fy Ey

karena

s

 0.00847

s

 y


karena

' s

 0.00121

' s

 y


As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As'  As 

As  28.29606 cm2

As'  9.90362

cm2


Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik : As  28.29606 cm2


Astultr  0.25   tr

2


V-18

n  7.44373 pakai :

batang

8 batang D 22 2

2

Aspakai  8 0.25   tr  30.41062

cm

Tulangan Tekan : As'  9.90362

Astultk  0.25   tk


cm2

2

Astultk  3.80133 cm2 n 


4 batang D22

Astkpakai  4 0.25   tk

2




Aspakai  Astkpakai  0.00977 b d

As' Astultk

n  2.60531

batang

V-19 d. Perhitungan Tulangan Balok 25x35 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  250mm

h  350mm


Ey  200000MPa

b h  87500 mm

2

fy  400MPa

fc  25MPa

d'  61mm

d  h  d'

d  289 mm

Mtot

Mn  

Mn  84.75 kN m

0.8



0.85 if fc  30MPa



 0.85

0.65 if fc  55MPa

 fc   30   MPa  if 30MPa  fc  55MPa 0.85  0.05  7   Ratio tulangan tarik dan tekan

Rn 

Mn b d

2

 0.2



Rn  4.05886 

N mm

2


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy ( 1   ) 



d

2

B  4 A C 2 A

1

 0.01141

fy ( d  d')

C  Rn

V-20

B 

2



'

  1

2

B  4 A C 2 A '

2

 0.14759

 0.00228


As   1b d

As  824.63746 mm

A's   ' b d

A's  164.92749 mm

2


yc 

 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  58.43798 mm


 d  yc     0.003 y c  

s


 0.01184


' s

 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.00013


 min

 fc   MPa  1.4  max  fy fy  4  MPa MPa

     


 min

 0.0035

y



fy Ey

y

 0.002


b

fc   0.85   MPa   fy  MPa 

  600     600  fy  MPa

   

b

 0.02709

syarat rasio maksimum tulangan tunggal :  max  0.02032  max  0.75  b syarat max ratio tulangan ganda :

Syarat  "Karena tulangan tekan tak leleh maka tegangan fs' " fy       '  MPa   if ' s   y  maxganda  0.75  b     fy    MPa    Ey ' s     '  MPa   otherwise 0.75  b   fy      MPa  Keterangan4  "Balok Daktail Ok!"

 maxganda

 0.02021


Asb  824.63746 mm A'sb   ' b d

( Tulangan tarik )

2

A'sb  164.92749 mm

2

( Tulangan tekan )


 tr

Astultr  0.25   tr

 22mm

 Asb   ntr  3  Astultr 

jumlah tulangan pakai : ntr  ceil 

2

batang

Astultr  380.13271 mm

2

V-22 pakai : 3 batang D 22 Tulangan Tekan Tulangan pakai :

 tk

Astultk  0.25   tk

 22mm



2

ntk  1 batang


 pakai




 0.00526

Tumpuan

b  25 cm

h  35 cm

fc  250 kg / cm2

fy  4000 kg /cm2

d'  6.1

d  h  d'



cm

Ey  2000000 kg /cm2

 0.85

Mtot  809000

Mn 

b

kgcm

Mtot

Mn  1011250

0.8

 0.85  fc   6000     f y    6000  fy 

 

 max

d  28.9 cm

 0.75  b

 max

b

kg cm

 0.02709

 0.02032




 0.2


A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy (d  d')

Astultk  380.13271 mm

2

V-23

C  Mn  fy   fy 

y1  y2 

2

B 

B  4 A C 2 A

B 

B  4 A C 2.A

y1  74.32195

2

y2  7.08981


 d  y2   0.003  y2 

 

s

 0.00923

' s

 0.00042

y

 0.002


 y2  d'   0.003  y2 

 




fy Ey

karena

s

 0.00923

s

 y


karena

' s

 0.00042

' s

 y


As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As'  As 

As  10.00466 cm2

As'  2.00093

cm2


Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik :

As  10.00466 cm2

Astultr  0.25   tr


2


n 

As Astultr

n  2.63189

batang

V-24 pakai :

3 batang D 22 2

2

Aspakai  3 0.25   tr  11.40398

cm

Tulangan Tekan :

As'  2.00093

n 

2 batang D22

Astkpakai  2 0.25   tk

2




Aspakai  Astkpakai b d

2



Astultk  0.25   tk


cm2

 0.00526

As' Astultk

n  0.52638

batang

V-25 e. Perhitungan Tulangan Balok 35x65 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  350mm

h  650mm

Mtot  525kN m

Ey  200000MPa 2

b h  227500 mm

fy  400MPa

fc  25MPa

d'  81mm

d  h  d'

d  569mm

Mtot

Mn  

Mn  583.33333 kN m

0.9



0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa

 fc   30   M Pa  if 30M Pa  fc  55M Pa 0.85  0.05  7   

Ratio tulangan tarik dan tekan Rn 

Mn b d

2

Rn  5.14783 

 0.5

N 2

mm


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy (1   ) 



d

2

B  4 A C 2 A

1

 0.01438

fy (d  d')

C  Rn

V-26 B 

2



'

  1

2

B  4 A C

'

 0.38037

2

2 A

 0.00719


As   1b d

As  2863.69829 mm

A's   ' b d

A's  1431.84914 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  90.59649 mm


 d  yc     0.003 y c  

s


 0.01584


' s

 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.00032



 fc   M Pa  1.4  min  max  fy fy  4  M Pa MPa

     

 min


 0.0035

y



fy Ey

y

 0.002


b

fc  0.85     M Pa   fy  MPa 

  600       600  fy   M Pa 

b

 0.02709


 0.75  b

 max

 0.02032


Syarat  "Karena tulangan tekan tak leleh maka tegangan fs' "  maxganda



fy       '  M Pa   if ' s   y 0.75  b     fy    MP a    Ey ' s     '  M Pa   otherwise 0.75  b   fy      MP a 

 maxganda

 0.02118


Luas Tulangan butuh : ( Tulangan tarik )

2

Asb  2863.69829 mm

A'sb  ' b d

2

A'sb  1431.84914 mm

( Tulangan tekan )


 tr

Astultr  0.25   tr

 22mm


jumlah tulangan pakai : ntr  ceil  pakai : 8 batang D

ntr  8

2

batang

2

Astultr  380.13271 mm

V-28 Tulangan Tekan Tulangan pakai :

 tk

Astultk  0.25   tk

 22mm



ntk  4

2

batang




 pakai


 0.00573

Tumpuan

b  35 cm

h  65 cm

fc  250 kg / cm2

fy  4000 kg /cm2

d'  8.1

d  h  d'

cm

 0.85 Mtot  5583100 

Mn 

b

Ey  2000000 kg /cm2 kgcm

Mtot

Mn  6978875

0.8

 0.85  fc   6000     f y    6000  fy 

 

 max

d  56.9 cm

 0.75  b

 max

b

kg cm

 0.02709

 0.02032




 0.5

Disusun persamaan kuadrat : A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy (d  d')

2

Astultk  380.13271 mm

V-29

C  Mn  fy   fy  y1  y2 

B 

2

B  4 A C

y1  237.78214

2 A B 

2

B  4 A C

y2  10.92374

2.A


 d  y2   0.003 y 2  

 

s

 0.01263

' s

 0.00078

y

 0.002


 y2  d'   0.003 y 2  

 




fy Ey

karena

s

 0.01263

s

 y


karena

' s

 0.00078

' s

 y


As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As'  As 

As  34.52926 cm2

As'  17.26463 cm2


Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik : As  34.52926 cm2

Astultr  0.25   tr


2



n 

As Astultr

n  9.08347

batang

V-30 pakai :

10 batang D 22 2

Aspakai  10 0.25   tr  38.01327

2

cm

Tulangan Tekan : Astultk  0.25   tk


As'  17.26463 cm2

2

Astultk  3.80133 cm2 n 


5 batang D22

Astkpakai  5 0.25   tk

2




Aspakai  Astkpakai b d

 0.00954

As' Astultk

n  4.54174

batang

V-31 f. Perhitungan Tulangan Balok 35x70 1. Tulangan Lentur Lapangan Data perencanaan :

b  350mm

h  700mm

Mtot  192kN m

Ey  200000MPa

b h  245000 mm

2

fy  400MPa

fc  25MPa

d'  61mm

d  h  d'

d  639 mm

Mtot

Mn  

Mn  240 kN m

0.8



0.85 if fc  30MPa



 0.85

0.65 if fc  55MPa


Rn 

Mn b d

2

 0




Rn  1.67935 

N mm

2

Disusun persamaan kuadrat untuk mencari rasio tulangan () : 2

A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy ( 1   ) 



d

2

B  4 A C 2 A

1

 0.00438

fy ( d  d')

C  Rn

V-32

B 

2



'

  1

2

B  4 A C 2 A '

2

 0.10187

0


As   1b d

As  979.3278 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  61.96439 mm


 d  yc     0.003 y c  

s


 0.02794


' s

 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.00005


 min


     


 min

 0.0035

y



fy Ey

y

 0.002


b

fc  0.85     MPa   fy  MPa 

  600     600  fy  MPa

   

b

 0.02709


 0.75  b

 max

 0.02032


Syarat  "Tidak ada tulangan tekan, maka abaikan rumus dalam tanda kurung"

 maxganda




 maxganda

 0.02032

Keterangan4  "Balok Daktail Ok!" Luas Tulangan butuh :

Asb  979.3278 mm A'sb   ' b d

( Tulangan tarik )

2

A'sb  0 mm

2

( Tulangan tekan )


 tr

Astultr  0.25   tr

 22mm


jumlah tulangan pakai : ntr  ceil 

2

ntr  3 batang

Astultr  380.13271 mm

2

V-34 pakai : 3 batang D

 pakai



3 0.25   tr

2

 0.0051

b d


 tk

Astultk  0.25   tk

 22mm



2

ntk  0 batang


b  35 cm

h  70 cm

fc  250 kg / cm2

fy  4000 kg /cm2

d'  6.1 cm

d  h  d'



Ey  2000000 kg /cm2

 0.85

Mtot  2277930

Mn 

b

kgcm

Mtot

Mn  2847412.5 kg cm

0.8

 0.85  fc   6000     f y    6000  fy 

 

 max

d  63.9 cm

 0.75  b

 max

b

 0.02709

 0.02032




 0


A  0.425 fc  b  fy   fy  2

B  0.85 fc b  d  fy   fy    fy ( d  d')

Astultk  380.13271 mm

2

V-35

C  Mn  fy   fy 

y1  y2 

2

B 

B  4 A C 2 A

B 

B  4 A C 2.A

y1  142.93872

2

y2  7.41422


 d  y2   0.003  y2 

 

s

 0.02286

' s

 0.00053

y

 0.002


 y2  d'   0.003  y2 

 




fy Ey

karena

s

 0.02286

s

 y


karena

' s

 0.00053

' s

 y


As 

y20.85 fc  b fy ( 1   )

As  11.71795 cm2

As'  As  As'  0 cm2 Tulangan yang digunakan :


Tulangan Tarik :

As  11.71795 cm2 jumlah tulangan pakai : pakai :

4 batang D 22

Astultr  0.25   tr

tulangan pakai :  tr  2.2 cm n 

As Astultr

2


n  3.08259

batang

V-36 2

2

Aspakai  4 0.25   tr  15.20531

cm




'



 min


1.4 fy



 0.0068

'

0

 min

 0.0035



  min.........Ok

10

Tulangan Tekan :

As'  0 cm2


Astultk  0.25   tk

2

Astultk  3.80133 cm2 jumlah tulangan pakai : pakai :

2 batang D22

n 

As' Astultk

n  0 batang

V-37 g. Tulangan Geser Balok 20x35 Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  200mm

h  350mm

V1  55.46kN



Vn1 

Ey  200000MPa

 0.7

V1

Vn1  79.22857 kN



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  50833.33333 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  305mm

Vsmax  203333.33333N V c

 35583.33333N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  17791.66667 N

Vs1  Vn1  Vc

Vs1  28395.2381N

Gunakan diameter sengkang :  seng  10mm 2

2

Aseng  2 0.25   seng Aseng  157.07963 mm

Spmax 


Spmax  152.5 mm

V-38

Jarak sengkang butuh : Aseng fy d

Spa1 

Vs1

Pakai sengkang :

Spasi Pakai : Suse 

Spa1  404.93512 mm


Suse  152.5 mm

2  10- 150 mm

Daerah III (3/6 Bagian) :

b  200mm

h  350mm

V2  35.18kN



Vn2 

Ey  200000MPa

 0.7

V2

Vn2  50257.14286N



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  50833.33333 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  305mm

Vsmax  203333.33333N V c

 35583.33333N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  17791.66667 N

Vs2  Vn2  Vc

Vs2  576.19048 N


2


V-39 Spmax 

1 min( 0.25 d 300 mm) if Vs2     fc M Pab d 3 fy fy     3 Aseng  16 Aseng  M Pa M Pa   min 0.5 d  600 mm  otherwise  b  fc b   M Pa  


Jarak sengkang butuh : Spa2 


Spa2  19955.60424 mm

Pakai sengkang : 2- 150 mm



Suse  152.5 mm

V-40 h. Tulangan Geser Balok 25 x 40 Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  250mm

h  400mm

V1  37.48kN



Vn1 

Ey  200000MPa

 0.7

V1

Vn1  53.54286 kN



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  73958.33333 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  355mm

Vsmax  295833.33333N V c

 51770.83333N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  25885.41667 N

Vs1  Vn1  Vc

Vs1  20415.47619 N


2


Spmax 


V-41 Spmax  177.5 mm


Spa1 

Vs1

Pakai sengkang :


Spa1  655.54115 mm


Suse  177.5 mm

2  10- 175 mm


b  250mm

h  400mm

V2  22.54kN



Vn2 

Ey  200000MPa

 0.7

V2

Vn2  32200N



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  73958.33333 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  355mm

Vsmax  295833.33333N V c

 51770.83333N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  25885.41667 N

Vs2  Vn2  Vc

Vs2  41758.33333 N


2


V-42 Spmax 





Spa2  320.49135 mm

Pakai sengkang : 2  10- 175 mm



Suse  177.5 mm

V-43 i. Tulangan Geser Balok 30 x 60 Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  300mm

h  600mm

V1  362kN



Vn1 

Ey  200000MPa

 0.7

V1

Vn1  517.14286 kN



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  138750N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  555mm

Vsmax  555000 N V c

 97125N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  48562.5N

Vs1  Vn1  Vc

Vs1  378392.85714 N


2


Spmax 


V-44 Spmax  138.75 mm


Spa1 

Vs1


Spa1  110.58881 mm


Suse  110.58881 mm

Pakai sengkang : 4  10- 100 mm Daerah III (3/6 Bagian) :

b  300mm

h  600mm

V2  289kN



Vn2 

Ey  200000MPa

 0.7

V2

Vn2  412857.14286 N



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  138750N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  555mm

Vsmax  555000 N V c

 97125N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  48562.5N

Vs2  Vn2  Vc

Vs2  274107.14286 N


2


V-45 Spmax 





Spa2  152.66298 mm




Suse  152.66298 mm

V-46 j. Tulangan Geser Balok 35 x 65 Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  350mm

h  650mm

V1  420.7204kN



Vn1 

Ey  200000MPa

 0.7

V1

Vn1  601.02914 kN



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  176458.33333 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  605mm

Vsmax  705833.33333N V c

 123520.83333 N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  61760.41667 N

Vs1  Vn1  Vc

Vs1  424570.80952 N

Gunakan diameter sengkang :  seng  10mm Aseng  4 0.25   seng

Spmax 

2

2

Aseng  314.15927 mm


V-47 Spmax  151.25 mm


Spa1 

Vs1

Pakai sengkang :


Spa1  107.44009 mm


Suse  107.44009 mm

4 - 100 mm


b  350mm

h  650mm

V2  327.96kN



Vn2 

Ey  200000MPa

 0.7

V2

Vn2  468514.28571 N



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  176458.33333 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  605mm

Vsmax  705833.33333N V c

 123520.83333 N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  61760.41667 N

Vs2  Vn2  Vc

Vs2  292055.95238 N


2


V-48 Spmax 





Pakai sengkang :

Spa2  156.18899 mm



4- 150 mm

Suse  156.18899 mm

V-49 e. Tulangan Geser Balok 25 x 35 Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  250mm

h  350mm

V1  62.01kN



Vn1 

Ey  200000MPa

 0.7

V1

Vn1  88.58571 kN



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  63541.66667 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  305mm

Vsmax  254166.66667N V c

 44479.16667N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  22239.58333 N

Vs1  Vn1  Vc

Vs1  25044.04762 N


2


Spmax 


V-50 Spmax  152.5 mm


Spa1 

Vs1

Pakai sengkang :


Spa1  918.24048 mm


Suse  152.5 mm

4 - 150 mm


b  250mm

h  350mm

V2  42.09kN



Vn2 

Ey  200000MPa

 0.7

V2

Vn2  60128.57143N



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  63541.66667 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  305mm

Vsmax  254166.66667N V c

 44479.16667N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  22239.58333 N

Vs2  Vn2  Vc

Vs2  3413.09524 N


2


V-51 Spmax 





Spa2  6737.71361 mm




Suse  152.5 mm

V-52 f. Tulangan Geser Balok 35 x 70 Daerah I (Dekat Tumpuan-1/6 Bagian) : Diketahui :

b  350mm

h  700mm

V1  114.93kN



Vn1 

Ey  200000MPa

 0.7

V1

Vn1  164.18571 kN



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  191041.66667 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  655mm

Vsmax  764166.66667N V c

 133729.16667 N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  66864.58333 N

Vs1  Vn1  Vc

Vs1  26855.95238 N


2


Spmax 


V-53 Spmax  327.5 mm


Spa1 

Vs1

Pakai sengkang :


Spa1  1838.91585 mm


Suse  327.5 mm

4  10- 250 mm


b  350mm

h  700mm

V2  63.60kN



Vn2 

Ey  200000MPa

 0.7

V2

Vn2  90857.14286N



fc  25MPa

fy  240MPa

d'  45mm

d  h  d'

1 Vc     fc MPab d 6

Vc  191041.66667 N

Vsmax  V c

2 3


  Vc

d  655mm

Vsmax  764166.66667N V c

 133729.16667 N

Vmin  0.5  Vc

Vmin  66864.58333 N

Vs2  Vn2  Vc

Vs2  100184.52381 N


2


V-54 Spmax 





Spa2  492.94876 mm

Pakai sengkang : 4- 250 mm



Suse  327.5 mm

VI-1 a.Pelat 3000mm x3000mm h=120mm Tumpuan/Lapangan Strip Melintang (Myy) : Diketahui :

b  1500mm

h  120mm

Ey  200000MPa

Mtot  1.8329kN m Mtot

Mn 

0.9

Mn  2.03656 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  95mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  0.15044 

 0

N 2

mm


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

1

 0.00063

C  Rn

VI-2 B 

2



'

  1

2

B  4 A C

2

2 A '

 0.17645

0


As   1b d

As  89.64105 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  0.79405 mm


 d  yc     0.003  yc 

s

 0.35592





 yc  d'   0.003  yc 

 

' s

 0.09145

Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !" Keterangan2  "Tidak ada tulangan tekan" Rasio tulangan minimum : 1.4  min   0.00583 fy

MPa


fy Ey

y

 0.0012

VI-3 Rasio tulangan kondisi balance :

b

fc   0.85   M Pa   fy  MPa 

syarat rasio maksimum tulangan tunggal :

  600       600  fy   M Pa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032

Keterangan4  "Pelat Daktail Ok!" Luas Tulangan butuh :

Asp 

 minb d  1 b d

2

if  1   min

 831.25 mm

otherwise

Tulangan yang digunakan : Tulangan Pokok :  tr

Tulangan pakai :

jumlah tulangan pakai : Spasi :

Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asp Astultr

Sp  150 mm

2

2


ntr  10.58 batang dipakai 11 batang pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb  0.002 b h  360 mm

Tulangan pakai :

b


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb Astulb

Spb  375 mm

2

2

Astulb  78.53982 mm

nb  4.58 batang pakai : 

dipakai 5 batang

VI-4 Tumpuan/Lapangan Strip Memanjang (Mxx) : Diketahui :

b  1500mm

h  120mm

Ey  200000MPa

Mtot  1.8329kN m Mtot

Mn 

0.9

Mn  2.03656 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  95mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  0.15044 

 0

N 2

mm


A  

1



2



fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B 



d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

B 

B  fy (1   ) 

1

 0.00063

2

 0.17645

2

B  4 A C 2 A

C  Rn

VI-5 '

  1

0

'


As   1b d

As  89.64105 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

yc  0.79405 mm

0.85 fc 


 d  yc     0.003  yc 

s


 0.35592



fy Ey

y

 0.0012


 yc  d'   0.003  yc 

 

' s

 0.09145

Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !" Keterangan2  "Tidak ada tulangan tekan" Rasio tulangan minimum : 1.4  min   0.00583 fy

MPa

Keterangan3  "Pakai tulangan minimum !" Rasio tulangan kondisi balance :

  0.85   M Pa   fy  MPa  fc

b

  600       600  fy   M Pa 



b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032

VI-6 Luas Tulangan butuh :

Asb 

 minb d  1 b d

2

if  1   min

 831.25 mm

otherwise

Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik :  tr

Tulangan pakai :


Spasi :

Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asb Astultr

Sp  150 mm

2

2


ntr  10.58 batang dipakai 11 batang pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb.  0.002 b h  360 mm

Tulangan pakai :

b


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb. Astulb

Spb  375 mm

2

2

Astulb  78.53982 mm

nb  4.58 batang pakai : 

dipakai 5 batang

VI-7 b. Pelat 3000 mm x 3000 mm h=130mm Tumpuan/Lapangan Strip Melintang (Myy) : Diketahui :

b  1500mm

h  130mm

Ey  200000MPa

Mtot  1.7456kN m

Mtot

Mn 

0.9

Mn  1.93956 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  105mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  0.11728 

 0

N 2

mm


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

1

 0.00049

C  Rn

VI-8 B 

2



'

  1

2

B  4 A C

2

2 A '

 0.17659

0


As   1b d

As  77.18007 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  0.68367 mm


 d  yc     0.003  yc 

s

 0.45775





 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.1067

Keterangan1  "Tulangan tarik leleh !" Keterangan2  "Tidak ada tulangan tekan"

Rasio tulangan minimum : 1.4  min   0.00583 fy

MPa


fy Ey

y

 0.0012


b

fc   0.85   M Pa   fy  MPa 


  600       600  fy   M Pa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032



Asp 

 minb d  1 b d

2

if  1   min

 918.75 mm

otherwise


Tulangan pakai :


Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asp

2

2


ntr  11.7 batang

Astultr

Sp  136.36364 mm

dipakai 12 batang

pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb  0.002 b h  390 mm b

Tulangan pakai :


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb

2

nb  4.97 batang

Astulb

pakai : 

Spb  375 mm


b  1500mm Mtot  3.53kN m

h  130mm

Ey  200000MPa

2

Astulb  78.53982 mm

dipakai 5 batang

VI-10

Mtot

Mn 

0.9

Mn  3.92222 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  105mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  0.23717 

 0

N 2

mm


A  

fy ( 1   )

2

B  fy (1   ) 

2 0.85 fc

B 

1



2



'

  1

d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

B 



1

 0.00099

2

 0.17609

2

B  4 A C 2 A '

0


As   1b d

As  156.52214 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2

C  Rn

VI-11 Tinggi area regangan tekan : yc 

 1 fy d ( 1

 )

yc  1.38649 mm

0.85 fc 


 d  yc     0.003 y c  

s


 0.22419



fy

y

Ey

 0.0012


 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.05109



MPa



  0.85   M Pa   fy  MPa  fc

b


  600       600  fy   M Pa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b



Asb 

 minb d  1 b d

if  1   min

otherwise

2

 918.75 mm

 max

 0.04032

VI-12 Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik :  tr

Tulangan pakai :


Spasi :

Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asb Astultr

Sp  136.36364 mm

2

2


ntr  11.7 batang

dipakai 12 batang

pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb.  0.002 b h  390 mm

Tulangan pakai :

b


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb. Astulb

Spb  375 mm

2

2

Astulb  78.53982 mm

nb  4.97 batang

pakai : 

dipakai 5 batang

VI-13 c.Pelat 4000 mm x 4000 mm Tumpuan/Lapangan Strip Melintang (Myy) : Diketahui :

b  2000mm

h  130mm

Ey  200000MPa


Mtot

Mn 

0.9

Mn  11.2 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  105mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  0.50794 

 0

N 2

mm


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

1

 0.00214

C  Rn

VI-14 B 

2



'

  1

2

B  4 A C

'

 0.17494

2

2 A

0


As   1b d

As  449.88709 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  2.98887 mm


 d  yc     0.003  yc 

s

 0.10239





 yc  d'   0.003  yc 

 

' s

 0.02209



MPa


fy Ey

y

 0.0012


b

fc   0.85   M Pa   fy  MPa 


  600       600  fy   M Pa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032



Asp 

 minb d  1 b d

2

if  1   min

 1225 mm

otherwise


Tulangan pakai :


Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asp

2

2


ntr  15.6 batang

Astultr

Sp  133.33333 mm

dipakai 16 batang

pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb  0.002 b h  520 mm

Tulangan pakai :

b


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb

2

nb  6.62 batang

Astulb

Spb  333.33333 mm

pakai : 


b  2000mm

h  130mm

Ey  200000MPa

2

Astulb  78.53982 mm

dipakai 7 batang

VI-16 Mtot  9kN m

Mtot

Mn 

0.9

Mn  10 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  105mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  0.45351 

 0

N 2

mm


A  

fy ( 1   )

2

B  fy (1   ) 

2 0.85 fc

B 

1



2



'

  1

d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

B 



1

 0.00191

2

 0.17517

2

B  4 A C 2 A '

0


As   1b d

As  401.15275 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2

C  Rn

VI-17 Tinggi area regangan tekan : yc 

 1 fy d ( 1

 )

yc  2.6651 mm

0.85 fc 


 d  yc     0.003 y c  

s


 0.11519



fy

y

Ey

 0.0012


 yc  d'   0.003 y c  

 

' s

 0.02514



MPa



  0.85   M Pa   fy  MPa  fc

b


  600       600  fy   M Pa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b



Asb 

 minb d  1 b d

if  1   min

otherwise

2

 1225 mm

 max

 0.04032

VI-18 Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik :  tr

Tulangan pakai :


Spasi :

Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asb Astultr

Sp  133.33333 mm

2

2


ntr  15.6 batang

dipakai 16 batang

pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb.  0.002 b h  520 mm

Tulangan pakai :

b


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb. Astulb

Spb  333.33333 mm

2

2

Astulb  78.53982 mm

nb  6.62 batang

pakai : 

dipakai 7 batang

VI-19 d. Pelat 8000 mm x 4500 mm Tumpuan/Lapangan Strip Melintang (Myy) : Diketahui :

b  2250mm

h  130mm

Ey  200000MPa

Mtot  44.3715kN m

Mtot

Mn 

0.9

Mn  49.30167 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  105mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  1.98747 

 0

N 2

mm


A  

1



fy ( 1   ) 2 0.85 fc

B 

2

B  fy (1   ) 



d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

1

 0.00871

C  Rn

VI-20 B 

2



'

  1

2

B  4 A C

2

2 A '

 0.16837

0


As   1b d

As  2057.61492 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

0.85 fc 

yc  12.15108 mm


 d  yc     0.003  yc 

s

 0.02292





 yc  d'   0.003  yc 

 

' s

 0.00317



MPa

Keterangan3  "p > pmin Ok !"

fy Ey

y

 0.0012


b

fc   0.85   M Pa   fy  MPa 


  600       600  fy   M Pa 

b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032



Asp 

 minb d  1  b d

2

if  1   min

 2057.61492 mm

otherwise


Tulangan pakai :


Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asp Astultr

Sp  86.53846 mm

2

ntr  26.2

2


batang dipakai 27 batang

pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb  0.002 b h  585 mm

Tulangan pakai :

b


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb Astulb

Spb  321.42857 mm

2

2

Astulb  78.53982 mm

nb  7.45 batang

pakai : 

dipakai 8 batang

VI-22 Tumpuan/Lapangan Strip Memanjang (Mxx) : Diketahui :

h  130mm

b  4000mm

Ey  200000MPa

Mtot  28.128kN m

Mtot

Mn 

0.9

Mn  31.25333 kN m

fc  25MPa

fy  240MPa

d'  25mm

d  h  d'





d  105mm

0.85 if fc  30M Pa



 0.85

0.65 if fc  55M Pa



Mn b d

2

Rn  0.70869 

 0

N 2

mm


A  

1



2



fy ( 1   )

2

2 0.85 fc

B 



d

fy (d  d')

2

B  4 A C 2 A

B 

B  fy (1   ) 

1

 0.003

2

 0.17408

2

B  4 A C 2 A

C  Rn

VI-23 '

  1

'

0


As   1b d

As  1261.61218 mm

A's   ' b d

A's  0 mm

2


 1 fy d ( 1

 )

yc  4.19082 mm

0.85 fc 


 d  yc     0.003  yc 

s


 0.07216



fy Ey

y

 0.0012


 yc  d'   0.003  yc 

 

' s

 0.0149



MPa



b

fc   0.85   M Pa   fy  MPa 

  600       600  fy   M Pa 


b

 0.05376

 max

 0.75  b

 max

 0.04032

VI-24 Keterangan4  "Pelat Daktail Ok!"


Asb 

 minb d  1 b d

2

if  1   min

 2450 mm

otherwise

Tulangan yang digunakan : Tulangan Tarik :  tr

Tulangan pakai :


Spasi :

Sp 

b ntr  1

 10mm ntr 

Astultr  0.25   tr

Asb Astultr

Sp  129.03226 mm

2

2


ntr  31.19 batang dipakai 32 batang

pakai : 

Tulangan Bagi 2

Asb.  0.002 b h  1040 mm

Tulangan pakai :

b


Spb 

b nb  1

 10mm nb 

Astulb  0.25   b

Asb. Astulb

Spb  307.69231 mm

2

2

Astulb  78.53982 mm


pakai : 

VII-1 Penulangan Geser Kolom Penulangan Geser Kolom 1. Kolom 800 x 800

b  800mm h  800mm Ey  200000MPa Vx  459kN 

 0.7


Vn 

Vgab 

Vn  840 kN fc  25MPa fy  240MPa

d'  45mm d  h  d' d  755mm Gaya Aksial (P) Ptot  1759kN


 

Vc   1 




VII-2 Vc  602.14621 kN Vcmax  0.3  fc MPab d  1 

0.3 Ptot b h



1 MPa




Vcdis  421.50234 kN

Vmin  0.5  Vcdis  210.75117 kN Vs  Vn  Vcdis  237.85379kN

Catatan1 

"Perbesar p enampang, gaya geser terlalu besar"if Vs  Vsmax "Penamp ang cukup untuk menahan gaya geser"otherwise

Catatan1  "Penamp ang cukup untuk menahan gaya geser"

Gunakan diameter sengkang :  seng

 10mm

Aseng  2 0.25   seng

2

2

Aseng  157.07963 mm

Spmax 


VII-3 Spmax  141.37167 mm

Jarak sengkang butuh : Spasi Pakai : Aseng fy d

Spa1 

Vs

Spa1  119.66523 mm Suse 


Suse  119.66523 mm

Pakai sengkang :

2  10- 100 mm

2. Kolom 300 x 300

b  300mm h  300mm Ey  200000MPa Vx  54kN 

 0.7


Vn 

Vgab 

Vn  108.57143 kN fc  25MPa

VII-4 fy  240MPa

d'  45mm d  h  d' d  255mm Gaya Aksial (P) Ptot  93kN


 


Vc   1 



Vc  68.45536 kN Vcmax  0.3  fc MPab d  1 

0.3 Ptot b h



1 MPa




Vcdis  47.91875 kN

Vmin  0.5  Vcdis  23.95937 kN Vs  Vn  Vcdis  40.11607 kN

Catatan1 

"Perbesar p enampang, gaya geser terlalu besar"if Vs  Vsmax "Penamp ang cukup untuk menahan gaya geser"otherwise

Catatan1  "Penamp ang cukup untuk menahan gaya geser"

VII-5 Gunakan diameter sengkang :  seng

 10mm

Aseng  2 0.25   seng

2

2

Aseng  157.07963 mm

Spmax 



Jarak sengkang butuh : Spasi Pakai : Spa1 

Aseng fy d Vs

Spa1  239.63646 mm Suse 


Suse  127.5 mm

Pakai sengkang :

2  10- 125 mm

VIII-1

VIII-2

VIII-3

VIII-4

VIII-5

VIII-6

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUANG BELAJAR SEKOLAH MENENGAH ATAS 3 LANTAI DI PROVINSI RIAU

Recommend Documents