1 BAB I PENDAHULUAN Bahan Baja walaupun dari jenis yang paling rendah kekuatannya, tetap mempunyai perbandingan kekuatan per volume lebih tinggi bila dibandingkan dengan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai, sehingga memungkinkan perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai beban mati yang lebih kecil untuk bentang yang lebih panjang. Sifat-sifat dari baja yang seragam sebagai bahan bangunan maupun dalam bentuk struktur dapat terkendali dengan baik sekali sehingga dapat dihindari berbagai ketidakpastian yang biasa terjadi dalam perencanaan. Disamping itu Baja memiliki sifat Duktilitas, yaitu sifat dari baja yang dapat mengalami deformasi yang besar di bawah pengaruh tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus, adanya sifat ini membuat struktur baja mampu mencegah terjadinya proses robohnya bangunan secara tiba-tiba. (Amon, Knobloch, and Mazumder, 1999) Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pembangunan gedung bertingkat tinggi, salah satunya adalah gempa. Berdasarkan hal ini setiap bangunanyang akan dibuat baik yang berada baik yang berada di atas permukaan tanah maupun yang berada di bawah permukaan tanah harus memasukkan resiko gempa di dalam perencanaannya. Syarat dalam merencanakan bangunan tahan gempa adalah stabil, kuat, dan kaku antar sambungannya. Pada dasarnya beban gempa adalah beban lateral yang bersifat siklik (bolak-balik) sehingga struktur harus diberi pengaku untuk menahannya. Bermacammacam pengaku dapat digunakan, antara lain dinding struktur (DS), core (inti), dan pengaku baja. Untuk menahan beban lateral pada struktur baja umumnya digunakan pengaku (bracing), dimana fungsi dari pengaku adalah sebagai perkuatan struktur dan kestabilan. Ada 2 jenis sistem pengaku, yaitu Sistem Rangka Bracing Eksentrik dan Sistem Rangka Bracing Konsentrik. Tujuan akhir dari Tugas Akhir ini adalah menghasilkan perencanaan struktur gedung baja yang rasional dan mengacu pada berbagai peraturan yang berlaku diantaranya SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk
Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, dan SNI 03-1727-1989 tentang Tata Cara Pembebanan Indonesia Untuk Rumah dan Gedung. 1.2. Permasalahan Permasalahan yang ditinjau dalam Modifikasi dan Perencanaan Sistem Ganda Untuk Gedung Kantor Pusat Departemen Keuangan RI adalah : 1. Bagaimana merencanakan Gedung Kantor Pusat Departemen Keuangan Republik Indonesia dengan menggunakan Konstruksi Baja untuk struktur utama dan struktur sekunder. 2. Bagaimana merencanakan bracing atau pengaku sebagai penerima gayagaya lateral bersama rangka. 3. Bagaimana merencanakan balok dengan menggunakan struktur komposit. 4. Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan. 1.3. Maksud dan Tujuan Adapun tujuan yang diharapkan dari perencanaan struktur gedung ini antara lain : 1. Merencanakan struktur gedung dengan menggunakan struktur baja. 2. Merencanakan bracing atau pengaku sebagai penerima gaya-gaya lateral bersama rangka. 3. Merencanakan balok dengan menggunakan struktur komposit. 4. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan. 5. Mengaplikasikan hasil perhitungan perencanaan dan gambar kedalam bentuk gambar teknik. 1.4. Batasan Masalah Pembatasan masalah ini dilakukan agar pembahasan tidak melebar pada persoalan lain, terdiri dari: 1. Perencanaan struktur utama bangunan, yaitu perencanaan balok induk dan kolom induk. 2. Perencanaan struktur sekunder bangunan, yaitu perencanaan plat lantai, tangga, dan balok anak.
2 3. Perencanaan pondasi bangunan yang terdiri dari perhitungan daya dukung pondasi dan desain pondasi. 4. Analisa struktur dengan menggunakan program Bantu ETABS V9.2. 5. Tidak membahas metode pelaksanaan di lapangan. 6. Tidak meninjau analisa biaya dan manajemen konstruksi. 7. Peraturan yang digunakan yaitu SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, dan SNI 03-1727-1989 tentang Tata Cara Pembebanan Indonesia Untuk Rumah dan Gedung. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum Penggunaan baja sebagai bahan struktur utama dimulai pada akhir abad ke-19 ketika metode pengolahan baja yang murah dikembangkan dengan skala yang luas. Baja merupakan bahan yang mempunyai sifat struktur yang baik. Baja mempunyai kekuatan yang tinggi dan sama kuat pada kekuatan tarik maupun tekan sehingga baja adalah elemen struktur yang memiliki batasan sempurna yang akan menahan beban jenis tarik aksial, tekanan aksial dan lentur dengan fasilitas yang hampir sama. Berat jenis baja tinggi, tetapi perbandingan antar kekuatan terhadap beratnya juga tinggi sehingga komponen baja tersebut tidak terlalu berat jika dihubungkan dengan kapasitas muat bebannya, selama bentuk-bentuk struktur yang digunakan menjamin bahwa bahan tersebut digunakan secara efisien. Oleh karena itu, pada bagian dimana beban lentur dipikul, penggunaan penampang melintang baja yang diperbaiki dan penampang memanjang adalah penting. (Salmon & Johnson, 1991)
2.1.1. Keuntungan Baja Sebagai Bahan Konstruksi Baja memiliki beberapa sifat yang menguntungkan, yaitu : 1. Kekuatan Tinggi. Bahan baja meskipun dari jenis yang paling rendah kekuatannya, tetap memiliki perbandingan per volume lebih tinggi apabila dibandingkan dengan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai. Hal ini memungkinkan perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai beban mati yang lebih rendah untuk bentang yang panjang, sehingga memberikan kelebihan ruang dan volume yang dapat dimanfaatkan akibat langsingnya profil-profil yang dipakai. (Amon, Knobloch, and Mazumder, 1999) 2. Kemudahan Pemasangan. Semua bagian-bagian dari konstruksi baja bisa dipersiapkan di bengkel, sehingga satu-satunya kegiatan yang dilakukan di lapangan ialah kegiatan pemasangan bagianbagian konstruksi yang telah disiapkan. (Amon, Knobloch, and Mazumder, 1999) 3. Daktilitas. Sifat dari baja yang dapat mengalami deformasi besar dibawah pengaruh tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus, dengan adanya sifat ini membuat struktur baja mampu mencegah terrjadinya proses robohnya bangunan secara tiba-tiba. (Amon, Knobloch, and Mazumder, 1999) 4. Elastis. Baja mengikuti hukum Hooke, dimana sampai dengan tegangan cukup tinggi Modulus Elastisitas dari konstruksi baja dapat dihitung dengan tepat tidak sebagaimana pada beton. (Marwan & Isdarmanu, 2006)
3 BAB III METODOLOGI
BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
3.1 Diagram Alir Metodologi Berikut ini adalah diagram alir metodologi pengerjaan tugas akhir “Modifikasi Perencanaan Struktur Gedung Kantor Pusat Departemen Keuangan Republik Indonesia Dengan Menggunakan Struktur Baja Sistem Ganda”. Mulai
Pengumpulan Data -Shop drawing gedung -Data Tanah
Sebagai bagian dari komponen struktur secara keseluruhan, struktur sekunder akan memberikan pengaruh terhadap struktur utama sebagai beban. Dalam perencanaan desain gempa, struktur sekunder merupakan komponen struktur yang dikomposisikan untuk menerima beban lateral akibat gempa, sehingga dalam perhitungannya struktur sekunder dapat direncanakan dan dianalisa secara terpisah dari struktur sekunder. Di dalam bab ini struktur sekunder yang di bahas meliputi perencanaan tangga, perencanaan pelat lantai, dan perencanaan lift. 4.1. Perencanaan Tangga Direncanakan : Lebar Injakan (i) : 30 cm Tinggi Injakan (t) : 15 cm Jumlah Injakan : 14 buah Jumlah Tanjakan : 14buah Kemiringan Tangga : 25,5650
Studi Kepustakaan
Konsep Desain
Preliminary Design
Pembebanan
Desain Struktur - Struktur sekunder - Struktur utama - Struktur bawah NOT OK Kontrol Desain OK Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran Hasil Perhitungan
Selesai
Denah Tangga Persyaratan perencanaan : 60cm 2t i 65cm
( 2 15) 30 60cm
(ok)
25 40 → α = 26,565°
(ok)
4 4.2. Perencanaan Pelat Untuk Pelat Lantai Dengan Bentang Menerus : - Berdasarkan Tabel 2. (Tabel Perencanaan Praktis Brosur Lysaght BONDEX), tebal pelat = 12 cm dan tulangan negatif = 4,99 cm2/m, - Dipakai tulangan D 10, As = 0,7854 cm2 - Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m : N = 4,99 / 0,7854 = 6,353 7 buah - Jarak antar tulangan = 100 / 7 = 14,286 15 cm - Jadi dipasang tulangan negatif D 10 – 150. Untuk Pelat Atap Dengan Bentang Menerus : - Berdasarkan Tabel 2. (Tabel Perencanaan Praktis Brosur Lysaght BONDEX), tebal pelat = 12 cm dan tulangan negatif = 3,59 cm2/m, - Dipakai tulangan D 10, As = 0,7854 cm2 - Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m : N = 3,59 / 0,7854 = 4,6 5 buah - Jarak antar tulangan = 100 / 5 = 20 cm - Jadi dipasang tulangan negatif D 10 – 200. 4.3. Perencanaan Balok Anak Data Perencanaan : Balok anak WF 350 x 175 x 6 x 9 BJ-41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Panjang balok (span) L = 8000 mm = 8 m Menghitung Momen Nominal Menentukan gaya yang terjadi C = 0,85.fc’.tplat.beff = 0,85.350.12.200 = 535500 kg T = As.fy =52,68.2500 = 131700 kg (menentukan) Menentukan jarak-jarak dari centroid gayagaya yang bekerja: As. fy 131700 a 2,2cm 0,85 . fc '.beff 0,85 .350 .200 Menghitung kekuatan nominal penampang komposit
a d Mn As. fy ts 2 2 2, 2 35 131700 12 2 2 = 3740280 kgcm Syarat : Mu ≤ .Mn 2236928 kgcm ≤ 0,85 3740280 kgcm 2236928 kgcm ≤ 3179238 kgcm
Beton ditransformasikan ke baja 1, 5
Ec 0,041.wc . fc' = 0,041.24001,5. 35 = 28519 Mpa Es 2.10 5 Mpa beff = 200 cm (balok interior)
Es 2.10 5 = =7 Ec 28519 beff 200 btr = = = 28,52 cm n 7 n =
Atr = btr.t plat beton = 28,52 x 12 = 399,27 cm Menentukan letak garis netral
Atr .t platbeton Yna
2
d As t platbeton 2 Atr As
399,27 12 35 52,6812 2 2 399,27 52,68 = 11,7 cm b efektif btr ts Yna GN komposit GN baja
d
yt
Penampang Balok Komposit Kontrol Lendutan Lendutan ijin :
L 800 = = 2,222 cm 360 360 5.( q DL q LL ).l 4 = ymaks 384 .E .Ix f '=
5.(9,97 10).8004 384.2.106.80873,5 = 1,32 cm < f ' ..................ok
5 4.4. Perencanaan Balok Lift Pada perencanaan Balok Lift ini meliputi balok-balok yang berkaitan dengan ruang mesin lift. Desain lift disini adalah memperhitungkan balok penggantung lift yang disesuaikan dengan ruang konstruksi yang disesuaikan jenis lift. Pada bangunan ini menggunakan lift penumpang dengan datadata sebagai berikut (untuk lebih jelasnya lihat lampiran brosur) : - tipe lift : Passenger Elevator - merk : Young Jin - kapasitas : 11 orang / 750 kg - kecepatan : 60 m/min - lebar pintu : 800 mm - dimensi hoistway : 1800 x 2000 mm2 - dimensi sangkar inside : 1400 x 1350 mm2 outside : 1460 x 1505 mm2 - dimensi ruang mesin : 2000 x 3700 mm2 - beban reaksi ruang mesin R1 = 4550 kg R2 = 2800 kg Data – data Perencanaan Digunakan profil WF 300 x 250 x 9 x 14 BJ-41 : fy = 2500 kg/cm fu = 4100 kg/cm2 Panjang balok (span) L = 8000 mm = 8 m BAB V PEMBEBANAN DAN ANALISA STRUKTUR 5.1 Analisa Struktur Utama Pada perhitungan struktur utama digunakan program Bantu ETABS V9.2. Struktur utama ini dimodelkan sebagai rangka terbuka karena dinding bata tidak diasumsikan sebagai pemikul beban. Pemikul beban struktur utama berupa balok dan kolom, sedangkan struktur pelat dibebankan ke balok anak dan beban balok anak menjadi beban terpusat pada balok induk. Struktur tangga sebagai beban terpusat yang bekerja pada balok utama dimana tangga tersebut berada. 5.2 Pembebanan Struktur utama dibebani oleh beban hidup dan beban mati yang berasal dari lantai, beban struktur sendiri, beban angin dan beban gempa. Beban mati dan beban hidup dimasukkan dalam beban gravitasi yang dipikul oleh balok hasil penyaluran pelat lantai maupun dari pelat atap yang selanjutnya beban tersebut disalurkan ke kolom dan akhirnya
disalurkan ke pondasi. Sedangkan untuk beban angin dan beban gempa berupa beban horizontal yang diterima oleh kolom pada masing-masing tingkat yang kemudian diteruskan ke pondasi. Beban pada struktur utama didapatkan dari reaksi-reaksi struktur pendukung maupun beban langsung yang bekerja pada struktur tersebut. Beban yang bekerja pada struktur utama umumnya berupa beban merata, sedangkan beban yang berasal dari struktur pendukung berupa beban terpusat. 5.3 Distribusi gaya yang diterima bracing dan rangka Dari hasil analisis ETABS berupa gaya – gaya pada bracing dan base shear, dapat diperoleh distribusi gaya geser dasar pada system rangka sebagai berikut : Bracing : Rangka : Σ Fx = 171743,21 Kg Σ Fx = 85035,2 kg Σ Fy = 196827,94 Kg Σ Fy = 68529,96 kg Distribusi arah x : 171743,21 Bracing: x100%=66,9% 171743,21 85035,2 85035, 2 Rangka : x 100=33,1% 171743,21 85035,2 . . . OK Distribusi arah Y : 196827,94 Bracing: x100=74,2% 196827,94 68529,26 68529,26 Rangka: x100=25,8% 196827,94 68529,26 . . . OK BAB VI PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA 6.1 Perhitungan Kontrol Dimensi Pengaku Diambil gaya-gaya maksimum yang terjadi pada pengaku pada strory 1, elemen D23 dan D24. Pu = 35521,82 kg ( tarik ) Pu = - 41948,77 kg ( tekan ) Pengaku menggunakan profil WF 200 x 200 x 12 x 12 r = 4,88 cm Fy = 250 Mpa ; Fu = 410 Mpa Ag = 35,77 cm2 L = 447,214 cm
6 6.1.1
Kontrol Penampang Profil : bf 200 λ= = = 8,33 2.12 2.t f λp =
170
170
= 10,752 250 λ < λp 8,33 < 10,752 , penampang kompak h 200 λ= = = 16,67 12 tw λp =
fy
1680
=
1680
= 106,253 250 λ < λp 16,67<106,253, penampang kompak
fy
=
6.1.2 Kontrol Kelangsingan : 1900 447,214 L 1900 4 , 88 r 250 Fy 91,64 120,167 … OK 6.1.3 Kontrol Kekuatan pengaku : Kuat tarik rencana : Pn = x Fy x Ag = 0,9 x 2500 x 35,77 = 80482,5 kg ( menentukan ) Misal An = 0,85 x Ag U = 0,9 Ae = U x An Pn = x Fu x Ae ; Ae = U x An = 0,75x 4100 x ( 0,9 x (0,85 x 35,77)) = 84144,5 kg Pn = 80482,5 kg Pu = 35521,82 kg Kuat tekan rencana : k L Fy c = c = r E
1 447,214 2500 = 1,031 4,88 2 x10 6 0,25 < 1,031 < 1,2 Untuk 0,25 < c < 1,2, maka
1,43 1,6 1,6 0,67 c
2500 = 1589,6 kg/cm2 1,6 Pn = x Ag x fcr = 0,85 x 35,77 x 1586,6 = 48329,9 kg Pn = 48329,9 kg Pu = 41948,77 kg
fcr
=
6.2 Perhitungan Dimensi Balok Induk 6.2.1 Perhitungan Dimensi Balok Induk Kondisi Balok Utama Sebelum Komposit Dari hasil output ETABS v9.2.0 untuk batang B-52, didapatkan : Mmax (-) = 1560293,4 Kgcm Vu (-) = 18254,93 Kg L = 800 cm Persyaratan : Mu ≤ φMn 1560293,4 Kgcm ≤ 0,9. 3215000 kgcm 1560293,4 Kgcm < 893500 kgcm............OK Jadi Penampang profil baja sebelum komposit mampu menahan beban yang terjadi. Kontrol Geser Kontrol geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).
k .E h 1,1 n tw fy 5 Dimana, kn = 5 , untuk balok dengan 2 a h
pengaku vertikal kn =5, untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan. Sehingga, 342 5(2.106 ) 1,1 8 2500 42,75 ≤ 69,57.............................. OK Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500 kg/cm (34,2.0,8) cm2 = 41040 kg Persyaratan : Vu ≤ φVn 18254,93 Kg ≤ 0,9. 41040 Kg 18254,93 Kg < 36936 kg Kondisi Balok Utama Setelah Komposit Zona momen Positif Dari hasil output ETABS v9.2.0 didapatkan momen positif adalah Mmaks = 2127400,4 Kgcm (batang B-52). Menentukan gaya tekan yang terjadi pada pelat C1 = As.fy = 84,12.2500 = 210300 kg C2 = 0,85.fc’.tplat.beff = 0,85.350.12.200 = 714000 kg N
C3 =
Qn → ( C
3
tidak menentukan )
n1
Jadi, C = C1 ( terkecil) = 210300 kg
7
Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-gaya yang bekerja: a
C 210300 = 3,542 0,85. fc '.beff 0,85.350.200
cm b eff
a
c
Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1m N = 4,99 / 0,7854 = 6,353 7 buah/m Asr = 7.2.0,784 = 10,996 m2 Tc = Asr . fyr = 10,996. 2400 = 26389,44 Kg Gaya tekan nominal maksimum dalam penampang baja Pyc = As . fy d1 = 84,12.2500 d2 = 0 = 210300 kg
d3
Py
Potongan balok Induk Interior
a 3,542 = 12 10,23 cm 2 2 d2 = 0 → profil baja tidak mengalami tekan d 40 d3 = 20 cm 2 2 Menghitung kekuatan nominal penampang komposit Mn C .(d 1 d 2 ) Py (d 3 d 2 ) C = 210300 kg Py = As.fy = 84,3.2500 = 210300 kg Mn = 56357369 kgcm Syarat : Mu ≤ .Mn 2127400,4 kgcm ≤ 0,85.56357369 kgcm 2127400,4 kgcm ≤ 5403763,7 kgcm. Kekuatan nominal penampang komposit lebih besar daripada momen akibat beban berfaktor, sehingga penampang mampu menahan beban yang terjadi. Zona momen negatif Dari hasil output program ETABS v9.2.0 didapatkan momen negatif Mmaks = 3254740,3 Kgcm (batang B-52). L = 800 cm beff ≤ ¼ .L = ¼.800 cm = 200 cm tbondex = 0,75 mm fyr = 240 Mpa Menentukan Lokasi Gaya Tarik pada Balok Baja Batang tulangan menambah kekuatan tarik nominal pada pelat beton. Dipasang tulangan negatif D 10 - 150. d1 = tb -
Distribusi tegangan negatif Karena Pyc > Tc, maka PNA pada web, berlaku persamaan. Pyc Tc 210300 26389,44 2 2 = 92180,3 Kg Gaya pada sayap, Tf = bf . tf . fy = 20 . 1,3 . 2500 = 65000 Kg Ts
Gaya pada badan, Tw =
Pyc Tc Tf 2
= 92180,3 – 65000 = 27180,3 Kg Jarak garis netral dari tepi bawah sayap : aw
Tw 27180,3 = 13,6 cm fy.tw 2500.0,8
Menenentukan Jarak Gaya yang Bekerja dari Centroid (Tf .0,5.tf ) (Tw(tf 0,5.aw)) d2 = Tf Tw = 2,85 cm d3 = D/2 =40/2 = 20 cm d1 = ts – c = 12 – 2,5 = 9,5 cm Perhitungan Momen Nominal Negatif Mn = Tc (d1+ d2) + Pyc(d3 – d2) = 3932554,6 Kgcm Persayaratan : Mu ≤ φMn 3254740,3 Kgcm ≤ 3342671,4 Kgcm
8 6.2.1.1 Perencanaan Penghubung Geser Untuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud dengan: ds = 16 mm Asc = 201,062 mm2 fu = 550 Mpa = 55 kg/mm2 Ec = w1, 5 .0,041. fc' 24001,5.0,041 35 = 28519,03 Mpa Qn = 0,5.Asc. fc'.Ec = 100438,8 N/stud = 10043,88 kg/stud Syarat : Qn ≤ Asc.fu 10043,88 kg/stud ≤ 201,062 x 55 kg/stud 10043,88 kg/stud ≤ 11058,4 kg/stud Jumlah stud untuk setengah bentang N
Vh 210300 kg 20,96 21buah Qn 10043,88
Jadi, dibutuhkan 42 buah stud untuk seluruh bentang. Jarak (P) dengan 2 stud pada masing-masing lokasi : L 800 P 20cm N 42 Jarak maksimum (Pmaks) =8(tplatbeton) ... SNI 03-1729-2002 = 8 x 12 cm = 96 cm Jarak minimum = 6(diameter) ... SNI 03-1729-2002 = 6 x 1,6 cm = 9,6 cm Jadi, shear connector dipasang sejarak 20 cm sebanyak 40 buah untuk masing-masing bentang. 6.3 Perhitungan Dimensi Kolom 6.3.1 Perhitungan Kolom Lantai 1 - 4 Pada perencanaan ini, ditunjukkan contoh perhitungan kolom Story 1 element C68. Pada perhitungan berikut Kolom direncanakan dengan profil WF 400x400x45x70. Panjang kolom (L) = 400 cm. Dari hasil output ETABS v9.2.0 untuk Story 1 element C68 : Pu = - 824142,65 kg Mux = - 1051349 kgcm Muy = - 589077 kgcm Kontrol Penampang : Terhadap Tekan : 170 665 λr = = = 42,06 fy 250 λ=
bf 400 = = 2,9 λ < λr ….. Ok 2t f 2(70)
216 h = = 4,8 λ < λr ….. Ok tw 45 Terhadap Lentur : bf 400 λ= = = 2,9 λ < λp ….. Kompak 2t f 2(70) λ=
λp =
170 fy
=
170
= 10,752
250
216 h = = 4,8 λ < λp ….. Kompak tw 45 1680 1680 λp = = = 106,253 fy 250 Karena penampang kompak, maka Mnx = Mny = Mp : Mx = Sx.fy = 30000000 kgcm 1,5Mx = 1,5(30000000) = 45000000 kgcm Mnx = Mpx = Zx.fy = (14385)(2500) = 35962500 kgcm = 35962500 kgcm ≤ 1,5Mx = 45000000 kgcm ... O.K My = Sy.fy = 11825000 kgcm 1,5My = 1,5(11825000) = 17737500 kgcm Mny = Mpy = Zy.fy = (6713)(2500) = 16782500 kgcm = 16782500 kgcm ≤ 1,5My = 17737500 kgcm ….. OK Jadi diperoleh : Mnx = 35962500 kgcm Mny = 16782500 kgcm λ=
Ix = 298000cm4 Iy = 94400cm4
Ix = 23700 cm4
Ix = 23700 cm4
Ix = 298000cm4 Iy = 94400cm4
Pemodelan Letak Kolom Lantai 1 - 4 Kontrol Tekuk Lateral Lb = 400 cm Dari tabel diperoleh Lp = 552,562 cm Lb ≤ Lp Bentang pendek
9 Terhadap sumbu x : Kontrol kekakuan portal :
Ic
G=
L c
Ib
L b
2(298000 400) = 25,14 2( 23700 / 800) GB = 1 (Ujung kolom dianggap jepit) Diperoleh : kc = 0,87 (berpengaku) k L 0,87 x 400 x= c = = 17,67 ix 19,7 Terhadap sumbu y: Kontrol kekakuan portal :
GA =
Ic Lc G= Ib Lb
kc L = = 30,63 iy
Rumus Interaksi : terbesar = y = 30,63
WF 350 X 175 X 6 X 9
L 60 X 60 X 6 20 MM
WF 350 X 175 X 7 X 11
2(94400 400) =8 2(23700 / 800) GB = 1 (Ujung kolom dianggap jepit) Diperoleh : kc = 0,85 (berpengaku)
λc =
7.1. Sambungan Balok Anak (Atap) dengan Balok induk Eksterior Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena Balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana. Vu = 7025,92 kg Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9 Balok induk eksterior : 350 x 175 x 7 x 11
60 30
GA =
y=
BAB VII PERENCANAAN SAMBUNGAN
fy 30,63 2500 = = 0,33 E 2 10 6
0,25 < λc < 1,2 → ω =
Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Eksterior (Atap) 7.2. Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Eksterior (Lantai) Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana. Vu = 11184,64 kg Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9 Balok induk eksterior : 350 x 175 x 7 x 11 WF 350 X 175 X 6 X 9
1,43 = 1,04 1,6 0,67. c
L 60 X 60 X 6 20 MM
fy
2500 Pn = Ag. = 770,1. = 1850358,92 kg 1,04 Pu 824142,65 = = 0,52 ≥ 0,2 .Pn 0,85.1850358,92 → RUMUS 1 Kontrol Tekan-Lentur Pu 0,51 0,2 Pn
Pu 8 Mux Muy 1,0 Pn 9 bMnx bMny 8 1051349 589077 0,52 1,0 9 0,9 x 35962500 0,9 x16782500 0,61 1 ….. OK
60 30
WF 350 X 175 X 7 X 11
Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Eksterior (Lantai) 7.3. Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Atap) Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana. 2Vu = 14051,84 kg ; Vu = 7025,92 kg Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9 Balok induk interior : 400 x 200 x 8 x 13
10 WF 350 X 175 X 6 X 9
L 60 X 60 X 6 D 20 MM
7.6 Sambungan Balok Induk Eksterior dengan Kolom Balok induk eksterior: WF 350x175x7 x11 Kolom : WF 400 x 400 x 45 x 70 WF 400 X 400 X 45 X 70
60 30
T 400 X 400 X 30 X 50
90 L 70 X 70 X 7
Æ 20 MM
60 30 Æ 30 MM
Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Atap) 7.4 Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Lantai) Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana. 2Vu = 22369,28 kg ; Vu = 11184,64 kg Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9 Balok induk interior : 400 x 200 x 8 x 13
WF 350 X 175 X 7 X 11
T 350 X 175 X 7 X 11
Sambungan Balok Induk Eksterior dengan Kolom 7.7 Sambungan Bracing untuk batang tekan (WF 200 x 200 x 12 x 12) Dari hasil analisa ETABS diperoleh : Pu = - 41948,77 kg (tekan)
WF 350 X 175 X 6 X 9
WF 400 X 400 X 45 X 70
D 30 MM
L 70 X 70 X 7 WF 200 X 200 X 12 X 12 60 PELAT 1,2 CM
L 60 X 60 X 6
30
D 20 MM 60 30
WF 350 X 175 X 7 X 11 D 20 MM L 70 X 70 X 7 60 30
T 350 X 175 X 7 X 11 90 T 400 X 400 X 30 X 50
Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Lantai) 7.5 Sambungan Balok Induk Interior dengan Kolom Balok induk interior : WF 400 x 200 x 8 x 13 Kolom : WF 400 x 400 x 45 x 70
Sambungan Bracing Untuk Batang Tekan 7.8 Sambungan Bracing untuk batang tarik (WF 200 x 200 x 12 x 12) Dari hasil analisa ETABS, diperoleh : Pu = 35521,82 kg (tarik) WF 400 X 400 X 45 X 70
L 70 X 70 X 7
D 30 mm WF 200 X 200 X 12 X 12
90
WF 400 X 400 X 45 X 70
PELAT 1,2 CM
45
T 400 X 400 X 30 X 50 D30 MM
60
30
WF 350 X 175 X 7 X 11
L 70 X 70 X 7 60
90
30
L 70 X 70 X 7
D 20 MM T 350 X 175 X 7 X 11
60
90
30 D 30 MM WF 400 X 200 X 8 X 13
T 400 X 200 X 8 X 13
Sambungan Balok Induk Interior dengan Kolom
T 400 X 400 X 30 X 50
Sambungan Bracing Untuk Batang Tarik
11 7.9 Sambungan Bracing pada Balok Eksterior Dari hasil analisa ETABS diperoleh : Pu = 35521,82 kg ( tarik ) Pu = - 41948,77 kg ( tekan )
TEBAL EFEKTIF LAS = 2 CM
TEBAL PELAT 7 CM
WF 400 X 400 X 45 X 70
WF 375 X 175 X 7 X 11
D 30 MM
D 30 MM
PELAT 1,2 CM
45
60
45
Sambungan Las pada Base Plate BAB VIII PERENCANAAN PONDASI
D 30 MM
WF 200 X 200 X 12 X 12
Sambungan Bracing pada Balok Eksterior 7.10 Sambungan antar Kolom Dari hasil analisa ETABS diperoleh : Pu = 824142,65 kg Mux = 1351349,3 kgcm Muy = 1089076,6 kgcm Vux = 3378,87 kg Vuy = 6821,23 kg
8.1 Perencanaan Pondasi interior Pondasi pada umumnya berlaku sebagai komponen struktur pendukung bangunan yang terbawah dan berfungsi sebagai elemen terakhir yang meneruskan beban ke tanah.
WF 400 X 400 X 45 X 70
120 PELAT 3 CM
D 40 MM
60
D 20 MM PELAT 1 CM
Sambungan antar Kolom 7.11 Sambungan antar Kolom dengan Base Plate Profil kolom WF 400 x 400 x 45 x 70 Dari hasil analisis ETABSV9.2, gaya yang bekerja pada dasar kolom C70 (Comb 1,2 D + L + E) Pu = 155242,8 kg Mux = 1960535,4 kgcm Muy = 1142289,419 kgcm Vux = 10940,09 kg Vuy = 8660,1 kg Direncanakan : fc’ = 30 MPa = 300 kg/cm2 fy = 250 MPa = 2500 kg/cm2
Pondasi interior pada gedung Departemen Keuangan RI ini direncanakan memakai pondasi tiang pancang jenis pencil pile shoe produk dari PT. WIKA Beton. Spesifikasi tiang pancang yang akan digunakan adalah sebagai berikut: Diameter : 450 mm Tebal : 80 mm Type : A1 Allowable axial : 139,23 ton Bending Momen crack : 7,5 ton m Bending Momen ultimate : 11,25 ton m Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS, diambil output reaksi perletakan yang terbesar (dengan kombinasi 1D + 1L), hasilnya adalah sebagai berikut :
12 Pondasi Interior : Pu : 738530,53 kg Mx : 3919,232 kgm My : 319,882 kgm Hx : 587,21 kg Hy : 2986,13 kg
4. Dilakukan kontrol kekuatan bracing meliputi kontrol kelangsingan, perhitungan kuat tekan dan kuat tarik. 5. Dilakukan kontrol terhadap balok utama dengan anggapan balok adalah balok baja dianggap sebagai struktur komposit dengan pelat pada saat komposit. Dimana balok menerima beban dari struktur sekunder yang harus dilakukan kontrol meliputi : kontrol lendutan, kontrol penampang (local buckling), kontrol lateral buckling dan kontrol geser. 6. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom baja yang meliputi kontrol perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi aksial dan lentur. 7. Rigid connection adalah tipe sambungan yang cocok untuk jenis bangunan baja seperti ini. Selain memiliki kekakuan yang lebih stabil juga lebih mudah dalam pelaksanaan di lapangan. 8. Dari hasil pehitungan didapatkan datadata perencanaan sebagai berikut : Tebal pelat bondek : 12 cm balok (eksterior) : WF 350x175x7x11 balok (interior) : WF 400x200x8x13 balok anak : WF 350x175x6x9 Profil kolom Lantai 1 - 4: WF 400 x 400 x 45 x 70 Lantai 5 - 8: WF 400 x 400 x 30 x 50 Lantai 9 - 12: WF 400 x 400 x 20 x 35 Lantai 13-16: WF 400 x 400 x 18 x 28 Lantai 17-20: WF 400 x 400 x 16 x 24 Pengaku : WF 200 x 200 x 12 x 12 9. Struktur bawah bangunan menggunakan tiang pancang pracetak dengan diameter 45 cm.
8.2 Perencanaan Pondasi Eksterior Pondasi eksterior pada gedung Departemen Keuangan RI ini direncanakan memakai pondasi tiang pancang jenis pencil pile shoe produk dari PT. WIKA Beton. Spesifikasi tiang pancang yang akan digunakan adalah sebagai berikut: Diameter : 450 mm Tebal : 80 mm Type : A1 Allowable axial : 139,23 ton Bending Momen crack : 7,5 ton m Bending Momen ultimate : 11,25 ton m Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS, diambil output reaksi perletakan yang terbesar (dengan kombinasi 1D + 1L), hasilnya adalah sebagai berikut : Pondasi Eksterior : Pu : 337539,55 kg Mx : 1547,031 kgm My : 319,882 kgm Hx : 587,21kg Hy : 1160,27 kg BAB IX PENUTUP 9.1
Kesimpulan Dari hasil perhitungan dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan antara lain : 1. Dilakukan perhitungan struktur sekunder terlebih dahulu seperti perhitungan tangga, pelat lantai, dan balok anak terhadap beban-beban yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat. 2. Analisa balok dihitung terhadap kontrol lendutan, kontrol penampang (local buckling), kontrol lateral buckling dan kontrol geser. 3. Prinsip dasar bahwa struktur sekunder menjadi beban pada struktur utama, dan setelah itu dilakukan analisa struktur utama dengan bantuan program yaitu ETABS V9.2.
9.2
Saran Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya.
