BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS

BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS

4.1

Analisis Desain

Setelah mengidentifikasi ragam elemen yang akan dirancang sesuai dengan kebutuhan tahanan terhadap gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur. Maka, dilakukan berbagai macam penyesuaian jenis penampang elemen struktur yang akan direncanakan pada tiaptiap bagian sesuai dengan kebutuhan rencana struktur gedung tersebut. Namun, tidak terlepas dari ketentuan-ketentuan mengenai perencanaan elemen-elemen struktur berdasarkan SNI 03-1729-2002 mengenai baja tahan gempa. Tahap pertama dalam merencanakan elemen struktur adalah dengan mengidentifikasi elemen yang direncanakan akan berperilaku plastis paling awal saat terjadi gempa. Pada struktur rangka bresing konsentrik khusus, yang akan berperilaku plastis saat terjadi gempa adalah pada bagian sambungan bresing dengan titik sambungan balok dan kolom. Sedangkan pada sistem rangka bresing konsentrik biasa, perilaku plastis akan terjadi pada bagian bresing itu sendiri. Gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur SRBK hasil output dari ETABS 9.0 mulamula dicek terhadap kekuatan elemen strukturnya seperti gambar di bawah ini.

Gambar 4.1.

Ragam perbandingan tahanan elemen struktur terhadap gaya dalam

LAPORAN TUGAS AKHIR


Pada gambar 4.1 terlihat hasil desain profil yang telah dicek terhadap kekuatan batasnya menunjukkan hasil yang beragam. Bagian balok terutama balok-balok utama tengah, serta beberapa bagian bresing dan kolom-kolom tepi berwarna ungu yang berarti nilai strength ratio berada pada kisaran 0,9 hingga mendekati nilai 1. Sisanya adalah berwarna kuning yang berarti nilai strength ratio berkisar antara 0,8 – 0,9. Sedangkan untuk bagian – bagian yang lain didominasi oleh warna hijau.

Gambar 4.2.

Ragam perbandingan tahanan elemen struktur pada bidang 1

Khusus untuk bidang perimeter gedung (bidang 1) yang setelah melalui analisis gaya dalam merupakan bidang perimeter yang menerima beban lateral terbesar. Bresing, balok, dan kolom didesain seoptimal mungkin karena bidang tersebut merupakan basis desain untuk bagian bresing pada bidang-bidang lainnya. Sedangkan untuk mengoptimalkan desain pada bagian tengah struktur (bidang 2 – 5, B – E) dilakukan berdasarkan basis desain masing-masing. Berdasarkan ragam tahanan elemen struktur pada gambar di atas yang telah dioptimasi mendekati nilai rasio gaya dalam ultimit terhadap kekuatan nominal elemen struktur pada kisaran 0,7 – 1 untuk seluruh elemen struktur baik pada kolom, balok, maupun bresing. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-2

LAPORAN TUGAS AKHIR


Oleh karena hasil perhitungan program ETABS 9.0 merupakan alat bantu dalam mendesain profil baja dan perbedaan kode desain yang ada pada program tersebut dengan ketentuan-ketentuan yang didasarkan pada SNI 03 – 1729 -2002 butir 15. Maka, selanjutnya dilakukan penyesuaian tahanan dimulai dari elemen bresing, balok, lalu kolom yang pada akhirnya terdapat perbedaan hasil optimasi dari program ETABS 9.0 dengan optimasi secara manual menggunakan program Excel. 4.2

Batasan Simpangan

Setelah memenuhi persyaratan rasio gaya ultimit dengan kekuatan nominal elemen, selanjutnya dilakukan pengecekan terhadap batasan simpangan antar lantai sesuai persyaratan SNI 03 – 1729 – 2002 butir 15.4. Pada butir 15.4.2 disyaratkan bahwa simpangan maksimum antar lantai untuk struktur gedung yang memiliki waktu getar lebih besar dari 0,7 detik adalah sebesar 2,0% dari jarak antar lantai. Pada dasarnya, simpangan maksimum biasanya akan terjadi pada kondisi pembebanan gempa. Oleh karena itu, diambil hanya 2 jenis kombinasi pembebanan yakni : 1,2 DL + 0,5 LL + 2,2Ex

(1)

1,2 DL + 0,5 LL + 2,2Ey

(2)

Gambar 4.3.

Deviasi struktur akibat beban kombinasi (1)

Dari kedua kombinasi pembebanan tersebut didapatkan nilai-nilai simpangan antar lantai dan perpindahan lateral maksimum per lantai dalam tabel berikut : HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-3

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.1 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah X pada SRBKK

Lantai

Titik

Kombinasi Beban

Simpangan elastis X (mm)

Simpangan Inelastis

Y (mm)

X (mm)

Y (mm)

Batasan Simpangan

Status

Per lantai

Akumulasi

Rasio Elastik

Rasio Inelastik

Status

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

10

1

12DL05LL22EX

123.595

35.166

553.71

157.54

72

728

OK !

OK !

0.42%

0.12%

1.86%

0.54%

OK !

OK !

9

1

12DL05LL22EX

108.6198

30.83974

486.62

138.16

72

656

OK !

OK !

0.44%

0.13%

1.99%

0.57%

OK !

OK !

8

1

12DL05LL22EX

92.60574

26.28409

414.87

117.75

72

584

OK !

OK !

0.44%

0.13%

1.95%

0.57%

OK !

OK !

7

1

12DL05LL22EX

76.9413

21.70922

344.70

97.26

72

512

OK !

OK !

0.42%

0.12%

1.89%

0.54%

OK !

OK !

6

1

12DL05LL22EX

61.7473

17.36557

276.63

77.80

72

440

OK !

OK !

0.40%

0.11%

1.79%

0.51%

OK !

OK !

5

1

12DL05LL22EX

47.37122

13.23826

212.22

59.31

72

368

OK !

OK !

0.35%

0.10%

1.59%

0.45%

OK !

OK !

4

1

12DL05LL22EX

34.62304

9.646783

155.11

43.22

72

296

OK !

OK !

0.31%

0.09%

1.39%

0.39%

OK !

OK !

3

1

12DL05LL22EX

23.42035

6.475913

104.92

29.01

72

224

OK !

OK !

0.28%

0.08%

1.24%

0.35%

OK !

OK !

2

1

12DL05LL22EX

13.44635

3.692435

60.24

16.54

72

152

OK !

OK !

0.22%

0.06%

1.00%

0.28%

OK !

OK !

1

1

12DL05LL22EX

5.406522

1.473652

24.22

6.60

80

80

OK !

OK !

0.14%

0.04%

0.61%

0.17%

OK !

OK !

BASE

1

12DL05LL22EX

0

0

0.00

0.00

0

0

OK !

OK !

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

OK !

OK !

Tabel 4.2 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah Y pada SRBKK

Lantai

Titik

Kombinasi Beban

Simpangan elastis X (mm)

Simpangan Inelastis

Y (mm)

X (mm)

Y (mm)

Batasan Simpangan

Status

Per lantai

Akumulasi

X

Rasio Elastik Y

X

Y

Rasio Inelastik X

Y

Status X

Y

10

1

12DL05LL22EY

20.308

94.8993

90.98

425.15

72

728

OK !

OK !

0.07%

0.32%

0.30%

1.45%

OK !

OK !

9

1

12DL05LL22EY

17.85983

83.22165

80.01

372.83

72

656

OK !

OK !

0.07%

0.34%

0.33%

1.53%

OK !

OK !

8

1

12DL05LL22EY

15.22878

70.936

68.22

317.79

72

584

OK !

OK !

0.07%

0.34%

0.32%

1.54%

OK !

OK !

7

1

12DL05LL22EY

12.67174

58.59122

56.77

262.49

72

512

OK !

OK !

0.07%

0.33%

0.31%

1.46%

OK !

OK !

6

1

12DL05LL22EY

10.1753

46.88017

45.59

210.02

72

440

OK !

OK !

0.07%

0.31%

0.29%

1.39%

OK !

OK !

5

1

12DL05LL22EY

7.817304

35.74374

35.02

160.13

72

368

OK !

OK !

0.06%

0.27%

0.26%

1.20%

OK !

OK !

4

1

12DL05LL22EY

5.713565

26.06174

25.60

116.76

72

296

OK !

OK !

0.05%

0.24%

0.23%

1.06%

OK !

OK !

3

1

12DL05LL22EY

3.868174

17.50878

17.33

78.44

72

224

OK !

OK !

0.05%

0.21%

0.21%

0.93%

OK !

OK !

2

1

12DL05LL22EY

2.219391

10.0007

9.94

44.80

72

152

OK !

OK !

0.04%

0.17%

0.17%

0.74%

OK !

OK !

1 BASE

1

12DL05LL22EY

0.884174

4.023391

3.96

18.02

80

80

OK !

OK !

0.02%

0.10%

0.10%

0.45%

OK !

OK !

1

12DL05LL22EY

0

0

0.00

0.00

0

0

OK !

OK !

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

OK !

OK !

HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-4

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.3 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah X pada SRBKB

Lantai

Titik

Simpangan elastis

Kombinasi Beban

X (mm)

Simpangan Inelastis

Batasan Simpangan (mm)

Y (mm)

X (mm)

Y (mm)

Per lantai

Akumulasi

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

Status

Rasio Elastik

Rasio Inelastik

Status

10

1

12DL05LL22EX

110.0645

30.21313

431.45

118.44

72

728

OK !

OK !

0.37%

0.10%

1.44%

0.40%

OK !

OK !

9

1

12DL05LL22EX

96.82574

26.50296

379.56

103.89

72

656

OK !

OK !

0.37%

0.10%

1.47%

0.41%

OK !

OK !

8

1

12DL05LL22EX

83.3587

22.76687

326.77

89.25

72

584

OK !

OK !

0.37%

0.10%

1.44%

0.41%

OK !

OK !

7

1

12DL05LL22EX

70.11922

19.03513

274.87

74.62

72

512

OK !

OK !

0.37%

0.10%

1.46%

0.40%

OK !

OK !

6

1

12DL05LL22EX

56.74043

15.32635

222.42

60.08

72

440

OK !

OK !

0.35%

0.10%

1.39%

0.38%

OK !

OK !

5

1

12DL05LL22EX

43.98591

11.84035

172.42

46.41

72

368

OK !

OK !

0.34%

0.09%

1.32%

0.36%

OK !

OK !

4

1

12DL05LL22EX

31.88791

8.541652

125.00

33.48

72

296

OK !

OK !

0.31%

0.08%

1.20%

0.33%

OK !

OK !

3

1

12DL05LL22EX

20.90417

5.556261

81.94

21.78

72

224

OK !

OK !

0.26%

0.07%

1.01%

0.27%

OK !

OK !

2

1

12DL05LL22EX

11.62113

3.057913

45.55

11.99

72

152

OK !

OK !

0.20%

0.05%

0.78%

0.21%

OK !

OK !

1 BASE

1

12DL05LL22EX

4.466261

1.160435

17.51

4.55

80

80

OK !

OK !

0.11%

0.03%

0.44%

0.11%

OK !

OK !

1

12DL05LL22EX

0

0

0.00

0.00

0

0

OK !

OK !

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

OK !

OK !

Tabel 4.4 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah Y pada SRBKB

Lantai

Titik

Simpangan elastis

Simpangan Inelastis

Batasan Simpangan

Status

Rasio Elastik

Rasio Inelastik

Status

Kombinasi Beban

X (mm)

Y (mm)

X (mm)

Y (mm)

Per lantai

Akumulasi

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

10

1

12DL05LL22EY

18.19739

81.71357

71.33

320.32

72

728

OK !

OK !

0.06%

0.28%

0.24%

1.09%

OK !

OK !

9

1

12DL05LL22EY

16.02148

71.68139

62.80

280.99

72

656

OK !

OK !

0.06%

0.28%

0.24%

1.10%

OK !

OK !

8

1

12DL05LL22EY

13.79678

61.59983

54.08

241.47

72

584

OK !

OK !

0.06%

0.28%

0.24%

1.10%

OK !

OK !

7

1

12DL05LL22EY

11.62026

51.51557

45.55

201.94

72

512

OK !

OK !

0.06%

0.28%

0.24%

1.09%

OK !

OK !

6

1

12DL05LL22EY

9.411913

41.49461

36.89

162.66

72

440

OK !

OK !

0.06%

0.26%

0.23%

1.03%

OK !

OK !

5

1

12DL05LL22EY

7.299217

32.07452

28.61

125.73

72

368

OK !

OK !

0.06%

0.25%

0.22%

0.97%

OK !

OK !

4

1

12DL05LL22EY

5.293913

23.15887

20.75

90.78

72

296

OK !

OK !

0.05%

0.22%

0.20%

0.88%

OK !

OK !

3

1

12DL05LL22EY

3.473304

15.0847

13.62

59.13

72

224

OK !

OK !

0.04%

0.19%

0.17%

0.73%

OK !

OK !

2

1

12DL05LL22EY

1.928522

8.335565

7.56

32.68

72

152

OK !

OK !

0.03%

0.14%

0.13%

0.56%

OK !

OK !

1 BASE

1

12DL05LL22EY

0.732261

3.207478

2.87

12.57

80

80

OK !

OK !

0.02%

0.08%

0.07%

0.31%

OK !

OK !

1

12DL05LL22EY

0

0

0.00

0.00

0

0

OK !

OK !

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

OK !

OK !


IV-5

LAPORAN TUGAS AKHIR


Dari tabel di atas nilai simpangan maksimum sebesar 54,60 mm (SRBKK) dan 44,83 mm (SRBKB) yang terdapat pada lantai 10 akibat beban gempa arah Y (kombinasi pembebanan (2) ). Sedangkan nilai 17,12 mm (SRBKK) dan 15,81 mm (SRBKB) akibat 30% beban gempa arah X untuk SRBKB. Semakin ke lantai bawah, nilai simpangan semakin kecil. Untuk kombinasi pembebanan (1), nilai simpangan pada arah X lebih besar dibandingkan simpangan yang terjadi pada kombinasi pembebanan (2) hingga mencapai nilai 71,97 mm (SRBKK). Hal ini disebabkan beban gempa rencana pada arah X lebih besar daripada arah Y. Semua nilai simpangan yang direncanakan diasumsikan terjadi pada saat kondisi gedung terbebani oleh beban hidup saat terjadi gempa sehingga pengaruh P-δ yang menyebabkan perbesaran momen guling dapat dihindarkan pada kondisi ekstrim. Simpangan aktual yang direncanakan terjadi memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan simpangan maksimum yang diperbolehkan antar lantainya. Maka, struktur masih bersifat kaku dan memenuhi kelayakan sesuai standar SNI 03 – 1729 -2002 butir 15.4. Tabel 4.5 Perbandingan rasio simpangan SRBKB dan SRBKK OCBF Lantai

Arah

Kombinasi Beban

SCBF

Perbandingan

Rasio

Rasio

Rasio

Rasio

Rasio

Rasio

Elastik

Inelastik

Elastik

Inelastik

Elastik

Inelastik

10

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.37%

1.47%

0.43%

1.95%

0.86

0.75

9

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.37%

1.47%

0.45%

2.00%

0.84

0.73

8

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.37%

1.46%

0.44%

1.96%

0.85

0.74

7

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.37%

1.46%

0.42%

1.89%

0.88

0.77

6

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.35%

1.39%

0.40%

1.79%

0.88

0.77

5

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.34%

1.31%

0.35%

1.59%

0.95

0.83

4

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.30%

1.19%

0.31%

1.40%

0.98

0.85

3

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.26%

1.01%

0.28%

1.24%

0.93

0.81

2

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.20%

0.77%

0.22%

1.00%

0.89

0.78

1

Max Drift X

12DL05LL22EX

0.11%

0.44%

0.14%

0.61%

0.83

0.72

Dari tabel di atas didapatkan perbandingan rasio simpangan elastik berkisar 0,83 sampai dengan 0,95 sedangkan rasio simpangan inelastik berkisar antara 0,72 sampai 0,83. Tidak sama dengan perbandingan nilai R yang digunakan yaitu :

ROCBF 5,6 = = 0,875 RSCBF 6.4 Perbedaan perbandingan nilai R dan perbandingan nilai simpangan ini dikarenakan adanya proses sejak dipergunakannya nilai R untuk masing-masing struktur hingga didapatkannya HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-6

LAPORAN TUGAS AKHIR


perbandingan nilai simpangan. Dimana setelah didapatkannya beban gempa untuk masingmasing struktur, beban-beban ini akan didistribusikan ke setiap elemen struktur (balok, bresing, kolom). Kemudian direncanakan profil baja untuk masing-masing struktur berdasarkan gaya dalam yang diterimanya sebagai kuat perlu. Masing-masing profil tersebut memiliki kekakuan yang berbeda, sehingga simpangan dan rasio antar lantai yang dihasilkan akan berbeda pula. Dari perbandingan di atas terlihat bahwa SRBKB lebih kaku daripada SRBKK. 4.3 4.3.1

Perencanaan Elemen Struktur Struktur Bresing Konsentrik Khusus (Special Concentrically Braced Frame)

4.3.1.1 Analisis Elemen Bresing SRBKK Bresing pada struktur ini didominasi oleh gaya aksial karena tidak direncanakan memikul momen yang besar agar perilakunya sesuai dengan kebutuhan leleh pada sambungan. Bresing yang didesain didasarkan pada besaran gaya normal yang dipikul olehnya. Analisis struktur bresing dilakukan pada salah satu bidang perimeter gedung yang memikul beban paling besar sehingga untuk keempat sisi perimeter didesain berdasarkan salah satu bidang perimeter bresing. Pengecekan dilakukan terhadap beberapa profil batang bresing yang berbeda untuk dapat memastikan perencanaan ketahanan batang bresing terhadap gaya aksial yang dipikulnya. Untuk struktur rangka bresing konsentrik khusus terdapat 5 jenis profil yang digunakan. Pada tabel di bawah ini disajikan gaya dalam maksimum pada bresing untuk gaya aksial, dan momen lentur ke arah sumbu kuat dan lemahnya. Seluruh gaya dalam maksimum yang terjadi adalah akibat dari kombinasi pembebanan vertikal dan horizontal. Pada tabel 4.7 juga disajikan hasil perhitungan manual nilai kuat tahanan profil bresing yang digunakan beserta nilai strength rationya untuk masing-masing gaya dalam maksimum per lantainya.


IV-7

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.6 Gaya dalam maksimum yang terjadi pada bresing

Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Bresing D62 D62 D62 D62 D50 D50 D50 D50 D50 D54

Kombinasi Beban 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN

P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

-95.58 -235.4 -251.1 -393.8 -424.7 -562.7 -563.9 -632.1 -712.2 -634.3

-1161.84 -1220.36 -711.102 -878.527 189.882 1999.526 2200.472 2348.112 2927.764 384.736

791.016 951.161 561.643 438.761 635.758 497.016 324.787 324.567 612.593 696.557

Tabel 4.7 Kuat rencana aksial lentur bresing per lantai

Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

H mm 100 125 125 150 150 175 175 175 200 175

Properti Profil tw tf x B x mm mm mm x 100 6 8 x 125 6.5 9 x 125 6.5 9 x 150 7 10 x 150 7 10 x 175 7.5 11 x 175 7.5 11 x 175 7.5 11 x 200 8 12 x 175 7.5 11


kuat rencana

φNn kN 146.52 321.49 321.49 534.77 534.77 759.25 759.25 759.25 1014.40 745.24

Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!

Strength Nu/φNn 0.65 0.73 0.78 0.74 0.79 0.74 0.74 0.83 0.70 0.85

φMn2 kN-mm 9170.10 16074.60 16074.60 25670.81 13305.49 38382.54 38382.54 38382.54 54633.60 38382.54


Strength Ratio 0.127 0.076 0.044 0.034 0.014 0.052 0.057 0.061 0.054 0.010

IV-8

φMn3 kN-mm 18941.40 33548.54 33548.54 53904.38 53904.38 80908.17 80908.17 80908.17 115459.20 80908.17


Strength Ratio 0.042 0.028 0.017 0.008 0.012 0.006 0.004 0.004 0.005 0.009

Strength Ratio Kombinasi 0.80 0.82 0.84 0.77 0.82 0.79 0.80 0.89 0.75 0.87


LAPORAN TUGAS AKHIR


Nilai strength ratio untuk setiap lantai berbeda-beda karena pertimbangan keragaman profil tiap lantainya. Pada tugas akhir ini, dilakukan sedapat mungkin untuk menggunakan tidak lebih dari 3 jenis profil batang bresing. Namun, karena kebutuhan kuat nominalnya sangat berbeda maka profil batang bresing yang digunakan setelah melalui proses iterasi manual yakni 5 jenis profil. Gaya aksial tekan maksimum terjadi pada lantai 2 sehingga dibutuhkan jenis profil yang lebih besar yakni WF 200.200.8.12. Sedangkan pada lantai 1 gaya aksial tekan justru mengecil karena kekakuannya lebih tinggi akibat dari kekangan pondasi yang diasumsikan merupakan perletakan jepit. 1). Distribusi beban lateral SRBKK Perhitungan distribusi beban lateral menggunakan kombinasi pembebanan gempa ke arah X model dan ke arah Y. Beban lateral didistribusikan dahulu kepada bresing yang nilainilai gaya dalam aksialnya merupakan hasil keluaran program ETABS 9.0. Lalu, dianalisis sejauh mana efektifitas batang bresing dalam memikul beban lateral melalui diagram vektor gaya-gaya yang telah ditransformasikan sesuai sudut bresing yang terpasang. Berikut ini adalah hasil analisis distribusi beban lateral secara tabulasi Tabel 4.8 Distribusi beban lateral ke batang bresing akibat beban lateral arah Y

EY

Bidang A

Bidang F

Lantai

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Diafragma

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

FY

302.1217

219.9207

198.8631

175.0207

151.6646

128.7588

102.9185

79.7027

54.0571

29.5734

H (kN)

302.12

522.04

720.91

895.93

1047.59

1176.35

1279.27

1358.97

1413.03

1442.60

a

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

0.00

H x cos a

259.07

447.65

618.17

768.25

898.30

1008.71

1096.96

1165.31

1211.66

1200.32

Bresing

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D23

P (kN)

27.83

60.2

77.3

107.89

121.2

148.6

158.33

171.96

190.15

164.72

Bresing

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D31 163.81

P (kN)

27.66

59.85

76.94

107.14

120.48

147.47

157.64

171.23

189.31

Bresing

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D71

P (kN)

32.3

68.88

88.34

122.42

137.8

167.87

179.89

195.15

215.1

188.19

Bresing

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D75

P (kN)

32.11

68.55

88.01

121.77

137.18

166.94

179.35

194.59

214.49

187.54

Jumlah

119.90

257.48

330.59

459.22

516.66

630.88

675.21

732.93

809.05

704.26

Persentase

46.28%

57.52%

53.48%

59.77%

57.52%

62.54%

61.55%

62.90%

66.77%

58.67%

Status

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !


IV-9

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.9 Distribusi beban lateral ke batang bresing akibat beban lateral arah X

EX

Bidang 1

Bidang 6

Lantai Diafragma FX H (kN) a H x cos a Bresing P (kN) Bresing P (kN) Bresing P (kN) Bresing

10 D10 446.1 446.10 30.96 382.53 D51 36.92 D63 36.56 D35 30.68 D47

9 D9 324.73 770.83 30.96 660.98 D51 93.9 D63 93.09 D35 80.85 D47

8 D8 293.63 1064.46 30.96 912.77 D51 103.64 D63 102.84 D35 87.01 D47

7 D7 258.43 1322.89 30.96 1134.37 D51 160.54 D63 158.96 D35 137.82 D47

6 D6 223.94 1546.83 30.96 1326.40 D51 175.94 D63 174.46 D35 150.05 D47

5 D5 190.12 1736.95 30.96 1489.42 D51 228.99 D63 226.75 D35 197.76 D47

4 D4 151.97 1888.92 30.96 1619.74 D51 238.19 D63 236.9 D35 204.77 D47

3 D3 117.69 2006.61 30.96 1720.65 D51 266.84 D63 265.49 D35 230.59 D47

P (kN)

30.22

79.96

86.16

136.24

148.58

Jumlah Persentase Status

134.38

347.8

379.65

593.56

649.03

35.13% OK !

52.62% OK !

41.59% OK !

52.33% OK !

48.93% OK !

57.01% OK !

2 D2 79.82 2086.43 30.96 1789.10 D51 299.11 D63 297.63 D35 259.65 D47

1 D1 43.67 2130.10 0.00 1772.35 D55 259.3 D59 257.69 D39 221.39 D43

195.6

203.51

229.28

258.22

219.84

849.1

883.37

992.2

1114.61

958.22

54.54% OK !

57.66% OK !

62.30% OK !

54.06% OK !

Persentase gaya horizontal yang dipikul oleh batang bresing tarik pada tabel di atas berkisar pada (38 – 65) %. Maka, batang bresing telah memenuhi syarat distribusi beban lateral sesuai SNI 03 – 1729 -2002 butir 15.11.2.3. yakni minimum 30% dan maksimum 70% Contoh perhitungan salah satu jenis profil bresing yang merupakan profil hasil analisis secara manual adalah sebagai berikut : Tabel 4.10 Properti profil bresing lantai 3 struktur SRBKK H (mm) 175

B (mm) 175

tw (mm) 7,5

tf (mm) 11

r (mm) 12

h efektif (mm) 129

Ix (mm4) 2,88.107

Iy (mm4) 9,84.106

Ag (mm2) 5121

ix (mm) 75

iy (mm) 43,8

Sx (mm3) 3,3.105

Sy (mm3) 1,12.105

Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 175.175.7,5.11 2). Kuat Rencana Aksial Bresing

Cek kelangsingan penampang Pelat sayap

λf =

b 175 135 135 = = 7,954 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *11 fy 250


IV-10

LAPORAN TUGAS AKHIR


Pelat badan

λw =

665 665 h 175 = = 25 , sedangkan λ r = = = 42,058 λ w < λ r tw 7 fy 250

Maka, penampang bresing kompak. Persyaratan kelangsingan batang bresing untuk SCBF sesuai SNI 03 – 1729 – 2002 Butir 15.11.2.1 yaitu : k c L 2625 ≤ dengan L = 6000 2 + 3600 2 = 3498,71 mm r fy 1 * 3498,71 2625 ≤ ⇒ 79,88 < 166,019 43,8 250 maka batang bresing memenuhi persyaratan kelangsingan.

Cek terhadap tekuk Arah-x λx =

Lkx 3498,71 = = 46,65 rx 75

Arah-y λy =

Lky ry

=

34898,71 = 79,88 43,8

Maka, arah-y menentukan terhadap tekuk.

E 1 2.10 5 = .79,88. = 0,9 ⇒ bersifat tekuk inelastik λc = .λ y . π fy π 250 1

maka, ω =

1,43 = 1,43 1,6 − 0,67(0,9)

N n = Ag . f cr = Ag .

fy

ω

= 5121.

250 = 895,28 kN 1,43

Nu 632,1 = = 0,83 φN n 0,9 * 895,28

3). Kuat Rencana Lentur Bresing

Bresing direncanakan untuk dapat melentur ke arah bidang bresing atau ke arah sumbu lemahnya agar pada saat gempa terjadi, proses rotasi inelastis pada ujung-ujung batang (sambungan) dapat terjadi.


IV-11

LAPORAN TUGAS AKHIR


Cek kelangsingan penampang Pelat sayap b 175 135 135 λf = = = 7,954 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r (OK) 2t f 2 *11 fy 250 Pelat badan N h 175 λw = = = 25 , dari tabel 4.6 nilai u = 0,83 > 0,125 tw 7 φN n Maka, nilai batasan perbandingan lebar terhadap tebal untuk pelat badan sesuai tabel 15.71 SNI 03 – 1729 – 2002 adalah sebagai berikut :

N u  665 500  500  632,1  ⇒ 2,33 − = 47,35 2,33 − ≥  759,25  φN n  250  fy  fy sedangkan λ p =

665 fy

=

665 250

= 42,058 , maka batasan λp diambil 47,35.

λw < λp penampang kompak.

Cek terhadap tekuk lateral terhadap X (tegak lurus bidang bresing) E 2.10 5 = 1,76 * 43,8 * = 2180,38 m m L > Lp fy 250

L p = 1,76 * i y *

X  2 Lr = ry *  1  1 + 1 + X 2 f L  fL  dengan X 1 =

π

2

Sx

EGJA S  I dan X 2 = 4 x  w Iw = Iy * h2/4 2  GJ  I y

E 200000 = = 76923,08 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 176798,96 3

G=

 129 2 9,84.10 6 x Iw  4 = Iy 9,84.10 6 X1 =

π 3,3.10 5

   = 6724

2.10 5 x76923,08 x176798,96 x5121 = 25123,58 2 2

  3,3.105  x 6724 = 1,58.10−5 X 2 = 4 76923 , 08 x 176798 , 96  


IV-12

LAPORAN TUGAS AKHIR


 25123,58  2 −5 Lr = 43,8 *   1 + 1 + 1,58.10 x(129 ) = 9366,05 mm  129 

Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. Faktor pengali momen (Cb)

Cb =

2,5M max

12,5M max = 1,22 < 2,3 maka Cb = 1,22 + 3M A + 4M B + 3M C

Perhitungan nilai faktor pengali momen Cb terdapat dalam lampiran. M r = f L .S x = 129 x 330000 = 46387,24 kNmm 1  1 Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w  h − t f  h − t f 2  2

 3  = 359591 mm 

M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 89897,97 kNmm Momen nominal penampang ditentukan dari jenis tekuk yang terjadi. Oleh karena Lp < Lb < Lr maka, kapasitas penampang adalah

  Lb − L p   ≤Mp M n = C b  M p − (M p − M r )  L − L   r p  

  3498,71 − 2180,38  M n = 1,2289897,97 − (89897,97 − 46387,24)  = 101525,97 kNmm  9366,05 − 2180,38   Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 89897,97 kNmm

Mu 324,57 = = 0,004 φM n 0,9 * 89897,97 Cek terhadap tekuk lentur terhadap Y (sejajar bidang bresing) L p = 1,76 * i x *

E 2.10 5 = 1,76 * 75 * = 3733,52 m m L < Lp fy 250

Maka, bresing bersifat plastik sempurna. M p = Z y . f y = 170589,06 * 250 = 42647,27 kNmm M n = 42647,27 kNmm M uy

φM ny

=

2348,11 = 0,061 0,9 * 42647,27


IV-13

LAPORAN TUGAS AKHIR


Interaksi aksial-lentur menjadi, M uy N u 8  M ux + + φN n 9  φM nx φM ny

  = 0,83 + 8 .(0,004 + 0,061) = 0,89 (OK)  9 

Hasil analisis aksial dan lentur penampang menunjukkan bahwa bresing sangat didominasi oleh gaya dalam aksialnya. Oleh karena itu, nilai kapasitas lentur bresing tidak signifikan dalam partisipasinya menahan gaya lateral.

4.3.1.2 Analisis Elemen Balok SRBKK Balok-balok direncanakan untuk menahan gaya-gaya momen dan geser. Pengelompokkan balok-balok didasarkan pada kebutuhan tahanan gaya momen dan geser. Selain itu, kelayakan sambungan dengan kolom pun harus dipertimbangkan. Berikut ini adalah hasil keluaran gaya-gaya dalam dari program ETABS 9.0. Tabel 4.11 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu-Y model pada SRBKK Lantai

Balok

Kombinasi

V2 (kN)

M3 (kN-mm)

10

B16

12DL05LL22EX

21.45

-25554.913

9 8 7 6 5 4 3 2 1

B16 B15 B15 B15 B15 B15 B15 B15 B15

12DL05LL22EYMIN 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL

-27.71 37.94 38.06 37.69 37.61 36.9 36.84 36.72 36.57

-38786.276 -35218.487 -35770.119 -34745.519 -34566.662 -32622.450 -32483.374 -32142.563 -31705.188

Kombinasi pembebanan yang menentukan untuk lantai 9 dan 10 adalah pembebanan vertikal dan lateral sedangkan lantai 1 sampai 8 kombinasi pembebanan yang menentukan adalah beban vertikal. Perbedaan disebabkan oleh dominasi gaya antara vertikal dan lateral.. Khusus untuk lantai teratas karena beban vertikal yang dipikul lebih kecil daripada beban lateralnya, dengan demikian tentu beban lateral akan sangat berpengaruh terhadap gaya dalam balok lantai 9 dan 10. Gaya lateral pada arah sumbu Y model pun lebih kecil dibandingkan sumbu X model sehingga memperkuat alasan di atas Berbeda dengan lantai di bawahnya, di mana sudah terjadi dominasi beban vertikal karena beban lateral sudah terdistribusi ke dalam elemen bresing dan kolom.


IV-14

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.12 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu X-model Lantai

Balok

Kombinasi

V2 (kN)

M3 (kN-mm)

10

B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B44

12DL05LL22EXMIN 12DL16LL 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL16LL

-62.38 -81.75 64.94 68.08 68.33 67.28 65.55 64.32 60.87 -77.77

-85267.769 -98497.957 -109366.780 -118964.380 -118085.190 -115066.650 -107021.940 -103589.510 -93883.162 -87378.715

9 8 7 6 5 4 3 2 1

Untuk arah pembebanan lateral ke arah sumbu X model, hampir seluruh lantai beban maksimum terjadi akibat pembebanan lateral. Tabel 4.13 Gaya dalam maksimum balok tepi tanpa bresing pada SRBKK Lantai

Balok

Kombinasi

V2 (kN)

M3 (kN-mm)

10

B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B1

12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL16LL

44.43 48.91 46.53 56.18 49.24 47.88 45.98 35.78 31.38 47.32

-70088.082 -87365.390 -92941.663 -106798.180 -99567.597 -95671.138 -74894.343 -59924.845 -47289.248 -51119.510

9 8 7 6 5 4 3 2 1

Tabel 4.14 Gaya dalam maksimum balok tepi dengan bresing pada SRBKK Lantai

Balok

Kombinasi

V2 (kN)

M3 (kN-mm)

10

B37 B39 B2 B2 B2 B2 B4 B2 B2 B4

12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EX 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL

39.03 -38.15 -40.36 -47.38 -40.23 -40.16 47.00 40.11 40.11 47.00

-57029.264 -57745.317 -48460.497 -54756.455 -47017.177 -46763.436 -50701.976 -44746.712 -44739.534 -50698.170

9 8 7 6 5 4 3 2 1


IV-15

LAPORAN TUGAS AKHIR


Kasus yang terjadi pada tabel 4.11 di mana kombinasi pembebanan lateral dominan di hampir semua lantai kecuali lantai 1 dapat terjadi karena beban lateral yang masuk ke struktur langsung diantisipasi oleh bidang bresing pada bagian perimeter struktur, sehingga pada keempat bidang perimeter struktur yakni pada bidang 1, 6, A, dan F terjadi peningkatan distribusi beban lateral dibandingkan dengan beban vertikalnya. Bidang bresing sangat efektif menyerap beban lateral dan bidang perimeter non-bresing tentunya akan turut menyerap tetapi tidak sebesar penyerapan energi gempa pada bidang bresing. Oleh karena itu, wajar apabila beban maksimum yang menentukan terjadi saat kombinasi pembebanan vertikal dan pembebanan lateral yang telah memakai koefisien kuat cadang struktur sebesar 2,2. Tabel 4.15 Profil balok rencana berikut nilai strength ratio lentur, geser, dan interaksi lentur dan geser pada SRBKK Kapasitas Lentur

Properti Profil Lantai

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

H mm 248 248 150 248 150 150 150 150 150 150

x x x x x x x x x x x x

B

tw

tf

φ Mn

mm

mm

mm

kN-mm

124 124 150 124 150 150 150 150 150 150

5 5 7 5 7 7 7 7 7 7

8 8 10 8 10 10 10 10 10 10

68706.00 68706.00 53904.38 68706.00 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38

Strength Ratio

0.83 0.84 0.90 0.80 0.87 0.87 0.94 0.83 0.83 0.94

Kapasitas Geser

φ Vn

Status

kN-mm

OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!

Strength Ratio

167.40 167.40 141.75 167.40 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75

0.23 0.23 0.28 0.28 0.28 0.28 0.33 0.28 0.28 0.33

Kombinasi Status


Interaksi lentur &geser

0.98 0.98 1.08 0.97 1.05 1.04 1.15 1.01 1.01 1.15

Status


Profil balok rencana yang dianalisis pada struktur SRBKK sesuai tabel 4.13 diambil pada bagian bidang 1 sebagai representasi bidang struktur yang mengalami pembebanan terbesar. Tabel 4.16 Properti profil untuk balok dengan bresing lantai 2 pada SRBKK H (mm) 150

B (mm) 150

tw (mm) 7

tf (mm) 11

r (mm) 11

h efektif (mm) 108

Ix (mm4) 1,34.107

Iy (mm4) 5,63.106

Ag (mm2) 4014

ix (mm) 63,9

iy (mm) 37,5

Sx (mm3) 2,19.105

Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 150.150.7.11 pada lantai 2.


IV-16

Sy (mm3) 7,51.104

LAPORAN TUGAS AKHIR


1). Kuat Rencana Lentur Balok Cek kelangsingan penampang Pelat sayap

λf =

150 135 135 b = = 6,82 sedangkan λ p = = = 8,54 λ f < λ p 2t f 2 *11 250 fy

Pelat badan

λw =

h 108 1680 1680 = = 15,43 , sedangkan λ p = = = 106,25 λ w < λ p tw 7 fy 250

Maka, penampang bresing kompak.

Cek pengaruh tekuk lateral L = 6000 mm , pada struktur SRBK ini panjang tak terkekang diasumsikan sama dengan nol (Lb = 0) karena lantai merupakan pelat beton yang kaku dan menyatu dengan balok sehingga sifat balok adalah plastis sempurna. M n = Z x . f y = 239575 * 250 = 59893,75 kNmm

Mu 50701,976 = = 0,94 φM n 0,9 * 59893,75

2). Kuat Rencana Geser Balok

Cek kelangsingan penampang terhadap geser

λw =

h 150 − 2 * 10 − 2 * 11 108 = = = 15,43 < 260 tw 7 7

kn = 5 +

1,10

5

(a h )

2

= 5+

5 = 5,001 6000 108

(

)

h k E < 1,10 n tw fy

kn E 5,001 * 2.10 5 = 1,10 = 69,58 250 fy

Oleh karena leleh pelat badan bersifat plastis sempurna. Maka, kapasitas geser nominal adalah. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-17

LAPORAN TUGAS AKHIR


Vn = 0,6. f yw . Aw = 0,6 x 250 x 1050 = 157,5 kN

Vu 47 = = 0,33 rasio kapasitas memenuhi. φVn 0,9 * 157,5

3). Interaksi lentur dan geser

Mu V + 0,625 n ≤ 1,375 φM n φVn 0,94 + 0,625 * 0,33 = 1,15 ≤ 1,375 memenuhi syarat kombinasi lentur geser

4.3.1.3 Analisis Elemen Kolom SRBKK Tabel 4.17 Gaya dalam kolom tengah SRBKK

Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Kolom C11 C27 C27 C27 C27 C27 C27 C27 C27 C27

Kombinasi Beban 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL

P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

-182.2

552.962

1785.441

-421.6 -659.3 -895.6 -1133 -1370 -1610 -1850 -2090 -2332

70.367 50.229 31.858 31.917 13.981 16.586 13.355 12.208 9.894

68.041 2275.171 1888.51 2372.349 1424.358 2257.163 1464.312 435.199 24.116

Tabel 4.18 Gaya dalam kolom tepi SRBKK

Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Kolom

C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7


Kombinasi Beban

12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN

P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

-117.6 -331.5 -610.4 -975.2 -1411 -1911 -2541 -3180 -3891 -4640

10456.87 10243.78 27749.89 21996.43 35936.32 20664.76 28838.7 26972.08 18385.48 64348.68

-10302.7 -4855.95 -12448.4 -8320.01 -14232.5 -9501.34 -16658.6 -18936.6 -17758 -45854.8 IV-18

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.19 Gaya dalam kolom sudut SRBKK P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

Lantai

Kolom

Kombinasi Beban

10

C36

12DL05LL22EX

-70.52

-38683.8

26528.02

-20428.7

12699.36

9

C36

12DL05LL22EX

-149.1

8

C36

12DL05LL22EX

-209.9

-39614.3

25261.45

7

C36

12DL05LL22EX

-296.4

-32837.8

19121.75

-34755.6

19369.94

6

C36

12DL05LL22EX

-360.8

5

C36

12DL05LL22EX

-427.3

-38395.7

20936.28

4

C36

12DL05LL22EX

-509.4

-29316.2

16900.61

3

C36

12DL16LL

-577.1

-24992.3

9870.207

2

C36

12DL16LL

-645.7

-34160.4

15946.33

1

C36

12DL16LL

-739.2

-12002.7

5164.285

Tabel 4.20 Kuat rencana aksial lentur kolom per lantai pada SRBKK

Properti Profil

Kuat rencana Aksial

Lantai H

x

B

tw

tf

φNn

mm

x

mm

mm

mm

kN

10

200

x

200

8

12

631.81

9

175

x

175

7.5

11

387.71

8

208

x

202

10

16

7

208

x

202

10

6

249

x

302

12

5

298

x

299

4

338

x

3

344

x

2

400

1

298

Kapasitas momen terhadap sb. X φMn

Status

Strength Ratio

Kapasitas momen terhadap sb. Y φMn

Status

Strength Ratio

Kombinasi Aksial Lentur Strength Ratio

Status

Strength Ratio

kN-mm

OK!

0.11

115459.20

OK!

0.230

54633.60

OK!

0.708

0.99

OK!

OK!

0.38

80908.17

OK!

0.157

38382.54

OK!

0.532

1.00

OK!

780.10

OK!

0.27

157046.40

OK!

0.161

74437.20

OK!

0.532

0.89

OK!

16

631.88

OK!

0.47

157046.40

OK!

0.122

74437.20

OK!

0.441

0.97

OK!

12

671.26

OK!

0.54

227421.68

OK!

0.085

124947.90

OK!

0.278

0.86

OK!

9

14

950.11

OK!

0.45

304391.03

OK!

0.069

142036.76

OK!

0.270

0.75

OK!

351

13

13

710.26

OK!

0.72

404852.18

OK!

0.042

183147.41

OK!

0.160

0.90

OK!

343

10

16

728.54

OK!

0.79

459770.40

OK!

0.021

213523.20

OK!

0.117

0.92

OK!

x

408

21

21

787.08

OK!

0.82

882029.93

OK!

0.018

402151.84

OK!

0.085

0.91

OK!

x

299

9

14

1026.41

OK!

0.72

304391.03

OK!

0.017

142036.76

OK!

0.085

0.81

OK!


Status

kN-mm

IV-19

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.21 Profil kolom tepi lantai 9 SRBKK H (mm) 175

B (mm) 175

tw (mm) 7,5

tf (mm) 11

r (mm) 12

h efektif (mm) 129

Ix (mm4) 2,88.107

Iy (mm4) 9,84.106

Ag (mm2) 5121

ix (mm) 75

iy (mm) 43,8

Sx (mm3) 3,33.106

Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 175.175.7,5.11

Cek terhadap kelangsingan global kc L < 200 , nilai kc didapatkan dari hasil analisis struktur bergoyang. kcx = 1,92 i dan kcy = 1,04, dengan L = 3600 mm.

1,92 * 3600 = 92,16 < 200 arah X memenuhi syarat kelangsingan global 175 1,29 * 3600 = 85,48 < 200 arah Y memenuhi syarat kelangsingan global. 101 Maka, nilai kuat tekan aksial ditentukan berdasarkan λx = 92,16

1). Kuat Rencana Aksial Kolom Cek kelangsingan penampang Pelat sayap

λf =


Pelat badan

λw =




IV-20

Sy (mm3) 1,12.106

LAPORAN TUGAS AKHIR


Cek kelangsingan batang Arah-x λx =

Lky 1,04 * 3600 k c. Lkx 1,92 * 3600 = = 92,16 Arah-y λy = = = 85,48 rx ry 75 43,8

Maka, tekuk terhadap sumbu x.

λc =

1

π

E 1 2.10 5 = .92,16. = 1,04 ⇒ bersifat tekuk inelastik fx π 250

.λ x .

maka, ω =

1,43 = 1,58 1,6 − 0,67(1,1)


fy

ω

= 5121.

250 = 810,28 kN 1,58

Nu 331,5 = = 0,48 φN n 0,85 * 810,28 2). Kuat Rencana Lentur Kolom

Cek terhadap tekuk lateral terhadap sumbu X lokal L p = 1,76 * i y *

E 2.10 5 = 1,76 * 43,8 * = 2180,8 m m L > Lp, plastik sempurna. fy 250


π Sx

2


E 200000 = = 76923,08 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 176798,96 3

G=

 129 2 9,84.10 6 x Iw  4 = Iy 9,84.10 6

   = 6724


IV-21

LAPORAN TUGAS AKHIR

X1 =

π


2.10 5 x76923,08 x176798,96 x5121 = 25123,58 2

3,3.10 5

2

  3,3.105  x 6724 = 1,58.10−5 X 2 = 4  76923,08x176798,96   25123,58  2 −5 Lr = 43,8 *   1 + 1 + 1,58.10 x(129 ) = 9366,05 mm  129  Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. Faktor pengali momen (Cb)

Cb =

2,5M max


Perhitungan nilai faktor pengali momen secara tabulasi Cb terdapat dalam lampiran. M r = f L .S x = 129 x 330000 = 46387,24 kNmm

1  1  Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w  h − t f  h − t f  = 359591 mm 3 2  2  M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 89897,97 kNmm

Momen nominal penampang ditentukan dari jenis tekuk yang terjadi. Oleh karena Lp < Lb < Lr maka, kapasitas penampang adalah

  Lb − L p   ≤ M p M n = C b  M p − (M p − M r )   L − L  p   r 

  3600 − 2180,38  M n = 2,2589897,97 − (89897,97 − 46387,24)  = 187830,55 kNmm  9366,05 − 2180,38   Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 89897,97 kNmm

M ux 4855,95 = = 0,06 φM nx 0,9 * 89897,97 Cek terhadap tekuk lentur terhadap sumbu Y lokal L p = 1,76 * i x *

E 2.10 5 = 1,76 * 75 * = 3733,52 m m L < Lp, plastik sempurna fy 250


IV-22

LAPORAN TUGAS AKHIR


M p = Z y . f y = 170589,06 * 250 = 42647,27 kNmm M uy

φM ny

=

10243,78 = 0,267 0,9 * 42647,27


4.3.2

  = 0,48 + 8 .(0,06 + 0,267 ) = 0,77 (OK)  9 

Struktur Bresing Konsentrik Biasa (Ordinary Concentrically Braced Frame)

4.3.2.1 Analisis Elemen Bresing SRBKB Analisis bresing dilakukan pada salah satu bidang perimeter gedung seperti halnya pada struktur SRBKK (SCBF), yakni pada bidang 1 pada permodelan struktur program ETABS 9.0 karena pada bidang tersebut didapatkan gaya-gaya dalam yang menentukan. Jadi, ketiga bidang perimeter yang lain didasarkan pada perencanaan profil bidang 1 Hasil desain manual tabel 4.21 terlihat bahwa kombinasi pembebanan yang menentukan adalah pembebanan dengan konfigurasi 1,2 DL + 0,5 LL + 2,2Ex. Kombinasi pembebanan tersebut menyebabkan tambahan beban mati struktur dan menyebabkan momen guling struktur terhadap pondasi akibat gaya gempa yang diperkuat oleh faktor kuat cadang struktur sebesar 2,2. Gaya yang dominan pada bresing adalah gaya aksial tekan dengan nilai maksimum sebesar 819,02 kN pada lantai 2. Sedangkan nilai-nilai momen lentur arah sumbu x maupun y pada bresing tidak menunjukkan nilai yang signifikan. Di bawah ini disajikan hasil analisis perencanaan profil batang bresing untuk setiap lantai yang telah melalui proses iterasi hingga didapatkan nilai strength ratio mendekati nilai optimum. Di bawah ini adalah hasil analisis gaya dalam pada salah satu program ETABS 9.0. Nilainilai gaya dalam selengkapnya terdapat pada lampiran.


IV-23

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.22 Gaya dalam maksimum yang terdapat pada bresing

Lantai

Bresing

10

D50 D50 D50 D50 D50 D50 D50 D50 D50 D54

9 8 7 6 5 4 3 2 1

Kombinasi Beban 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN

P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

-108.39 -264.77 -306.56 -368.76 -505.30 -577.14 -643.76 -744.89 -819.02 -648.74

-99.385 -1098.579 773.402 520.290 588.666 815.906 2014.114 2205.536 3522.617 -163.704

898.774 714.445 397.339 291.274 290.888 341.791 363.453 800.656 697.393 1137.734

Tabel 4.23 Kuat rencana aksial lentur bresing per lantai

Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

H mm 100 125 150 150 150 175 175 200 200 200

Properti Bahan x B tw tf x mm mm mm x 100 6 8 x 125 6.5 9 x 150 7 10 x 150 7 10 x 150 7 10 x 175 7.5 11 x 175 7.5 11 x 200 8 12 x 200 8 12 x 200 8 12


kuat rencana φNn Status kN 137.95 OK! 302.69 OK! 521.94 OK! 521.94 OK! 521.94 OK! 745.24 OK! 745.24 OK! 999.23 OK! 999.23 OK! 1014.40 OK!

Strength Ratio

φMn2

Nu/φNn 0.79 0.87 0.59 0.71 0.97 0.77 0.86 0.75 0.82 0.64

kN-mm 4427.08 15754.24 25670.81 25670.81 25670.81 38382.54 38382.54 54633.60 54633.60 54633.60


Strength Ratio 0.022 0.070 0.030 0.020 0.023 0.021 0.052 0.040 0.064 0.003

IV-24

φMn3 kN-mm 18941.40 33548.54 53904.38 53904.38 53904.38 80908.17 80908.17 115459.20 115459.20 115459.20


Strength Ratio 0.047 0.021 0.007 0.005 0.005 0.004 0.004 0.007 0.006 0.010

Strength Ratio Kombinasi 0.85 0.96 0.62 0.73 0.99 0.80 0.91 0.79 0.88 0.65


LAPORAN TUGAS AKHIR


Nilai strength ratio pada tabel di atas sangat beragam mulai dari 0,62 hingga 0,99. Hal ini disebabkan oleh pertimbangan bahwa ragam profil bresing diusahakan tidak terlalu banyak tetapi masih dalam kisaran strength ratio yang mendekati nilai optimum.

1). Distribusi beban lateral SRBKB Berikut ini adalah hasil analisis distribusi beban lateral secara tabulasi Tabel 4.24 Distribusi beban lateral per lantai arah Y Lantai

Bidang F

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Diafragma

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

FY

345.2819

251.3379

227.2721

200.0236

173.331

147.153

117.6212

91.0888

61.7796

33.7982

H

345.2819

596.6198

823.8919

1023.916

1197.247

1344.4

1462.021

1553.11

1614.889

1648.687

EY

Bidang A

10

a

30.96376

30.96376

30.96376

30.96376

30.96376

30.96376

30.96376

30.96376

30.96376

33.69007

H x cos a

296.0768

511.5973

706.4815

878.0003

1026.63

1152.813

1253.672

1331.78

1384.756

1371.791

Bresing

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D19

D23

P

32.35

70.21

91.37

105.98

136.92

156.02

172.93

196.03

212.62

172.08

Bresing

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D27

D31

P

32.27

69.65

90.78

105.48

135.76

154.56

171.32

194.24

210.78

171.26

Bresing

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D67

D71 198.58

P

37.51

80.14

104.36

121.24

156.05

177.61

196.76

222.42

240.85

Bresing

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D79

D75

P

37.35

79.5

103.72

120.68

154.81

176.1

195.14

220.68

239.07

197.67

Jumlah

139.48

299.5

390.23

453.38

583.54

664.29

736.15

833.37

903.32

739.59

Persentase

47.11%

58.54%

55.24%

51.64%

56.84%

57.62%

58.72%

62.58%

65.23%

53.91%

Status

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

Dengan total gaya geser dasar sebesar 1648,687 kN. Tabel 4.25 Distribusi beban lateral per lantai arah X Lantai

Bidang 6

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Diafragma

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

FX

509.83

371.12

335.58

295.35

255.93

217.28

173.68

134.50

91.22

49.91

H

509.83

880.95

1216.53

1511.88

1767.81

1985.09

2158.77

2293.27

2384.49

2434.40

EX

Bidang 1

10

a

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

30.96

0.00

H x cos a

437.18

755.41

1043.17

1296.43

1515.88

1702.20

1851.13

1966.46

2044.68

2025.54

Bresing

D51

D51

D51

D51

D51

D51

D51

D51

D51

D55 280.90

P

45.92

107.45

127.19

159.73

215.75

245.57

272.31

313.76

344.52

Bresing

D63

D63

D63

D63

D63

D63

D63

D63

D63

D59

P

45.62

106.06

125.79

158.62

213.26

242.46

268.90

310.04

340.73

279.22

Bresing

D35

D35

D35

D35

D35

D35

D35

D35

D35

D39 239.87

P

38.65

92.55

107.53

137.12

186.59

212.17

235.10

272.05

299.40

Bresing

D47

D47

D47

D47

D47

D47

D47

D47

D47

D43

P

38.19

90.98

106.00

135.90

184.10

209.16

231.85

268.55

295.88

238.32

Jumlah

168.38

397.04

466.51

591.37

799.7

909.36

1008.16

1164.4

1280.53

1038.31

Persentase

38.52%

52.56%

44.72%

45.62%

52.75%

53.42%

54.46%

59.21%

62.63%

51.26%

Status

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !

OK !


IV-25

LAPORAN TUGAS AKHIR


Dengan total gaya geser dasar sebesar 2434,40 kN Persentase gaya horizontal yang dipikul oleh batang bresing tarik pada tabel di atas berkisar pada (38 – 65) %. Maka, batang bresing telah memenuhi syarat distribusi beban lateral sesuai SNI 03 – 1729 -2002 butir 15.11.2.3. yakni minimum 30% dan maksimum 70% Di bawah ini adalah salah satu contoh perhitungan untuk analisis bresing konsentrik biasa. Untuk lantai 1 sampai lantai 3 digunakan profil WF 200.200.8.12. Tabel 4.26 Properti profil bresing WF 200.200.8.12 H (mm) 200

B (mm) 200

tw (mm) 8

tf (mm) 12

r (mm) 13

h efektif (mm) 150

Ix (mm4) 4,72.107

Iy (mm4) 1,60.107

Ag (mm2) 6353

ix (mm) 86,2

iy (mm) 50,2

Zx (mm3) 4,72.105

2). Kuat Rencana Aksial Bresing SRBKB


λf =

b 200 135 135 = = 8,33 sedangkan λ r = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *12 fy 250

Pelat badan

λw =

665 665 h 150 = = 18,75 sedangkan λ r = = = 42,058 λ w < λ r tw 8 fy 250

Maka, penampang bresing kompak. Cek kelangsingan batang Persyaratan kelangsingan batang bresing untuk SCBF sesuai SNI 03 – 1729 – 2002 Butir 15.12.2.1 yaitu : k c L 1900 ≤ r fy

1 * 3498,71 1900 ≤ ⇒ 69,7 < 120,17 50,2 250 HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-26

Zy (mm3) 1,60.105

LAPORAN TUGAS AKHIR


Maka, batang bresing memenuhi persyaratan kelangsingan.

Cek terhadap panjang tekuk k L 1 * 3498,57 Arah-x λ x = c = = 41,83 ix 86,2

Arah-y λ y =

k c L 1 * 3498,57 = = 71,82 iy 50,2

Maka, arah tekuk y menentukan.

λc =

1 Lky . π ry

fy E

=

1

π

.71,82

0,25 < λc < 1,2 ⇒ ω =

250 = 0,81 bersifat tekuk inelastik 2.10 5

1,43 = 1,35 1,6 − 0,67(0,81)

maka, kuat rencana batang bresing terhadap gaya aksial adalah,


fy

ω

= 6353.

250 = 999,23 kN 1,35

Nu 744,89 = = 0,75 φN n 0,85 * 999,23 Kuat tekan rencana didasarkan pada gaya aksial dan selanjutnya merupakan acuan untuk mendesain rencana sambungan.

3). Kuat Rencana Lentur Bresing SRBKB


λf =

135 135 b 200 = = 8,33 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *12 fy 250

Pelat badan

λw =

N h 150 = = 18,75 , dari tabel 4.22 nilai u = 0,75 > 0,125 φN n tw 8

Maka, nilai batasan perbandingan lebar terhadap tebal untuk pelat badan sesuai tabel 15.71 SNI 03 – 1729 – 2002 adalah sebagai berikut :


IV-27

LAPORAN TUGAS AKHIR


N u  665 500  500 [2,33 − 0,75] = 50,11 ⇒ 2,33 − ≥ φN n  fy  fy 250 sedangkan λ p =

665 fy

=

665

= 42,058 , maka batasan λp diambil 50,11.

250

λw < λp penampang kompak.

Cek terhadap tekuk lateral terhadap X (tegak lurus bidang bresing) L p = 1,76 * i y *

E 2.10 5 = 1,76 * 50,2 * = 2498,97 m m L > Lp fy 250

X  2 Lr = i y *  1  1 + 1 + X 2 f L  fL  dengan X 1 =

π Sx

2


E 200000 = = 76923,08 N mm 2 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 260437,33 mm 4 3

G=

 129 2   1,6.10 7 x 4 Iw   = 8836 = Iy 1,6.10 7 X1 =

π 4,72.10 5

2.10 5 x76923,08 x 260437,33 x6353 = 23745,28 N mm 2 2 2

  4,72.105  x 8836 = 1,96.10−5 X 2 = 4  76923,08x260437,33   23745,28  2 −5 Lr = 50,2 *   1 + 1 + 1,96.10 x(129 ) = 10251,8 mm  129  Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-28

LAPORAN TUGAS AKHIR


Faktor pengali momen (Cb)

Cb =

2,5M max

12,5M max = 1,25 dari hasil analisis momen (lampiran) + 3M A + 4M B + 3M C

M r = f L .S x = 129 x 472000 = 82600 kNmm

1  1  Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w  h − t f  h − t f  = 513152 mm 3 2  2  M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 128288 kNmm


  Lb − L p   ≤ M p M n = C b  M p − (M p − M r )   L − L p   r 

  3605,55 − 2498,37  M n = 1,23128288 − (128288 − 82600)  = 151973,89 kNmm 10251 , 8 − 2498 , 37    Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 128288 kNmm

M ux 800,656 = = 0,007 hampir tidak berpengaruh terhadap kapasitas lenturnya. φM nx 0,9 *128288 Cek terhadap tekuk lentur terhadap Y (sejajar bidang bresing) L p = 1,76 * i x *

E 2.10 5 = 1,76 * 86,2 * = 4291,06 m m L < Lp fy 250

Maka, bresing bersifat plastik sempurna. M p = Z y . f y = 242216 * 250 = 60704 kNmm M n = 60704 kNmm M uy

φM ny

=

2205,536 = 0,04 sangat kecil 0,9 * 60704


  = 0,75 + 8 .(0,007 + 0,04 ) = 0,79 (OK)  9 


IV-29

LAPORAN TUGAS AKHIR


4.3.2.2 Analisis Elemen Balok SRBKB Berikut ini adalah hasil keluaran gaya-gaya dalam dari program ETABS 9.0. Tabel 4.27 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu-Y model pada SRBKB Lantai

Balok

Kombinasi

10

B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B44

12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL16LL

9 8 7 6 5 4 3 2 1

V2 (kN)

-61.16 63.43 68.96 77.52 68.93 67.75 66.56 64.1 60.21 -78.7

M3 (kN-mm)

-81477.631 -107624.5 -119008.94 -144467.78 -118788.93 -113866.7 -109904.24 -102605.82 -91594.557 -88425.847

Tabel 4.28 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu X-model pada SRBKB Lantai

Balok

Kombinasi

10

B16 B16 B16 B16 B16 B16 B16 B16 B16 B12

12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL16LL 12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL

9 8 7 6 5 4 3 2 1

V2 (kN)

-21.65 -27.95 -38.5 -27.71 -27.72 -27.46 -27.1 -37.42 -37.25 36.45

M3 (kN-mm)

-26821.621 -40102.461 -36730.99 -37180.887 -37188.166 -36037.062 -34833.923 -34146.333 -33646.979 -31503.967

Tabel 4.29 Gaya dalam maksimum balok tepi tanpa bresing pada SRBKB Lantai

Balok

Kombinasi

10

B38 B38 B38 B38 B38 B38 B38 B38 B38 B40

12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL16LL

9 8 7 6 5 4 3 2 1


V2 (kN)

-50.62 -55.39 -56.59 -84.76 -85.58 -78.74 -80.01 -49.14 -39.99 -47.93

M3 (kN-mm)

-86495.633 -104477.72 -118416.34 -179244.67 -199170.9 -179801.34 -169881.94 -97032.689 -71484.8 -51899.702

IV-30

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.30 Gaya dalam maksimum balok tepi dengan bresing pada SRBKB Lantai

Balok

10

B39 B39 B39 B39 B39 B39 B39 B37 B39 B37

9 8 7 6 5 4 3 2 1

V2 (kN)

Kombinasi

12DL05LL22EX 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL

M3 (kN-mm)

-40.82 48.37 40.99 47.59 40.61 40.64 47.41 40.45 40.44 -47.28

-62199.6 -58456.546 -49827.567 -51873.447 -46423.604 -46572.171 -52399.902 -46162.581 -46137.932 -50696.456

Tabel 4.31 Profil balok rencana berikut nilai strength ratio lentur, geser, dan interaksi lentur dan geser pada SRBKB Kapasitas Lentur

Properti Profil

H

Lantai

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

x

mm 175 175 150 150 150 150 150 150 150 150

x x x x x x x x x x x

B

tw

tf

mm

mm

mm

175 175 150 150 150 150 150 150 150 150

7.5 7.5 7 7 7 7 7 7 7 7

11 11 10 10 10 10 10 10 10 10

φ Mn

Kapasitas Geser

φ Vn

Strength Ratio

Status

0.77 0.72 0.92 0.96 0.86 0.86 0.97 0.86 0.86 0.94


kNmm

kN-mm

80908.17 80908.17 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38

Kombinasi

Strength Ratio

Status

Interaksi lentur &geser

Status

0.23 0.27 0.29 0.34 0.29 0.29 0.33 0.29 0.29 0.33


0.91 0.89 1.11 1.17 1.04 1.04 1.18 1.03 1.03 1.15


177.19 177.19 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75

Tabel 4.32 Properti profil untuk balok bentang bresing lantai 2 pada SRBKB H (mm) 150

B (mm) 150

tw (mm) 7

tf (mm) 11

Ix (mm4) 1,34.107

Iy (mm4) 5,63.106

Ag (mm2) 4014

ix (mm) 63,9

iy (mm) 37,5

Sx (mm3) 2,19.105

Sy (mm3) 7,51.104

Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 150.150.7.11 pada lantai 2.


IV-31

LAPORAN TUGAS AKHIR


1). Kuat Rencana Lentur Balok Cek kelangsingan penampang Pelat sayap

λf =

150 135 135 b = = 6,82 sedangkan λ p = = = 8,54 λ f < λ p 2t f 2 *11 250 fy

Pelat badan

λw =

h 108 1680 1680 = = 15,43 , sedangkan λ p = = = 106,25 λ w < λ p tw 7 fy 250


Cek pengaruh tekuk lateral L = 6000 mm , pada struktur SRBK ini panjang tak terkekang diasumsikan sama dengan

nol (Lb = 0) karena lantai merupakan pelat beton yang kaku dan menyatu dengan balok sehingga sifat balok adalah plastis sempurna. M n = Z x . f y = 239575 * 250 = 59893,75 kNmm

Mu 50701,976 = = 0,94 φM n 0,9 * 59893,75 2). Kuat Rencana Geser Balok

Cek kelangsingan penampang terhadap geser

λw =

h 150 − 2 * 10 − 2 * 11 108 = = = 15,43 < 260 tw 7 7

kn = 5 +

1,10

5

(a h )

2

= 5+

5 = 5,001 6000 108

(

)

h k E < 1,10 n tw fy

kn E 5,001 * 2.10 5 = 1,10 = 69,58 fy 250

Oleh karena leleh pelat badan bersifat plastis sempurna. Maka, kapasitas geser nominal adalah. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-32

LAPORAN TUGAS AKHIR


Vn = 0,6. f yw . Aw = 0,6 x 250 x 1050 = 157,5 kN

Vu 40,44 = = 0,29 rasio kapasitas memenuhi. φVn 0,9 * 157,5 3). Interaksi lentur dan geser

Mu V + 0,625 n ≤ 1,375 φM n φVn 0,94 + 0,625 * 0,29 = 1,03 ≤ 1,375 memenuhi syarat kombinasi lentur geser

4.3.2.3 Analisis Elemen Kolom SRBKB Profil kolom dibedakan berdasarkan tiga jenis yakni kolom tengah, kolom tepi, dan kolom sudut. Kolom tengah adalah semua kolom yang terdapat pada bidang B, C, D, E, 2, 3, 4, dan 5. Kolom tepi adalah kolom yang terdapat pada bidang A, F, 1, dan 6. Sedangkan kolom sudut adalah semua kolom yang merupakan keempat titik-titik sudut struktur gedung. Selain itu, kolom-kolom juga dibedakan tiap lantainya karena semakin ke bawah, kolom menerima beban aksial tekan semakin besar. Tabel 4.33 Gaya dalam kolom tengah SRBKB Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


Kombinasi 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL

P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

-182.7 -421.4 -660 -898.1 -1138 -1379 -1622 -1865 -2108 -2352

227.741 121.437 129.048 87.396 52.317 35.002 17.82 30.786 8.028 16.329

1149.294 1540.082 6757.662 223.511 37.124 6.11 -6.401 -11.867 7.871 0.514

Tabel 4.34 Gaya dalam kolom tepi SRBKB Lantai 10 9 8 7 6

Kolom C7 C7 C7 C7 C7


Kombinasi 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN

P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

-129.7 -368.2 -685.9 -1095 -1560

11707.15 12930.38 18089.69 66855.53 49665.92

-11422.2 -6855.03 -7571.04 -15208.3 -11363.4

IV-33

LAPORAN TUGAS AKHIR


5 4 3 2 1

C7 C7 C7 C7 C7

12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN

-2126 -2778 -3495 -4303 -5167

57934.83 43605.18 34625.49 19165.38 140710.5

-13493.6 -15296.3 -17263.4 -14778.4 -102055

Tabel 4.35 Gaya dalam kolom sudut SRBKB Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


Kombinasi Beban 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX

P

M2

M3

kN

kN-mm

kN-mm

-70.49 -148.3 -211.9 -309.6 -389.8 -468.9 -576.1 -645.6 -706.2 -781.5

-35916 -19035 -40490.4 -37375.3 -48803.9 -36879.8 -50855.6 -44009.8 -36491.4 -49944.2

24421.36 12068.29 26966.28 24069.91 28536.1 21568.84 28632.13 26434.88 21168.12 51816.87

Tabel 4.36 Profil kolom sudut dan nilai kuat rencana aksial lentur per lantai pada SRBKB Properti Profil Lantai

10

H

x

B

φ Nn

tw

Strength

φ Mny

Strength

tf

Ratio

Ratio

Nu/ φ Nn

Muy/ φ Mny

mm

x

mm

mm

mm

200

x

200

8

12

kN 897.93

kN-mm

φ Mnx kN-mm

Strength

Strength

Ratio

Ratio

Mux/ φ Mnx

Kombinasi

Status

0.08

115459.20

0.212

54633.60

0.657

0.91

OK!

0.149

38382.54

0.496

0.91

OK!

9

175

x

175

7.5

11

440.40

0.34

80908.17

8

208

x

202

10

16

1061.98

0.20

157046.40

0.172

74437.20

0.544

0.82

OK!

7

208

x

202

10

16

1061.98

0.29

157046.40

0.153

74437.20

0.502

0.87

OK!

0.36

227421.68

0.125

124947.90

0.391

0.82

OK!

304391.03

0.071

142036.76

0.260

0.61

OK!

6

249

x

302

12

12

1085.27

5

298

x

299

9

14

1462.02

0.32

4

344

x

343

10

16

899.44

0.64

459770.40

0.062

213523.20

0.238

0.91

OK!

0.15

3236527.13

0.008

1510442.44

0.029

0.11

OK!

0.007

1510442.44

0.024

0.29

OK!

0.113

213523.20

0.234

0.83

OK!

3

498

x

432

45

70

4265.25

2

498

x

432

45

70

2729.76

0.26

3236527.13

1

344

x

343

10

16

1510.71

0.52

459770.40

Tabel 4.37 Profil kolom tepi dan nilai kuat rencana aksial lentur per lantai SRBKB Properti Profil Lantai

φ Nn

H

x

B

tw

tf

mm

x

mm

mm

mm

Strength

φ Mny

Ratio kN

Nu/ φ Nn

kN-mm

Strength Ratio Nu/ φ Nn

φ Mnx kN-mm

Strength

Strength

Ratio

Ratio

Nu/ φ Nn

Kombinasi

Status

10

150

x

150

7

10

405.99

0.32

25670.81

0.456

53904.38

0.212

0.91

OK!

9

175

x

175

7.5

11

656.36

0.56

38382.54

0.337

80908.17

0.085

0.94

OK!

8

248

x

249

8

13

1427.22

0.48

91475.66

0.198

193334.18

0.039

0.69

OK!

7

300

x

305

15

15

2411.14

0.45

160396.88

0.417

354881.25

0.043

0.86

OK!

6

300

x

305

15

15

2411.14

0.65

160396.88

0.310

354881.25

0.032

0.95

OK!

5

350

x

350

12

19

3277.69

0.65

264370.95

0.219

560965.95

0.024

0.86

OK!

4

356

x

352

14

22

3704.18

0.75

310102.20

0.141

658620.00

0.023

0.90

OK!


IV-34

LAPORAN TUGAS AKHIR


3

400

x

400

13

21

4073.12

0.86

381403.24

0.091

810029.93

0.021

0.96

OK!

2

414

x

405

18

28

5434.75

0.79

523203.30

0.037

1114645.05

0.013

0.84

OK!

1

458

x

417

30

50

9645.44

0.54

996249.38

0.141

2130306.75

0.048

0.70

OK!

Tabel 4.38 Profil kolom tengah dan nilai kuat rencana aksial lentur pada SRBKB Properti Profil Lantai

φ Nn

H

x

B

tw

tf

mm

x

mm

mm

mm

Strength

φ Mny

Strength

Ratio kN

Nu/ φ Nn

kN-mm

φ Mnx

Ratio Nu/ φ Nn

kN-mm

Strength

Strength

Ratio

Ratio

Nu/ φ Nn

Kombinasi

Status

10

175

x

175

7.5

11

297.30

0.61

38382.54

0.006

80908.17

0.014

0.63

OK!

9

248

x

249

8

13

607.61

0.69

91475.66

0.001

193334.18

0.008

0.70

OK!

8

300

x

300

10

15

777.55

0.85

153393.75

0.001

329568.75

0.021

0.87

OK!

7

344

x

343

10

16

899.44

1.00

213523.20

0.000

459770.40

0.001

1.00

OK!

6

400

x

408

21

21

1166.49

0.98

402151.84

0.000

882029.93

0.001

0.98

OK!

5

428

x

407

20

35

1616.24

0.85

660297.94

0.000

1403798.63

0.001

0.85

OK!

4

458

x

417

30

50

2381.74

0.68

996249.38

0.000

2130306.75

0.001

0.68

OK!

3

458

x

417

30

50

2149.52

0.87

996249.38

0.000

2130306.75

0.001

0.87

OK!

2

458

x

417

30

50

2720.48

0.77

996249.38

0.000

2130306.75

0.001

0.77

OK!

1

400

x

408

21

21

3194.88

0.74

402151.84

0.000

882029.93

0.001

0.74

OK!

Berikut ini disajikan salah satu contoh perhitungan untuk kolom SRBKB. Perhitungan secara tabulasi selengkapnya terdapat pada lampiran. Tabel 4.39 Profil kolom tepi lantai 9 SRBKB H (mm) 175

B (mm) 175

tw (mm) 7,5

tf (mm) 11

r (mm) 12

h efektif (mm) 129

Ix (mm4) 2,88.107

Iy (mm4) 9,84.106

Ag (mm2) 5121

ix (mm) 75

iy (mm) 43,8

Sx (mm3) 3,33.106

Cek terhadap kelangsingan global kc L < 200 , nilai kc didapatkan dari hasil analisis struktur bergoyang. kcx = 1,98 i

dan kcy = 1,29, dengan L = 3600 mm. 1,98 * 3600 = 40,73 < 200 arah X memenuhi syarat kelangsingan global 175 1,29 * 3600 = 45,98 < 200 arah Y memenuhi syarat kelangsingan global. 101 Maka, nilai kuat tekan aksial ditentukan berdasarkan λy = 45,98


IV-35

Sy (mm3) 1,12.106

LAPORAN TUGAS AKHIR


1). Kuat Rencana Aksial Kolom Cek kelangsingan penampang Pelat sayap

λf =


Pelat badan

λw =



Cek kelangsingan batang Arah-x λx =

k c. Lkx 1,9 * 3600 = = 91,2 rx 75

Arah-y λy =

Lky ry

=

1,19 * 3600 = 97,81 43,8

Maka, arah-y menentukan terhadap tekuk. E 1 2.10 5 = .97,81. = 1,1 ⇒ bersifat tekuk inelastik λc = .λ y . π fy π 250

1

maka, ω =

1,43 = 1,66 1,6 − 0,67(1,1)


fy

ω

= 5121.

250 = 771,23 kN 1,66

Nu 368,2 = = 0,56 φN n 0,85 * 771,23


IV-36

LAPORAN TUGAS AKHIR


2). Kuat Rencana Lentur Kolom

Cek terhadap tekuk lateral terhadap sumbu X lokal E 2.10 5 = 1,76 * 43,8 * = 2180,8 m m L > Lp, plastik sempurna. fy 250

L p = 1,76 * i y *


π

2

Sx


E 200000 = = 76923,08 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 176798,96 3

G=

 129 2 9,84.10 6 x Iw  4 = Iy 9,84.10 6 X1 =

π 3,3.10 5

   = 6724

2.10 5 x76923,08 x176798,96 x5121 = 25123,58 2 2

  3,3.105  x 6724 = 1,58.10−5 X 2 = 4  76923,08x176798,96   25123,58  2 −5 Lr = 43,8 *   1 + 1 + 1,58.10 x(129 ) = 9366,05 mm  129  Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. Faktor pengali momen (Cb)

Cb =

2,5M max


Perhitungan nilai faktor pengali momen secara tabulasi Cb terdapat dalam lampiran. M r = f L .S x = 129 x 330000 = 46387,24 kNmm

1  1  Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w  h − t f  h − t f  = 359591 mm 3 2  2  M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 89897,97 kNmm HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-37

LAPORAN TUGAS AKHIR



  Lb − L p   ≤ M p M n = C b  M p − (M p − M r )   L − L p   r 

  3600 − 2180,38  M n = 2,2389897,97 − (89897,97 − 46387,24 )  = 186415,42 kNmm  9366,05 − 2180,38   Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 89897,97 kNmm

M ux 6855,03 = = 0,085 φM nx 0,9 * 89897,97 Cek terhadap tekuk lentur terhadap sumbu Y lokal L p = 1,76 * i x *

E 2.10 5 = 1,76 * 75 * = 3733,52 m m L < Lp, plastik sempurna fy 250

M p = Z y . f y = 170589,06 * 250 = 42647,27 kNmm M uy

φM ny

=

12930,38 = 0,337 0,9 * 42647,27


  = 0,56 + 8 .(0,085 + 0,337 ) = 0,94 (OK)  9 

4.3.3 Perencanaan Sambungan 4.3.3.1 Sambungan SRBKB Sambungan Bresing Sambungan batang bresing direncanakan berdasarkan kuat tarik rencana batang bresing, kuat lentur pada bidang kritis bresing, dan gaya maksimum hasil analisis yang dapat dipindahkan dari struktur ke batang bresing. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-38

LAPORAN TUGAS AKHIR


Perencanaan sambungan dilakukan pada salah satu bagian pertemuan antara batang bresing, kolom, dan balok. Analisis sambungan dilakukan pada lantai 7 bidang bresing. Berikut ini adalah perhitungan secara manual desain sambungan. Tabel 4.40 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan bresing

Lantai

H mm

Profil x B tw x mm mm

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

125 125 150 150 150 175 175 200 200 200

x x x x x x x x x x

125 125 150 150 150 175 175 200 200 200

RyfyAg tf mm

kN

9 9 10 10 10 11 11 12 12 12

1136.63 1136.63 1505.25 1505.25 1505.25 1920.38 1920.38 2382.38 2382.38 2382.38

7 7 7 7 7 8 8 8 8 8

Kapasitas tumpu baut

Diameter Baut

A

m

n

Baut

(mm) (mm^2) 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16

201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 4 6 6 8 10 10 12 12 10

Hasil Etabs Brace Load D51 D51 D51 D51 D51 D51 D51 D51 D51 D55

09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX

Loc

P

Kuat Tarik Perlu

3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3605.55

96.9 219.66 265.48 342.72 458.64 521.01 575.8 661.55 725.96 602.54

96.90 219.66 265.48 342.72 458.64 521.01 575.80 661.55 725.96 602.54

Perencanaan Pelat Buhul φRn

Lebar

Tebal rencana

Ag

φRn(Leleh)

Ae

φRn (fraktur)

φRn (Tumpu)

φRn

Baut

Pelat

Pelat

Pelat

Pelat

Pelat

Pelat

Pelat

Penentu

kN

mm

mm

(mm^2)

kN

(mm^2)

kN

kN

kN

124.41 248.81 373.22 373.22 497.63 622.04 622.04 746.44 746.44 622.04

87 87 108 108 108 129 129 150 150 150

7 16 14 18 23 21 23 21 23 20

609 1,392 1,512 1,944 2,484 2,709 2,967 3,150 3,450 3,000

131.54 300.67 326.59 419.90 536.54 585.14 640.87 680.40 745.20 648.00

357 816 1,008 1,296 1,656 1,953 2,139 2,394 2,622 2,280

99.07 226.44 279.72 359.64 459.54 541.96 593.57 664.34 727.61 632.70

149.18 681.98 895.10 1,150.85 1,960.70 2,237.76 2,450.88 2,685.31 2,941.06 2,131.20

99.07 226.44 279.72 359.64 459.54 541.96 593.57 664.34 727.61 622.04

Status

Strength Ratio

OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK !

Contoh perhitungan lantai 7 Sesuai peraturan SNI 03 – 1729 – 2002 butir 15.11.3 mengenai kuat perlu sambungan dinyatakan bahwa kuat perlu sambungan merupakan nilai terkecil dari kuat nominal aksial tarik batang bresing dan nilai terbesar dari hasil analisis yang ditetapkan sebagai nilai di bawah ini.


IV-39

0.98 0.97 0.95 0.95 1.00 0.96 0.97 1.00 1.00 0.97

LAPORAN TUGAS AKHIR


Kuat tarik perlu :

Ry f y Ag = 1.5 × 250 × 40.14 = 1505.25kN P( Etabs ) = 342.72kN

Kuat perlu = 342.72 kN

Sambungan direncanakan dengan menggunakan sambungan baut berdiameter 16 mm dan tebal pelat penyambung 18 mm. Baut disusun 2 baris pada bagian web bresing. 1).Kekuatan Tarik Pelat Pelat menggunakan baja BJ-37 Lebar pelat = 150 − 2 *(10 + 11) = 108mm t p = 18mm Ag = 108 ×18 = 1944mm 2 Ae = An = (108 − 2 *(16 + 2)) *18 = 1296mm 2

Kondisi leleh :

φ Rn = 0.9 f y p Ag = 0.9 × 240 ×1944 = 419.90kN Kondisi fraktur :

φ Rn = 0.75 f u p Ae = 0.75 × 370 × 1296 = 359.64kN Menentukan 2).Kekuatan Geser Baut Baut yang digunakan adlah baut A-325 Baut direncanakan dengan satu bidang geser dengan jumlah 6 buah baut. 1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 201.06mm 2 4 m =1 n=6

φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 × 1× 201.06) × 6 = 373.22kN 3).Kekuatan Tumpu Pelat

φ Rn = 0.75(2.4 fu p dbt p )n = 0.75(2.4 × 370 ×16 ×18) × 6 = 1150.85kN


IV-40

LAPORAN TUGAS AKHIR


Kuat rencana yang paling kecil adalah kuat rencana yang paling menentukan yaitu kekuatan fraktur pelat φ Rn = 359.64kN 4).Pengecekan tekuk pada pelat buhul Panjang tak terkekang pelat buhul mendekati nol untuk struktur SRBKB sehingga sehingga akan terjadi tekuk leleh umum.

ω =1 φ Nn = 0.85 Ag

fy 1

= (108 × 18) ×

250 = 413.10kN 1

dari perhitungan sebelummya kapasitas tekuk bresing untuk lantai 7 :

φ Nn = 521.94kN < 413.10 kN. Dengan demikian saat terjadi gempa besar yang dapat menyebabkan terjadi tekuk pada bresing pada pelat buhul terjadi kelelehan (sendi plastis) terlebih dahulu, sehingga bresing dapat bergerak bebas secara bolak-balik.

Gambar 4.4.

Mekanisme terjdi sendi plastis pada pelat buhul akibat tertekuknya batang bresing

Akibat terjadinya sendi plastis (terjadi kelelehan), maka energi gempa yang diterima oleh bangunan dapat diserap oleh bagian-bagian yang leleh tersebut. Semakin banyak bagian yang leleh maka akan semakin banyak pula energi yang terserap.


IV-41

LAPORAN TUGAS AKHIR


Sambungan Balok Tabel 4.41 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan balok Kapasitas tumpu baut Profil H x B Lantai

M3

tw

tf

Diameter

A

Baut

Baut

Perlu

(mm)

(mm^2)

r Kuat Tarik

mm x mm mm mm mm

m n

φRn Baut kN

10

-62199.6 175 x 175 7.5 11 12

710.85

20

314.16

1 8

777.54

9

-58456.546 175 x 175 7.5 11 12

668.07

20

314.16

1 8

777.54

8

-49827.567 150 x 150 7

10 11

664.37

20

314.16

1 8

777.54

7

-51873.447 150 x 150 7

10 11

691.65

20

314.16

1 8

777.54

6

-46423.604 150 x 150 7

10 11

618.98

20

314.16

1 8

777.54

5

-46572.171 150 x 150 7

10 11

620.96

20

314.16

1 8

777.54

4

-52399.902 150 x 150 7

10 11

698.67

20

314.16

1 8

777.54

3

-46162.581 150 x 150 7

10 11

615.50

20

314.16

1 8

777.54

2

-46137.932 150 x 150 7

10 11

615.17

20

314.16

1 8

777.54

1

-50696.456 150 x 150 7

10 11

675.95

20

314.16

1 8

777.54

Perencanaan Pelat Buhul Lebar

Ag

Ae

Tebal perlu

Tebal rencana

Ag

Pelat

Perlu

Perlu

Pelat

Pelat

Pelat

φRn(Leleh)

Ae

Pelat

Pelat

φRn(fraktur)

φRn(Tumpu)

φRn

Pelat

Pelat

Penentu

Strength Ratio

mm

(mm^2)

(mm^2)

mm

mm

(mm^2)

kN

(mm^2)

kN

kN

kN

175

3,290.98

2,561.63

19.55

20

3,500

756.00

2,620

727.05

2,131.20

727.05

0.98

175

3,092.94

2,407.48

18.38

19

3,325

718.20

2,489

690.70

2,024.64

690.70

0.97

150

3,075.78

2,394.12

22.59

23

3,450

745.20

2,438

676.55

2,450.88

676.55

0.98

150

3,202.06

2,492.42

23.51

24

3,600

777.60

2,544

705.96

2,557.44

705.96

0.98

150

2,865.65

2,230.56

21.04

22

3,300

712.80

2,332

647.13

2,344.32

647.13

0.96

150

2,874.83

2,237.70

21.11

22

3,300

712.80

2,332

647.13

2,344.32

647.13

0.96

150

3,234.56

2,517.71

23.75

24

3,600

777.60

2,544

705.96

2,557.44

705.96

0.99

150

2,849.54

2,218.02

20.92

21

3,150

680.40

2,226

617.72

2,237.76

617.72

1.00

150

2,848.02

2,216.84

20.91

21

3,150

680.40

2,226

617.72

2,237.76

617.72

1.00

150

3,129.41

2,435.87

22.98

23

3,450

745.20

2,438

676.55

2,450.88

676.55

1.00

contoh perhitungan lantai 7 Kuat perlu : Ru =

Mu 51873.447 = = 691.65kN h 150 2 2


IV-42

LAPORAN TUGAS AKHIR


Sambungan direncanakan dengan menggunakan sambungan baut berdiameter 20 mm dan tebal pelat penyambung 24 mm. Baut akan dipasang 2 baris (masing-masing satu baris untuk setiap sisi pelat sayap). 1).Kekuatan Tarik Pelat Pelat menggunakan baja BJ-37 Lebar pelat = 150mm t p = 24mm Ag = 150 × 24 = 3600mm2 Ae = An = (150 − 2 *(20 + 2)) * 24 = 2544mm 2 Kondisi leleh :

φ Rn = 0.9 f y p Ag = 0.9 × 240 × 3600 = 777.60kN Kondisi fraktur :

φ Rn = 0.75 f u p Ae = 0.75 × 370 × 2544 = 705.96kN Menentukan 2).Kekuatan Geser Baut Baut direncanakan dengan satu bidang geser dengan jumlah 6 buah baut. 1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 314.16mm 2 4 m =1 n =8

φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 ×1× 314.16) × 8 = 777.54kN 2).Kekuatan Tumpu Pelat

φ Rn = 0.75(2.4 fu p dbt p )n = 0.75(2.4 × 370 × 20 × 24) × 8 = 2557.44kN Kuat rencana yang paling kecil adalah kuat rencana yang paling menentukan yaitu kekuatan fraktur pelat φ Rn = 705.96kN


IV-43

LAPORAN TUGAS AKHIR


d20

d20

d16

Gambar 4.5.

d16

Pemasangan sambungan bresing balok dan kolom pada lantai 7 SRBKB

Pelat dudukan balok dan bresing dilas ke kolom. Selain untuk kepraktisan pemasangan, diharapkan juga gaya geser yang terjadi pada balok dapat ditahan oleh sistem sambungan ini.

4.3.3.2 Sambungan pada SRBKK Perhitungan sambungan bresing pada SRBKK secara umum sama dengan SSRBKB. Akana tetapi, pada kenyataannya di lapangan ada pemberian ruang gerak 2tp (dua kali tebal pelat) antar ujung bresing dengan bagian ujung pelat buhul yang terkekang. Dengan demikian bresing dapat bergerak lebih bebas pada saat terjadi tekuk (di saat gempa besar). Dengan demikian bangunan tipe SRBKK lebih ductile. Contoh perhitungan untuk lantai 7 Batang bresing yang dianalisis adalah profil WF 150.150.7.10. Kolom pada perencanaan sambungan adalah profil WF 250.250.11.11 pada lantai 8 dan WF 300.300.12.12 pada lantai 7. Sedangkan balok adalah profil IWF 250.125.5.8


IV-44

LAPORAN TUGAS AKHIR


Kuat perlu R y f y Ag 1,5 * 250 * 4014 = 1505,25 kN Gaya maksimum batang bresing hasil analisis yang dipindahkan sistem struktur ke batang bresing adalah sebesar 326,16 kN. Diameter baut yang direncanakan adalah sebesar 16 mm (A=201,6 mm2) A-325 dengan kuat ultimit fu = 825 MPa. Maka, kuat tahanan baut yang direncanakan adalah

φRn = 0,75.(0,5.m. Ab ).n / 1000 φRn = 0,75 * (0,5 *1 * 201) * 6 / 1000 = 373,22 kN Untuk menjamin kekuatan sambungan, maka direncanakan kuat tarik sambungan dengan konfigurasi sebagai berikut : Lebar pelat yang dibutuhkan adalah tinggi efektif web (h) dari bresing, yakni H – 2(tf + r) = 150 – 2(10 + 11) = 108 mm Kebutuhan luas pelat buhul (Ag) minimum adalah

326,16 * 1000 = 1449,6 mm 2 0,9 * 250

Kebutuhan luas efektif pelat buhul dalam mengantisipasi kegagalan fraktur akibat dari gaya aksial tarik adalah sebagai berikut.

N u . 326,16 * 1000 = = 1060,68 mm 2 φf u 0,75 * 410 Kebutuhan tebal pelat buhul sebagai berikut. Ag perlu 1449,6 Ae 1060,68 = = 14,73 mm atau = = 14,73 ≈ 15 mm lp 108 l p − 2(d + 2) 108 − 2(16 + 2)

Agp = l p .t p = 108 *15 = 1060,68 mm 2

φRn leleh = 0,9. f y . Ag = 364,5 kN Luas efektif pelat buhul rencana

(l p − 2(d + 2)).t p = (108 − 2(16 + 2)) *15 = 1080 mm 2

φRn fraktur = 0,75. f u . Aep = 0,75 * 410 *1080 = 332,1 kN φRn tumpu = 0,75.(2,4. f u .d .t p ).n = 0,75 * 2,4 * 410 *16 *15) * 6 = 1062,72 kN Nilai yang menentukan adalah yang terkecil yakni 332,1 kN. Ru 326,16 = = 0,98 < 1 OK φRn 332,10 HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-45

LAPORAN TUGAS AKHIR


2(tp

)

d20 2(t

p)

d16

Gambar 4.6.

Pemasangan sambungan bresing balok dan kolom pada lantai 7 SRBKK

Dari gambar terlihat ada perbedaaan dalam pemasangan sambungan untuk SRBKK dan SRBKB. Pada sambungan SRBKK diberikan jarak sebesar 2 kali tebal pelat (tp). Jarak inilah yang menjamin adanya ruang gerak untuk bresing SRBKK pada saat skenario tekuk terjadi bila terjadi gempa besar di atas gempa rencana.


IV-46

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.42 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan bresing Kapasitas tumpu baut

RyfyAg Kuat Tarik

Profil Lantai

H x B

tw

A

φRn Lebar

Perlu

Baut

Baut

Baut

kN

kN

(mm)

(mm^2)

kN

tf

mm x mm mm mm

Diameter

m n

Perencanaan Pelat Buhul Tebal rencana

Pelat

Pelat

mm

mm

φRn(Leleh) Ag

φRn(fraktur)

φRn(Tumpu)

φRn

Pelat

Penentu

Ae

Pelat

Pelat

Pelat

Pelat

(mm^2)

kN

(mm^2)

kN

kN

kN

Status

Strength Ratio

10

100 x 100

6

8

821.25

71.92

16

201.06 1 2 124.41

64

9

576

129.60

252

77.49

212.54

77.49

OK !

0.93

9

125 x 125

7

9

1136.63

187.70

16

201.06 1 4 248.81

87

12

1,044

234.90

612

188.19

566.78

188.19

OK !

1.00

8

125 x 125

7

9

1136.63

213.16

16

201.06 1 4 248.81

87

14

1,218

274.05

714

219.56

661.25

219.56

OK !

0.97

7

150 x 150

7

10 1505.25

326.16

16

201.06 1 6 373.22 108

15

1,620

364.50

1,080

332.10

1,062.72

332.10

OK !

0.98

6

150 x 150

7

10 1505.25

366.87

16

201.06 1 6 373.22 108

17

1,836

413.10

1,224

376.38

1,204.42

373.22

OK !

0.98

5

175 x 175

8

11 1920.38

472.62

16

201.06 1 8 497.63 129

17

2,193

493.43

1,581

486.16

1,605.89

486.16

OK !

0.97

4

175 x 175

8

11 1920.38

503.76

16

201.06 1 10 622.04 129

18

2,322

522.45

1,674

514.76

2,125.44

514.76

OK !

0.98

3

175 x 175

8

11 1920.38

563.88

16

201.06 1 10 622.04 129

20

2,580

580.50

1,860

571.95

2,361.60

571.95

OK !

0.99

2

200 x 200

8

12 2382.38

630.15

16

201.06 1 12 746.44 150

19

2,850

641.25

2,166

666.05

2,692.22

641.25

OK !

0.98

1

175 x 175

8

11 1920.38

536.23

16

201.06 1 10 622.04 129

19

2,451

551.48

1,767

543.35

2,243.52

543.35

OK !

0.99


IV-47

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.43 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan balok Kapasitas tumpu baut Profil H x B Lantai

M3

tw

tf

r

mm x mm mm mm mm

Diameter

A

Kuat Tarik

Baut

Baut

Perlu

(mm)

(mm^2)

Perencanaan Pelat Buhul φRn Lebar

m n Baut Pelat kN

Tebal rencana Pelat

Ag Pelat

φRn(Leleh) Pelat

Ae Pelat

φRn(fraktur) φRn(Tumpu)

φRn Status

Pelat

Pelat

Penentu

mm

mm

(mm^2)

kN

(mm^2)

kN

kN

kN

Strength Ratio

10

-57029.264 248 x 124

5

8

12 459.91

20

314.16 1 6 583.16 124

21

2,604

562.46

1,680

466.20

1,678.32

466.20

OK !

0.99

9

-57745.317 248 x 124

5

8

12 465.69

20

314.16 1 6 583.16 124

21

2,604

562.46

1,680

466.20

1,678.32

466.20

OK !

1.00

8

-48460.497 150 x 150

7

10 11 646.14

20

314.16 1 8 777.54 150

22

3,300

712.80

2,332

647.13

2,344.32

647.13

OK !

1.00

7

-54756.455 248 x 124

5

8

12 441.58

20

314.16 1 6 583.16 124

20

2,480

535.68

1,600

444.00

1,598.40

444.00

OK !

0.99

6

-47017.177 150 x 150

7

10 11 626.90

20

314.16 1 8 777.54 150

22

3,300

712.80

2,332

647.13

2,344.32

647.13

OK !

0.97

5

-46763.436 150 x 150

7

10 11 623.51

20

314.16 1 8 777.54 150

22

3,300

712.80

2,332

647.13

2,344.32

647.13

OK !

0.96

4

-50701.976 150 x 150

7

10 11 676.03

20

314.16 1 8 777.54 150

23

3,450

745.20

2,438

676.55

2,450.88

676.55

OK !

1.00

3

-44746.712 150 x 150

7

10 11 596.62

20

314.16 1 8 777.54 150

21

3,150

680.40

2,226

617.72

2,237.76

617.72

OK !

0.97

2

-44739.534 150 x 150

7

10 11 596.53

20

314.16 1 8 777.54 150

21

3,150

680.40

2,226

617.72

2,237.76

617.72

OK !

0.97

1

-50698.17

150 x 150

7

10 11 675.98

20

314.16 1 8 777.54 150

23

3,450

745.20

2,438

676.55

2,450.88

676.55

OK !

1.00


IV-48

LAPORAN TUGAS AKHIR


4.3.3.3 Perencanaan sambungan pada pertemuan bresing 1). Kuat perlu lentur terhadap sumbu lemah penampang Tabel 4.44 Gaya dalam pada sumbu lemah pertemuan bresing lantai 7 bidang 1

Lantai

Bresing

Kombinasi Beban

P kN

M2 kN-mm

M3 kN-mm

7 7 7 7

D50 D51 D52 D53

12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EXMIN 14DL

334.08 336.03 329.07 -16.45

612.494 750.872 298.397 362.322 2024.085

-177.375 -176.909 153.282 8.811 -192.191

Pada perhitugan sebelumnya telah didapatkan tebal pelat dan jumlah baut untuk system sambungan yang menahan gaya tarik di lantai 7, yaitu baut diameter 16 mm sebanyak 6 buah. Berikut ini adalah rencana pemasangan baut di daearah pertemuan bresing. Pada joint digunakan baut 4 buah baut pada masing-masing sayap bresing.

D53

d16

D51

tp=18

d20

IWF 150.150.7.10

IWF 150.150.7.10 Nu 1 4

2

3

D50

D52

IWF 150.150.7.10

Gambar 4.7.

IWF 150.150.7.10

Pemasangan sambungan bresing balok dan kolom pada lantai 7 SRBKB

Pengecekan baut dengan analisis elastik (terhadap sumbu lemah penempang)


IV-49

LAPORAN TUGAS AKHIR


2

∑ xi 2 = 732 × 2 = 10658mm 2

i =1

2

∑ yi 2 = 442 × 2 = 3872mm 2

i =1

Mu = 2024.085 kN-mm My

R2 x → = R2 y ↑ =

2

2

i =1

i =1

∑ xi 2 + ∑ yi 2 Mx 2

2

i =1

i =1

∑ xi 2 + ∑ yi 2

=

2024.085 × 44 = 6.13 10658 + 3872

=

2024.085 × 73 = 10.17 10658 + 3872

Nu = 342.72 kN N u × cos 30.96o = 73.47 kN 4 N × sin 30.96o = u = 44.08kN 4

R2 H → = R2V ↑

Ru 2 =

( 6.13 + 85.68 ) + (10.17 + 44.08 ) 2

2

Ru 2 = 48.16kN Kapasitas baut 2 1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 314.16mm 2 4 m=2

φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 × 2 × 314.16) = 124.407kN φ Rn ≥ Ru ⇒ OK !

1). Kuat perlu lentur terhadap sumbu kuat penampang HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-50

LAPORAN TUGAS AKHIR


Tabel 4.45 Gaya dalam pada sumbu kuat pertemuan bresing lantai 7 bidang 1

Ru =

Lantai

Bresing

Kombinasi Beban

P kN

M2 kN-mm

M3 kN-mm

7 7 7 7

D50 D51 D52 D53

09DL22EXMIN 09DL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN

-361.5 -360.55 329.07 330.09

-186.19 -167.26 298.397 360.93 305.877

162.57 163.159 153.282 152.328 631.339

M u 631.339 = = 8.42kN sangat kecil tidak terlalu berpengaruh. h 150 2 2

1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 314.16mm 2 4 m=2

φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 × 2 × 314.16) × 2 = 248.814kN φ Rn ≥ Ru ⇒ OK !


IV-51

LAPORAN TUGAS AKHIR


4.4 Perbandingan Struktur SRBKK dengan SRBKB 4.4.1 Perbandingan Simpangan Elastis dan Inelastis SRBKK dengan SRBKB

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Simpangan Inelastik SRBKK Simpangan Inelastik SRBKB Simpangan elastik SRBKK

60 0. 00

50 0. 00

40 0. 00

30 0. 00

20 0. 00

Simpangan elastik SRBKB 10 0. 00

0. 00

Lantai ke-

Perbandingan Simpangan Gempa Arah X

Simpangan (mm)

Gambar 4.8.

Grafik perbandingan simpangan elastik dan inelastik antara struktur SRBKK dengan SRBKB pada arah gempa X

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Simpangan Inelastik SRBKK Simpangan Inelastik SRBKB

60 0. 00

50 0. 00

40 0. 00

30 0. 00

20 0. 00

Simpangan elastik SRBKK 10 0. 00

0. 00

Lantai ke-

Perbandingan Simpangan Gempa Arah Y

Simpangan elastik SRBKB

Simpangan (mm)

Gambar 4.9.

Grafik perbandingan simpangan elastik dan inelastik antara struktur SRBKK dengan SRBKB pada arah gempa Y


IV-52

LAPORAN TUGAS AKHIR


Berdasarkan grafik di atas terlihat bahwa simpangan elastik dan inelastik struktur SRBKK lebih besar dibandingkan SRBKB. Hal ini terjadi dikarenakan oleh profil-profil yang digunakan pada SRBKK lebih kecil dan langsing daripada SRBKB. Dengan demikian, struktur SRBKB bersifat lebih kaku daripada SRBKK hal ini berbanding dengan nilai R (faktor modifikasi respon). . Semakin besar nilai R, maka kekakuan struktur akan semakin kecil. Sebaliknya semakin kecil nilai R, maka kekakuan struktur akan semakin besar. R. Simpangan inelastik didapatkan dengan mengalikan simpangan elastik dengan faktor modifikasi respon (R). Sedangkan beban lateral gempa yang diperhitungkan dibagi dengan faktor. Dari hasil perencanaan, didapatkan bahwa berat struktur SRBKB lebih besar daripada SRBKK. Kemudian, nilai R untuk SRBKB lebih kecil daripada SRBKK sehingga gaya lateral gempa untuk SRBKB akan lebih besar daripada SRBKK. Akan tetapi hal ini berbanding terbalik dengan simpangan elastik dan inelastik yang dihasilkan karena seperti terlihat di atas, simpangan SRBKK lebih besar daripada SRBKB (elastik dan inelastik). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa nilai R tidaklah ditetapkan berdasarkan pebandingan gaya luar yang diterima oleh suatu bangunan, akan tetapi ditetapkan berdasarkan kekakuan bangunan tersebut.

4.4.2

Perbandingan Distribusi Beban Lateral pada SRBKK dan SRBKB Distribusi Beban Lateral Arah X 10

Lantai ke-

9 8 7

SRBKK Ex SRBKB Ex Minimum 30%

6 5 4

Maksimum 70%

3 2 1

%

% 10 0%

90

%

%

%

%

%

%

%

80

70

60

50

40

30

20

10

0%

0

Tingkat Penyerapan

Gambar 4.10. Distribusi beban lateral arah X


IV-53

LAPORAN TUGAS AKHIR


10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

SRBKK Ey SRBKB Ey Minimum 30%

90 % 10 0%

80 %

70 %

60 %

50 %

40 %

30 %

20 %

Maksimum 70%

10 %

0%

Lantai ke-

Distribusi Beban Lateral Arah Y

Tingkat Penyerapan

Gambar 4.11. Distribusi beban lateral arah Y

Distribusi beban lateral akibat gempa arah X model paling efektif terjadi pada lantai 2 yakni mencapai 62%, sedangkan yang paling rendah yakni hanya berkisar pada angka 35% terjadi pada lantai 10. Untuk pembebanan arah Y model paling efektif juga terdapat pada lantai 2 yakni kisaran 66% dan yang paling rendah juga terjadi pada lantai 10 pada kisaran 45%. Beban lateral antar lantai lebih dominan didistribusikan ke bidang bresing bagian bawah struktur karena profil penampang lebih besar sehingga lebih kaku dibandingkan bagian atas struktur. Bila dilihat dari perbandingan tingkat distribusi beban lateral gempa antara SRBKK dengan SRBKB, maka untuk arah Y model, tingkat pendistribusian beban lateral gempa oleh batang bresing lebih efektif pada struktur SRBKK dibandingkan SRBKB. Namun, untuk pembebanan arah X model relatif sama.

4.4.3

Perbandingan Hasil Desain antara SRBKK dengan SRBKB Tabel 4.46 Rekapitulasi hasil desain pada berbagai elemen struktur dalam satuan mm. Elemen

Lantai

Kolom tepi pada bentang bresing

10 9 8 7 6 5 4 3 2


H

x

200 175 208 208 249 298 338 344 400

x x x x x x x x x

SRBKK B tw 200 175 202 202 302 299 351 343 408

8 7.5 10 10 12 9 13 10 21

tf

H

x

12 11 16 16 12 14 13 16 21

150 175 248 300 300 350 356 400 414

x x x x x x x x x

SRBKB B tw 150 175 249 305 305 350 352 400 405

7 7.5 8 15 15 12 14 13 18

tf 10 11 13 15 15 19 22 21 28

IV-54

LAPORAN TUGAS AKHIR


x x x x x x x x x x x

299 124 124 150 124 150 150 150 150 150 150

9 5 5 7 5 7 7 7 7 7 7

14 8 8 10 8 10 10 10 10 10 10

x

417

30

50

Balok bentang bresing

298 248 248 150 248 150 150 150 150 150 150

458

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

1

175 175 150 150 150 150 150 150 150 150

x x x x x x x x x x

175 175 150 150 150 150 150 150 150 150

7.5 7.5 7 7 7 7 7 7 7 7

11 11 10 10 10 10 10 10 10 10

Bresing

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

100 125 125 150 150 175 175 175 200 175

x x x x x x x x x x

100 125 125 150 150 175 175 175 200 175

6 6.5 6.5 7 7 7.5 7.5 7.5 8 7.5

8 9 9 10 10 11 11 11 12 11

100 125 150 150 150 175 175 200 200 200

x x x x x x x x x x

100 125 150 150 150 175 175 200 200 200

6 6.5 7 7 7 7.5 7.5 8 8 8

8 9 10 10 10 11 11 12 12 12

Dari tabel di atas perbedaan hasil desain untuk elemen-elemen struktur pada SRBKK dan SRBKB jelas terlihat pada kolom hampir tiap lantainya. Sedangkan untuk elemen balok dengan bentang bresing justru terlihat perbedaan sedikit antara SRBKK dengan SRBKB yakni profil yang digunakan pada SRBKB untuk lantai 9 dan 10 merupakan profil WF yang simetri sedangkan pada SRBKK adalah profil IWF. Untuk elemen bresing perbedaan jelas terlihat untuk lantai 3 dan 1.

4.4.4

Perbandingan Berat Struktur Hasil Desain SRBKK dengan SRBKB Tabel 4.47 Berat struktur hasil perhitungan manual pada SRBKK

BRESING kg 38034.1

BALOK kg 124116.0

KOLOM kg 203185.6

DINDING kg 556920.0

DINDING PARTISI kg 218400.0

LANTAI kg 1669350.0

TOTAL kg 2810005.74

Tabel 4.48 Berat struktur hasil perhitungan manual pada SRBKB

BRESING kg 41101.309

BALOK kg 145408.8

KOLOM kg 243725.44

DINDING kg 556920

DINDING PARTISI kg 218400

LANTAI kg 1669350

TOTAL kg 2874905.55

Selisih berat struktur hasil perhitungan manual menunjukkan perbedaan yakni hanya sebesar 64900 kg (64,9 ton) antara berat struktur SRBKK dengan SRBKB. Perhitungan selengkapnya terdapat pada lampiran. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)

IV-55

BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS

Recommend Documents