BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR

Perhitungan Struktur Bab IV BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 TINJAUAN UMUM Analisis konstruksi gedung ini dilakukan dengan menggunakan permodelan struktur 3D dengan bantuan software SAP2000. Kolom-kolom dari struktur gedung dimodelkan sebagai elemen frame sedangkan pelat lantai, drop panel, core wall, ramp parkir dan tangga dimodelkan sebagai elemen shell. Untuk analisis terhadap beban gempa, struktur gedung dimodelkan sebagai struktur bangunan geser (shear building), dimana lantai-lantai dari bangunan dianggap sebagai diafragma kaku. Dengan model ini, massa-massa dari setiap bangunan dipusatkan pada titik berat lantai (model massa terpusat / lump mass model). Dari hasil analisis struktur, akan diperoleh besarnya reaksi perletakan untuk proses perhitungan struktur bawah (pile cap dan pondasi bore pile), selain itu dari hasil analisis struktur juga akan diperoleh besarnya tegangan dan gayagaya dalam yang terjadi pada elemen shell yang akan digunakan untuk mendesain tulangan pelat lantai, drop panel, corewall, ramp parkir dan tangga sedangkan untuk tulangan kolom didesain dengan bantuan software SAP2000. 4.2 KRITERIA DESAIN Untuk perhitungan struktur digunakan kriteria desain untuk material beton bertulang dengan parameter-parameter perencanaan sebagai berikut : 1. Massa jenis beton bertulang : 240 kg/m3 2. Berat jenis beton bertulang

: 2400 kg/m3

3. Modulus elastisitas beton

: 234500 kg/cm2

4. Angka Poisson

: 0,2

5. Koefisien ekspansi panas

: 9,9 x 10-6 cm/oc

6. Modulus geser beton

: 97708,33 kg/cm2

7. Mutu beton

: K-300 (kuat tekan spesifik f’c = 249 kg/cm2) K-450 (kuat tekan spesifik f’c = 373,5 kg/cm2)

8. Mutu tulangan baja

: Tulangan Ulir (Fy = 4000 kg/cm2) Tulangan Polos (Fy = 2400 kg/cm2)

Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 1

Perhitungan Struktur Bab IV 4.3 ANALISIS STRUKTUR 4.3.1 Beban Mati (Dead Load) Berat sendiri elemen struktur terdiri dari berat sendiri elemen kolom, drop panel, pelat lantai, ramp parkir, tangga dan corewall. Berat sendiri elemen struktural tersebut akan dihitung otomatis sebagai self weight oleh software SAP2000. Selain berat sendiri elemen struktural, pada beban mati juga terdapat beban lain yang berasal dari elemen arsitektural bangunan, yaitu : 1. Beban lantai (spesi + keramik)

: 50 kg/m2

2. Beban plafond

: 50 kg/m2

3. Beban dinding setinggi (4 m)

: 4 m x 250 kg/m2 = 1000 kg/m

4. Beban dinding lantai parkir (1 m) : 1 m x 250 kg/m2 = 250 kg/m 4.3.2 Beban Hidup (Live Load) Beban hidup pada lantai gedung diambil sebesar 250 kg/m2, sedangkan untuk lantai parkir dan lantai ramp parkir diambil sebesar 400 kg/m2, sesuai dengan standar Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung 1987. 4.3.3 Beban Gempa (Quake Load) Analisis struktur terhadap beban gempa mengacu pada Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-17262002). Analisis struktur terhadap beban gempa pada gedung dilakukan dengan Metode Analisis Dinamik Spektrum Respon. Besarnya beban gempa nominal pada struktur bangunan dihitung dengan rumus:

V=

W .C.I R

Dimana : V

= Beban gempa

W

= Berat bangunan

I

= Faktor keutamaan struktur

R

= Faktor reduksi gempa

C

= Koefisien respon gempa.


IV - 2

Perhitungan Struktur Bab IV 4.3.3.1 Faktor Keutamaan Struktur (I) Dari Tabel Faktor Keutamaan Bangunan (SNI 03-1726-2002, halaman 18), besarnya faktor keutamaan struktur (I) untuk gedung umum seperti untuk perkantoran dan parkir diambil sebesar 1. 4.3.3.2 Faktor Reduksi Gempa (R) Dari tabel Faktor Reduksi Gempa (SNI 03-1726-2002, halaman 23), Struktur Gedung ini termasuk dalam kategori struktur sistem ganda struktur rangka penahan momen khusus dengan dinding geser beton bertulang (tingkat daktilitas penuh) besarnya nilai faktor reduksi gempa R= 8,5. 4.3.3.3 Penentuan Jenis Tanah Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, tanah sedang dan tanah lunak apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 meter paling atas dipenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam tabel 4.1. Tabel 4.1 Jenis tanah berdasarkan SNI 03-1726-2002 T a

Kec rambat gelombang Jenis tanah

bTanah Keras e

Tanah Sedang

l

geser rata-rata (m/det)

vs

v s ≥ 350 175 ≤

v s < 350

v s < 175 Tanah Lunak

4

Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata

Kuat geser niralir rata-rata

N

S u (kPa)

N

≥ 50

15 ≤

N

N

< 15

S u ≥ 100 < 50

50 ≤

S u < 100

S u < 50

Atau, setiap profil dengan tanah lunak yang tebal total lebih dari 3 m dengan PI > 20, wn ≥ 40% dan Su < 25 kPa

. Tanah Khusus

Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi

Perhitungan Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata ( N ) : m

N =

∑t i =1

m

∑t i =1

i

i

/ Ni

dimana: ti

= tebal lapisan tanah ke-i

Ni

= nilai hasil Test Penetrasi Standar lapisan tanah ke-i

m

= jumlah lapisan tanah yang ada di atas batuan dasar


IV - 3

Perhitungan Struktur Bab IV Tabel 4.2 Hasil Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata ( N ) Lapis Ke-

t (m)

N

t/N

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Jumlah

2,00 – 2,45 4,00 – 4,45 6,00 – 6,45 8,00 – 8,45 10,00 - 10,45 12,00 - 12,45 14,00 - 14,45 16,00 - 16,45 18,00 - 18,45 20,00 - 20,45 22,00 - 22,45 24,00 - 24,45 26,00 - 26,45 28,00 - 28,45 30,00 - 30,45 30,45

2 4 5 30 20 25 35 36 28 30 30 35 30 30 30

0,225 0,1125 0,09 0,015 0,0225 0,018 0,013 0,0125 0,0161 0,015 0,015 0,013 0,015 0,015 0,015 0,6126

N=

30,45 = 49,706 0,6126

Dari Tabel 4.1 Jenis-Jenis Tanah, untuk kedalaman 30,45 meter dengan Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata ( N ) = 49,706 (15

≤ N < 50), maka tanah di bawah bangunan merupakan tanah sedang. 4.3.3.4 Penentuan Zona Wilayah Gempa Berdasarkan Peta Wilayah Gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002, halaman 30), Gedung diasumsikan berlokasi di wilayah gempa 2 dari zona gempa Indonesia. Diagram Respon Spektrum Gempa Rencana untuk wilayah gempa 2, diperlihatkan pada gambar 4.1.


IV - 4

Perhitungan Struktur Bab IV

Gambar 4.1 Spektrum Respon Gempa Wilayah 2

Tabel 4.3 Koefisien Gempa (C) untuk kondisi tanah sedang Periode Getar

Koefisien Gempa

T (detik)

(C)

0,00 0,20 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00 4,25 4,50

0,1500 0,3800 0,3800 0,3286 0,2875 0,2556 0,2300 0,1840 0,1533 0,1314 0,1150 0,1022 0,0920 0,0836 0,0767 0,0708 0,0657 0,0613 0,0575 0,0541 0,0511

Sumber : Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002)


IV - 5

Perhitungan Struktur Bab IV 4.3.3.5 Penentuan Berat, Massa dan lokasi titik berat tiap Lantai Besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari bangunan, oleh karena itu perlu dihitung berat dari masing-masing lantai bangunan. Berat dari setiap lantai bangunan diperhitungkan dengan meninjau beban yang bekerja di atasnya, berupa beban mati dan beban hidup. Karena kemungkinan terjadinya gempa bersamaan dengan beban hidup yang bekerja penuh pada bangunan adalah kecil, maka beban hidup yang bekerja dapat direduksi besarnya. Berdasarkan standar pembebanan yang berlaku di Indonesia, kombinasi pembebanan yang ditinjau bekerja pada lantai bangunan, yaitu 100% beban mati ditambah 30% beban hidup. Wt = 100 % DL + 30 % LL = DL + 0,3 LL

Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur pada setiap lantai gedung. LL = Beban hidup total (beban berguna) pada setiap lantai gedung. Perhitungan berat dan lokasi titik berat tiap lantai bangunan dihitung menggunakan

bantuan

software

SAP2000.

Perhitungan

ini

menggunakan permodelan struktur statis tertentu dengan tumpuan jepit di salah satu ujungnya, dengan beban merata dan beban dinding bekerja pada lantai bangunan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.2 Struktur dengan tumpuan jepit disalah satu ujung Dari model struktur di atas, maka perhitungan berat bangunan dan titik berat lantai dapat dianalisis dengan bantuan software SAP2000. Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 6

Perhitungan Struktur Bab IV Langkah-langkah perhitungan berat bangunan dengan software SAP2000 adalah sebagai berikut : 1) Membuat model dan konfigurasi struktur tiap lantai bangunan dengan

software

SAP2000.

Pemodelan

perhitungan

berat

perlantai bangunan tersebut dibuat dengan menghilangkan kolomkolom pada bangunan, sehingga tiap lantai dapat dihitung sebagai struktur yang terpisah satu dengan yang lainnya. Salah satu ujung dari lantai tersebut diberi tumpuan jepit. 2) Mendefinisikan kasus beban dan kombinasi pembebanan yang digunakan, yaitu : Kombinasi Beban = 1 DL + 0,3 LL 3) Hasil analisis dari software SAP2000 diperoleh reaksi tumpuan berupa gaya vertikal (F3) dan momen pada arah x (M1) dan arah y (M2). Berdasarkan prinsip kesetimbangan pada konstruksi statis tertentu, yaitu ΣV = 0, maka besar gaya vertikal yang terjadi pada tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang ditinjau.

Gambar 4.3 Pemodelan Perhitungan Berat Lantai Pada Basement Massa tiap lantai dapat diperoleh dari berat tiap lantai dibagi dengan percepatan gravitasi (g = 9,81 m/dtk2)

M=

W g

Dimana : M = Massa tiap lantai (Ton.s2/m) W = Berat lantai (Ton) g = Percepatan gravitasi (m/s2) Dengan model massa terpusat untuk analisis beban gempa, massa tiap lantai dari struktur diletakkan pada joint yang merupakan titik berat masing-masing lantai sebagai Joint Masses. Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 7

x = ∑ i1 =

y=

=i ∑ iW n 1

Perhitungan Struktur Bab IV Perhitungan titik berat tiap lantai dari gedung diperoleh dengan membagi momen dengan reaksi tumpuan yang terjadi dari hasil perhitungan berat lantai pada software SAP2000. Perhitungan lokasi titik berat tiap lantai tersebut mengacu pada teori statis momen berikut ini :

Gambar 4.4. Lantai dengan segmen pelat yang luasannya berbeda

Perhitungan titik berat lantai :

dan

Dimana :

x

= Titik berat lantai arah x (m)

y

= Titik berat lantai arah y (m)

Wi = Berat masing-masing segmen area pelat lantai (Ton) xi

= Titik berat masing-masing segmen area pelat arah x (m)

yi

= Titik berat masing-masing segmen area pelat arah y (m)

n

= Jumlah segmen area pelat


IV - 8

Perhitungan Struktur Bab IV Suatu lantai dengan luas segmen area pelat lantai yang berbeda-beda dan titik acuan sebagai tumpuan jepit pada salah satu ujungnya (sebelah kiri bawah). Masing–masing area pelat mempunyai dimensi yang berbeda, sehingga mempunyai berat (W) yang berbeda pula. Berat area pelat adalah W1, W2, W3, s/d Wi Area pelat tersebut mempunyai titik berat x1,y1; x2,y2; x3,y3; s/d xi,yi. Untuk mencari titik berat lantai dihitung dengan cara membagi penjumlahan hasil kali masing-masing berat area pelat dan titik berat area pelat dengan penjumlahan semua berat area pelat. Dari hasil analisis software SAP2000 diperoleh reaksi vertikal (F3), momen arah x (M1) dan momen arah y (M2). Reaksi vertikal yang terjadi pada tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang ditinjau, sedangkan momen arah x (M1) dan momen arah y (M2) merupakan momen hasil dari perkalian berat elemen lantai dengan titik berat masing-masing elemen lantai. Dari contoh kasus di atas dapat diketahui bahwa untuk menghitung titik berat dari lantai menggunakan hasil progam SAP 2000 adalah sebagai berikut :

x=

M1 M2 dan y = F3 F3

Contoh perhitungan titik berat pada lantai gedung dari hasil output software SAP2000 adalah sebagai berikut : Momen arah x (M1) = 42452 ton.m Momen arah y (M2) = 66798 ton.m Reaksi vertikal (F3) = 2653 ton.

x=

M2 66798 = = 25 m F3 2653

y=

M1 42452 = = 16 m F3 2653


IV - 9

Perhitungan Struktur Bab IV Tabel 4.4 Berat lantai dan lokasi titik berat lantai gedung Lantai

Berat

Massa 2

Mx

My

x

y

(Ton)

(Ton.s /m)

(Ton-m)

(Ton-m)

(m)

(m)

Basement-2 s/d Lantai 3

2694

275

43102

71671

27

16

Lantai 3 s/d Lantai 8

2653

271

43452

66798

25

16


2277

232

36422

57093

25

16


1892

193

30263

47167

25

16

4.3.3.6 Analisis Spectrum Respon dan Pembatasan Waktu Getar Berdasarkan SNI Gempa 2002, struktur bangunan gedung beraturan harus memenuhi beberapa persyaratan, tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau 40 m. Sedangkan gedung ini memiliki tinggi struktur gedung 106 m diukur dari taraf penjepitan lateral. Oleh karena itu, bangunan ini tidak memenuhi syarat struktur bangunan gedung beraturan dan beban gempa yang bekerja pada struktur dihitung dengan metode analisis dinamis ragam spektrum respon dengan bantuan software SAP2000. •

Kombinasi pembebanan yang ditinjau di dalam analisis : Kombinasi 1 = 1,2 D + 1,6 L Kombinasi 2 = 1,2 D + 1,0 L + 1,0 (I/R) Ex + 0,3 (I/R) Ey = 1,2 D + 1,0 L + 0,118 Ex + 0,035 Ey Kombinasi 3 = 1,2 D + 1,0 L + 0,3 (I/R) Ex + 1,0 (I/R) Ey = 1,2 D + 1,0 L + 0,035 Ex + 0,118 Ey

•

Model massa terpusat Struktur bangunan gedung dimodelkan sebagai struktur dengan massa-massa terpusat pada bidang lantainya (lump-mass model). Dengan menggunakan model ini, massa dari suatu lantai bangunan dipusatkan pada titik berat lantainya. Untuk membuat model massa


IV - 10

Perhitungan Struktur Bab IV terpusat (lump mass model) dari struktur, maka joint-joint yang terdapat pada satu lantai harus dikekang (constraint). Hal ini dimaksudkan agar joint-joint ini dapat berdeformasi secara bersama-sama, jika pada lantai yang bersangkutan mendapat pengaruh gempa. Besarnya massa terpusat di tiap lantai dapat dilihat pada tabel 4.4 dimana Massa lantai diinput sebagai Joint Masses pada software SAP2000. •

Analisis Modal Analisis modal digunakan untuk mengetahui perilaku dinamis suatu struktur bangunan sekaligus periode getar alami. Parameter yang mempengaruhi analisa modal adalah massa bangunan dan kekakuan lateral bangunan. Analisa modal digunakan sebagai dasar pengerjaan analisis ragam spektrum respon dalam perhitungan beban gempa. Dalam perhitungan struktur gedung ini analisis modal dilakukan dengan analisis eigen-vector. Dalam analisis modal ini, waktu getar yang akan ditinjau adalah 24 ragam getar (mode shape) pada struktur gedung. Efektifitas penentuan jumlah ragam getar yang akan ditinjau pada struktur gedung dapat dilihat dari hasil analisis pada software SAP2000. Jumlah ragam getar yang akan kita tinjau dapat dianggap cukup efektif jika persentase beban dinamik yang bekerja sudah lebih dari 90% pada Modal Load Participation Ratios. Hasil analisis Modal Load Participation Ratios sebagai berikut :

M O D A L

L O A D

P A R T I C I P A T I O N

R A T I O S

CASE: MODAL LOAD, ACC, OR LINK/DEF (TYPE) (NAME) ACC ACC ACC ACC ACC ACC

UX UY UZ RX RY RZ

STATIC (PERCENT)

DYNAMIC (PERCENT)

EFFECTIVE PERIOD

99.9799 99.9935 95.6533 99.9991 99.9970 99.9868

89.3928 92.9408 69.1706 98.3811 96.4737 91.0130

3.277899 3.987633 0.301995 4.039327 3.322151 3.801968

(*) NOTE: DYNAMIC LOAD PARTICIPATION RATIO EXCLUDES LOAD APPLIED TO NON-MASS DEGREES OF FREEDOM


IV - 11

Perhitungan Struktur Bab IV Untuk mendefinisikan waktu getar dilakukan perhitungan dalam modal analysis case. Dari hasil analisis dengan software SAP2000 dapat diketahui bahwa waktu getar terbesar pada struktur gedung adalah 4,04 detik. Hasil analisis perhitungan periode getar struktur dapat dilihat berikut ini. E I G E N

M O D A L

A N A L Y S I S

10:33:19

CASE: MODAL USING STIFFNESS AT ZERO (UNSTRESSED) INITIAL CONDITIONS NUMBER OF STIFFNESS DEGREES OF FREEDOM NUMBER OF MASS DEGREES OF FREEDOM MAXIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHT MINIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHT NUMBER OF RESIDUAL-MASS MODES SOUGHT NUMBER OF SUBSPACE VECTORS USED RELATIVE CONVERGENCE TOLERANCE

= = = = = = =

27240 9400 32 1 0 24 1.00E-09

FREQUENCY SHIFT (CENTER) (CYC/TIME) FREQUENCY CUTOFF (RADIUS) (CYC/TIME) ALLOW AUTOMATIC FREQUENCY SHIFTING

= = =

.000000 -INFINITYNO

Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found Found

mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode mode

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of of

32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32: 32:

EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV= EV=

NUMBER OF EIGEN MODES FOUND NUMBER OF ITERATIONS PERFORMED NUMBER OF STIFFNESS SHIFTS

2.4148266E+00, 3.5669928E+00, 1.0431262E+01, 2.7671772E+01, 3.9594316E+01, 7.5576830E+01, 1.0042308E+02, 1.5044778E+02, 2.0728222E+02, 2.3082942E+02, 3.6692333E+02, 3.9757170E+02, 4.2549960E+02, 4.5374164E+02, 5.3244417E+02, 6.1588443E+02, 6.3118222E+02, 6.9849376E+02, 7.0635609E+02, 7.0841787E+02, 7.1879585E+02, 9.0226862E+02, 9.1351287E+02, 9.1634506E+02, 9.4957932E+02, 1.0468731E+03, 1.1013173E+03, 1.1194280E+03, 1.2178134E+03, 1.2483338E+03, 1.2660773E+03, 1.3605344E+03, = = =

f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f= f=

0.247322, 0.300588, 0.514030, 0.837218, 1.001467, 1.383612, 1.594913, 1.952149, 2.291401, 2.418052, 3.048652, 3.173422, 3.282991, 3.390193, 3.672461, 3.949751, 3.998504, 4.206311, 4.229918, 4.236087, 4.267003, 4.780662, 4.810359, 4.817810, 4.904399, 5.149525, 5.281732, 5.324983, 5.554059, 5.623226, 5.663048, 5.870497,

T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T= T=

4.043309 3.326816 1.945411 1.194432 0.998535 0.722746 0.626994 0.512256 0.436414 0.413556 0.328014 0.315117 0.304600 0.294968 0.272297 0.253181 0.250094 0.237738 0.236411 0.236067 0.234357 0.209176 0.207885 0.207563 0.203899 0.194193 0.189332 0.187794 0.180048 0.177834 0.176583 0.170343

32 39 0


IV - 12

Perhitungan Struktur Bab IV •

Pembatasan waktu getar fundamental struktur Untuk mencegah penggunaan struktur yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar struktur fundamental harus dibatasi. Dalam SNI 03– 1726–2002 diberikan batasan sebagai beikut : T<ξn Dimana : T = Waktu getar stuktur fundamental (detik) n = Jumlah tingkat gedung ξ = koefisien pembatas yang ditetapkan berdasarkan tabel 4.5 Tabel 4.5 Koefisien Pembatas Waktu Getar Struktur Wilayah Gempa Koefisien pembatas (ξ) 1 0,20 2 0,19 3 0,18 4 0,17 5 0,16 6 0,15 Sumber : Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002)

Pembatas waktu getar pada gedung : T < ξ n = T < 0,19 x 24 T < 4,56 detik T maksimal yang terjadi = 4,04 detik < 4,56 detik (aman) `


IV - 13


Gambar 4.5. Bentuk Deformasi Struktur akibat ragam getar pertama (Periode Getar 1 = 4,04 detik)

4.4 PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH Struktur bawah / pondasi suatu bangunan harus diperhitungkan terhadap gaya aksial, geser, dan momen lentur. Pada struktur bawah gedung ini direncanakan menggunakan pondasi bore pile dan pile cap. 4.4.1 Perhitungan Pondasi Bore Pile •

Dasar Analisa Perhitungan Direncanakan pondasi yang akan digunakan adalah pondasi bore pile dengan perimbangan sebagai berikut: a. Kemudahan dalam pelaksanaan. b. Mempunyai angka efisiensi yang lebih besar dalam waktu pelaksanaan dibandingkan dengan pondasi tiang pancang. c. Tingkat kebisingan yang minim. d. Kemampuan yang baik dalam menahan beban struktur. e. Tidak mempengaruhi pondasi gedung di sekitar lokasi.

•

Rencana Dimensi Tiang Tiang pondasi bored pile direncanakan dengan dimensi sebagai berikut: Pondasi dengan diameter 100 cm.


IV - 14

Perhitungan Struktur Bab IV Diameter (D)

= 1,0 m

Luas penampang (A) = 0,785 m2 Keliling (U) •

= 3,142 m

Kondisi Tanah Dasar Berdasarkan data tanah, didapatkan data tanah pada kedalaman 30 m. N SPT = 59

•

Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal Daya Dukung Tiang Berdasarkan N-SPT

P=

(qd × A) + (U × Σli f i ) − WBp SF

Dimana : qd

= Daya dukung tanah (Ton/m2)

A

= Luas penampang bore pile (m2)

U

= Keliling bore pile (m)

SF

= Safety Factor (2,5 ~ 3)

WBp

= Berat Bore Pile (Ton)

Nilai qd untuk pondasi tiang yang dicor di teMPAt diambil berdasarkan tabel dibawah ini : Tabel 4.6 Nilai qd untuk pondasi tiang yang dicor di tempat. Jenis Tanah Lapisan Kerikil Lapisan berpasir Lapisan lempung keras

Nilai SPT

Qd (t/m2)

N > 50

750

50 > N > 40

525

40 > N > 30

300

N > 30

300 3 qu

Tanah pada kedalaman 30 m adalah pasir berkerikil hitam dengan kondisi sangat padat (N > 50) maka qd= 750 Ton/m2. Untuk intensitas gaya geser dinding tiang (fi) pada tiang yang dicor di tempat adalah N/2, tetapi tidak boleh lebih besar dari 12. Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 15


Tabel 4.7. Perhitungan Σlifi Kedalaman

Tebal

Jenis Tanah

lapisan

0,0 - 8,0

8

Lempung kelanauan berpasir

N

fi (t/m2)

lifi (t/m)

4,7

2,35

18,8

8,0 – 11,0

3

Pasir kelanauan

24

12

36

11,0 – 14,0

3

Cadas muda

34

12

36

14,0 – 16,5

3,5

Pasir halus

34,5

12

42

16,5 – 20,0

3,5

Cadas muda

46

12

42

20,0 – 23,5

3,5

Batu lempung

60,5

12

42

23,5 – 25,0

1,5

Pasir halus

70

12

18

25,0 – 27,0

2

Cadas kepasiran

56

12

24

27,0 – 30,0

3

Batu lempung kepasiran

64,5

12

36

Jumlah

294,8

Pondasi dengan diameter 1 m.

P=

(q d × A) + (U × Σli f i ) − 0,25 × π × d 2 × L 2,5

P=

(750 × 0,785) + (3,142 × 294,8) − 0,25 × π × 12 × 20 2,5

(

)

(

)

P = 590,297 Ton Jumlah bore pile di tiap-tiap kolom dihitung dengan membagi reaksi tumpuan vertikal pada masing-masing kolom dengan daya dukung 1 bore pile. Untuk kemudahan dalam pelaksanaan dan perhitungan, jumlah bore pile di tiap kolom diambil menjadi 2, 4, 6 dan 8 buah bore pile. Sedangkan untuk jumlah bore pile dibawah ruang core wall dihitung dengan menjumlah semua reaksi vertikal pada tumpuan core wall dan membaginya dengan daya dukung 1 buah bore pile. Jumlah bore pile dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut ini :


IV - 16

Perhitungan Struktur Bab IV Tabel 4.8. Jumlah Bore Pile Titik Tumpuan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 15 20 23 28 29 30 31 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 10 11 12 13 14 16 17 18 19 21 22 24 25 26 27 32 33 34 35 36 37

Reaksi Vertikal (Ton) 2273.55 2201.59 2201.59 2273.55 2122.93 2050.97 2050.97 2122.93 1922.11 1922.11 3536.92 3536.92 598.46 3533.38 544.97 22.12 22.12 544.97 3533.38 598.46 2127.70 1994.09 1994.09 2127.70 1913.95 1780.34 1780.34 1913.95 1771.45 1637.84 1637.84 1771.45 1495.34 1495.34 479.60 705.79 892.71 705.79 479.60 623.89 623.89 606.71 606.71 392.79 392.79 571.67 571.67 554.50 554.50 393.57 444.05 235.38 235.38 444.05 393.57

Jumlah Bore Pile Perlu Terpasang 3.9 4 3.7 4 3.7 4 3.9 4 3.6 4 3.5 8 3.5 8 3.6 4 3.3 6 3.3 8 6.0 6 6.0 6 1.0 6.0 6 0.9 0.0 0.0 0.9 6 6.0 1.0 3.6 4 3.4 8 3.4 8 3.6 4 3.2 4 3.0 4 3.0 4 3.2 4 3.0 4 2.8 4 2.8 4 3.0 4 2.5 4 2.5 4 0.8 1.2 1.5 1.2 0.8 1.1 1.1 1.0 1.0 0.7 20 0.7 1.0 1.0 0.9 0.9 0.7 0.8 0.4 0.4 0.8 0.7


IV - 17


Permodelan Struktur Bored pile Perhitungan bore pile dibuat dengan bantuan software SAP2000, dimensi yang diinput sesuai dengan rencana dimensi bore pile yaitu diameter 100 cm dan panjang 20 m. Beban yang dimasukkan pada permodelan bore pile adalah nilai reaksi terbesar dari permodelan struktur pile cap. Sedangkan

untuk

tumpuan

digunakan

model

tumpuan

spring

untuk

memodelkan tumpuan bore pile pada tanah. ksv merupakan modulus of subgrade tanah, didapat dari data tanah sebesar 117,50 kg/cm3. Angka ini dikalikan dengan luas penampang / luas keliling bore pile lalu diinput sebagai kekakuan tumpuan pegas (spring stiffness). •

Perhitungan Efisiensi Bore Pile ¾

Pile Cap 1

Eff = 1 −

Eff = 1 −

θ ⎡ (n − 1)m + (m − 1)n ⎤

90 ⎢⎣

( m × n)

⎥ ⎦

26,57 ⎡ (1 − 1)2 + (2 − 1)1⎤ ⎥ 90 ⎢⎣ (2 × 1) ⎦

Eff = 85,24 % ¾ Pile Cap 2

Eff = 1 − Eff = 1 −

θ ⎡ (n − 1)m + (m − 1)n ⎤

90 ⎢⎣

( m × n)

⎥ ⎦

26,57 ⎡ (2 − 1)2 + (2 − 1)2 ⎤ ⎥ 90 ⎢⎣ (2 × 2) ⎦

Eff = 70,48 % ¾ Pile Cap 3

Eff = 1 − Eff = 1 −

θ ⎡ (n − 1)m + (m − 1)n ⎤

90 ⎢⎣

( m × n)

⎥ ⎦

26,57 ⎡ (3 − 1)2 + (2 − 1)3 ⎤ ⎥ 90 ⎢⎣ (3 × 2) ⎦

Eff = 65,56 %


IV - 18


¾ Pile Cap 4

Eff = 1 − Eff = 1 −

θ ⎡ (n − 1)m + (m − 1)n ⎤

90 ⎢⎣

⎥ ⎦

( m × n)

26,57 ⎡ (3 − 1)3 + (3 − 1)3 ⎤ ⎥ 90 ⎢⎣ (3 × 3) ⎦

Eff = 60,64 % ¾ Pile Cap 5

Eff = 1 − Eff = 1 −

θ ⎡ (n − 1)m + (m − 1)n ⎤

90 ⎢⎣

⎥ ⎦

( m × n)

18,43 ⎡ (4 − 1)5 + (5 − 1)4 ⎤ ⎥ 90 ⎢⎣ (4 × 5) ⎦

Eff = 68,26 % 4.4.2 Perhitungan Pile Cap Pile cap berfungsi untuk menyalurkan beban dari kolom-kolom pada struktur atas ke pondasi bore pile. Reaksi tumpuan dari permodelan struktur gedung utama digunakan sebagai beban dalam perhitungan pile cap, sedangkan output reaksi perletakan nya digunakan untuk mendesain tulangan bore pile. • Rencana Tebal dan Dimensi Pile Cap Agar tidak terjadi penurunan yang berbeda-beda pada pondasi bore pile, digunakan pile cap. Pile cap direncanakan untuk menyalurkan gaya aksial dari kolom kepada bored pile. Ada lima tipe pile cap yang digunakan pada struktur gedung ini. Tabel 4.9. Tipe dan dimensi Pile Cap Tipe

Jumlah

Tebal

Lebar

Panjang

Luas

Pile Cap

Tiang

(m)

(m)

(m)

(m2)

Pile Cap – 1

2

2

2

4

8

Pile Cap – 2

4

2

4

4

16

Pile Cap – 3

6

2

4

6

24

Pile Cap – 4

8

2

6

6

36

Pile Cap – 5

20

2.5

14

16

224


IV - 19

Perhitungan Struktur Bab IV • Permodelan Struktur Pile cap Pondasi pile cap dimodelkan sebagai berikut :

Gambar 4.6. Permodelan Pile Cap 1 (2 Bore Pile)



IV - 20






IV - 21

Perhitungan Struktur Bab IV Perhitungan luas tulangan pile cap yang dibutuhkan menggunakan bantuan software SAP2000. Pile cap dimodelkan sebagai balok dengan tebal 2 m, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Lalu, momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sebesar yang terjadi pada pile cap. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan pada pile cap.

•

Input beban pada perhitungan Pile Cap Gaya yang diinput untuk perhitungan tulangan pile cap yaitu : Tabel 4.10. Input beban untuk perhitugan tulangan Pile Cap 1, 2, 3, 4 Tipe

F1

F2

F3

M1

M2

M3

Pile Cap

(Ton)

(Ton)

(Ton)

(Ton.m)

(Ton.m)

(Ton.m)

Pile Cap – 1

6.592

14.202

1495.34

30.292

10.558

0.22

Pile Cap – 2

26.02

16.60

2273.55

35.05

29.53

0.22

Pile Cap – 3

71.45

45.62

3536.92

24.82

42.75

0.07

Pile Cap – 4

-135.51

145.82

4698.94

42.52

1685.08

17.24

Sedangkan untuk perhitungan pile cap 5 beban yang diinput adalah reaksi tumpuan dari model corewall besarnya beban adalah sebagai berikut : Tabel 4.11. Input beban untuk perhitugan tulangan Pile Cap 5 Titik

F1

F2

F3

M1

M2

M3

(No. Joint)

(Ton)

(Ton)

(Ton)

(Ton.m)

(Ton.m)

(Ton.m)

10

63.32

61.71

479.60

1.07

1.57

0.00

11

0.71

13.45

705.79

2.53

0.77

0.01

12

1.01

16.75

892.71

3.48

1.04

0.00

13

0.71

13.45

705.79

2.53

0.77

-0.01

14

63.32

-48.48

479.60

1.07

1.57

0.04

16

18.60

0.44

623.89

0.46

3.91

0.00

17

18.60

0.44

623.89

0.46

3.91

0.00

18

18.60

0.45

606.71

0.46

3.91

0.00

19

18.60

0.45

606.71

0.46

3.91

0.00

21

12.40

0.30

392.79

0.31

2.53

0.00

22

12.40

0.30

392.79

0.31

2.53

0.00

24

18.60

0.45

571.67

0.46

3.91

0.00

25

18.60

0.45

571.67

0.46

3.91

0.00

26

18.60

0.45

554.50

0.47

3.91

0.00

27

18.60

0.45

554.50

0.47

3.91

0.00


IV - 22


•

32

-38.82

52.59

393.57

1.10

1.57

0.00

33 34

0.60

-4.34

444.05

2.53

0.63

0.00

0.22

-55.20

235.38

0.57

0.29

0.02

35

0.22

67.28

235.38

1.75

0.29

-0.02

36

0.60

23.45

444.05

1.82

0.63

0.00

37

-38.82

-40.17

393.57

1.10

1.57

0.04

Perhitungan Tulangan Pile Cap Dari hasil analisis diperoleh besarnya momen pada masing-masing pile cap sebagai berikut : Tabel 4.12. Momen yang terjadi pada Pile Cap Tipe

M11 Maks

M11 Min

M22 Maks

M22 Min

Pile Cap

(Ton.m/m)

(Ton.m/m)

(Ton.m/m)

(Ton.m/m)

Pile Cap – 1

244

505

129

230

Pile Cap – 2

974

157

989

171

Pile Cap – 3

1383

233

1325

172

Pile Cap – 4

1800

915

2430

296

Pile Cap – 5

438

162

480

112

Gambar 4.11. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 1 (2 Bore Pile)



IV - 23




Gambar 4.15. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 5 (20 Bore Pile) Luas tulangan pile cap yang dibutuhkan dan tulangan yang terpasang adalah sebagai berikut : Tabel 4.13. Luas Tulangan yang dibutuhkan pada Pile Cap Tipe

M11 Bawah 2

M11 Atas 2

M22 Bawah 2

M22 Atas 2

Pile Cap

(mm )

(mm )

(mm )

(mm )

Pile Cap – 1

2344,27

4882,88

1235.96

2209.02

Pile Cap – 2

8394.93

1749.54

8522.73

1908.60

Pile Cap – 3

12119.30

2600.06

11582.30

1915.01

Pile Cap – 4

14582.00

2670.70

14318.70

2312.71

Pile Cap – 5

9479.80

4548.79

10434.40

3130.03


IV - 24

Perhitungan Struktur Bab IV Tabel 4.14. Tulangan yang dipasang pada Pile Cap Tipe

•

M11 Bawah

M11 Atas

2

2

M22 Bawah 2

M22 Atas 2

Pile Cap

(mm )

(mm )

(mm )

(mm )

Pile Cap – 1

3D25-100

2D25-100

3D25-100

2D25-100

Pile Cap – 2

3D25-100

2D25-100

3D25-100

2D25-100

Pile Cap – 3

3D25-100

2D25-100

3D25-100

2D25-100

Pile Cap – 4

3D25-100

2D25-100

3D25-100

2D25-100

Pile Cap – 5

3D25-100

2D25-100

3D25-100

2D25-100

Perhitungan Tulangan Bore Pile Dari hasil analisis dan desain diperoleh besarnya luas tulangan bore pile yang dibutuhkan sebagai berikut : Luas Tulangan Longitudinal = 7854 mm2 Diameter Tul. Longitudinal

= D22 ( As = 380,13 mm2 )

Jumlah Tul. Longitudinal

= 7854 mm2/380,13 mm2 = 20,66 ≈ 22

Tulangan Longitudinal yang dipasang 22D22 (As = 8362,92 mm2) Luas Tulangan Geser

= 0 mm2/mm

Diameter Tul. Geser

= Ø10 ( A = 78,5 mm2 )

Tul. Geser Dipasang

= Ø10-250 Tul. spiral praktis (As = 314 mm2)

Gambar Penulangan Bore Pile adalah sebagai berikut :

Gambar 4.16. Penulangan Bore Pile (d = 1 m, L = 20 m)

4.4 PERHITUNGAN PELAT LANTAI Pelat lantai dihitung menggunakan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan momen yang terjadi pada pelat lantai dan digunakan untuk menghitung penulangan pelat lantai.


IV - 25

Perhitungan Struktur Bab IV 4.5.1 Penentuan Tebal Pelat Lantai Berdasarkan buku “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung” (SNI03-1728-2002 pasal 16.5(3)), ketebalan pelat yang digunakan dalam sistem struktur flat plate biasanya memiliki ketebalan 125-250 mm. Jadi, untuk ketebalan pelat lantai pada gedung ini diambil sebesar t = 250 mm. 4.5.2 Pembebanan pada pelat lantai Beban yang bekerja pada pelat lantai berupa beban mati dan beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (untuk lantai perkantoran) dan 400 kg/m2 (untuk lantai parkir). Kombinasi pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup. Wt = 1.2 DL + 1.6 LL Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur. LL = Beban hidup total (beban berguna). 4.5.3 Karakteristik Material Beton Struktur pelat lantai direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 25 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa 4.5.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Lantai Dari hasil analisis diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi struktur sebagai berikut : • Momen arah 1-1 maksimum = 5824,45 kg.m/m • Momen arah 1-1 minimum

= -7764,72 kg.m/m

• Momen arah 2-2 maksimum = 5740,20 kg.m/m • Momen arah 2-2 minimum

= -5099,40 kg.m/m

• Deformasi vertikal pada pelat 9 Lendutan akibat beban mati

= 2,1 mm

9 Lendutan akibat beban hidup

= 0,7 mm

9 Lendutan Total

= 2,8 mm

• Syarat lendutan yang terjadi = δ =

L 10000 = = 27,78 mm (Aman) 360 360


IV - 26


Gambar 4.17. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pelat Lantai • Perhitungan Tulangan Pelat Lantai Perhitungan luas tulangan pelat lantai yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari software SAP2000. Pelat lantai dimodelkan sebagai balok dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sesuai yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan. Tulangan arah 1-1 Momen arah 1-1 maksimum = 5824,45 kg.m/m Momen arah 1-1 minimum

= -7764,72 kg.m/m

As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 1173 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 0,25 x π x 162 = 201 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1173 mm2/201 mm2 = 5,8 Jarak antar tulangan = 1000/5,8 = 172 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-150 (As = 1206 mm2)

As dibutuhkan untuk M1-1 min

= 1589 mm2/m

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 0,25 x π x 162 = 201 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 1589 mm2/201 mm2 = 7,9 Jarak antar tulangan = 1000/7,9 = 126 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-100 (As = 2010 mm2) Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 27

Perhitungan Struktur Bab IV Tulangan arah 2-2 Momen arah 2-2 maksimum = 5740,20 kg.m/m Momen arah 2-2 minimum

= -5099,40 kg.m/m

As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 1156 mm2/m

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 0,25 x π x 162 = 201 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1156 mm2/201 mm2 = 5,75 Jarak antar tulangan = 1000/5,75 = 173 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-150 (As = 1206 mm2) As dibutuhkan untuk M2-2 min = 1022 mm2/m

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 0,25 x π x 162 = 201 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1022 mm2/201 mm2 = 5,08 Jarak antar tulangan = 1000/5,08 = 196 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-100 (As = 2010 mm2) 4.5 PERHITUNGAN KOLOM Analisis dan desain tulangan kolom dihitung dengan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis berupa luasan tulangan pada kolom dan digunakan untuk menetukan jumlah tulangan pokok dan tulangan geser / sengkang pada kolom. 4.6.1 Penentuan Dimensi Kolom Dimensi kolom pada gedung ini direncanakan berbentuk persegi dengan besar bervariasi seperti dapat dilihat dari Tabel 4.15. Tabel 4.15 Lokasi dan Dimensi Kolom No

Lantai

Elevasi (m)

Dimensi Kolom (cm)

1

Basement 2 - Lantai Dasar

-8 s/d 4

130 x130

2

Lantai 1 – Lantai 2

4 s/d 14

120 x 120

3


14 s/d 26

110 x 110

4


26 s/d 38

100 x 100

5


38 s/d 50

90 x 90

6


50 s/d 62

80 x 80

7


62 s/d 74

70 x 70

8


74 s/d 86

60 x 60

9


86 s/d 98

50 x 50


IV - 28

Perhitungan Struktur Bab IV 4.6.2 Karakteristik Material Beton Kuat Tekan Beton (f’c)

= 37,35 MPa (K-450)

Mutu Tulangan pokok Fy = 400 MPa (Ulir D = 32 mm) Mutu sengkang Fys

= 240 MPa (Polos Ф = 12 mm)

4.6.3 Analisis dan Desain Penulangan Kolom Dari hasil analisis dan desain kolom pada software SAP2000 diperoleh besarnya Luasan tulangan yang dibutuhkan pada kolom adalah sebagai berikut : Tabel 4.16 Luas Tulangan yang dibutuhkan kolom Sengkang 1-1

Sengkang 2-2

mm

2

mm /mm

mm2/mm

K-130x130 A

57732.456

0

0

K-130x130 B

33385,717

0

0

K-120x120 A

44829.99

0

0

K-120x120 B

27322,313

0

0

K-110x110 A

45281.103

0

0

K-110x110 B

22783,025

0

0

K-100x100 A

37403.641

0

0

K-100x100 B

19571,944

0

0

K-90x90 A

30058,063

0

0

K-90x90 B

15790,128

0

0

K-80x80 A

25388,425

0

0

Dimensi Kolom

Tulangan Pokok 2

K-80x80 B

12356,989

0

0

K-70x70 A

17290,082

1,025

1,025

K-70x70 B

8193,570

1,025

1,025

K-60x60 A

10666,127

0,879

0,879

K-60x60 B

6143,463

0,879

0,879

K-50x50 A

4025,040

0,732

0,732

K-50x50 B

2690,496

0,732

0,732

Dari hasil luas tulangan kolom yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah tulangan kolom yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk kolom K-70x70 A adalah sebagai berikut : As

= 16946,762 mm2

Av-1 = 1,025 mm2/mm Av-2 = 1,025 mm2/mm Ø Tul Pokok = D32 (As = 804,25 mm2) Ø Sengkang = Ø12 (As = 113,10 mm2)


IV - 29

Perhitungan Struktur Bab IV Jumlah tulangan pokok = 16946,762 mm2/804,25 mm2 = 21,07 ≈ 22 Tulangan pokok dipasang 22D32 Jarak sengkang =

ns =

ΣAv ×1000 (0,475 + 0,475)× 1000 = = 8,4 As2 113,1

Jarak Sengkang =

1000 1000 = = 119 mm ≈ 100 mm ns 8,4

Jadi Untuk Kolom K-70x70A, Tulangan Pokok yang dipasang 22D32 (As Terpasang = 17693 mm2) dan Sengkang Ø12-100 (1131 mm2) Hasil perhitungan untuk ukuran kolom yang lain dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4.17 Tulangan Pokok dan Sengkang Kolom Dimensi Kolom

Tul Pokok

Sengkang

As Tul Pokok Terpasang

As Sengkang Terpasang

D32

Ф12

mm2

mm2/mm

K-130x130 A

72

Ф12-200

57906

0.5652

K-130x130 B

44

Ф12-200

35387

0.5652

K-120x120 A

56

Ф12-200

45038

0.5652

K-120x120 B

28

Ф12-200

22519

0.5652

K-110x110 A

60

Ф12-200

48255

0.5652

K-110x110 B

32

Ф12-200

25736

0.5652

K-100x100 A

48

Ф12-200

38604

0.5652

K-100x100 B

28

Ф12-200

22519

0.5652

K-90x90 A

40

Ф12-200

32170

0.5652

K-90x90 B

20

Ф12-200

16085

0.5652

K-80x80 A

32

Ф12-200

25736

0.5652

K-80x80 B

16

Ф12-200

12868

0.5652

K-70x70 A

24

Ф12-100

19302

1.1304

K-70x70 B

12

Ф12-100

9651

1.1304

K-60x60 A

16

Ф12-100

12868

1.1304

K-60x60 B

12

Ф12-100

9651

1.1304

K-50x50 A

12

Ф12-100

9651

1.1304

K-50x50 B

8

Ф12-100

6434

1.1304


IV - 30

Perhitungan Struktur Bab IV 4.6 PERHITUNGAN DINDING GESER Penulangan dinding geser (Shearwall) dihitung dengan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan tegangan yang terjadi pada dinding geser dan digunakan untuk menentukan penulangan dinding geser. 4.7.1 Penentuan Tebal Dinding Geser Tebal dinding geser pada gedung ini direncanakan bervariasi seperti yang dapat dilihat pada tabel 4.18. Tabel 4.18. Tebal Dinding Geser (Shear Wall) No

Lantai

Elevasi (m)

Tebal dinding geser (mm)

1

Basement 2 - Lantai 4

-8 s/d 26

250

2

Lantai 5 - Lantai 14

26 s/d 62

200

3

Lantai 14 - Lantai 23

62 s/d 98

150

4.7.2 Karakteristik Material Beton Struktur dinding geser direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 25 MPa dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa. 4.7.3 Analisis dan Desain Penulangan Dinding Geser Dari hasil analisis diperoleh besarnya tegangan yang terjadi pada dinidng geser sebagai berikut : Tabel 4.19. Tegangan yang terjadi pada dinding geser (Shear Wall) Tebal

S11 (+)

S11 (-)

S22 (+)

S22 (-)

2

2

2

kg/cm

kg/cm2

cm

kg/cm

kg/cm

25

28.41

-96.76

17.28

-370.19

20

27.58

-97.46

24.16

-352.18

15

25.81

-65.47

57.04

-241.52

Contoh perhitungan tulangan pada dinding geser dengan tebal 25 cm adalah sebagai berikut : •

Tegangan aksial tarik ditahan sepenuhnya oleh tulangan.

As =

P dimana Ф tarik = 0,8 φ × fy

As S11(+) = 28,41 kg/cm2 x (25 cm x 1 cm) / (0,8 x 4000 kg/cm2) = 0,222 cm2/cm = 2219.53 mm2/m Dipasang tulangan 2D16-125 (As = 3217 mm2) Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 31

Perhitungan Struktur Bab IV As S22(+) = 17,28 kg/cm2 x (25 cm x 1 cm) / (0,8 x 4000 kg/cm2) = 0,135 cm2/cm = 1350 mm2/m Dipasang tulangan 2D32-250 (As = 6432 mm2) •

Tegangan aksial tekan ditahan oleh kuat tekan nominal beton, dan sisanya didukung oleh tulangan.

As =

(P − (φ × f' c)) × ( Ac)

dimana Ф tekan = 0,6

φ × fy

As S22 (-) =

(370,19 − (0,6 × 373,5)) × (25 × 1) = 1,52 cm 2 /cm = 15218 mm 2 /m 0,6 × 4000

Dipasang tulangan 2D32-100 (As = 16084 mm2) Karena S11(-) < (0,6x249) Beton dianggap masih kuat menahan tegangan tekan arah S11 Maka dipasang tulangan praktis (D13-250)

Gambar 4.18. Tegangan normal arah (S11) dan (S22) pada Dinding Geser Hasil perhitungan tulangan untuk tebal dinding geser lainnya dapat dilihat pada tabel 4.20 berikut : Tabel 4.20. Tulangan terpasang pada dinding geser Tebal

As11

As22 Lap

As22 Tum

Tul Arah 11

Tul 22 Lap

Tul 22 Tum

mm

2

mm /m

2

Mm /m

2

mm /m

D16

D32

D32

250

2219.53 1723.75 1209.84

1350.00 1510.00 2673.75

15217.71 10673.33 1088.75

D16-125

D32-250

D32-100

D16-150

D32-250

D32-150

D16-250

D32-250

D32-250

200 150

4.8 PERHITUNGAN DINDING BASEMENT Untuk perhitungan tulangan, dinding basement dimodelkan sebagai dinding dengan beban tekanan tanah + tekanan air dengan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis berupa momen yang digunakan untuk menentukan penulangan dinding basement. Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 32

Perhitungan Struktur Bab IV 4.8.1 Penentuan Tebal Dinding Basement Berdasarkan “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung” (SNI 03 -1728-2002 pasal 16.5(3)), Ketebalan dinding luar ruang bawah tanah dan dinding pondasi tidak boleh kurang daripada 190 mm. Jadi, tebal dinding basement diambil sebesar t = 250 mm 4.8.2 Pembebanan pada Dinding Basement Beban yang bekerja pada dinding basement berupa tekanan tanah + tekanan air. Beban tersebut dapat dilihat pada gambar 4.12.

Keterangan Gambar : H =Kedalaman Basement (m) γ = Berat Jenis (Ton/m3) ka = Koef Tekanan tanah aktif q = beban merata pada permukaan

Gambar 4.19. Diagram Tegangan Tekanan Tanah pada Dinding Basement • Perhitungan Tekanan Tanah Tekanan tanah aktif yang akan terjadi di belakang dinding basement sebesar Ed=1/2 x γn x H2 x Ka. Data tanah: H

= 8,00 m (kedalaman total lantai basement)

h1 = 4,00 m γn

= 1,55 t/m2

c

= 0,116 kg/cm2

Φ

= 120


IV - 33

Perhitungan Struktur Bab IV Perhitungan nilai Ka : Ka = tg2 ( 45 – Φ/2 ) = tg2 ( 45 – 12/2 ) = 0,6557 Dimana : Ka = koefisien tekanan tanah aktif Φ

= sudut geser tanah

Pada Z = 0 m

σ 1 = γ1*H1*Ka =1,55 x 0 x 0,6557 = 0 kg/m² Pada Z = 8 m

σ 2 = (γ1*H1*Ka ) + (γ sat *H2*Ka) = 0 + (0,55 x103 x 8 x 0,6557) = 2885,3 kg/m² • Perhitungan Tekanan Air Tegangan yang disebabkan oleh air pori :

σ air = γ w *H2 = 1000 * 4 = 4000 kg/m² • Perhitungan Tekanan Tanah akibat Beban Merata Menurut Peraturan Pembebanan untuk Bangunan, beban untuk lantai parkir diambil sebesar q = 400 kg/m2. Tegangan yang disebabkan oleh beban merata: σ = q x Ka = 400 x 0,6557 = 262,28 kg/m² 4.8.3 Analisis Dinding Basement Untuk perhitungan dinding basement mempunyai prinsip yang sama dengan penulangan dinding biasa. Momen yang terjadi akibat beban tekanan tanah dihitung dengan memodelkan struktur dinding basement sebagai pelat per meter panjang yang menerima beban segitiga akibat tekanan total (tanah+air). Pada software SAP2000, beban tekanan total (tanah+air) yang berbentuk segitiga tersebut dilimpahkan merata ke pelat yang dijepit di sisi bawah elemen dinding basement. Bagian atas dinding basement juga terjepit, pada kedalaman 0 m dan -4 m dari permukaan tanah karena pada elevasi tersebut dinding terkekang oleh pelat lantai basement dari gedung. Cara – cara analisis struktur basement dengan software SAP2000 yaitu : 1) Membuat model struktur basement. Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 34

Perhitungan Struktur Bab IV Struktur dinding basement dianggap sebagai elemen shell dengan ketebalan 25 cm. Tumpuan jepit diletakkan di sisi bawah struktur sebagai permodelan dari pondasi rakit. Dimensi dari dinding dimodelkan sedalam 8 m. Pada elevasi 0 m dan –4 m dari permukaan tanah asli dinding basement diberi tumpuan sendi pada model SAP2000. Hal ini berfungsi sebagai permodelan pertemuan antara dinding basement dan pelat lantai basement. 2) Memasukkan karakteristik material beton Struktur dinding basement direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 24,9 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa 3) Memasukkan beban ke model struktur dinding basement Berat sendiri dinding basement akan dihitung otomatis pada SAP2000 sedangkan beban tekanan tanah dan tekanan air di masukkan kedalam model dinding basement sebagai beban luar. Besarnya beban tekanan tanah dan tekanan air dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.20 Besar tekanan tanah dan tekanan air pada dinding basement 4) Deformasi dan gaya dalam dinding basement Dari hasil analisis software SAP2000 diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi struktur sebagai berikut : Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 35


Deformasi Horizontal Terbesar

= 3,5 mm

•

Moment arah 1-1 maksimum

= 1716,71 kg.m

•

Moment arah 1-1 minimum

= -2851,92 kg.m

•


= 4537,02 kg.m

•


= 11724,71 kg.m

Gambar 4.21 Deformasi dan Momen arah 1-1 dan 2-2 pada dinding basement 4.8.4 Perhitungan Tulangan Dinding Basement Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan pada dinding basement menggunakan bantuan dari software SAP2000. Dinding basement dimodelkan sebagai balok dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Lalu, momen hasil analisis ditempatkan diujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sebesar yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan.

Tulangan Horizontal (arah 1-1) Moment arah 1-1 maksimum

= 1716,71 kg.m/m


= -2851,92 kg.m/m

As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 462,74 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 1/4 x π x 132 = 132,73 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 462,74 mm2/132,73 mm2 = 4 Jarak antar tulangan = 1000/4 = 250 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-250 (As = 530,92 mm2) As dibutuhkan untuk M1-1 min = 777,90 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm. Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 36

Perhitungan Struktur Bab IV Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 1/4 x π x 132 = 132,73 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 777,90 mm2/132,73 mm2 = 6 Jarak antar tulangan = 1000/6 = 166.67 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-150 (As = 884,87 mm2)

Tulangan Vertikal (arah 2-2) Momen arah 2-2 maksimum

= 4537,02 kg.m/m

Momen arah 2-2 minimum

= 11724,71 kg.m/m

As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 945,4 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 1/4 x π x 132 = 132,73 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 945,4 mm2/132,73 mm2 = 8 Jarak antar tulangan = 1000/8 = 125 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-125 (As = 1061,84 mm2) As dibutuhkan untuk M2-2 min = 2682,17 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 19 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 1/4 x π x 192 = 283,528 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2682,17 mm2/283,528 mm2 = 10 Jarak antar tulangan = 1000/10 = 100 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As = 2835,28 mm2) 4.9 PERHITUNGAN RAMP PARKIR Pelat lantai ramp parkir dihitung menggunakan bantuan dari software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan momen yang terjadi pada pelat ramp parkir dan digunakan untuk menentukan penulangan pelat ramp parkir. 4.9.1 Penentuan Tebal Pelat Ramp Parkir Berdasarkan buku “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung” (SNI03-1728-2002 pasal 16.5(3)), ketebalan pelat yang biasa digunakan 125-250 mm. Jadi, tebal pelat ramp parkir diambil sebesar t = 250 mm. 4.9.2 Pembebanan pada Pelat Ramp Beban yang bekerja pada pelat ramp berupa beban mati dan beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2 dan beban hidup sebesar 400 kg/m2 (Beban lantai gedung parkir). Kombinasi Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 37

Perhitungan Struktur Bab IV pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup. Wt = 1.2 DL + 1.6 LL Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur. LL = Beban hidup total (beban berguna). 4.9.3

Karakteristik Material Beton Struktur pelat ramp parkir direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 24,9 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa

4.9.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Ramp Dari hasil analisis diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi struktur sebagai berikut : • Momen arah 1-1 maksimum

= 682,957 kg.m/m

• Momen arah 1-1 minimum

= 8824,699 kg.m/m

• Momen arah 2-2 maksimum

= 9292,671 kg.m/m

• Momen arah 2-2 minimum

= 19102,39 kg.m/m

Gambar 4.22 Momen arah 1-1 dan 2-2 Pada Ramp Parkir 4.9.5

Perhitungan Tulangan Pelat Ramp Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari software SAP2000. Pelat ramp dimodelkan sebagai balok dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Lalu, momen hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menghasilkan momen sesuai dengan yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan.


IV - 38

Perhitungan Struktur Bab IV Tulangan Horizontal (arah 1-1) Moment arah 1-1 maksimum = 682,957 kg.m Moment arah 1-1 minimum

= -8824,699 kg.m

¾ As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 272,3 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 22 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 222 = 380,133 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan < Luas satu tulangan D22 Sehingga tulangan yang dipakai adalah D22-125 (As = 3041,06 mm2) ¾ As dibutuhkan untuk M1-1 min = 2809,00 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 22 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 222 = 380,133 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 2809,00 mm2/380,133 mm2 = 7,4 Jarak antar tulangan = 1000/7,4 = 135,33 mm Sehingga tulangan dipakai adalah D22 – 125 (As = 3041,06 mm2) Tulangan Vertikal (arah 2-2) Moment arah 2-2 maksimum

= 9292,671 kg.m


= -19102,39 kg.m

¾ As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 2969,78 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 32 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 322 = 804,25 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 2969,78 mm2/804,25 mm2 = 3,69 Jarak antar tulangan = 1000/3,69 = 270 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D32-250 (As = 3217 mm2) ¾ As dibutuhkan untuk M2-2 min = 6734,93 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 32 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 322 = 804,25 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 6734,93 mm2/804,25 mm2 = 8,4 Jarak antar tulangan = 1000/8,4 = 119,4 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D32-100 (As = 8042,5 mm2) Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 39

Perhitungan Struktur Bab IV 4.10

PERHITUNGAN TANGGA Permodelan Tangga dihitung menggunakan bantuan dari software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan tegangan dan momen yang terjadi pada pelat lantai tangga dan digunakan untuk menentukan penulangan pelat. 4.10.1 Pembebanan pada pelat lantai tangga Beban yang bekerja pada pelat lantai tangga berupa beban mati dan beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (Beban hidup tangga). Kombinasi pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup. Wt = 1.2 DL + 1.6 LL Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur. LL = Beban hidup total (beban berguna). 4.10.2 Permodelan Struktur Tangga Permodelan struktur tangga adalah sebagai berikut :

Gambar 4.23 Permodelan Struktur Tangga 4.10.3 Perhitungan Tulangan Tangga Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari software SAP2000. Pelat lantai dimodelkan sebagai balok dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Lalu, gaya – gaya dalam hasil analisis ditempatkan di ujung Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 40

Perhitungan Struktur Bab IV yang lain sebagai beban terpusat. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan. Momen diperoleh dari hasil analisis SAP2000, yaitu: Moment arah 1-1 maksimum

= 1019 kg.m


= 239 kg.m


= 879 kg.m


= 316 kg.m

Gambar 4.24 Momen arah 1-1 dan 2-2 Pada Tangga Tulangan Horizontal (arah 1-1) Moment arah 1-1 maksimum

= 1019 kg.m


= 239 kg.m

¾ As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 676,16 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 102 = 78,54 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 676,16 mm2/78,54 mm2 = 8,6 Jarak antar tulangan = 1000/8,6 = 116,16 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah Ø10 - 100 (As = 785,4 mm2) ¾ As dibutuhkan untuk M1-1 min = 204,11 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 102 = 78,54 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 204,11 mm2/78,54 mm2 = 2,6 Jarak antar tulangan = 1000/2,6 = 384,62 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah Ø10 - 250 (As = 314,16 mm2)


IV - 41

Perhitungan Struktur Bab IV Tulangan Vertikal (arah 2-2) Moment arah 2-2 maksimum = 879 kg.m Moment arah 2-2 minimum

= 316 kg.m

¾ As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 673,78 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 102 = 78,54 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 879 mm2/78,54 mm2 = 11,19 Jarak antar tulangan = 1000/11,19 = 89,96 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah Ø10 - 100 (As = 785,4 mm2) ¾ As dibutuhkan untuk M2-2 min = 270,76 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 102 = 78,54 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 270,76 mm2/78,54 mm2 = 3,4 Jarak antar tulangan = 1000/3,4 = 290 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah Ø10 - 250 (As = 314,16 mm2) 4.11 PERHITUNGAN DROP PANEL Drop panel memiliki fungsi utama untuk mengurangi tegangan geser di sekitar kolom. Setelah dilakukan pengujian terhadap tegangan geser pons pada pelat di sekitar kolom, ternyata hasilnya melebihi syarat tegangan geser pons. Agar struktur tidak mengalami retak akibat geser pons, maka dipasang drop panel setebal 1 m. 4.11.1 Perhitungan Tulangan Drop Panel Tulangan minimum pada drop panel dihitung menggunakan rumus:

Asb =

0 .5 w × l 2 × l n 0.87 × f y

w = beban yang bekerja pada drop panel = 1,2 x 100 + 1,6 x 250 = 520 kg/m2

Asb =

0.5 × 520 × 1,5 × 1,5 = 0,1817cm 2 / cm 0.87 × 4000

Tulangan yang digunakan = diameter 1,6 cm (As = 2,1 cm2) Luas tulangan = 0,1817 cm2/cm x 100 cm/m = 18,17 cm2/m Jumlah tulangan minimum yang dipasang = 18,17/2,1 = 8,65 Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV - 42

Perhitungan Struktur Bab IV Gaya dalam pada drop panel diperoleh dari SAP2000 : M11 (minimum) = -57,7 ton.m/m M22 (minimum) = -95,88 ton.m/m ¾ As dibutuhkan untuk M1-1 minimum = 2050 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 162 = 200,96 mm2 Jumlah tul yang dibutuhkan = 2050 mm2/200,96 mm2 = 10,2 Jarak antar tulangan = 1000/10,2 = 98 mm Tulangan yang dipakai adalah 2D16–100 (As = 4102 mm2) ¾ As dibutuhkan untuk M2-2 minimum = 3419 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x 162 = 200,96 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 3419 mm2/200,96 mm2 = 17 Jarak antar tulangan = 1000/17 = 58 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah 2D16 - 100 (As = 4102 mm2) 4.11.2 Perhitungan Kapasitas Drop Panel Kapasitas drop panel dihitung menggunakan rumus untuk menghitung kapasitas balok. Drop panel diubah menjadi balok ekivalen dengan lebar 3 m dan tinggi 1 m, menggunakan perhitungan jalur kolom. Perhitungan ini dilakukan untuk memastikan konsep strong column weak beam, dimana kapasitas dari balok, atau dalam hal ini merupakan kapasitas dari drop panel, harus lebih kecil dari kapasitas kolom. d = 1000 – 50 – (2x16) = 918 mm d’ = 82 mm As = (¼ x π x d2) x 60 = (¼ x π x 162) x 60 = 12057,6 mm2 As’ = (¼ x π x d2) x 30 = (¼ x π x 162) x 60 = 6028,8 mm2

ρ=

As 120,576 = = 0,0004 b × d 300 × 91,8

ρ'=

As ' 60,288 = = 0,0002 b × d 300 × 91,8

ρ max untuk tulangan single

ρ max = 0,75

0,85 × 24,9 600 × = 0,0265 400 600 + 400


IV - 43

Perhitungan Struktur Bab IV Tulangan Tarik ρ max = ρmax tulangan single + ρ’ = 0,0265 + 0,0002 = 0,0267 ρ min agar tulangan tekan mencapai batas.

ρ min = 0,75

0,85 × 24,9 600 82 × × = 0,0028 400 600 + 400 918

Untuk menghitung momen kapasitas, perhitungan momen dibagi menjadi:

M 1 = As'× fy × (d − d ' ) = 60,288 × 4000 × (91,8 − 8,2) = 20160307,2 kgcm M1 = 201,6 ton.m

a=

[( As − As') × fy ] = (120,576 − 60,288) × 4000 = 3,798 cm 0,85 × f ' c × b

0,85 × 249 × 300

a 37,98 M 2 = ( As − As ') × fy × ( d − ) = 60,288 × 4000 × (91,8 − ) = 17558277 ,12 kgcm 2 2 M2 = 175,582 ton.m Mtotal = M1 + M2 = 201,6 + 175,6 = 377,2 ton.m Momen diatas dimasukkan kedalam permodelan kolom berdimensi 130 cm x 130 cm dengan beban sebagai berikut :

(Satuan Beban = Ton.m)

(Satuan luas tulangan = mm2)

Gambar 4.25 Permodelan perhitungan diagram interaksi Kolom


IV - 44

Perhitungan Struktur Bab IV Dari hasil analisis berdasarkan beban dan momen kapasitas drop panel diperoleh luas tulangan kolom sebesar 16900 mm2 (1% luas penampang kolom), maka dapat disimpulkan bahwa kolom memiliki kapasitas yang lebih besar dari kapasitas drop panel, sesuai dengan prinsip strong coloumn weak beam. 4.12 PERHITUNGAN GESER PONS 4.12.1 Perhitungan Geser Pons pada Drop Panel Contoh perhitungan geser pons untuk drop panel setebal 1 m. Besarnya gaya geser pons tidak boleh melebihi dari ketiga nilai berikut :

⎛

1. Vc = ⎜⎜1 +

⎝

2 ⎞ ⎟ βc ⎟⎠

f ' c × bo × d ⎛ 2 ⎞ 24,9 × (4 × 1250) × 918 = 2357,8 Ton = ⎜1 + ⎟ 6 6 ⎝ 1000 / 1000 ⎠

⎛ αs × d ⎞ 2. Vc = ⎜ + 2⎟ ⎝ bo ⎠

3. Vc =

f ' c × bo × d 12

⎛ 40 × 918 ⎞ 24,9 × (4 × 1250) × 918 =⎜ + 2⎟ = 2091 Ton 12 ⎝ 4 × 1250 ⎠

24,9 × (4 × 1250 ) × 918 1 = 2100,18 Ton f' c bo × d = 3 3

Keterangan Gambar : H = ketebalan drop panel D = Tinggi Efektif Bo = Keliling Geser Efektif P = Gaya tekan pada kolom

Gambar 4.26 Perhitungan Geser Pons


IV - 45

Perhitungan Struktur Bab IV Gaya geser pons yang terjadi adalah : Vu = 1769 Ton > 2091 Ton (Aman) Hasil perhitungan geser pons untuk drop panel lainnya dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 4.21 Perhitungan Geser Pons pada Drop Panel Kolom

Bo

d

Vc Izin

(mm2) 1300x1300 1200x1200 1100x1100 1000x1000 900x900 800x800 700x700 600x600 500x500

(mm) 9200 8800 8400 8000 7200 6200 5600 5200 3200

(mm) 939 939 939 939 839 689 639 639 439

(Ton) 2539 2154 2123 2091 1673 1145 977 956 437

Vc Terjadi (Ton) 1996 1996 1851 1769 1447 1143 859 859 342

Tebal

Keterangan

(mm) 1000 1000 1000 1000 1000 750 750 750 500

Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman

4.12.2 Perhitungan Geser Pons pada Pile Cap Perhitungan geser pons pada pile cap dihitung sebagai berikut : Vc Terjadi = 4698,93 ton Vc Izin diambil dari nilai terkecil berdasarkan persamaan di bawah ini :

⎛ 2 ⎞ ⎟⎟ Vc = ⎜⎜1 + ⎝ βc ⎠

f ' c × bo × d ⎛ 2 ⎞ 33,2 × (4 × 3300) × 1880 = 68451 Ton = ⎜1 + ⎟ 6 6 ⎝ 1300 / 1300 ⎠

⎛ αs × d ⎞ + 2⎟ Vc = ⎜ ⎝ bo ⎠

Vc =

f ' c × bo × d 12

⎛ 40 × 1880 ⎞ 33,2 × (4 × 3300) × 1880 =⎜ + 2⎟ = 91000 Ton 12 ⎝ 4 × 3300 ⎠

33,2 × (4 × 3300 ) × 1880 1 = 47662 Ton f' c bo × d = 3 3

Vc terjadi = 4698,93 Ton < Vc Izin = 47662 Ton (Aman) 4.13

PERHITUNGAN PELAT BASEMENT Pelat basement dihitung menggunakan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan momen yang terjadi pada pelat basement dan digunakan untuk menghitung penulangan pelat basement.


IV - 46

Perhitungan Struktur Bab IV 4.13.1 Penentuan Tebal Pelat Basement Tebal pelat basement diambil sebesar 1 m. 4.13.2 Pembebanan pada pelat basement Beban yang bekerja pada pelat basement berupa beban mati dan beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (untuk lantai perkantoran) dan 400 kg/m2 (untuk lantai parkir). Kombinasi pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup. Wt = 1.2 DL + 1.6 LL Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur. LL = Beban hidup total (beban berguna). Selain itu, dimasukkan beban akibat tekanan air tanah. Tekanan akibat air tanah dihitung dengan rumus sebagai berikut : σ = γ x h = 1 ton/m3 x 4 m = 4 ton/m2

Keterangan Gambar : H = Kedalaman Tanah Basement (m) γ = Berat Jenis Tanah (Ton/m3) ka = Koef Tekanan tanah aktif q = beban merata pada permukaan γw = Berat Jenis Air (Ton/m3) Hw = Kedalaman Tanah Basement (m) Gambar 4.27 Permodelan diagram tegangan tanah pada plat basement


IV - 47

Perhitungan Struktur Bab IV 4.13.3 Karakteristik Material Beton Struktur pelat basement direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 25 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy =400 MPa. 4.13.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Basement Dari hasil analisis diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi struktur sebagai berikut : • Momen arah 1-1 maksimum = 37,87 ton.m/m • Momen arah 1-1 minimum

= -7,93 ton.m/m

• Momen arah 2-2 maksimum = 39,75 ton.m/m • Momen arah 2-2 minimum

= -9,29 ton.m/m

4.13.5 Perhitungan Tulangan Pelat Basement Perhitungan menggunakan

luas

tulangan

bantuan

dari

pelat software

basement

yang

SAP2000.

dibutuhkan

Pelat

basement

dimodelkan sebagai balok dengan tebal 100 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sesuai yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan. Tulangan arah 1-1

Momen arah 1-1 maksimum

= 37,87 ton.m/m

Momen arah 1-1 minimum

= -7,93 ton.m/m

As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 2439 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 0,25 x π x 192 = 283 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2439 mm2/283 mm2 = 8,6 Jarak antar tulangan = 1000/8,6 = 116 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As = 2830 mm2)

As dibutuhkan untuk M1-1 min = 504,28 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x π x d2 = 0,25 x π x 192 = 283 mm2


IV - 48

Perhitungan Struktur Bab IV Jumlah tulangan dibutuhkan = 504,28 mm2/283 mm2 = 1,78 Jarak antar tulangan = 1000/1,78 = 561,196 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-250 (As = 1132 mm2) Tulangan arah 2-2 Momen arah 2-2 maksimum = 39,75 ton.m/m Momen arah 2-2 minimum

= -9,29 ton.m/m

As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 2562 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm. Luas satu tulangan = As1 = 0,25 x π x 192 = 283 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2562 mm2/283 mm2 = 9,05 Jarak antar tulangan = 1000/9,05 = 110 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As=2830 mm2)

As dibutuhkan untuk M2-2 min = 590 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm. Luas satu tulangan = As1 = 0,25 x π x 192 = 283 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 590 mm2/283 mm2 = 2,08 Jarak antar tulangan = 1000/2,08 = 479.66 mm Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-250 (As=1132 mm2)

4.14 PERHITUNGAN SAMBUNGAN KOLOM DAN PELAT LANTAI 4.14.1 Perhitungan Gaya Dalam Mkap, ki = 377,2 ton.m Mkap, ka = 377,2 ton.m lki

= 10 m

ln, ki

= 9,7 m

lka

=9m

ln, ka

= 7,7 m

tinggia = 4 m tinggib = 4 m Wu

= 1,2 D + 1,6 L = 1,2 (250) + 1,6 (400) = 940 kg/m2 2

q equ =

q equ =

2

Wu × l x × (3l y − l x ) 6l y

2

940 × 8 × (3 × 10 2 − 8 2 ) = 2957 kg / m 2 6 × 10 2


IV - 49

Perhitungan Struktur Bab IV Gambar 4.28 Sketsa beban pada perhitungan sambungan kolom dan plat lantai

Vkol

Vkol

⎛ l ⎞ l 0,7 × ⎜⎜ ki × M kap ,ki + ka M kap ,ka ⎟⎟ l n ,ka ⎝ l n ,ki ⎠ + q×l = 0,5 × (hk ,a + hk ,b ) 2 9 ⎛ 10 ⎞ 0,7 × ⎜ × 377,2 + 377,2 ⎟ 7,7 ⎝ 8,7 ⎠ + 2,957 × 10 = 167,81 ton. = 0,5 × (4 + 4) 2

C ki =

Tka =

0,7 × M kap ,ki z

0,7 × M kap,ka z

=

=

0,7 × 377,2 = 230,8 T 1,144

0,7 × 377,2 = 230,8 T 1,144

Vj,h = Cki + Tka – Vkol = 230,8 + 230,8 – 167,81 = 293,79 Ton

V j ,v =

d 1,222 × V j ,h = × 293,79 = 276,1626 T hc 1,300

4.14.2 Kontrol Tegangan Geser Horizontal Minimal 1,5 f’c = 1,5 (373,5) = 560,25 kg/cm2 hc = 130 cm bc = 130 cm

V j ,h =

V j ,v b j × hc

=

276162,6 = 16,34 kg / cm 2 < 560,25 kg / cm 2 (OK ) 130 × 130


IV - 50

Perhitungan Struktur Bab IV 4.14.3 Penulangan Geser Horizontal

V j ,v

A j ,h =

fy

=

276162,6 = 115,068 cm 2 = 11506,8 mm 2 2400

Sengkang rangkap

= 16 mm

A tersedia

= 804 mm2

Jumlah sengkang

= 15 lapis (As = 12064 mm2)

4.14.4 Penulangan Geser Vertikal

Vc , v =

Vc , v =

As ' × V j ,h ⎛ ⎞ ⎜ 0,6 + N u × f ' c ⎟ × As ⎜ ⎟ Ag ⎝ ⎠

1 276,1626 × = 0,0143 Ton 2 (0,6 + 1181,06 × 37,35)

Vs,v = Vj,v – Vs,v = 276,1626 – 0,0143 = 276,1483 Ton

V s ,v

A j ,v =

fy

=

276148,3 = 11506 mm 2 2400

= 15D16 (As = 12064 mm2)

ntulangan

4.14.5 Penulangan Geser Pada Tumpuan Pelat (Jalur Kolom)

V =

M1 + M 2 q × l + l 2

V =

377,2 + 377,2 2,957 × 10 = 90,225 ton + 10 2

Av =

V fy

=

90225 = 3759,3 mm 2 2400

Sengkang rangkap

= 16 mm

A tersedia

= 804 mm2

Jumlah sengkang

= 5 lapis


IV - 51

BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR

Recommend Documents