BAB IV POKOK PEMBAHASAN DESAIN. Perhitungan prarencana bertujuan untuk menghitung dimensi-dimensi

BAB IV Pokok Pembahasan Desain

BAB IV POKOK PEMBAHASAN DESAIN

4.1

Perencanaan Awal (Preliminary Design) Perhitungan prarencana bertujuan untuk menghitung dimensi-dimensi

rencana struktur, yaitu pelat, balok dan kolom agar diperoleh suatu nilai yang optimal. Dari data spesifikasi perencanaan yang akan digunakan sesuai dengan gambar dibawah terdapat dimensi sebagai berikut : 1. Bangunan direncanakan akan digunakan sebagai hunian apartemen dan perkantoran 2. Struktur direncanakan dengan tingkat daktilitas penuh 3. Bangunan 10 lantai 4. Lokasi struktur berada di wilayah gempa 5 lunak 5. Sistem pelat yang digunkan adalah konvensional 6. Kuat tekan beton fc’30 Mpa

= 300 kg/cm2

7. Tegangan leleh tulangan pokok baja fy

= 400 Mpa

8. Tegangan leleh tulangan sengkang baja fys = 240 Mpa 9. Modulus elastistas beton /Ec

= 4700

′ Mpa

= 4700 √30 Mpa = 25742,96 Mpa 10. Modulus elastisitas baja

= 2 x 105

11. Tinggi lantai 1-10

=4m

Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

43


Gambar 4.1 Denah Perencanaan 4.1.1 Pra Rencana Plat 4.1.1.a Menentukan Dimensi Balok Dimensi Balok h=

×

s/d

×

× 720 s/d

→

× 720

= 60 cm s/d 72 cm → 66 cm ≈ 65 cm

= Diambil h = 65 cm

Dari persamaan 2.8 didapat lebar balok sebagai berikut : b=

× ℎ s/d

×ℎ→

× 65 s/d

× 65

= 32,5 cm s/d 43,33 cm =

,

,

→ 37,9 cm ≈ 40 cm

Diambil b = 40 cm Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

44


Jadi dimensi balok induk yang digunakan untuk arah y dan arah x adalah 65/40 cm. Ukuran b dan h emenuhi syarat 0,5 < < 0,65 4.1.1.b Dimensi balok anak satu arah

Gambar 4.2 dimensi balok satu arah Terhadap arah x h=

×

×

s/d

× 360 s/d

→

× 360

= 36 cm s/d 30 cm → 33 cm ≈ 35 cm

=

Karena desain untuk balok anak maka asumsi h = 35 cm Dari persamaan 2.8 didapat lebar balok sebagai berikut : b=

× ℎ s/d

×ℎ→

× 35 s/d

× 35

= 17,5 cm s/d 22,5 cm =

,

,

→ 20 cm ≈ 20 cm

Diambil bo = 20 cm Jadi dimensi balok anak yang digunakan untuk arah y adalah 35/20 cm. 4.1.1.c Menentukan Tebal Plat Diambil luas area palat terlebar yaitu 360 x 720 seperti gambar dibawah ini : Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

45


Gambar 4.3 Area plat terluas b = 40 cm ln = luas bentang ter panjang - 0,5 x b – 0,5 x b ln = 720 – ( 0,5 x 40 ) – ( 0,5 x 40 ) ln = 720 – 20 – 20 ln = 680 cm =

= 680/360 = 1,8 < 2

Dari persamaan 2.1 didapat tebal minimum pelat sebagai berikut : ,

Tidak boleh kurang dari → h ≤ × ,

=

( × , )

→ 10,42 cm

Dari persamaan 2.2 didapat tebal maksimum pelat sebagai berikut : ,

Tidak perlu lebih dari →

h≤ × ,

→ 15,11 cm Karena batas minimum tebal plat untuk memenuhi standart ketebalan, maka tebal plat yang digunakan terhadap koefisien jepit plat adalah ha = 12 cm


46


4.1.1.d Menentukan koefisien jepit pelat (αm) Koefisien jepit pelat, αm merupakan nilai rata-rata α untuk semua balok pada tepi suatu panel.

Gambar 4.4 Diagram letak α Koefisien jepit pada Plat 

Balok tepi α1= α4

Gambar 4.5 Penampang balok L satu ujung menerus Untuk α1

(asumsi tebal pelat 120 mm) balok dengan satu uajung

menerus. ht <

=

= 34,2 cm ≈ 35 cm

bo = 40 cm ha = 12 cm be <

× 720 = 180 cm

be < bo +

= 20 +

= 370 cm


47


be < bo + 6 (12) = 20 + 72 = 92 cm diambil lebar ter kecil be = 92 cm Icb

= C1 x bo x ht3

C1

=

I2b

= C1 ∙ bo ∙ ht

[1 + (

− 1)( ) 3 +

(

)

= 0,153

= 0,153 x 20 x 353 = 131197,5 cm4

I2p

=

x 300 x 123

= 43200 cm4 =

=

,

= 3,06 cm

 Balok 2 ujung menerus

Gambar 4.6 Penampang balok T dengan 2 ujung menerus ht >

=

= 34,2 cm

diambil ht = 30 cm

bo = 20 cm

be < × 720 = 180 cm be < bo +

+

= 760 cm

be < bo + 8 (12) + 8 (12) = 212 cm diambil nilai terkecil be = 180 cm


48


− 1)( ) 3 +

[1 + (

C1

=

I2b

= C1 ∙ bo ∙ ht

] = 0,94 cm

= 0,94 x 20 x 303 = 507600 cm I2p

=

∙ 720 ∙ 12

= 103680 cm =

=

= 4,89 cm Karena panjang bentang sama maka α 2 = α 3 = 4,89 cm α 1 = α 4 = 3,06

α rata-rata =

,

,

,

,

= 3,97 cm

fy = 300 Mpa

ℓ n = bentang bersih terpendek pelat = 360 cm α m = 3,97 > 2,0 ,

Tidak perlu lebih dari →

h≥

=

, × , ( , ) ,

,

,

= 7,21cm ≤ 12 cm Jadi tebal palat yang dipakai adalah 12 cm


49


4.1.1.e Periksa Kekakuan Pelat Terhadap Lendutan (δ) Pelat Bagian Tengah Pembebanan Ultimit Pada Lantai Beban Mati :

0,12 m x 24 KN/m2

=

2,8 KN/m2

Berat Penutup Lantai :

(Keramik + Semen)

=

1,6 KN/m2

=

4,4 KN/m2

Beban hidup untuk lantai perkantoran (250 kg/m2) =

2,5 KN/m2

Tebal Pelat

+

Beban hidup (WL / LL)

Beban ultimit ( Wu ) = 1.2 DL + 1.6 LL = 1.2 x 4,4 + 1.6 x 2,5 = 9,28 KN/m2 Dari persamaan 2.5 dan 2.6 didapat momen lentur pelat (D) lendutan pelat (δ) sebagai berikut : D=

∙ (

)

,

=

(

, ,

)

= 38614440,3 KN/m Δ= =

,

,

, ,

= 0,0028 m = 0,28 cm Lendutan izin maksimum (δizin) = L/480 =

= 1,5 cm sehingga : δ <

δizin = 0,28 cm < 1, 5 cm maka tebal pelat 12 cm dapat digunakan. Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

50


Pemeriksaan rasio luas tulangan (ρ) pelat Untuk balok yang ujungnya menerus dari tabel 4.1 koefisien momen (Vis dan Kusuma, 1997) memiliki koefisien momen =

, maka :

M = koef. Momen * Wu * ln2 M = 1/10 x 9,28 x 6,82 = 42,91 KN/m Asumsi diameter tulangan utama = ø 22 mm Asumsi diameter tulangan sengkang = ø 10 mm Asumsi tebal penutup beton = 40 mm Tinggi efektif (d)

= 120 - 40 - 10 = 70 mm = 0.07 m

, .

( .

)

= 8757,29 KNm

Untuk mencari nilai ρ perlu diketahui data-data sebagai berikut : 

Φ=1



fc’ = 30 Mpa



fy = 400 Mpa

dari tabel 5.1.j (Vis dan Kusuma, 1997) dengan interpolasi didapat nilai ρ = 0.01755 0.0038 < 0.01755 < 0.0538 .........Ok! Jadi tebal pelat 12 cm dapat dipakai.


51


4.1.2 Pra Rencana Balok 4.1.2.a Balok Normal (Balok induk) Ditinjau dari luas lantai bentang terpanjang yaitu pelat 720 x 720 cm Dimensi balok 40/65

Gambar 4.7 Dimensi balok rencana 

Tinggi balok ( h )

= 65 cm



Lebar balok ( b )

= 40 cm

Dimensi ini kemudian diperiksa dengan syarat-syarat : 

bw min ≥ 250 mm 400 mm ≥ 250 mm .....Ok!



≥ 0.3

= 0,61 ≥ 0.3 .....Ok! 

 min <  <  max ,

<

<

0.0035 < ρ < 0.0175 4.1.2.b Periksa Kekakuan Balok Terhadap Lentur Pembebanan Balok Beban Mati


52


:0,12 m x 24 KN/m2 =

Tebal Pelat

Berat Penutup Lantai

2,8

:(Keramik + Semen) =

KN/m2 1,6

KN/m2 KN/m2

Berat Plafon + Rangka

=

0,18

Berat sendiri balok 0,4 x 0,65 x 24

=

6,24 KN/m2 + 2 10,9 KN/m

=

Beban Hidup

:

2,5 KN/m2

Wu

:

1,2 (qd) + 1,6 (ql)

:

1,2 (10,9) + 1,6 (2,5)

:

17,08 KN/m2

4.1.2.c Pemeriksaan rasio luas tulangan (ρ) balok Untuk balok yang ujungnya menerus dari tabel 4.1 koefisien momen (Vis dan Kusuma, 1997) memiliki koefisien momen =

, maka :

= koef. Momen x Wu x ln2

M

x 17,08 x 6,82

=

= 72,97 KN/m2 Asumsi diameter tulangan utama = ø 22 mm Asumsi diameter tulangan sengkang = ø 10 mm Asumsi tebal penutup beton = 50 mm Tinggi efektif (d)

= 650 – 50 - 10 = 590 mm = 0,59 m

=

, .

( .

)

= 567,2 mm


53


Untuk mencari nilai ρ perlu diketahui data-data sebagai berikut : 

Φ=1



fc’ = 30 Mpa



fy = 400 Mpa



d’/d = 4/34 = 0,1176 ≈ 0.1

dari tabel 5.3.j (Vis dan Kusuma, 1997) dengan interpolasi didapat nilai ρ = 0.0076735 0.0035 < 0.00778 < 0.0175 .........Ok! Jadi dimensi balok 40/65 dapat dipakai. 4.1.3 Pra Rencana Kolom Penentuan Ukuran Kolom Dengan mempertimbangkan keekonomisan struktur, dimensi kolom normal dibagi dalam 3 bagian, yaitu dengan pembagian 1-4, 5-7, 8-10.

Gambar 4.8 Beban kolom terbesar


54


1. Pra Rencana Kolom Lantai 8-10 Kolom Normal a. Pembebanan Lantai Atap Lantai

Atap

Elemen

Berat sendiri pelat Berat sendiri balok Plafon + M/E Water profing Air Hujan

Luas Area P

L

7,2 7,2 7,2 7,2 7,2

6 6 6 6 6

Pelat

0,12

Koef. Beton

24 24

Ukuran Balok

Koefisien

B

H

0,4

0,65

Berat elemen

124,416 67,1616 0,5 21,6 0,15 6,48 0,5 21,6

Tabel 4.1 Perhitungan pembebanan lantai atap Beban Mati Pd10

= 124.416 + 67,16 +21,6 + 6,48 + 21,6 = 219,65 KN

Beban Hidup Pl10

= 7,2 x 6 x 1 = 43,2 KN

Pu10

= 1,2 ( Pd10 ) + 1,6 ( Pl10 ) = 263,58 + 69,12

= 332,7 KN

b. Pembebanan Lantai 9 Digunakan untuk perkantoran Lantai

Atap

Elemen

Luas Area

Tebal

P

L

Plat

Berat sendiri Plat

7.2

6

0.12

Berat sendiri Balok

7.2

6

Plafound + ME

7.2

6

Ukuran Balok B

0.4

H

0.65

Koef

Koef

Hasil

Beton

Elemen

Koefisien

24

124.416

24

67,16 0.5

21.6

Tabel 4.2 Perhitungan pembebanan kolom lantai 9 Beban Mati Pd9

= 124,416 + 67,16 +21,6 = 260,69 KN

Beban Hidup Pl9

= 7,2 x 6 x 2,5 = 108 KN


55


Pu9

= 1,2 ( Pd9 ) + 1,6 ( Pl9 ) + Pl10 = 312,83 + 172,8 + 332,7 = 818,34 KN

c. Pembebanan Lanta 8 Lantai Atap

Elemen Berat sendiri Plat Berat sendiri Balok Plafound + ME

Luas Area P L 7.2 6 7.2 6 7.2 6

Tebal Plat

Ukuran Balok B H

0.12 0.4 0.65

Koef Beton 24 24

Koef Elemen

0.5

Hasil Koefisien 124.416 67,16 21.6

Tabel 4.3 Perhitungan pembebanan kolom lantai 8 Beban Mati Pd9

= 124.416 + 67,16 +21,6 = 260,69 KN

Beban Hidup Pl9

= 7,2 x 6 x 2,5 = 108 KN

Pu8

= 1,2 ( Pd8 ) + 1,6 ( Pl8 ) + Pu9 = 312,83 + 172,8 + 818,34 = 1303,98 KN

Untuk penentuan desain kolom semua disamaratakan, jadi untuk kolom normal sama dengan kolom besar. Dari data diatas, dapat dihitung dimensi dari kolom dengan menggunakan: Ag ≥

, ∗

Ag = b x d Ag = 2/3 x d x d d

= 3/2 x Ag

H = d + 40 Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

56


Ag ≥

,

′

,

=

∗

,

= 1082420 mm2

′

Ag = b x d Ag = 2/3 d x d d2 = x Ag x 1082420 mm2

=

d = √721613,33 mm d = 849,47 mm H = d + 40 H = 849,47 + 40 = 889,47 mm b = 2/3 H b = 2/3 x 889,47 mm = 592,98 mm Perhitungan lantai lainnya dengan rumus yang sama, dapat di lihat pada tabel di bawah ini : Lantai 10

Pl

Pd

Pu

Ptotal

43,2

219,6576

332,7091

332,7091

9

108

260,6976

485,6371

818,3462

8

108

260,6976

485,6371

1303,983

7

108

260,6976

485,6371

1789,62

6

108

260,6976

485,6371

2275,258

5

108

260,6976

485,6371

2760,895

4

108

260,6976

485,6371

3246,532

3

108

260,6976

485,6371

3732,169

2

108

260,6976

485,6371

4217,806

1

108

260,6976

485,6371

4703,443

Tabel 4.4 Perhitungan Kolom Normal


57


Pu Lantai

Koef. (n)

fc'

Ag

fy 2

2

(N)

(N/mm )

(N/mm )

b=h

Pembulatan

t (mm²)

(mm)

(mm)

Dimensi yg digunakan

10

0,17

332,71

30

400

0,01

57562,13

239,92

250

400

9

0,17

818,35

30

400

0,01

141582,39

376,27

400

400

8

0,17

1303,98

30

400

0,01

225602,66

474,98

450

400

7

0,17

1789,62

30

400

0,01

309622,92

556,44

550

600

6

0,17

2275,26

30

400

0,01

393643,18

627,41

600

600

5

0,17

2760,89

30

400

0,01

477663,45

691,13

700

600

4

0,17

3246,53

30

400

0,01

561683,71

749,46

750

800

3

0,17

3732,17

30

400

0,01

645703,97

803,56

800

800

2

0,17

4217,81

30

400

0,01

729724,24

854,24

850

800

1

0,17

4703,44

30

400

0,01

813744,50

902,08

900

800

Tabel 4.5 Perhitungan Dimensi Kolom Perhitungan Beban-beban Struktur a) Beban Mati (Dead Load/D) 

Plafon + Rangka

: 0,18 KN/m2



Penutup lantai (keramik + Semen)

: 1,6 KN/m2 +



total

: 1,78 KN/m2

b) Beban Hidup (Live Load/L) 

Beban Hidup

: 2,5 KN/m2

c) Beban Atap 

Beban hujan (R)

: 1 KN/m2



Beban orang (A)

: 0,5 KN/m2



Dipilih yang terbesar

d) Beban Gempa Statik Ekivalen Perhitungan berat total bangunan:


58


Perhitungan berat sendiri bangunan baik perlantai maupun total keseluruhan telah dihitung secara otomatis oleh program ETABS namun perhitungan tersebut belum memasukkan unsur beban hidup dan mati yang diinput ke dalam model. Karena itu penambahnya dilakukan secara manual sebagai berikut: Lantai 10 Kolom

=

645,8 KN

Balok

=

2940,8 KN

Pelat

=

1198,08 KN

Beban Mati (DL)

332,7 x 0,18

=

59,88

KN

Beban Hidup (LL)

1 x 0,3 x 332,7

=

99,81

KN +

=

4944,37 KN

Jumlah

Dengan cara yang sama seperti di atas diperoleh resume seperti berikut: Total waktu getar Bangunan (T) T = T = 0,06 ∙

= 0,06 ∙ (40) = 0,95 detik

Faktor Keutamaan I=I ∙ I I = 1,0 × 1,0 = 1,0

Koefisien dasar gempa (C) untuk struktur wilayah gempa 5 lunak

C=

,

=

, ,

= 0,947

Dari grafik 2.3 wilayah gempa 5 tanh lunak didapat C = 0,9 (Lurus)


59


Tabel 4.6 faktor kuat lebih struktur f2 dan faktor kuat lebih total f yang terkandung di dalam struktur gedung SNI 03-1726-2002

Faktor Reduksi Gempa (R) 1,6 ≤

=

∙

≤

Dimana : R

= Faktor Reduksi Gempa = Faktor Daktilitas Untuk Struktur Gedung (µ= 5,3 daktail penuh) = Faktor Kuat Lebih Beban Beton dan Bahan ( =

∙

= 1,6)

= 5,3 ∙ 1,6 = 8,48

Maka, data yang didapat adalah

= ,

= ,

Gaya Geser Horizontal Terhadap Gempa (V) sepanjang gedung ∙

V = V = =

,

∙W ∙

,

∙ 107194,05 KN

= 11921,23 KN


60


Menurut peraturan SNI-03-1726-2002, untuk pembagian sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai yaitu: Fi =

∙ ∑

∙

∙

∙V

Distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa sepanjang tinggi gedung :

=

=

,

,

= 1,28

= 1,04 Beban Beban Mati

Lantai

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Total

Pelat (KN)

Balok (KN)

Kolom (KN)

3454 2940,8 645,8 3454 2940,8 645,8 3454 2940,8 645,8 3454 2852,1 1453 3454 2852,1 1453 3454 2852,1 1453 3454 2763,4 2583,1 3454 2763,4 2583,1 3454 2763,4 2583,1 3454 2763,4 2583,1 34540 28432,3 16628,8

Screed + keramik +plafond +mekanikal dan electrical (KN)

Beban Hidup (KN)

Wd (KN)

Wl (KN)

599,04 359,424 6993,84 359,424 2132,58 898,56 9173,18 898,56 2132,58 898,56 9173,18 898,56 2132,58 898,56 9891,68 898,56 2132,58 898,56 9891,68 898,56 2132,58 898,56 9891,68 898,56 2132,58 898,56 10933,08 898,56 2132,58 898,56 10933,08 898,56 2132,58 898,56 10933,08 898,56 2132,58 898,56 10933,08 898,56 19792,2816 8446,464 98747,5816 8446,464

Wu (KN)

7353,264 10071,742 10071,742 10790,242 10790,242 10790,242 11831,642 11831,642 11831,642 11831,642 107194,05

Tabel 4.7 Tabel Distribusi Beban Mati dan Beban Hidup


61


Tinggi gedung (h)

Wu (KN)

7353,264 10071,742 10071,742 10790,242 10790,242 10790,242 11831,642 11831,642 11831,642 11831,642 107194,05

40 36 32 28 24 20 16 12 8 4

Load to joint wu x h (KN)

Fi(x,y) (KN)

294130,56 362582,726 322295,757 302126,787 258965,818 215804,848 189306,278 141979,709 94653,1392 47326,5696 2229172,19

1572,96 1939,03 1723,58 1615,72 1384,90 1154,09 1012,38 759,28 506,19 253,09 11921,23

Fi x (KN)

Fi y (KN)

224,71 277,00 246,23 230,82 197,84 164,87 144,63 108,47 72,31 36,16

262,16 323,17 287,26 269,29 230,82 192,35 168,73 126,55 84,36 42,18

Tabel 4.8 Tabel Distribusi Beban Gempa Horizontal Gempa Statis Arah X,Y Dari hasil perhitungan pada tabel distribusi beban gempa diatas langkah selanjutnya adalah menginput hasil dari tabel ke program ETABS.

4.3.4

Permodelan Pembebanan Struktur 1.

Beban Mati dan Beban Hidup

Permodelan struktur yang penulis pakai menggunakan program ETABS. Pada software ini dalam memberikan beban tidak memperhitungkan dari beban elemen struktur sendiri, karena seluruh berat elemen struktur secara otomatis telah dimasukkan sebagai beban mati. Pada program ETABS, penulis mencoba mendisain struktur yang tidak melebihi gaya deformasi yang diizinkan.

̅ =

,

x H. penulis mencoba

membesarkan dimensi balok yang berada pada sudut bangunan yang berbentuk lingkaran. Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

62


2.

Beban Gempa

Dalam perencanaan beban gempa pada bangunan ini cukup hanya dilakukan analisa beban statis saja. Dikarenakan tinggi total dari struktur tidak lebih dari 40 m.

Gambar 4.9 Denah Lantai elevation

Gambar 4.10 Desain struktur 3D Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

63


Gambar 4.11 Pembebanan Beban Mati Struktur

Gambar 4.12 Pembebanan Beban Hidup Struktur


64


Pembebanan pada struktur ini dijelaskan sebagai berikut, penambahan beban mati sebagai beban merata yaitu 1,78 kN/m2 merupakan beban screed + plafon + Mekanikal dan Electrikal yang belum terdistribusi langsung pada program, beban sendiri pelat dan beban sendiri balok tidak diinput karena telah terdistribusi langsung ketika input dimensi pada program. Pembebanan hidup struktur yaitu 2,5 kN/m2 untuk lantai 1-9 sedangkan lantai atap menggunakan beban 1 kN/m2, beban dapat berubah-ubah sesuai peruntukan ruang / bangunan.

Gambar 4.13 Pembebanan Beban Hidup Atap Struktur


65


Gambar 4.14 Permodelan Beban Gempa 3D Arah Y

Gambar 4.15 Permodelan Beban Gempa 3D Arah X Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

66


Gambar 4.16

Deformasi Max Comb 6 (3D)

Gambar 4.17 Poin displesment (cm)


67


Gambar 4.18 Deformasi Max Comb 6 (2D)

Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Arah X (cm) 11,8261 11,2049 9,915 8,0276 6,936 5,6573 4,2145 2,9951 1,7551 0,6177

Deformasi Struktur Normal Arah Y (cm) Arah Z (cm) 11,547 0,1968 10,9221 0,1975 9,6379 0,1935 7,7664 0,1792 6,7025 0,1678 5,4587 0,15 4,0589 0,1238 2,8885 0,1039 1,6971 0,0782 0,6012 0,045

Izin δ (cm) 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692

Tabel 4.9 Deplesmen Deformasi Normal

Syarat batas deformasi izin . ̅=

, ,

x 4000 = 14,423 cm


68


Deformasi Maximum 12 10 Izin δ ̅ (cm)

STORY

8 6

Arah X (cm)

4 2 0 0

5

10

15

20

Diplesment (cm)

Grafik 4.1 Deformasi Struktur Normal (tanpa pembesaran kolom sudut) Comb 6 _ UX = 11,8261 cm

Grafik ini menunjukkan deformasi tiap lantai gedung yang terjadi pada kombinasi beban terbesar terhadap batas deformasi yang diizinkan. Dari hasil analisa deformasi diatas, penulis mendesain struktur dengan memodifikasi pembesaran kolom sudut berbentuk lingkaran. Yang bertujuan untuk membandingkan gaya deformasi antara struktur normal terhadap struktur modifikasi pembesaran kolom sudut.


69


Permodelan Pembesaran Kolom Sudut Penampang Lingkaran Untuk menetukan dimensi perencanaan desain kolom penampang lingkaran sebagai berikut:

Gambar 4.19 Profil dimensi Alternatif Perencanaan Dimensi Kolom untuk desain pembesaran kolom

Pu Lantai

Koef. (n)

fc'

fy

Ag

b=h

Pembulatan

(mm²)

(mm)

(mm)

yg digunakan

Dimensi

t 2

2

(N)

(N/mm )

(N/mm )

10

0,17

332,71

30

400

0,01

57562,13

239,92

250

400

9

0,17

818,35

30

400

0,01

141582,39

376,27

400

400

8

0,17

1303,98

30

400

0,01

225602,66

474,98

450

400

7

0,17

1789,62

30

400

0,01

309622,92

556,44

550

600

6

0,17

2275,26

30

400

0,01

393643,18

627,41

600

600

5

0,17

2760,89

30

400

0,01

477663,45

691,13

700

600

4

0,17

3246,53

30

400

0,01

561683,71

749,46

750

800

3

0,17

3732,17

30

400

0,01

645703,97

803,56

800

800

2

0,17

4217,81

30

400

0,01

729724,24

854,24

850

800

1

0,17

4703,44

30

400

0,01

813744,50

902,08

900

800

Keterangan: Untuk dimensi kolom sudut lantai 1 – 10 menggunakan profil lingkaran 1100 mm Tabel 4.10 Perencanaan Dimensi Kolom untuk desain pembesaran kolom


70


Perhitungan Beban-beban Struktur a) Beban Mati (Dead Load/D) : 0,18 KN/m2

Plafon + Rangka Penutup lantai

: 1,6 KN/m2 +

(keramik + Semen)

: 1.78 KN/m2

Total b) Beban Hidup (Live Load/L) : 2,5 KN/m2

Beban Hidup c) Beban Atap 

Beban hujan (R)

: 1 KN/m2



Beban orang (A)

: 0,5 KN/m2



Dipilih yang terbesar

d) Beban Gempa Statik Ekivalen Perhitungan berat total bangunan: Perhitungan berat sendiri bangunan baik perlantai maupun total keseluruhan telah dihitung secara otomatis oleh program ETABS namun perhitungan tersebut belum memasukkan unsur beban hidup dan mati yang diinput ke dalam model. Karena itu penambahnya dilakukan secara manual sebagai berikut: Lantai 10 Kolom

=

949,6 KN

Balok

=

2923,3 KN

Pelat

=

1198,08 KN

=

59,88

Beban Mati (DL)

332,7 x 0,18


KN

71


Beban Hidup (LL)

1 x 0,3 x 332,7

Jumlah

=

99,81

KN +

=

5230,67 KN

Dengan cara yang sama seperti di atas diperoleh resume seperti berikut: Total waktu getar Bangunan (T) T = T = 0,06 ∙ = 0,06 ∙ (40) = 0,95 detik Faktor Keutamaan I=I ∙ I I = 1,0 × 1,0 = 1,0

Koefisien dasar gempa (C) untuk struktur wilayah gempa 5 lunak

C=

,

=

, ,

= 0,947

Dari grafik 2.3 wilayah gempa 5 tanh lunak didapat C = 0,9 (Lurus)

Tabel 4.11 Faktor kuat lebih struktur f2 dan faktor kuat lebih total f yang terkandung di dalam struktur gedung SNI 03-1726-2002


72


Faktor Reduksi Gempa (R) 1,6 ≤

=

∙

≤

Dimana : R

= Faktor Reduksi Gempa = Faktor Daktilitas Untuk Struktur Gedung (µ= 5,3 daktail penuh) = Faktor Kuat Lebih Beban Beton dan Bahan ( =

∙

= 1,6)

= 5,3 ∙ 1,6 = 8,48

Maka, data yang didapat adalah

= ,

= ,

Gaya Geser Horizontal Terhadap Gempa (V) sepanjang gedung ∙

V = V = ,

=

∙W ∙

,

∙ 108839,54 KN

= 12102,95 KN

Menurut peraturan SNI-03-1726-2002, untuk pembagian sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai yaitu: Fi =

∙ ∑

∙

∙

∙V

Distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa sepanjang tinggi gedung :

= =

,

,

= 1,28 = 1,04


73

BAB IV Pokok Pembahasan Desain Beban Beban Mati Lantai

Pelat (KN)

10 3454 9 3454 8 3454 7 3454 6 3454 5 3454 4 3454 3 3454 2 3454 1 3454 Total 34540

Balok (KN)

Kolom (KN)

2923,3 949,6 2923,3 949,6 2923,3 949,6 2839,6 1679,9 2839,6 1679,9 2839,6 1679,9 2755,9 2702,4 2755,9 2702,4 2755,9 2702,4 2755,9 2702,4 28312,3 18698,1

Screed + keramik +plafond +mekanikal dan electrical (KN)

599,04 2132,5824 2132,5824 2132,5824 2132,5824 2132,5824 2132,5824 2132,5824 2132,5824 2132,5824 19792,2816

Wd (KN)

Beban Hidup (KN)

359,424 898,56 898,56 898,56 898,56 898,56 898,56 898,56 898,56 898,56 8446,464

Wl (KN)

Wu (KN)

6976,34 359,42 9459,48 898,56 9459,48 898,56 10106,08 898,56 10106,08 898,56 10106,08 898,56 11044,88 898,56 11044,88 898,56 11044,88 898,56 11044,88 898,56 100393,08 8446,46

Tabel 4.12 Perhitungan Beban mati dan beban hidup terhadap pengaruh gempa

Wu (KN)

7335,76 10358,04 10358,04 11004,64 11004,64 11004,64 11943,44 11943,44 11943,44 11943,44 108839,55

Tinggi gedung (h)

40 36 32 28 24 20 16 12 8 4

Load to joint wu x h (KN)

293430,56 372889,53 331457,36 308129,99 264111,42 220092,85 191095,08 143321,31 95547,54 47773,77 2267849,39

Fi(x,y) (KN)

1566,13 1990,23 1769,09 1644,59 1409,65 1174,71 1019,93 764,95 509,97 254,98 12104,23

Fi x (KN)

Fi y (KN)

223,73 284,32 252,73 234,94 201,38 167,82 145,70 109,28 72,85 36,43

261,02 331,70 294,85 274,10 234,94 195,78 169,99 127,49 84,99 42,50

Tabel 4.13 Permodelan Pembebanan Struktur Pada Pembesaran kolom Sudut


74

7335,76 10358,04 10358,04 11004,64 11004,64 11004,64 11943,44 11943,44 11943,44 11943,44 108839,55


1.

Beban Mati dan Beban Hidup

Permodelan struktur yang penulis pakai menggunakan program ETABS. Pada software ini dalam memberikan beban tidak memperhitungkan dari beban elemen struktur sendiri, karena seluruh berat elemen struktur secara otomatis telah dimasukkan sebagai beban mati. Pada program ETABS, penulis mencoba mendisain struktur yang tidak melebihi gaya deformasi yang diizinkan.

̅ =

,

x H. penulis mencoba

membesarkan dimensi balok yang berada pada sudut bangunan yang berbentuk lingkaran. 2.

Beban Gempa

Dalam perencanaan beban gempa pada bangunan ini cukup hanya dilakukan analisa beban statis saja. Dikarenakan tinggi total dari struktur tidak lebih dari 40 m.

Gambar 4.20 Denah Lantai elevation Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

75


Gambar 4.21 Desain struktur 3D pembesaran kolom sudut

Gambar 4.22 Pembebanan Beban Hidup Struktur Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

76


Gambar 4.23 Pembebanan Beban Mati Struktur

Gambar 4.24 Pembebanan Beban Hidup Struktur Atap


77


Gambar 4.25 Permodelan Beban Gempa 3D Arah X

Gambar 4.26 Permodelan Beban Gempa 3D Arah Y Perencanaan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak dengan Pembesaran Kolom Sudut yang Berbentuk Bundar

78





79


Gambar 4.29 Poin displesment (cm)

Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Arah X (cm) 11,4629 10,7324 9,5618 8,0888 6,9122 5,6283 4,2295 2,9785 1,7327 0,605

Deformasi Pembesaran Kolom Arah Y (cm) Arah Z (cm) 11,1788 0,1938 10,4522 0,1938 9,2894 0,1876 7,8299 0,1765 6,6814 0,1666 5,4327 0,1477 4,076 0,1229 2,8738 0,1036 1,6772 0,0777 0,5898 0,0444

Izin δ (cm) 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692 14,42307692

Tabel 4.14 Deplesmen Deformasi Pembesaran Kolom Sudut

Syarat batas deformasi izin . ̅=

, ,

x 4000 = 14,423 cm


80


Deformasi Maximum 12 10 Izin δ ̅ (cm) STORY

8

Arah X (cm)

6

Arah Y (cm)

4

Arah Z (cm)

2 0 0

5

10

15

20

Diplesment (cm)

Grafik 4.2 Deformasi Struktur dengan Pembesaran Kolom Sudut Comb 6 _ UX = 11,4629 cm

Grafik ini menunjukkan deformasi tiap lantai gedung yang terjadi pada kombinasi beban terbesar terhadap batas deformasi yang diizinkan setelah pembesaran terhadap kolom sudut Dari hasil analisa deformasi diatas, penulis mendesain struktur dengan memodifikasi pembesaran kolom sudut berbentuk lingkaran. Yang bertujuan untuk membandingkan gaya deformasi antara struktur normal terhadap struktur modifikasi pembesaran kolom sudut.


81

BAB IV POKOK PEMBAHASAN DESAIN. Perhitungan prarencana bertujuan untuk menghitung dimensi-dimensi

Recommend Documents