Bab V Penulangan
BAB V DESAIN PENULANGAN
5.1 Penentuan Konfigurasi dan Dimensi Struktur Dari bab sebelumnya bisa kita ketahui bahwa desain struktur konfigurasi 3 memiliki kekakuan dan kemampuan menyerap gaya geser yang optimal terhadap beban gempa statik arah X. Maka kita ambil konfigurasi tersebut untuk dirancang penulangan elemen strukturnya. Di bab sebelumnya juga telah kita dapatkan rencana awal dimensi struktur yang akan kita pergunakan, yaitu : Tebal Plat
= 120 mm
Ukuran Balok
= 250 x 500 mm
Ukuran Kolom
= 300 x 300 mm
Tebal Shearwall
= 200 mm
o Luas lantai 1
= 2153, 25 m2
o Luas lantai tipikal
= 1444, 50 m2
Karena luas lantai tipikal menunjukkan loncatan bidang muka yang kurang dari 75% dari luas lantai 1 (satu), maka menurut ketentuan pasal 4.2 pada SNI 031726-2002 tentang Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan, maka desain konfigurasi 3 termasuk dalam kategori Struktur Gedung Tidak Beraturan. Sehingga analisis pembebanan gempa yang digunakan pada konfigurasi tersebut adalah analisis gempa dinamik respon spektrum.
V-1
Bab V Penulangan
Denah Lantai 1
Denah Lantai 2 s/d 10
V-2
Bab V Penulangan
Denah Lantai 11 s/d 12
Potongan E
V-3
Bab V Penulangan
Rencana awal dimensi struktur yang telah kita peroleh tersebut masih perlu kita periksa kembali menggunakan program ETABS dengan cara pilih menu Analyze kemudian Running. Setelah proses Running selesai, dilanjutkan dengan memilih menu Design kemudian Concrete Frame Design dan terakhir Start Design. Maka akan tampil informasi di layar ETABS sebagai berikut :
Kita ambil contoh potongan di posisi as 10. Dari tampilan di atas bisa kita ketahui bahwa terdapat beberapa kolom di lantai 1 hingga 4 yang berwarna merah dengan keterangan OS (Over Steel). Yang berarti dimensi kolom – kolom tersebut perlu diperbesar karena tidak cukup untuk mengakomodasi kebutuhan besi tulangan.
V-4
Bab V Penulangan
Kita juga bisa memperoleh informasi detail satu kolom yang mengalami OS (Over Steel) dengan cara meng-klik kanan kolom tersebut. Kita ambil contoh kolom nomor C129 yang berada di lantai 1 pada as 10/C. Pada layar ETABS akan tampil informasi berikut :
Dari tampilan di atas bisa kita lihat keterangan berwarna merah bertuliskan O/S #2 Reinforcing required exceeds maximum allowed. Yang berarti kolom tersebut mengalami Over Steel akibat beban combo 2 sehingga dimensi kolom perlu diperbesar agar dapat mengakomodasi kebutuhan besi tulangan.
V-5
Bab V Penulangan
Setelah melalui beberapa percobaan try and error dengan menggunakan program ETABS untuk mendapatkan dimensi kolom baru yang memenuhi syarat kekuatan, maka didapatkanlah dimensi struktur sebagai berikut : Tebal Plat
= 120 mm
Ukuran Balok
= 250 x 500 mm
Ukuran Kolom A
= 500 x 500 mm untuk lt. 1 & 2
Ukuran Kolom B
= 400 x 400 mm untuk lt. 3 s/d 12
Tebal Shearwall
= 200 mm
Jika kita memeriksa dimensi struktur tersebut dengan menggunakan program ETABS seperti cara di atas, maka akan tampil informasi sebagai berikut :
V-6
Bab V Penulangan
Dari tampilan di atas bisa kita ketahui bahwa seluruh kolom di semua lantai telah berwarna ungu. Yang berarti dimensi kolom – kolom tersebut ekonomis dan mampu mengakomodasi kebutuhan besi tulangan. 5.2 Eksentrisitas Rencana Menurut SNI 03-1726-2002 pasal 5.4.3 yang menjelaskan bahwa antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed. Apabila ukuran horizontal terbesar denah struktur gedung pada lantai tingkat itu diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa dinyatakan dengan b, maka eksentrisitas rencana bisa ditentukan sebagai berikut :
Untuk 0 < e ≤ 0,3b ed = 1,5e + 0,05b atau ed = e - 0,05b (pilih yang terbesar)
Story STORY1 STORY2 STORY3 STORY4 STORY5 STORY6 STORY7 STORY8 STORY9 STORY10 STORY11 STORY12
Diaphragma D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
Xcm 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75
V-7
Ycm 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75
Xcr 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75 21.75
Ycr 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75 24.75
Bab V Penulangan
Story STORY1 STORY2 STORY3 STORY4 STORY5 STORY6 STORY7 STORY8 STORY9 STORY10 STORY11 STORY12 Story STORY1 STORY2 STORY3 STORY4 STORY5 STORY6 STORY7 STORY8 STORY9 STORY10 STORY11 STORY12
Diaphragma D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
ex 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Diaphragma D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
edx (rumus 1) 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175 2.175
Story STORY1 STORY2 STORY3 STORY4 STORY5 STORY6 STORY7 STORY8 STORY9 STORY10 STORY11 STORY12
Diaphragma D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
V-8
ey 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 edx ( rumus 2) -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175 -2.175
Xcmb 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925 23.925
bx 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5 43.5
by 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5 49.5
edy (rumus 1) 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475 2.475
Ycmb 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225 27.225
edy (rumus 2) -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475 -2.475
Bab V Penulangan
5.3 Analisis Gempa Dinamik Pada Struktur Konfigurasi 3 (Revisi) Setelah kita mendapatkan dimensi struktur baru yang telah memenuhi syarat kekuatan, maka kita perlu periksa kembali kekakuan dan kemampuan menyerap gaya geser struktur tersebut terhadap beban gempa dinamik. Adapun data Respon Spektrum Rencana menurut SNI 03-1726-2002 adalah sebagai berikut :
T 0.000 0.200 0.500 0.510 0.520 0.530 0.540 0.550 0.560 0.570 0.580 0.590 0.600 0.610 0.620 0.630 0.640 0.650 0.660 0.670 0.680 0.690 0.700 0.710
V-9
C 0.330 0.830 0.830 0.824 0.808 0.792 0.778 0.764 0.750 0.737 0.724 0.712 0.700 0.689 0.677 0.667 0.656 0.646 0.636 0.627 0.618 0.609 0.600 0.592
Bab V Penulangan
Simpangan Struktur Akibat Beban Gempa Dinamik Arah X dan Y Lantai
Hi (m)
Lt.12 Lt.11 Lt.10 Lt.9 Lt.8 Lt.7 Lt.6 Lt.5 Lt.4 Lt.3 Lt.2 Lt.1
DINAMIK X Arah X (mm) Y (mm)
37.50 34.50 31.50 28.50 25.50 22.50 19.50 16.50 13.50 10.50 7.00 3.50
31.71 30.93 29.17 26.93 24.20 21.27 18.24 15.12 11.80 8.68 4.88 1.85
10.54 10.24 9.76 9.07 8.29 7.32 6.54 5.46 4.29 3.02 1.76 0.68
DINAMIK Y Arah X (mm) Y (mm) 9.66 9.37 8.78 8.10 7.32 6.54 5.66 4.68 3.61 2.63 1.46 0.68
35.22 34.34 32.68 30.24 27.51 24.59 21.17 17.76 13.95 10.15 5.56 2.15
Waktu Getar Bangunan Dalam Arah X Lantai
Lt.12 Lt.11 Lt.10 Lt.9 Lt.8 Lt.7 Lt.6 Lt.5 Lt.4 Lt.3 Lt.2 Lt.1 Jumlah
Wi (kN) 7,863.67 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,382.71 8,382.71 12,971.39
di (m) 0.032 0.031 0.029 0.027 0.024 0.021 0.018 0.015 0.012 0.009 0.005 0.002
di2 (m2) 0.00101 0.00096 0.00085 0.00073 0.00059 0.00045 0.00033 0.00023 0.00014 0.00008 0.00002 0.00000
Wi . di2 Fi (kN.m2) (kN) 1,474.10 7.91 1,430.92 7.94 1,306.49 7.06 1,182.06 6.02 1,057.64 4.86 933.21 3.75 808.78 2.76 684.35 1.90 559.93 1.16 439.99 0.63 293.33 0.20 226.95 0.04 44.22
Tx Rayleigh = 0,86 detik T izin = 0,69 s/d 1,03 detik V-10
Fi . di (kN.m) 46.74 44.26 38.11 31.83 25.59 19.85 14.75 10.35 6.61 3.82 1.43 0.42 243.77
Bab V Penulangan
Ternyata nilai T1 = 0,91 detik tidak menyimpang dari 20% Tx Rayleigh yang dizinkan. Sehingga dipakai nilai T = 0,91 detik. (memenuhi syarat)
Waktu Getar Bangunan Dalam Arah Y
Lantai Lt.12 Lt.11 Lt.10 Lt.9 Lt.8 Lt.7 Lt.6 Lt.5 Lt.4 Lt.3 Lt.2 Lt.1 Jumlah
Wi (kN) 7,863.67 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,297.12 8,382.71 8,382.71 12,971.39
di (m) 0.035 0.034 0.033 0.030 0.028 0.025 0.021 0.018 0.014 0.010 0.006 0.002
di2 (m2) 0.00124 0.00118 0.00107 0.00091 0.00076 0.00060 0.00045 0.00032 0.00019 0.00010 0.00003 0.00000
Wi . di2 Fi (kN.m2) (kN) 1,474.10 9.75 1,430.92 9.78 1,306.49 8.86 1,182.06 7.59 1,057.64 6.28 933.21 5.02 808.78 3.72 684.35 2.62 559.93 1.61 439.99 0.86 293.33 0.26 226.95 0.06 56.42
Fi . di (kN.m) 51.92 49.14 42.70 35.75 29.10 22.95 17.12 12.15 7.81 4.47 1.63 0.49 275.21
Ty Rayleigh = 0.91 detik T izin = 0,73 s/d 1,09 detik Ternyata nilai T1 = 0,91 detik tidak menyimpang dari 20% Ty Rayleigh yang dizinkan. Sehingga dipakai nilai T = 0,91 detik. (memenuhi syarat)
V-11
Bab V Penulangan
Kontrol Kinerja Batas Layan dan Ultimate Akibat Gempa Dinamik X
Lantai
Lt.12 Lt.11 Lt.10 Lt.9 Lt.8 Lt.7 Lt.6 Lt.5 Lt.4 Lt.3 Lt.2 Lt.1
Ket
(mm)
Syarat Drift ∆s (mm)
0.78 1.76 2.24 2.73 2.93 3.03 3.12 3.32 3.12 3.80 3.03 1.85
10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 12.35 12.35 12.35
OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
Hi
∆s
Drift ∆s
(m)
(mm)
37.50 34.50 31.50 28.50 25.50 22.50 19.50 16.50 13.50 10.50 7.00 3.50
31.71 30.93 29.17 26.93 24.20 21.27 18.24 15.12 11.80 8.68 4.88 1.85
Drift ∆m (mm) 4.64 10.47 13.33 16.24 17.43 18.03 18.56 19.75 18.56 22.61 18.03 11.01
Syarat Drift ∆m (mm)
Ket
60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 70.00 70.00 70.00
OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
Kontrol Kinerja Batas Layan dan Ultimate Akibat Gempa Dinamik Y
Lantai
Lt.12 Lt.11 Lt.10 Lt.9 Lt.8 Lt.7 Lt.6 Lt.5 Lt.4 Lt.3 Lt.2 Lt.1
Hi
∆s
Drift ∆s
(m)
(mm)
(mm)
37.50 34.50 31.50 28.50 25.50 22.50 19.50 16.50 13.50 10.50 7.00 3.50
35.22 34.34 32.68 30.24 27.51 24.59 21.17 17.76 13.95 10.15 5.56 2.15
0.88 1.66 2.44 2.73 2.92 3.42 3.41 3.81 3.80 4.59 3.41 2.15
Syarat Drift ∆s Ket (mm) 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 10.59 12.35 12.35 12.35
V-12
OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
Drift ∆m (mm) 5.24 9.88 14.52 16.24 17.37 20.35 20.29 22.67 22.61 27.31 20.29 12.79
Syarat Drift ∆m Ket (mm) 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 70.00 70.00 70.00
OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
Bab V Penulangan
Gaya Geser Akibat Gempa Dinamik X
LANTAI Lt. 1 Lt. 2 Lt. 3 Lt. 4 Lt. 5 Lt. 6 Lt. 7 Lt. 8 Lt. 9 Lt. 10 Lt. 11 Lt. 12
GAYA GESER SHEARWALL FRAME 1,920.80 3,116.05 2,285.60 2,653.83 2,715.42 2,068.04 1,905.48 2,647.77 1,626.02 2,647.67 1,352.22 2,591.22 1,090.54 2,475.08 835.86 2,302.67 586.56 2,065.15 456.30 1,641.71 1,493.76 782.09
Gaya Geser Akibat Gempa Dinamik Y
LANTAI Lt. 1 Lt. 2 Lt. 3 Lt. 4 Lt. 5 Lt. 6 Lt. 7 Lt. 8 Lt. 9 Lt. 10 Lt. 11 Lt. 12
GAYA GESER SHEARWALL FRAME 576.20 4,502.33 685.62 4,302.04 814.56 4,019.81 571.60 4,027.74 487.76 3,823.18 405.62 3,563.23 327.14 3,250.14 250.74 2,885.67 175.96 2,462.15 136.88 1,939.01 1,462.55 757.65
V-13
Bab V Penulangan
5.4 Grafik Simpangan Lateral Akibat Gempa Dinamik X dan Y
V-14
Bab V Penulangan
5.5 Grafik Gaya Geser Akibat Gempa Dinamik X dan Y
V-15
Bab V Penulangan
Dari grafik simpangan lateral akibat gempa dinamik arah X dan Y pada konfigurasi 3 (revisi) struktur dual system di atas bisa kita ketahui hal – hal berikut : a. Nilai simpangan / drift di semua lantai masih dalam batas syarat yang diizinkan. Berarti adanya shearwall yang ditempatkan hingga ketinggian 10 lantai mampu menambah kekakuan struktur sehingga dapat memikul / menahan beban gempa dinamik yang terjadi.
Dari grafik gaya geser akibat gempa dinamik arah X dan Y pada konfigurasi 3 (revisi) struktur dual system di atas bisa kita ketahui hal – hal berikut : a. Gaya geser yang diserap oleh shearwall di lt. 10 menunjukkan nilai yang positif. Jadi penempatan shearwall hingga ketinggian 10 lantai memang efektif / optimal dalam menyerap beban geser yang terjadi akibat gempa statik. b. Pada grafik gaya geser akibat gempa statik, ternyata shearwall di lantai 3 menyumbang penyerapan beban geser paling besar dibandingkan dengan di lantai lainnya. Hal ini disebabkan karena adanya lompatan bidang muka dari permukaan lantai 1 yang awalnya tertutup penuh, ke lantai tipikal di atasnya yang memiliki void tengah cukup besar.
V-16
Bab V Penulangan
5.6 Penulangan Balok Balok yang dihitung penulangannya adalah balok yang berada di lantai 2 as 10 / A-J dan as B / 1-12.
Berikut data geometri balok (tipikal) : 1) b/h = (250/500) mm 2) Selimut beton = 40 mm 3) Diameter tulangan utama = 13 mm 4) Diameter tulangan sengkang = 10 mm 5) Fc’ = 25 Mpa 6) Fy = 400 Mpa ( Tul. Longitudinal dan transversal ) 7) ds = d’ = 57 mm 8) d = 444 mm 9) 1 = 0.85 10) As’ = 0.5 As V-17
Bab V Penulangan
5.6.1 Penulangan Longitudinal Balok balok Lt. 2 (as 10 / A-J) a) Tulangan tumpuan kiri Mu maksimal = 69.80 KNm Mu/ bd2 = (69.80)/(0.25)(0.44)2 = 1419.50 Untuk Fc’ = 25 Mpa dari tabel 5.3 CUR 1 didapat = 0.00482 As perlu = .b.d = 0.00482. 250. 444 = 534.53 mm2 Dipakai Tulangan tarik 5D 13 dengan As terpasang = 663,66 mm2. Cek terhadap As min dan As max As min (1) = (1,4/ Fy)(b.d) = (1.4/400) (250.444) = 388.5 mm2 As min (2) = (Fc0.5 / 4.Fy)(b.d) = (250.5/4.400) (250.444) = 346.687 mm2 As max = max. b.d , max = 0.75.b b = (0.851. Fc’)/Fy. (600/600+Fy) = 0.0271 As max =0.75 x 0.0271 x 250 x 444 = 2256.075 mm2 As min < As < As max.... OK As’ = 0.5 As = 3 D13 dengan As terpasang = 398.19 mm2
b) Tulangan lapangan Mu maksimal = 27.11 KNm Mu/ bd2 = (27.11)/(0.25)(0.44)2 = 551.32 Untuk Fc’ = 25 Mpa dari tabel 5.3 CUR 1 didapat = 0.00187 As perlu = .b.d = 0.00187. 250. 444 = 346.48 mm2 Dipakai Tulangan tarik 3D 13 dengan As terpasang = 398.19 mm2
V-18
Bab V Penulangan
Cek terhadap As min dan As max As min (1) = (1,4/ Fy)(b.d) = (1.4/400) (250.444) = 388.5 mm2 As min (2) = (Fc0.5 / 4.Fy)(b.d) = (250.5/4.400) (250.444) = 346.687 mm2 As max = max. b.d , max = 0.75.b b = (0.851. Fc’)/Fy. (600/600+Fy) = 0.0271 As max =0.75 x 0.0271 x 250 x 444 = 2256.075 mm2 As min < As < As max.... OK As’ = 0.5 As = 2 D13 dengan As terpasang = 265.46 mm2
c) Tulangan tumpuan kanan Mu maksimal = 54.19 KNm Mu/ bd2 = (54.19)/(0.25)(0.44)2 = 1102.11 Untuk Fc’ = 25 Mpa dari tabel 5.3 CUR 1 didapat = 0.00370 As perlu = .b.d = 0.00370. 250. 444 = 409.94 mm2 Dipakai Tulangan tarik 4D 13 dengan As terpasang = 530.93 mm2. Cek terhadap As min dan As max As min (1) = (1,4/ Fy)(b.d) = (1.4/400) (250.444) = 388.5 mm2 As min (2) = (Fc0.5 / 4.Fy)(b.d) = (250.5/4.400) (250.444) = 346.687 mm2 As max = max. b.d , max = 0.75.b b = (0.851. Fc’)/Fy. (600/600+Fy) = 0.0271 As max =0.75 x 0.0271 x 250 x 444 = 2256.075 mm2 As min < As < As max.... OK As’ = 0.5 As = 2 D13 dengan As terpasang = 265.46 mm2
V-19
Bab V Penulangan
5.6.2 Penulangan Transversal Balok Lt. 2 (as 10 / A-J) Balok posisi As 10/AB a. Tumpuan kiri Vu maksimal = 29710 N Vc = 1/6. Fc0.5b.d = 1/6.250.5. 250.444 = 92395,83 KN Vs = Vu/ - Vc = 52782,50 KN, = 0.75 Av = 2 (0.25 x x 102) = 157.08 mm2 S = ( Av. Fy.d )/ Vs = (157.0 x 400 x 444)/ 52782,50 = 527.67 mm Cek terhadap ketentuan jarak sengkang maksimum ( S max ) S max (1) = d/4 = 444/4 = 111 mm S max (2) = 8 x D tul.utama = 8 x 13 mm = 104 mm S max (3) = 24 x D tul.sengkang = 24 x 10 mm = 240 mm S max (4) < 300 mm Maka diambil S max yang terkecil yaitu 100 mm Dipakai tulangan sengkang D10 – 100 mm.
b) Lapangan Vu maksimal = 24050 N Vc = 1/6. Fc0.5b.d = 1/6.250.5. 250.444 = 92395,83 KN Vs = Vu/ - Vc = 60329.17 KN, = 0.75 Av = 2 (0.25 x x 102) = 157.08 mm2 S = ( Av. Fy.d )/ Vs = (157.0 x 400 x 444)/ 60329.17 = 461.66 mm
V-20
Bab V Penulangan
Cek terhadap ketentuan jarak sengkang maksimum ( S max ) S max (1) = d/4 = 444/4 = 111 mm S max (2) = 8 x D tul.utama = 8 x 13 mm = 104 mm S max (3) = 24 x D tul.sengkang = 24 x 10 mm = 240 mm Maka diambil S max yang terkecil yaitu 100 mm Dipakai tulangan sengkang D10 – 100 mm.
c) Tumpuan Kanan Vu maksimal =26040 N Vc = 1/6. Fc0.5b.d = 1/6.250.5. 250.444 = 92395,83 KN Vs = Vu/ - Vc = 57675.83 KN, = 0.75 Av = 2 (0.25 x x 102) = 157.08 mm2 S = ( Av. Fy.d )/ Vs = (157.0 x 400 x 444)/ 57675.83 = 482.90 mm Cek terhadap ketentuan jarak sengkang maksimum ( S max ) S max (1) = d/4 = 444/4 = 111 mm S max (2) = 8 x D tul.utama = 8 x 13 mm = 104 mm S max (3) = 24 x D tul.sengkang = 24 x 10 mm = 240 mm S max (4) < 300 mm Maka diambil S max yang terkecil yaitu 100 mm Dipakai tulangan sengkang D10 – 100 mm.
V-21
Bab V Penulangan
V-22
Bab V Penulangan
V-23
Bab V Penulangan
V-24
Bab V Penulangan
5.7 Penulangan Kolom Kolom yang dihitung penulangannya adalah kolom nomor C 156 lantai 3 Berikut data geometri kolomnya : 1) b/h = (400/400) mm 2) Selimut beton = 40 mm 3) Diameter tulangan utama = 16 mm 4) Diameter tulangan sengkang = 10 mm 5) Fc’ = 25 Mpa 6) Fy = 400 Mpa ( Tul. Longitudinal dan transversal ) 7) ds = d’ = 58 mm 8) d = 342 mm 9) 1 = 0.85 10) Tulangan kolom 4 sisi dengan d’/h = 0.145 11) Tinggi kolom ( h ) = 3 m 5.7.1 Penulangan Longitudinal Kolom Mu max = 61.394 KNm Pu max = 2021.71 KN Agr = b.h = 400.400 = 160000 mm2 et = Mu/Pu = 0.00303 m = 30.3 mm et / h = 30.3/400 = 0.0757 Ordinat = Pu/(.Agr.0,85.Fc'), = 0.65 (tul.sengkang persegi) Ordinat = 2021.71/(0.65.160000.0.85.25) = 0.914 Absis = (2021.71/(.Agr.0,85.Fc')) x (et/h) Absis = 0.914 x 0.0757 = 0.069 V-25
Bab V Penulangan
Dari diagram interaksi CUR hal 94 diperoleh r = 0.01 Untuk Fc’ = 25 Mpa, = 1 = r. = 0.01 x 1 = 0.01 As = . b. d = 0.01 . 400 . 342 = 1368 mm2 Jumlah tulangan = 1368/ (0.25 x x 162) = 6.8 dipakai tulangan 4 sisi 8 D16
5.7.2 Penulangan Transversal Kolom 1. Di luar sendi plastis ( Vc 0 ) Dari Program Etabs diperoleh Mnt = 71.028 KNm dan Mnb = 83.622 KNm Vu = ( Mnt + Mnb)/h = (71.028 + 83.622)/3 = 697. 58 KN
, Nu = Pu Vc = 1/6 (1 + (2021.71.103/14.160000)) x (250.5 x 400 x 342 ) = 216. 89 KN Vs = Vu/ - Vc = 480. 68 KN Av = 8 (0.25 x x 102) = 628.00 mm2 S = ( Av. Fy.d )/ Vs = (628.00 x 400 x 342)/ 480.68.103 = 178.72 mm Dipakai tulangan sengkang D10 – 100 mm.
V-26
Bab V Penulangan
2. Di daerah sendi plastis ( Vc = 0 ) Dari Program Etabs diperoleh Mnt = 71.028 KNm dan Mnb = 83.622 KNm Vu = ( Mnt + Mnb)/h = (71.028 + 83.622)/3 = 697. 58 KN
, Nu = Pu Vc = 0 Vs = Vu = 697.58 KN Av = 8 (0.25 x x 102) = 628.00 mm2 S = ( Av. Fy.d )/ Vs = (628.0 x 400 x 342)/ 697.58.103 = 123.16 mm Dipakai tulangan sengkang D10 – 100 mm.
V-27
Bab V Penulangan
V-28
Bab V Penulangan
5.8 Penulangan Pelat Lantai Pelat yang dihitung penulangannya adalah pelat lantai 1 ukuran 6 x 4.5 m Berikut data geometri pelatnya : 1) Tebal pelat/ h pelat = 12 cm 2) Iy = sisi panjang pelat = 6 m 3) Ix = sisi pendek pelat = 4.5 m 4) Iy/Ix = 6/4.5 = 1.3 5) Selimut beton = 25 mm 6) Diameter tulangan pelat = 10 mm 7) Fc’ = 25 Mpa 8) Fy = 400 Mpa 9) dx = 25 + (0.5 x 10) = 30 mm 10) dy = 25 + 10 + (0.5 x 10) = 40 mm V-29
Bab V Penulangan
11) dsx = h – dx = 90 mm 12) dsy = h – dy = 80 mm 13) qd = 0.64 KN/m2 14) qL = 4 KN/m2 15) qu = 1.2 qD + 1.6 qL = 7.168 KN/m2 Mlx = 0.001.qu.(Ix)2.x = 0.01.7.168.(4.5)2.38 = 5.515 KNm/m = 5.515.103 Nm/m Mlx/bd2 = 5.515.103/ (1000.902) = 0.681 Dari tabel tunggal versi Resmi, didapat = 0.0022 As perlu/m lebar pelat = .b.d = 0.0022.1000.90 = 198 mm2 Dari tabel CUR untuk tulangan pelat D10 – 250 dengan As terpasang = 314 mm2 Mtx = -0.001.qu.(Ix)2.x = 0.01.7.168.(4.5)2.67.5 = -9.79 KNm/m = -9.79.103 Nm/m
Mtx/bd2 = 9.79.103/ (1000.902) = 1.209 Dari tabel tunggal versi Resmi, didapat = 0.0039 As perlu/m lebar pelat = .b.d = 0.0039.1000.90 = 351 mm2 Dari tabel CUR untuk tulangan pelat D10 – 200 dengan As terpasang = 393 mm2 Mly = 0.001.qu.(Ix)2.x = 0.01.7.168.(4.5)2.20 = 2.903 KNm/m = 2.903.103 Nm/m Mly/bd2 = 2.903.103/ (1000.802) = 0.453 Dari tabel tunggal, didapat = 0.0014, digunakan min pelat = 0.0018 As perlu/m lebar pelat = .b.d = 0.0018.1000.80 = 144 mm2 Dari tabel CUR dipakai tul. pelat D10 – 250 dengan As terpasang = 314 mm2 Mty = -0.001.qu.(Ix)2.x = -0.01.7.168.(4.5)2.54.5 = -7.91 KNm/m = -7.91.103 Nm/m
Mly/bd2 = -7.91.103/ (1000.802) = 1.236 Dari tabel tunggal versi Resmi, didapat = 0.004 As perlu/m lebar pelat = .b.d = 0.004.1000.80 = 320 mm2 Dari tabel CUR digunakan tul. pelat D10 – 200 dengan As terpasang = 393 mm2 V-30
Bab V Penulangan
V-31
Bab V Penulangan
V-32
Bab V Penulangan
5.9 Penulangan Shearwall 5.9.1 Penulangan Shearwall Canal 1 Story 1 Mu = 21270.94 KNm Pu = 14033.8 KN Vu = 1271.63 KN 1.
Baja tulangan horizontal dan transversal minimum yang diperlukan
a.
Cek tulangan perlu dipasang dual layer
Acv (m2) 0.9
( Fc' ^ 0.5) 5
1/6.Acv. ( Fc' ^ 0.5) KN 750
Vu KN 1271.63
Vu > 1/6.Acv. ( Fc' ^ 0.5) Tulangan dipasang dual layer
5/6.Acv. ( Fc' ^ 0.5) KN 3750
Vu KN 1271.63
Vu < kuat geser maksimum OK
Kuat geser maksimum Acv (m2) 0.9
b.
( Fc' ^ 0.5) 5
Baja tulangan horizontal dan transversal minimum yang diperlukan Rasio distribusi tulangan minimum 0,0025 dan spasi maksimum 45 cm
V-33
Bab V Penulangan
Luas shearwall/ m panjang = 0.25 m2 Berarti per meter harus ada minimal = 0.000625 m2 = 625 mm2 Bila digunakan baja tulangan D 16 mm, maka d = 16 mm As D 16 = 200.96 mm2 Karena digunakan dual layer, maka dalam 1 m panjang shearwall harus ada minimal jumlah tulangan = 1.56 dijadikan 2 layer S = 500 mm S max = 450 mm Ambil S = 300 mm, dual layer D 16 – 300 mm
Tentukan baja tulangan yang diperlukan untuk menahan geser hw = 31.5 mm lw = 4.5 mm hw/lw = 7 ( > 2), maka ac = 0.1667 Acv = 900000 mm2 Didapat = 0.0093 min = 0.0025 Vn = 4126.278 KN > Vu.. OK (shearwall kuat menahan geser) Gunakan dual layer D 16 - 300 mm dalam arah vertikal dan horizontal
V-34
Bab V Penulangan
2.
Tentukan apakah special boundary element diperlukan apabila (Pu/Ag) + (Mu.Y)/I > 0,2 Fc' C >lw/(600*(du/hw), du/hw > 0.007, Δm max. = du = 8.93 mm du/hw = 0.00028 < 0.007 Special boundary element tidak diperlukan di zone kompresi
3.
Tentukan baja transversal yang diperlukan di special boundary element Confienement 40 cm x 40 cm pada boundary element Kita gunakan hoops berbentuk persegi dengan tulangan D 13 mm dan cross ties dua arah. karakteristik inti penampang : hc = dimensi inti (core) diukur dari centroid ke centroid hoop hc = 307 mm Ach (luas penampang) = 102400 mm2 S max = 0.25 x sisi terpendek = 100 mm S max = 6 x diameter tul.longitudinal = 96 mm S max = 100 + (350 - hx)/3, hx = 2/3hc = 148.44 mm Ambil S = 90 mm Dengan spasi 9 cm, tulangan transversal yang diperlukan adalah : Ash = 0.3 * (s.hc.fc'/fy).((Ag/Ach)-1) = 403.52 mm2 Ash = 0.09.s.hc.fc'/ (fy) = 155.42 mm2
V-35
Bab V Penulangan
Kolom menggunakan 12 D16 mm (Story 1), sehingga hanya bisa dikaitkan sebanyak 4 buah hoops dan crossties dimasing – masing sisi. Confinement D 13 mm Ash = 132.665 mm2 < 403.52 mm2 4 leg hoops = 530.66 mm2 > 403.52 mm2 .. OK Jadi, gunakan 4 hoops D13 mm - 90 mm Cek Confinement untuk shearwall S max yang diizinkan untuk baja tulangan D 16 mm adalah : S max = 0.25 x sisi terpendek = 100 mm S max = 6 X diameter tul.longitudinal = 96 mm Pakai s = 90 mm
5.9.2 Penulangan Shearwall Canal 2 Story 1 Mu = 21270.94 KNm Pu = 14033.8 KN Vu = 1271.63 KN 1.
Baja tulangan horizontal dan transversal minimum yang diperlukan a. Cek tulangan perlu dipasang dual layer
Acv (m2) 0.9
( Fc' ^ 0.5) 5
1/6.Acv. ( Fc' ^ 0.5) KN 750
Vu KN 1271.63
Vu > 1/6.Acv. ( Fc' ^ 0.5) Tulangan dipasang dual layer
5/6.Acv. ( Fc' ^ 0.5) KN 3750
Vu KN 1271.63
Vu < kuat geser maksimum OK
Kuat geser maksimum Acv (m2) 0.9
( Fc' ^ 0.5) 5
b. Baja tulangan horizontal dan transversal minimum yang diperlukan Rasio distribusi tulangan minimum 0,0025 dan spasi maksimum 45 cm V-36
Bab V Penulangan
Luas shearwall/ m panjang = 0.25 m2 Berarti per meter harus ada minimal = 0.000625 m2 = 625 mm2 Bila digunakan baja tulangan D 16 mm, maka d = 16 mm As D 16 = 200.96 mm2 Karena digunakan dual layer, maka dalam 1 m panjang shearwall harus ada minimal jumlah tulangan = 1.56 dijadikan 2 layer S = 500 mm S max = 450 mm Ambil S = 300 mm, dual layer D 16 – 300 mm
Tentukan baja tulangan yang diperlukan untuk menahan geser hw = 31.5 mm lw = 4.5 mm hw/lw = 7 ( > 2), maka ac = 0.1667 Acv = 900000 mm2 Didapat = 0.0093 min = 0.0025 Vn = 4126.278 KN > Vu.. OK (shearwall kuat menahan geser) Gunakan dual layer D 16 - 300 mm dalam arah vertikal dan horizontal
V-37
Bab V Penulangan
2.
Tentukan apakah special boundary element diperlukan apabila (Pu/Ag) + (Mu.Y)/I > 0,2 Fc' C >lw/(600*(du/hw), du/hw > 0.007, Δm max. = du = 8.93 mm du/hw = 0.00028 < 0.007 Special boundary element tidak diperlukan di zone kompresi
3.
Tentukan baja transversal yang diperlukan di special boundary element Confienement 40 cm x 40 cm pada boundary element Kita gunakan hoops berbentuk persegi dengan tulangan D 13 mm dan cross ties dua arah. karakteristik inti penampang : hc = dimensi inti (core) diukur dari centroid ke centroid hoop hc = 307 mm Ach (luas penampang) = 102400 mm2 S max = 0.25 x sisi terpendek = 100 mm S max = 6 x diameter tul.longitudinal = 96 mm S max = 100 + (350 - hx)/3, hx = 2/3hc = 148.44 mm Ambil S = 90 mm Dengan spasi 9 cm, tulangan transversal yang diperlukan adalah : Ash = 0.3 * (s.hc.fc'/fy).((Ag/Ach)-1) = 403.52 mm2 Ash = 0.09.s.hc.fc'/ (fy) = 155.42 mm2
V-38
Bab V Penulangan
Kolom menggunakan 12 D16 mm (Story 1), sehingga hanya bisa dikaitkan sebanyak 4 buah hoops dan crossties dimasing – masing sisi. Confinement D 13 mm Ash = 132.665 mm2 < 403.52 mm2 4 leg hoops = 530.66 mm2 > 403.52 mm2 .. OK Jadi, gunakan 4 hoops D13 mm - 90 mm Cek Confinement untuk shearwall S max yang diizinkan untuk baja tulangan D 16 mm adalah : S max = 0.25 x sisi terpendek = 100 mm S max = 6 x diameter tul.longitudinal = 96 mm Pakai s = 90 mm
V-39
Bab V Penulangan
V-40
