DESAIN ALTERNATIF GEDUNG PARKIR UNIVERSITAS BINA NUSANTARA TANPA SISTEM PERKAKUAN DINDING GESER

TUGAS AKHIR

DESAIN ALTERNATIF GEDUNG PARKIR UNIVERSITAS BINA NUSANTARA TANPA SISTEM PERKAKUAN DINDING GESER Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar sarjana (S1)

Disusun Oleh: HARYO SETYO PINANDITO (4110411-055)

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2009

ABSTRAKSI

Masalah perpakiran merupakan masalah yang terus muncul di kota-kota besar di Indonesia. Salah satu penyelesaian masalah perparkiran ini adalah dengan dirancangnya bangunan parkir baru untuk menampung kendaraan yang ingin parkir dan menghemat luas lahan yang digunakan untuk parkir.

Sebelum merancang bangunan parkir yang baru harus diketahui dulu pengaturan masalah parkir, kebutuhan parkir, rancangan lahan parkir dan metode evaluasi kelayakan yang akan digunakan.

Gedung Parkir berlantai delapan di universitas Bina Nusantara ini, penulis melakukan desain alternatif yang berbeda dengan desain eksisting, yaitu dengan menghilangkan sistem perkakuan dinding geser. Dan memeriksa kekakuan keseluruhan gedung, apakah memenuhi syarat jika sistem perkakuan dinding geser (shear wall) dihilangkan.

Dari hasil perancangan, diketahui bahwa kekakuan keseluruhan gedung tanpa menggunakan sistem perkakuan tambahan dinding geser, memenuhi syarat. Ini berarti dinding geser (shear wall) tersebut tidak diperlukan.

vi

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan

i

Kata Pengantar

iii

Abstraksi

vi

Daftar Isi

viii

Daftar Tabel

xiii

Daftar Gambar

xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

I-1

1.2 Tujuan

I-1

1.3 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

I-2

1.4 Metode Penulisan

I-3

1.5 Sistematika Penulisan

I-3

BAB II DASAR-DASAR PERENCANAAN STRUKTUR BETON BERTULANG 2.1 Analisis dan Perencanaan

II-1

2.1.1 Perencanaan

II-1

2.1.2 Pembebanan

II-1

2.1.3 Metode analisis

II-2

2.1.4 Redistribusi momen negatif pada balok lentur non-prategang menerus

II-4

2.1.5 Modulus elastisitas

II-5

2.1.6 Kekakuan

II-5

2.1.7 Panjang bentang

II-6

viii

2.1.8 Kolom

II-6

2.1.9 Pengaturan beban hidup

II-7

2.1.10 Konstruksi balok-T

II-7

2.1.11 Konstruksi pelat rusuk

II-9

2.1.12 Penutup lantai yang terpisah

II-10

2.2 Ketentuan Mengenai Kekuantan dan Kemampuan Layan

II-10

2.2.1 Umum

II-10

2.2.2 Kuat Perlu

II-11

2.2.3 Kuat Rencana

II-13

2.2.4 Kuat Rencana Tulangan

II-15

2.2.5 Kontrol Terhadap Lendutan

II-15

BAB III DASAR TEORI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG 3.1 Umum

III-1

3.2 Pelat

III-2

3.3 Balok

III-4

3.4 Kolom

III-4

3.4.1 Jenis kolom

III-5

3.5 Beban-Beban pada Struktur

III-6

3.5.1 Beban Mati

III-6

3.5.2 Beban Hidup

III-6

3.5.3 Beban Sementara

III-7

3.5.4. Beban Kejut

III-8

3.6. Lapisan Aus

III-8

ix

3.7 Metode Analisa Perencanaan Bangunan

III-9

3.7.1 Analisa Beban Statik Ekuivalen

III-9

3.8 Sistem Perkakuan Elemen Vertikal Gedung

III-11

3.8.1 Sistem Rangka Kaku

III-11

3.8.2 Sistem Perbesaran Kolom Sudut serta Balok Lantai Atas dan Bawah

III-15

3.9 Analisa Struktur

III-16

BAB IV PEMODELAN DAN RANCANGAN PENDAHULUAN 4.1 Pemodelan Struktur Gedung

IV-1

4.2 Pra-rencana Ukuran Balok dan Pelat

IV-2

4.2.1 Ukuran Balok dan Tebal Pelat

IV-2

4.2.2 Pra-rencana Balok Sesudah Pelat

IV-11

4.2.3 Pra-rencana Kolom

IV-15

Kesimpulan dan Pengambilan Dimensi Struktur

IV-18

BAB V ANALISIS STRUKTUR 5.1 Perhitungan Gaya Gempa Dasar Ekuivalen

V-1

5.1.1 Perhitungan Berat Total Bangunan

V-1

5.1.2 Beban Gempa Statik Ekuivalen dan Distribusinya

V-4

5.2 Pemodelan dan Pembebanan Struktur

V-6

5.3 Hasil Analisis dari SAP 2000

V-8

5.4 Desain Penulangan Elemen Struktur

V-19

5.4.1 Penulangan Pelat

V-19

5.4.2 Tulangan Lentur pada Balok

V-22

5.4.3 Tulangan Geser Balok Struktur

V-26

x

5.4.4 Tulangan Lentur Pada Kolom

V-30

5.4.5 Tulangan Geser Kolom Struktur

V-32

5.4.6 Periksa Kekuatan dan Stabilitas Kolom

V-36

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan

VI-1

6.2 Saran

VI-2

Daftar Pustaka Lampiran Lembar Asistensi

xi

DAFTAR TABEL

DAFTAR TABEL

Tabel 5.1

Beban Gempa Horizontal untuk Gempa Statis arah X dan Y

V-5

Tabel 5.1-a

Waktu getar bangunan dalam arah X (Tx)

V-5

Tabel 5.1-b

Waktu getar bangunan dalam arah Y (Ty)

V-6

Tabel 5.2

Gaya N akibat beban mati

V-11

Tabel 5.3

Gaya D akibat beban mati

V-12

Tabel 5.4

Gaya M akibat beban mati

V-13

Tabel 5.5

Gaya N akibat beban hidup

V-14

Tabel 5.6

Gaya D akibat beban hidup

V-15

Tabel 5.7

Gaya M akibat beban hidup

V-16

Tabel 5.8

Gaya N akibat beban Gempa

V-17

Tabel 5.9

Gaya D akibat beban Gempa

V-18

Tabel 5.10

Gaya M akibat beban Gempa

V-19

Tabel 5.11

Mu dan Vu untuk balok

V-20

Tabel 5.12

Mu, Vu dan Pu untuk kolom

V-21

Tabel 5.13

Tulangan lentur dan geser untuk balok 40/25 dan 35/20

V-28

Tabel 5.14

Tulangan lentur dan geser untuk kolom 60/60, 50/50 dan 80/80

V-34

Tabel 5.15

Periksa kolom terhadap stabilitas kolom 60/60, 50/50 dan 80/80

V-39

xiii

Daftar Gambar

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1

Tampak Depan Gedung

I-5

Gambar 1.2

Tampak Belakang Gedung

I-5

Gambar 1.3

Tampak Samping Gedung

I-6

Gambar 1.4

Denah Lantai Gedung

I-6

Gambar 1.5

Denah Potongan Aral Memanjang

I-6

Gambar 3.1

Perbedaan kegagalan pada kolom pendek dan kolom panjang

III-5

Gambar 3.2

Ilustrasi Beban T

III-7

Gambar 3.3

Ilustrasi Beban D

III-8

Gambar 3.4

Sistem akibat beban luar dan akibat gerakan tanah

III-10

Gambar 3.5

Sistem Struktur Rangka

III-13

Gambar 3.6

Lentur balok dan kolom struktur rangka

III-14

Gambar 3.7

Deformasi Struktur Rangka

III-15

Gambar 3.8

Sistem perkakuan vertikal dengan pembesaran kolom serta balok atas dan bawah

III-16

Gambar 4.1

Denah Lantai Gedung

IV-1

Gambar 4.2

Denah Potongan Aral Memanjang

IV-2

Gambar 4.3

Denah satu pelat

IV-4

Gambar 4.4

Diagram letak α (rasio kekakuan penampang balok dan pelat)

IV-6

Gambar 4.5

Penampang Balok T 35/20 (hubungan pelat dan balok)

IV-7

Gambar 4.6


IV-8

Gambar 4.7


IV-9

Gambar 5.1

Denah Gedung dengan Kolom Perkakuan

V-1

Gambar 5.2

Model Struktur 3D

V-7 xv

Daftar Gambar

Gambar 5.3

Denah Pot. XZ dengan dimensi balok dan kolom

V-8

Gambar 5.4

Denah Pot. YZ dengan dimensi balok dan kolom

V-8

Gambar 5.5

Bentuk Terdeformasi Struktur

V-9

Gambar 5.6

Diagram Gaya Normal (N) ak. Beban Mati

V-10

Gambar 5.7

Diagram Gaya Geserl (D) ak. Beban Mati

V-11

Gambar 5.8

Diagram Gaya Momen (M) ak. Beban Mati

V-12

Gambar 5.9

Diagram Gaya Normal (N) ak. Beban Hidup

V-13

Gambar 5.10 Diagram Gaya Geserl (D) ak. Beban Hidup

V-14

Gambar 5.11 Diagram Gaya Momen (M) ak. Beban Hidup

V-15

Gambar 5.12 Diagram Gaya Normal (N) ak. Beban Gempa

V-16

Gambar 5.13 Diagram Gaya Geserl (D) ak. Beban Gempa

V-17

Gambar 5.14 Diagram Gaya Momen (M) ak. Beban Gempa

V-18

Gambar 5.15 Desain Penulangan Pelat

V-22

Gambar 5.16 Desain Penulangan Balok

V-29

Gambar 5.15 Desain Penulangan Kolom

V-35

xvi

Bab I Pendahuluan BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Untuk mendukung serta melancarkan proses perkuliahan di suatu kampus atau universitas, maka dibutuhkanlah berbagai sarana pendukung, baik bagi bagi para mahasiswa maupun bagi para staff pengajar dan para pekerja di universitas yang bersangkutan.

Diantara sarana-sarana pendukung tersebut, salah satu yang paling penting adalah fasilitas perparkiran. Fasilitas parkir kendaraan disesuaikan dengan jumlah mahasiswa dan staff pengajar maupun pekerja di universitas tersebut. Bila jumlah kendaraan yang mereka pergunakan cukup banyak, maka diperlukan fasilitas yang parkir berkapasitas besar, yaitu dengan membangun sebuah gedung parkir.

Sumber informasi bagi penulisan Tugas Akhir ini adalah pembangunan Gedung Parkir Berlantai Delapan di Universitas Bina Nusantara, Kebon Jeruk, Jakarta Barat.

Dalam Tugas Akhir ini, penulis terutama akan membahas mengenai perancangan/desain alternatif struktur bagian atas (super structure) dari gedung parkir ini, yang berbeda dari desain asli yang sedang digunakan. Perancangan ini memodifikasi struktur bagian atas dari bangunan asal dengan menghilangkan sistem perkakuan tambahan dinding geser (shear wall).

1.2 Tujuan Tugas akhir ini akan membahas tentang perencanaan struktur bagian atas gedung delapan lantai dengan sebuah basement. Perencanaan struktur atas tersebut meliputi: 1. Menentukan dimensi pelat, balok dan kolom. 2. Pembebanan yang terdiri dari beban mati, beban hidup dan beban gempa statik. 3. Analisa struktur dengan menggunakan software SAP 2000 untuk menganalisa perilaku dari gedung yang berupa deformasi, gaya-gaya dalam dan lain sebagainya. I-4

Bab I Pendahuluan 4. Penulangan atau desain tulangan yang meliputi tulangan balok, kolom dan pelat.

Data serta spesifikasi penting yang terkait dengan bangunan gedung parkir ini adalah: 1. Fungsi gedung sebagai Gedung parkir 2. Lokasi gedung di Jakarta 3. Tingkat daktilitas struktur tingkat tiga (penuh) 4. Bangunan delapan lantaiTinggi tiap lantai sekitar tiga meter.

Dan akhirnya, tujuan utama penulisan Tugas Akhir ini adalah: Merancang struktur bagian atas gedung parkir berlantai delapan Universitas Bina Nusantara dengan tidak menggunakan sistem perkakuan tambahan dinding geser (shear wall)

1.3 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Tugas Akhir ini akan merancang struktur bagian atas bangunan gedung parkir dengan menggunakan perkakuan vertikal dengan besar kolom yang sama, dan akan ditinjau terhadap berbagai kombinasi beban ultimit yang mengandung unsur gaya gempa, sesuai persyaratan SK SNI 03-1726-2002. Desain akan meliputi perencanaan struktur bagian atas, pelat, balok, kolom, dan sistem pembebanan.

Besar kolom dan pembebanan lantai dianggap tipikal untuk keseluruhan tinggi gedung dan beban angin dianggap tidak dominan sehingga tidak diperhitungkan.

Agar sasaran menjadi jelas dan terarah, maka batasan penulisan dibuat sebagai berikut: 1. Menganalisa beban-beban ultimit dengan menggunakan software komputer SAP 2000 untuk mengetahui deformasi, serta gaya-gaya dalam dan reaksi perletakan struktur. 2. Merencanakan detail penulangan pelat, balok, kolom, maupun ramp. 3. Membuat Desain Alternatif yang berbeda dari desain yang sebelumnya digunakan untuk pembangunan gedung parkir ini. Membuat analisa struktur dengan berdasarkan beban mati, beban hidup dan beban gempa statik.

I-4

Bab I Pendahuluan 4. Pada perhitungan beban gempa statik ekuivalen dan distribusinya, total waktu getar bangunan dihitung dengan cara T Rayleigh dan dari situ didapat koefisien dasar gempa, untuk dipakai menentukangaya-gaya gempa ekuivalen yang dimasukkan ke tiap lantai. 5. Memeriksa kekakuan keseluruhan gedung, apakah memenuhi syarat jika sistem perkakuan dinding geser (shear wall) dihilangkan.

1.4 Metode Penulisan Metode penulisan Tugas Akhir ini meliputi: a. Studi Literatur. Yaitu merupakan penjelasan materi-materi yang berhubungan dengan penulisan yang berupa landasan teori dan rumus-rumus. b. Analisa Membahas langkah-langkah pengumpulan data lapangan dan pengolahan data struktur berdasarkan pengamatan pembangunan gedung parkir tersebut. c. Analisa Hasil Perhitungan Yaitu analisa terhadap data-data yang didapat dari hasil perhitungan untuk mendapatkan kesimpulan akhir dari hasil penulisan.

1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini secara umum dapat diuraikan sebagai berikut:

Bab I, Pendahuluan, menjelaskan mengenai latar belakang, maksud dan tujuan, ruang lingkup dan batasan masalah, metode serta sistematika penulisan dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

Bab II, Dasar-dasar Teori, menjelaskan hal-hal yang berhubungan dan mendukung bahasan masalah dan laporan Tugas Akhir ini baik yang berupa teori-teori maupun parameter-parameter yang berlaku. I-4

Bab I Pendahuluan Bab III, Dasar-dasar perencanaan Struktur Bagian Atas, menjelaskan tentang dasar-dasar teori perancangan sampai detail desain elemen-elemen struktur, dan sistem perkakuan elemen vertikal struktur gedung.

Bab IV, Pembuatan Desain Alternatif Untuk Struktur Bagian Atas, melakukan Perancangan alternatif struktur bagian atas (super structure) gedung parkir tersebut. Kemudian akan dibuat perbandingan antara desain alternatif dengan desain sebelumnya, untuk mengetahui mana yang terbaik diantara keduanya.

Bab V, Penutup, yang berisi berbagai kesimpulan serta berbagai saran yang didapatkan berdasarkan analisa yang telah dilakukan.

I-4

Bab I Pendahuluan

Gambar 1.1 Tampak Depan Gedung

Gambar 1.2 Tampak Belakang Gedung

I-4

Bab I Pendahuluan

Gambar 1.3 Tampak Samping Gedung

Gambar 1.4 Denah Lantai Gedung

I-4

Bab I Pendahuluan

Gambar 1.5 Denah Potongan Aral Melintang

I-4

Bab II Dasar-Dasar Perencanaan Struktur Beton Bertulang

BAB II DASAR-DASAR PERENCANAAN STRUKTUR BETON BERTULANG

2.1 Analisis dan Perencanaan 2.1.1 Perencanaan Perencanaan komponen struktur beton bertulang mengikuti ketentuan sebagai berikut: 1) Semua komponen struktur harus direncanakan cukup kuat sesuai dengan ketentuan yang dipersyaratkan dalam tata cara ini, dengan menggunakan faktor beban dan faktor reduksi kekuatan φ yang ditentukan dalam 2.2.2 dan 2.2.3 2) Komponen struktur beton bertulang non-prategang boleh direncanakan dengan menggunakan metode beban kerja dan tegangan izin sesuai dengan ketentuan dalam pasal 24.

2.1.2 Pembebanan Prosedur dan asumsi dalam perencanaan serta besarnya beban rencana mengikuti ketentuan berikut ini: 1) Ketentuan mengenai perencanaan dalam tata cara ini didasarkan pada asumsi bahwa struktur direncanakan untuk memikul semua beban kerjanya. 2) Beban kerja diambil berdasarkan SNI 03-1727-1989-F, Tata cara perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung, atau penggantinya. 3) Dalam perencanaan terhadap beban angin dan gempa, seluruh bagian struktur yang membentuk kesatuan harus direncanakan berdasarkan tata cara ini dan juga harus memenuhi SNI 03-1726-1989, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung atau penggantinya.

II-23


4) Harus pula diperhatikan pengaruh dari gaya prategang, beban kran, vibrasi, kejut, susut, perubahan suhu, rangkak, perbedaan penurunan fondasi, dan beban khusus lainnya yang mungkin bekerja.

2.1.3 Metode Analisis Analisis komponen struktur harus mengikuti ketentuan berikut: 1) Semua komponen struktur rangka atau struktur menerus direncanakan terhadap pengaruh maksimum dari beban terfaktor yang dihitung sesuai dengan metode elastis, atau mengikuti pengaturan khusus menurut ketentuan 2.1.4. Perencanaan juga dapat dilakukan berdasarkan metode yang lebih sederhana menurut 2.1.6 hingga 2.1.9. 2) Kecuali untuk beton prategang, metode pendekatan untuk analisis rangka portal boleh digunakan untuk bangunan dengan tipe konstruksi, bentang, dan tinggi tingkat yang umum. 3) Sebagai alternatif, metode pendekatan berikut ini dapat digunakan untuk menentukan momen lentur dan gaya geser dalam perencanaan balok menerus dan pelat satu arah, yaitu pelat beton bertulang dimana tulangannya hanya direncanakan untuk memikul gaya-gaya dalam satu arah, selama: (1) Jumlah minimum bentang yang ada haruslah minimum dua, (2) Memiliki panjang-panjang bentang yang tidak terlalu berbeda, dengan rasio panjang bentang terbesar terhadap panjang bentang terpendek dari dua bentang yang bersebelahan tidak lebih dari 1,2, (3) Beban yang bekerja merupakan beban terbagi rata, (4) Beban hidup per satuan panjang tidak melebihi tiga kali beban mati per satuan panjang, dan

II-23


(5) Komponen struktur adalah prismatis. Momen positif pada bentang-bentang ujung:

Momen negatif pada sisi luar dari tumpuan dalam pertama: Momen negatif pada sisi semua tumpuan untuk:

Momen negatif pada sisi semua tumpuan untuk:

Momen negatif pada sisi dalam dari tumpuan yang untuk komponen struktur yang dibuat menyatu (monolit) dengan struktur pendukung:

II-23


Gambar 3 Terminologi balok/pelat satu arah di atas banyak tumpuan

2.1.4 Redistribusi momen negatif pada balok lentur non-prategang menerus 1) Bila tidak digunakan nilai momen pendekatan maka momen negatif tumpuan yang didapat dari metode perhitungan elastis pada balok-balok lentur non-prategang menerus untuk semua konfigurasi pembebanan dapat direduksi atau diperbesar tidak lebih dari nilai berikut ini:

Kriteria redistribusi momen untuk komponen struktur beton prategang dapat dilihat pada 20.10(4).

II-23


2) Momen negatif yang telah dimodifikasi harus digunakan untuk menghitung momen lapangan dari bentang yang ditinjau. 3) Redistribusi momen negatif hanya boleh dilakukan bila penampang yang momennya direduksi direncanakan sedemikian hingga ρ-ρ' tidak melebihi 0,50ρb, dimana

2.1.5 Modulus elastisitas Nilai modulus elastisitas beton, baja tulangan, dan tendon ditentukan sebagai berikut: 1) Untuk nilai wc di antara 1 500 kg/m3 dan 2 500 kg/m3, nilai modulus elastisitas beton Ec dapat diambil sebesar (wc )1,50,043

fc' (dalam MPa). Untuk beton normal Ec

dapat diambil sebesar 2) Modulus elastisitas untuk tulangan non-prategang Es boleh diambil sebesar 200 000 MPa. 3) Modulus elastisitas untuk tendon prategang, Es, ditentukan melalui pengujian atau dari data pabrik. 2.1.6 Kekakuan 1) Setiap asumsi yang dapat dipertanggungjawabkan boleh digunakan untuk menghitung kekakuan lentur dan torsi dari sistem kolom, dinding, lantai, dan atap. Asumsi tersebut harus digunakan secara konsisten dalam seluruh analisis. 2) Pengaruh dari voute harus diperhitungkan dalam menentukan momen dan dalam merencanakan komponen struktur.

II-23


2.1.7 Panjang Bentang Panjang bentang komponen struktur ditentukan menurut butir-butir berikut: 1) Panjang bentang dari komponen struktur yang tidak menyatu dengan struktur pendukung dihitung sebagai bentang bersih ditambah dengan tinggi dari komponen struktur. Besarnya bentang tersebut tidak perlu melebihi jarak pusat ke pusat dari komponen struktur pendukung yang ada. 2) Dalam analisis untuk menentukan momen pada rangka atau struktur menerus, panjang bentang harus diambil sebesar jarak pusat ke pusat komponen struktur pendukung. 3) Untuk balok yang menyatu dengan komponen struktur pendukung, momen pada bidang muka tumpuan dapat digunakan sebagai dasar dalam perencanaan penampang. 4) Pelat atau pelat berusuk, yang bentang bersihnya tidak lebih dari 3 m dan yang dibuat menyatu dengan komponen struktur pendukung dapat dianalisis sebagai pelat menerus di atas banyak tumpuan dengan jarak tumpuan sebesar bentang bersih pelat dan pengaruh lebar struktur balok pendukung dapat diabaikan.

2.1.8 Kolom 1) Kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang menghasilkan rasio maksimum dari momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan. 2) Pada konstruksi rangka atau struktur menerus, pengaruh dari adanya beban yang tak seimbang pada lantai atau atap terhadap kolom luar ataupun dalam harus diperhitungkan.

II-23


Demikian pula pengaruh dari beban eksentris karena sebab lainnya juga harus diperhitungkan. 3) Dalam menghitung momen akibat beban gravitasi yang bekerja pada kolom, ujungujung terjauh kolom dapat dianggap terjepit, selama ujung-ujung tersebut menyatu (monolit) dengan komponen struktur lainnya. 4) Momen-momen yang bekerja pada setiap level lantai atau atap harus didistribusikan pada kolom di atas dan di bawah lantai tersebut berdasarkan kekakuan relatif kolom dengan juga memperhatikan kondisi kekangan pada ujung kolom.

2.1.9 Pengaturan Beban Hidup Beban hidup yang bekerja pada komponen struktur, diatur menurut ketentuan berikut: 1) Beban hidup dapat dianggap hanya bekerja pada lantai atau atap yang sedang ditinjau, dan ujung-ujung terjauh kolom dapat dianggap terjepit, selama ujung-ujung tersebut dibuat menyatu (monolit) dengan komponen struktur lainnya. 2) Pengaturan beban hidup dapat dilakukan dengan kombinasi berikut: (1) Beban mati terfaktor pada semua bentang dengan beban hidup penuh terfaktor yang bekerja pada dua bentang yang berdekatan. (2) Beban mati terfaktor pada semua bentang dengan beban hidup penuh terfaktor pada bentang yang berselang-seling.

2.1.10 Konstruksi Balok-T 1) Pada konstruksi balok-T, bagian sayap dan badan balok harus dibuat menyatu (monolit) atau harus dilekatkan secara efektif sehingga menjadi satu kesatuan.

II-23


2) Lebar pelat efektif sebagai bagian dari sayap balok-T tidak boleh melebihi seperempat bentang balok, dan lebar efektif sayap dari masing-masing sisi badan balok tidak boleh melebihi: (1) delapan kali tebal pelat, dan (2) setengah jarak bersih antara balok-balok yang bersebelahan. 3) Untuk balok yang mempunyai pelat hanya pada satu sisi, lebar efektif sayap dari sisi badan tidak boleh lebih dari: (1) seperduabelas dari bentang balok, (2) enam kali tebal pelat, dan (3) setengah jarak bersih antara balok-balok yang bersebelahan. 4) Balok-T tunggal, dimana bentuk T-nya diperlukan untuk menambah luas daerah tekan, harus mempunyai ketebalan sayap tidak kurang dari setengah lebar badan balok, dan lebar efektif sayap tidak lebih dari empat kali lebar badan balok. 5) Bila tulangan lentur utama pelat, yang merupakan bagian dari sayap balok-T (terkecuali untuk konstruksi pelat rusuk), dipasang sejajar dengan balok, maka harus disediakan penulangan di sisi atas pelat yang dipasang tegak lurus terhadap balok berdasarkan ketentuan berikut: (1) Tulangan transversal tersebut harus direncanakan untuk memikul beban terfaktor selebar efektif pelat yang dianggap berperilaku sebagai kantilever. Untuk balok-T tunggal, seluruh lebar dari sayap yang membentang harus diperhitungkan. Untuk balok-T lainnya, hanya bagian pelat selebar efektifnya saja yang perlu diperhitungkan. (2) Tulangan transversal harus dipasang dengan spasi tidak melebihi lima kali tebal pelat dan juga tidak melebihi 500 mm.

II-23


2.1.11 Konstruksi Pelat Rusuk 1) Konstruksi pelat rusuk terdiri dari kombinasi monolit sejumlah rusuk dengan jarak beraturan dan pelat atas yang membentang dalam satu arah atau dua arah yang ortogonal. 2) Rusuk mempunyai lebar minimum 100 mm dan mempunyai tinggi tidak lebih dari 3,5 kali lebar minimumnya. 3) Jarak bersih antar rusuk tidak boleh melebihi 750 mm. 4) Konstruksi pelat rusuk yang tidak memenuhi batasan-batasan pada 3 point di atas harus direncanakan sebagai pelat dan balok biasa. 5) Bila digunakan bahan pengisi permanen berupa lempung bakar atau ubin beton yang mempunyai kuat tekan minimal sama dengan kuat tekan beton yang digunakan pada konstruksi pelat rusuk, maka: (1) Bagian dinding vertikal dari bahan pengisi yang berhubungan dengan rusuk boleh disertakan dalam perhitungan kuat geser dan kuat lentur negatif. Bagian lain dari bahan pengisi tidak boleh disertakan dalam perhitungan kekuatan. (2) Tebal pelat di atas bahan pengisi permanen tidak boleh kurang dari seperduabelas jarak bersih antar rusuk dan tidak boleh kurang dari 40 mm. (3) Pada pelat rusuk satu arah, harus dipasang tulangan pelat dalam arah tegak lurus terhadap rusuk. 6) Bila digunakan cetakan yang dapat dilepaskan atau bahan pengisi tidak memenuhi ketentuan pada point nomer 5 diatas maka: (1) Tebal pelat tidak boleh kurang dari seperduabelas jarak bersih antar rusuk dan tidak boleh kurang dari 50 mm. (2) Tulangan pelat dalam arah tegak lurus terhadap rusuk harus disediakan sesuai dengan perhitungan lentur, dengan memperhatikan beban terpusat, bila ada, tetapi

II-23


tidak boleh kurang dari jumlah yang diperlukan berdasarkan ketentuan tulangan susut dan suhu. 7) Bila ada saluran atau pipa yang ditanam di dalam pelat sesuai dengan ketentuan yang berlaku maka tebal pelat di setiap tempat paling sedikit harus 25 mm lebih besar daripada tebal total saluran atau pipa tersebut. Saluran atau pipa tersebut tidak boleh mengurangi kekuatan konstruksi secara berlebihan. 8) Kuat geser beton Vc untuk konstruksi rusuk boleh diambil 10 % lebih besar daripada ketentuan yang diberikan pasal 13. Kuat geser boleh dinaikkan dengan memberi tulangan geser atau dengan memperlebar ujung komponen rusuk.

2.1.12 Penutup lantai yang terpisah Penutup lantai pada komponen struktur diatur sebagai berikut: 1) Penutup lantai tidak boleh diperhitungkan sebagai bagian dari komponen struktur bila tidak dipasang secara monolit dengan pelat lantai atau tidak direncanakan sesuai dengan ketentuan pasal 19. 2) Semua penutup lantai beton boleh dianggap sebagai bagian dari selimut beton atau tebal total untuk pertimbangan non-struktural.

2.2 Ketentuan Mengenai Kekuatan dan Kemampuan layan 2.2.1 Umum 1) Struktur dan komponen struktur harus direncanakan hingga semua penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu, yang dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya terfaktor yang sesuai dengan ketentuan tata cara ini.

II-23


2) Komponen struktur juga harus memenuhi ketentuan lain yang tercantum dalam tata cara ini untuk menjamin tercapainya perilaku struktur yang cukup baik pada tingkat beban kerja.

2.2.2 Kuat Perlu 1) Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan U = 1,4 D

[1]

Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, dan juga beban atap A atau beban hujan R, paling tidak harus sama dengan U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)

[2]

2) Bila ketahanan struktur terhadap beban angin W harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut harus ditinjau untuk menentukan nilai U yang terbesar, yaitu: U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5 (A atau R)

[3]

Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya, yaitu: U = 0,9 D ± 1,6 W

[4]

Perlu dicatat bahwa untuk setiap kombinasi beban D, L, dan W, kuat perlu U tidak boleh kurang dari persamaan [2]. 3) Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai: U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E

[5]

atau U = 0,9 D ± 1,0 E

[6]

II-23


dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 03-1726-1989-F, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung, atau penggantinya. 4) Bila ketahanan terhadap tekanan tanah H diperhitungkan dalam perencanaan, maka pada persamaan [2], [4] dan [6] ditambahkan 1,6H, kecuali bahwa pada keadaan dimana aksi struktur akibat H mengurangi pengaruh W atau E, maka beban H tidak perlu ditambahkan pada persamaan [4] dan [6]. 5) Bila ketahanan terhadap pembebanan akibat berat dan tekanan fluida, F, yang berat jenisnya dapat ditentukan dengan baik, dan ketinggian maksimumnya terkontrol, diperhitungkan dalam perencanaan, maka beban tersebut harus dikalikan dengan faktor beban 1,4, dan ditambahkan pada persamaan [1], yaitu: U = 1,4 (D + F)

[7]

Untuk kombinasi beban lainnya, beban F tersebut harus dikalikan dengan faktor beban 1,2 dan ditambahkan pada persamaan [2]. 6) Bila ketahanan terhadap pengaruh kejut diperhitungkan dalam perencanaan maka pengaruh tersebut harus disertakan pada perhitungan beban hidup L. 7) Bila pengaruh struktural T dari perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut, ekspansi beton, atau perubahan suhu sangat menentukan dalam perencanaan, maka kuat perlu U minimum harus sama dengan: U =1,2(D +T ) +1,6L +0,5(A atau R)

[8]

Perkiraan atas perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut, ekspansi beton, atau perubahan suhu harus didasarkan pada pengkajian yang realistis dari pengaruh tersebut selama masa pakai. 8) Untuk perencanaan daerah pengangkuran pasca tarik harus digunakan faktor beban 1,2 terhadap gaya penarikan tendon maksimum.

II-23


9) Jika pada bangunan terjadi benturan yang besarnya P, maka pengaruh beban tersebut dikalikan dengan faktor 1,2.

2.2.3 Kuat Rencana 1) Kuat rencana suatu komponen struktur, sambungannya dengan komponen struktur lain, dan penampangnya, sehubungan dengan perilaku lentur, beban normal, geser, dan torsi, harus diambil sebagai hasil kali kuat nominal, yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi dari tata cara ini, dengan suatu faktor reduksi kekuatan φ dalam penjelasan berikutnya. 2) Faktor reduksi kekuatan φ ditentukan sebagai berikut: (1) Lentur, tanpa beban aksial ............................................................................ 0,80 (2) Beban aksial, dan beban aksial dengan lentur. (Untuk beban aksial dengan lentur, kedua nilai kuat nominal dari beban aksial dan momen harus dikalikan dengan nilai φ tunggal yang sesuai): (a) Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur ............................................. 0,80 (b) Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur: Komponen struktur dengan tulangan spiral yang sesuai dengan 12.9.3….. 0,70 Komponen struktur lainnya.......................................................................... 0,65 Kecuali untuk nilai aksial tekan yang rendah, nilai φ boleh ditingkatkan berdasarkan aturan berikut: Untuk komponen struktur dimana fy tidak melampaui 400 MPa, dengan tulangan simetris, dan dengan (h −d −ds)/h tidak kurang dari 0,70, maka nilai φ boleh ditingkatkan secara linear menjadi 0,80 seiring dengan berkurangnya nilai φ Pn dari 0,10f’cAg ke nol.

II-23


Untuk komponen struktur beton bertulang yang lain, nilai φ boleh ditingkatkan secara linear menjadi 0,80 seiring dengan berkurangnya nilai φPn dari nilai terkecil antara 0,10f’cAg dan Pb ke nilai nol. (3) Geser dan torsi ................................................................................................ 0,75 Kecuali pada struktur yang bergantung pada sistem rangka pemikul momen khusus atau sistem dinding khusus untuk menahan pengaruh gempa: (a) Faktor reduksi untuk geser pada komponen struktur penahan gempa yang kuat geser nominalnya lebih kecil dari pada gaya geser yang timbul sehubungan dengan pengembangan kuat lentur nominalnya.......................................... 0,55 (b) Faktor reduksi untuk geser pada diafragma tidak boleh melebihi faktor reduksi minimum untuk geser yang digunakan pada komponen vertikal dari sistem pemikul beban lateral. (c) Geser pada hubungan balok-kolom dan pada balok perangkai yang diberi tulangan diagonal ........................................................................................ 0,80 (4) Tumpuan pada beton kecuali untuk daerah pengangkuran pasca tarik 0,65 (5) Daerah pengangkuran pasca tarik..................................................................... 0,85 (6) Penampang lentur tanpa beban aksial pada komponen struktur pratarik dimana panjang penanaman strand-nya kurang dari panjang penyaluran yang ditetapkan dalam ketentuan penyaluran strand prategang ................................................ 0,75 3) Perhitungan panjang penyaluran sesuai dengan pasal 14 tidak memerlukan faktor reduksi φ. 4) Faktor reduksi kekuatan φuntuk lentur, tekan, geser dan tumpu pada beton polos struktural (Pasal 24) harus diambil sebesar 0,55.

II-23


2.2.4 Kuat Rencana Tulangan Perencanaan tidak boleh didasarkan pada kuat leleh tulangan fy yang melebihi 550 MPa kecuali untuk tendon prategang.

2.2.5 Kontrol Terhadap Lendutan 1) Komponen struktur beton bertulang yang mengalami lentur harus direncanakan agar mempunyai kekakuan yang cukup untuk membatasi lendutan/deformasi apapun yang dapat memperlemah kekuatan ataupun mengurangi kemampuan layan struktur pada beban kerja. 2) Konstruksi satu arah (non-prategang): (1) Tebal minimum yang ditentukan dalam Tabel 8 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan partisi ata u konstruksi lain yang mungkin akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila perhitungan lendutan menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa menimbulkan pengaruh yang merugikan. (2) Bila lendutan harus dihitung, maka lendutan yang terjadi seketika sesudah bekerjanya beban harus dihitung dengan metode atau formula standar untuk lendutan elastis, dengan memperhitungkan pengaruh retak dan tulangan terhadap kekakuan komponen struktur. (3) Bila nilai kekakuan tidak dihitung dengan cara analisis yang lebih mendetail dan teliti, maka besarnya lendutan seketika akibat pembebanan harus dihitung dengan menggunakan nilai modulus elastisitas beton Ec sesuai dengan ketentuan pada 10.5(1) (untuk beton normal ataupun beton ringan) dan dengan momen inersia efektif berikut, tapi tidak lebih besar dari lg.

II-23


[9]

dengan

[10]

dan untuk beton normal,

[11] Bila digunakan beton dengan agregat ringan, maka harus dilakukan salah satu modifikasi berikut: (a) Bila fct sudah ditentukan dan betonnya dirancang berdasarkan ketentuan 7.2, maka fr harus diubah dengan menggantikan 1,8 fct untuk

, tapi nilai 1,8 fct

tidak boleh melebihi (b) Bila fct tidak ditentukan, maka fr harus dikalikan dengan 0,75 untuk “beton ringan-total” dan dengan 0,85 untuk “beton ringan pasir”. Interpolasi linear boleh digunakan bila dilakukan penggantian pasir secara parsial.

Tabel 2.1 Tebal minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung

II-23


(4) Untuk komponen struktur menerus, nilai momen inersia efektifnya boleh diambil sebagai nilai rata-rata yang diperoleh dari persamaan 12 untuk penampangpenampang dimana momen negatif dan positifnya kritis. Momen inersia efektif untuk komponen struktur prismatis boleh diambil sesuai dengan nilai yang diperoleh dari persamaan 12 untuk penampang di tengah bentang pada kondisi bentang sederhana dan bentang menerus, dan untuk penampang di daerah tumpuan pada struktur kantilever. (5) Bila tidak dihitung dengan cara yang lebih mendetail dan teliti, maka penambahan lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut dari komponen struktur lentur (untuk beton normal ataupun beton ringan) harus dihitung dengan mengalikan lendutan seketika, akibat beban tetap yang ditinjau, dengan faktor:

II-23


[12] dengan ρ' adalah nilai pada tengah bentang untuk balok sederhana dan balok menerus, dan nilai pada tumpuan untuk balok kantilever. Faktor konstanta ketergantungan waktu ξuntuk beban tetap harus diambil sebesar:

(6) Lendutan yang dihitung berdasarkan ketentuan dalam point no.2 butir (2) hingga butir (5) tidak boleh melebihi nilai yang.ditetapkan dalam Tabel 2.2. 3) Konstruksi dua arah (non-prategang): (1) Point ini menentukan tebal minimum dari pelat atau konstruksi dua arah lainnya yang direncanakan berdasarkan ketentuan pasal 15. Tebal pelat tanpa balok interior yang membentang antara tumpuan-tumpuan pada semua sisinya harus memenuhi salah satu ketentuan dari 2.2.5 point 3 butir (2) atau butir (4). Tebal pelat dengan balok yang membentang antara tumpuan-tumpuan pada semua sisinya harus memenuhi salah satu ketentuan dari 2.2.5 point 3 butir (3) atau (4). (2) Tebal minimum pelat tanpa balok interior yang menghubungkan tumpuantumpuannya dan mempunyai rasio bentang panjang terhadap bentang pendek yang tidak lebih dari dua, harus memenuhi ketentuan Tabel 2.3 dan tidak boleh kurang dari nilai berikut:

II-23


(a) Pelat tanpa penebalan seperti yang didefinisikan dalam ketentuan penebalan panel ............................................................................................. 120 mm (b) Pelat dengan penebalan seperti yang didefinisikan dalam ketentuan penebalan panel .............................................................................................. 100 mm Tabel 2.2 Lendutan izin maksimum

(3) Tebal pelat minimum dengan balok yang menghubungkan tumpuan pada semua sisinya harus memenuhi ketentuan sebagai berikut:

II-23


(a) Untuk αm yang sama atau lebih kecil dari 0,2, harus menggunakan 2.2.5 point 3 butir (2) (b) Untuk αm lebih besar dari 0,2 tapi tidak lebih dari 2,0, ketebalan pelat minimum harus memenuhi

[13] dan tidak boleh kurang dari 120 mm (c) Untuk αm lebih besar dari 2,0, ketebalan pelat minimum tidak boleh kurang dari:

[14] dan tidak boleh kurang dari 90 mm (d) Pada tepi yang tidak menerus, balok tepi harus mempunyai rasio kekakuan α tidak kurang dari 0,8 atau sebagai alternatif ketebalan minimum yang ditentukan persaman 16 atau persamaan 17 harus dinaikan paling tidak 10 % pada panel dengan tepi yang tidak menerus.

II-23


Tabel 2.3 Tebal minimum pelat tanpa balok interior (satuan dalam millimeter).

(4) Pelat dengan tebal kurang dari tebal minimum yang ditetapkan dalam 2.2.5 point 3 butir (1), (2) dan (3) boleh digunakan bila dapat ditunjukkan dengan perhitungan bahwa lendutan yang terjadi tidak melebihi batas lendutan yang ditetapkan dalam Tabel 2.2. Lendutan tersebut harus ditentukan dengan memperhitungkan pengaruh dari ukuran dan bentuk panel, kondisi tumpuan, dan keadaan kekangan pada sisi panel. Untuk perhitungan lendutan, modulus elastisitas Ec beton harus dihitung berdasarkan ketentuan 2.1.5 point 1. Momen inersia efektif harus dihitung sesuai dengan persamaan [9]; harga lain boleh dipakai bila perhitungan lendutan yang didapat dengan menggunakan harga tersebut mendekati hasil yang didapat dari

II-23


pengujian yang menyeluruh dan lengkap. Lendutan jangka panjang tambahan harus dihitung berdasarkan ketentuan 2.2.5 point 3 butir (5). 4) Konstruksi beton prategang. (1) Lendutan seketika dari komponen struktur lentur yang direncanakan mengikuti ketentuan pada pasal 20 harus dihitung dengan metode atau formula standar untuk lendutan elastis. Dalam perhitungan ini, momen inersia penampang bruto komponen struktur boleh digunakan untuk penampang yang belum retak. (2) Lendutan jangka panjang tambahan dari komponen struktur beton prategang harus dihitung dengan memperhatikan pengaruh tegangan dalam beton dan baja akibat beban tetap. Perhitungan lendutan ini harus mencakup pengaruh rangkak dan susut beton dan relaksasi baja. (3) Lendutan yang dihitung berdasarkan ketentuan 2.2.5 point 4 butir (1) dan (2) tidak boleh melebihi batas yang ditetapkan dalam Tabel 2.2. 5) Konstruksi komposit. (1) Konstruksi yang ditopang. Bila selama waktu konstruksi suatu komponen struktur komposit lentur ditahan sedemikian hingga setelah penahan sementara tadi dilepas beban mati yang ada ditahan sepenuhnya oleh keseluruhan penampang komposit, maka untuk perhitungan lendutan, komponen struktur komposit tersebut boleh dianggap setara dengan komponen struktur monolit. Untuk komponen struktur non-prategang, material dari bagian komponen struktur yang tertekan yang akan menentukan apakah nilai-nilai pada Tabel 2.1 berlaku untuk beton normal atau beton ringan. Jika lendutan diperhitungkan, pengaruh kelengkungan akibat perbedaan susut dari beton pracetak dan beton yang dicor setempat dan pengaruh

II-23


rangkak aksial dalam suatu komponen struktur beton pratekan harus diperhitungkan. (2) Konstruksi yang tidak ditopang. Bila tebal komponen struktur lentur pracetak nonprategang memenuhi ketentuan Tabel 2.1, maka tidak perlu dilakukan perhitungan lendutan. Bila tebal komponen struktur komposit non-prategang memenuhi ketentuan Tabel 8, maka lendutan yang terjadi setelah komponen struktur menjadi komposit tidak perlu dihitung. Tetapi, lendutan jangka panjang pada komponen struktur pracetak akibat besar dan lamanya beban yang bekerja sebelum aksi komposit terjadi harus ditinjau. (3) Lendutan yang dihitung berdasarkan ketentuan 2.2.5 point 5 butir (1) dan (2) tidak boleh melampaui batas yang ditentukan dalam Tabel 2.2.

II-23

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung BAB III DASAR TEORI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG 3.1 Umum Dalam menganalisa dan mendesain suatu struktur perlu ditetapkan kriteria yang dapat digunakan sebagai ukuran maupun untuk menentukan apakah struktur tersebut dapat diterima untuk penggunaan yang diinginkan atau untuk maksud desain tertentu. Kriteriakriteria yang perlu diperhatikan dalam analisa dan desain struktur diantaranya yaitu: 1. Kemampuan Layan (Serviceability) Struktur harus mampu memikul beban rancang serta aman tanpa kelebihan tegangan pada material dan mempunyai deformasi yang masih dalam daerah yang diizinkan. Dengan memilih ukuran serta elemen struktur dan bahan yang digunakan, taraf tegangan pada struktur dapat ditentukan pada taraf yang dipandang masih dapat diterima dan aman. Hal ini merupakan kriteria kekuatan dan merupakan dasar yang sangat penting. Defleksi atau deformasi besar dapat diasosiasikan dengan struktur yang tidak aman, tetapi hal ini tidak selalu demikian. Deformasi dikontrol oleh kekakuan struktur, dan kekakuan sangat bergantung pada jenis, besar, dan distribusi bahan pada struktur. 2. Efisiensi Kriteria ini mencakup tujuan desain struktur yang relatif lebih ekonomis. Ukuran yang sering digunakan adalah banyak material yang diperlukan untuk memikul beban yang diberikan dalam ruang pada kondisi dan kendala yang ditentukan. 3. Konstruksi Tinjauan konstruksi sering juga mempengaruhi pilihan struktural dimana perakitan elemen-elemen struktural akan efisiensi apabila materialnya mudah dibuat dan dirakit.

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung Syarat-syarat dalam mendesain suat struktur diantaranya: a. Keamanan Struktur harus aman dan kuat terhadap gaya-gaya dan beban-beban yang bekerja padanya seperti beban mati, beban hidup, angin dan gempa. b. Kekakuan Dalam perencanaan suatu gedung perlu diperhitungkan kekakuannya agar didapatkan struktur yang kaku serta tidak mudah rusak pada saat terjadi gempa bumi, dan juga aman dari faktor tekuk. c. Stabilitas Dalam mendesain struktur, diperlukan juga perhatian terhadap kestabilannya menyangkut momen-momen yang bekerja padanya seperti momen guling, momen geser, dan gaya uplift.

3.2 Pelat Pelat adalah struktur planar kaku yang secara khas terbuat dari material monolit yang tingginya kecil dibandingkan dengan dimensi-dimensi lainnya. Pelat dapat dianalisis sebagai grid-grid menerus. Akan tetapi, kita akan mendapat manfaat lebih banyak apabila kita meninjau pelat dengan memperhatikan bagaimana berbagai jenis pelat memberikan momen dan gaya geser internal yang mengimbangi momen dan gaya geser eksternal. Beban yang umum bekerja pada pelat mempunyai sifat banyak arah dan tersebar. Sejak digunakannya beton bertulang modern untuk pelat, hampir semua gedung menggunakan material ini sebagai elemen pelat karena beton bertulang merupakan material yang dapat memberikan kemungkinan dalam desain. Beton bertulang yang dicor di tempat adalah

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung material yang sangat berguna untuk membuat pelat karena banyak alasan. Beton, misalnya, selalu dapat dibuat bersifat dua arah apabila ditulangi dengan benar. Pelat dapat ditumpu di seluruh tepinya, atau hanya pada titik-titik tertentu (misalnya oleh kolomkolom), atau campuran antara tumpuan menerus dan titik. Kondisi tumpuan dapat sederhana atau jepit. Adanya kemungkinan variasi kondisi tumpuan menyebabkan pelat dapat digunakan untuk berbagai keadaan. Untuk merencanakan pelat beton bertulang yang perlu dipertimbangkan tidak hanya pembebanan, tapi juga ukuran dan syarat-syarat tumpuan pada tepi. Syarat yang harus dipenuhi tidak hanya kekuatan melainkan juga kekakuannya. Pelat sebagai penahan beban berguna juga sebagai bagian pengaku lateral struktur. Gaya dalam yang dominan adalah momen lentur, sehingga perancangan tulangannya relatif sederhana. Hal-hal yang menjadikan perancangan tulangan relatif sederhana yaitu: 1. Tegangan-tegangan geser di dalam pelat biasanya rendah, kecuali kalau terdapat beban-beban terpusat yang berat. 2. Jarang diperlukan tulangan tekan. Syarat-syarat untuk menentukan tebal minimum pelat (SK SNI T-15-1991-03): ¾ Rumus 1 h≥

Ln [0.8 + fy/1500]

(3.1)

(36 + 9 β ) ¾ Rumus 2 h≥

Ln [0.8 + fy/1500]

(3.2)

36 + 5β {αm – 0.12 [1 + 1/ β]}

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung ¾ Rumus 3 h≥

Ln [0.8 + fy/1500]

(3.3)

36

3.3 Balok Perancangan balok dan beton bertulang, bertujuan untuk menghitung tulangan dan membuat detail-detail konstruksi untuk menahan momen-momen lentur ultimit, gayagaya lintang dan momen-momen puntir dengan cukup kuat. Kekuatan suatu balok lebih banyak dipengaruhi oleh tinggi daripada lebarnya. Lebar yang sesuai dapat sepertiga sampai setengah dari tinggi, tetapi mungkin jauh lebih kecil untuk suatu balok tinggi, dan mungkin juga dipakai balok-balok yang lebih lebar dan rendah untuk mempertahankan tinggi ruangan. Diusahakan agar dimensi balok jangan terlalu sempit karena akan timbul kerusakan dalam menyediakan selimut beton dan jarak tulangan yang memadai. Secara umum dimensi balok diperkirakan dengan: ¾ H= 1/10 L sampai dengan 1/12 L dengan L = bentang pelat terpanjang

(3.4)

¾ B = ½ H sampai dengan 2/3 H dengan H = tinggi balok

(3.5)

3.4 Kolom Kolom-kolom di dalam sebuah konstruksi berfungsi meneruskan beban-beban dari balokbalok dan pelat-pelat ke bawah sampai ke pondasi. Karenanya, kolom-kolom merupakan bagian-bagian konstruksi tekan, meskipun mungkin harus pula menahan gaya-gaya lentur akibat kontinuitas dari konstruksi. Perencanaan kolom memperhatikan keadaan batas tegangan (kekuatan) dan kekakuan untuk menghindari deformasi berlebihan dan tekuk.

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung Daktail tulangan yang benar dan penutup beton yang cukup adalah penting. Perbandingan b/h dari kolom tidak boleh < dari 0.4. Syarat untuk menentukan dimensi kolom (Kusuma dan Andriono, 1996), yaitu: Nu

≤

0.2 fc’

Agross A gross0 ≥

(3.6) Nu 0.2 fc’

Dimana: Nu = Wu = Beban Ultimate yang dipikul kolom (kg) Agross = Luas kolom yang diperlukan (cm²) 3.4.1 Jenis Kolom Secara umum, kolom dibagi menjadi dua tipe, yaitu kolom pendek dan kolom panjang. Kolom pendek adalah tipe kolom yang kegagalannya berupa kegagalan material (ditentukan oleh kekuatan material). Kegagan ini disebut juga kegagalan Axial Compression. Sedangkan kolom panjang adalah tipe kolom yang kegagalannya ditentukan oleh tekuk (buckling).

Gambar 3.1 Perbedaan kegagalan pada kolom pendek dan kolom panjang

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung 3.5 Beban-Beban pada Struktur Dalam melakukan analisis desain suatu struktur, perlu ada gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besar beban yang bekerja pada struktur. Perencanaan bangunan konstruksi beton bertulang pada umumnya berdasarkan pada keadaan batas atau ultimit. Analisis struktur dikerjakan untuk berbagai kombinasi pembebanan ultimit agar mendapatkan gaya dalam desain yang berdasarkan keadaan ekstrem yang mungkin terjadi. 3.5.1 Beban Mati Beban mati adalah beban-beban yang bekerja vertikal ke bawah pada struktur dan mempunyai karakter yang pasti. Berat sendiri struktur adalah beban mati, seperti misalnya penutup lantai, alat meknis, partisi yang tidak dapat dipindahkan. Semua metode untuk menghitung beban mati suatu elemen didasarkan atas peninjauan berat satuan material yang terlibat dan berdasarkan volume elemen tersebut. 3.5.2 Beban Hidup Beban hidup adalah beban-beban yang bisa ada atau tidak ada pada struktur untuk suatu waktu yang diberikan. Meskipun dapat berpindah-pindah, beban hidup masih dapat dikatakan bekerja secara perlahan-lahan pada struktur. Semua beban hidup mempunyai karakteristik dapat dipindah atau bergerak dan secara khas beban ini bekerja vertikal kebawah, tetapi kadang-kadang dapat berarah horizontal. Beban penggunaan (occupancy loads) disebut juga beban hidup, yang termasuk beban hidup adalah dalam Perencanaan gedung parkir ini adalah: Beban T (untuk lantai) yang merupakan beban truk. Beban T adalah beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton dengan ukuran-ukuran serta kedudukan seperti

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung gambar di bawah ini:

Gambar 3.2 Ilustrasi beban truk. Dimana: a1 = a2 = 30,00 cm b1 = 12,50 cm b2 = 50,00 cm Ms = Muatan rencana sumbu = 20 ton Beban D (untuk gelagar) yang merupakan beban lajur. Untuk perhitungan kekuatan gelagar-gelagar harus digunakan beban “D”. Beban “D” atau beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar “q” ton meter panjang per jalur, dan beban garis “P” ton per jalur lalu lintas tersebut. Beban “D” adalah seperti tertera pada gambar dibawah ini:

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung

Gambar 3.3 Distribusi beban “D” yang bekerja Besar “q” ditentukan sebagai berikut: q = 2,2 t/m’, untuk L<30 m

(3.7)

q = 22 – 1,1 x (L-30) t/m, untuk 30 m < L < 60 m 60 q = 1,1(1 + 30 ) t/m³, untuk L < 60 m L

(3.8) (3.9)

3.5.3 Beban Sementara a. Beban angin Aksi angin pada bangunan bersifat dinamis dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan seperti kekerasan dan bentuk permukaan, bentuk kerampingan dan keteraturan fasade struktur itu sendiri serta perletakan bangunan yang berdekatan. Kecepatan angian ratarata pada umumnya bertambah dengan bertambahnya ketinggian. Tekanan yang dihasilkan oleh angin pada sebuah bangunan dihitung menurut rumus yang ditetapkan pada SKBI 1987: P = V² (kg/m²) 16

(3.7)

Dimana: P= Tekanan (pst) pada permukaan bangunan V= Kecepatan rata-rata maksimum (mil/jam) III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung b. Beban Gempa Beban gempa adalah semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung ditentukan berdasarkan suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa disini adalah gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa itu. 3.5.4 Beban Kejut Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh dari berbagai getaran dan pengaruhpengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban garis “P” harus dikalikan dengan koefisien kejut yang akan memberikan hasil maksimum, sedangkan beban merata “q” dan beban “T” tidak dikalikan dengan koefisien kejut. Koefisien kejut ditentukan dengan rumus: k=1+

20 (50 + L)

(3.10)

dengan: K: koefisien kejut dan L: Panjang bentang dalam meter, ditentukan oleh tipe konstruksi (keadaan statis) dan kedudukan muatan garis “P” 3.6 Lapisan Aus Beton aspal dapat digunakan untuk lapisan aus (wearing course), perata (leveling course) dan fondasi (base course). Lapis aus merupakan lapis perkerasan jalan paling atas, yang menerima dampak langsung dari kendaraan. Lapis perata berada di bawah lapis aus, dan di bawah lapis perata merupakan lapis fondasi. Lapisan-lapisan ini harus cukup kuat, stabil dan tetap ditempat meskipun ada goncangan-goncangan dari lalu lintas. Lapisan aus harus tahan lama dari dampak lalu lintas maupun cuaca. Lapis permukaan harus III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung cukup halus agar ban mobil atau kendaraan yang lewat tidak cepat rusak, tergelincir dan cukup nyaman bagi penumpangnya. Lapisan aus merupakan agregat yang lebih halus dengan kadar aspal lebih tinggi dari lapisan lainnya.

3.7 Metode Analisa Perencanaan Bangunan Metode yang digunakan dalam menganalisa perencanaan bangunan ada dua macam yaitu: Analisa beban statik ekuivalen dan analisa dinamik. Umumnya untuk bangunan sederhana, simetris, dan beraturan, metode statik ekuivalen cukup efektif digunakan. Sedangkan bangunan lain yang tidak memenuhi syarat maka harus dilakukan analisa dinamik. 3.7.1 Analisa Beban Statik Ekuivalen Setiap struktur gedung harus direncanakan dan dilaksanakan untuk menahan suatu beban geser dasar akibat gempa dalam arah-arah yang ditentukan. Beban gempa merupakan beban dinamis yaitu beban yang berubah-ubah, serta merupakan fungsi terhadap waktu. Analisis dinamis akan menghasilkan gaya-gaya dalam berupa gaya inersia, redaman dan pegas. Hal tersebut dapat digambarkan dalam model berikut:

Gambar 3.3: (a) Sistem akibat beban luar, (b) Sistem akibat gerakan tanah III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung Besar gaya pegas dalam suatu struktur bangunan menetukan kekuatan suatu struktur. Oleh karena itu, sistem (b) dapat disederhanakan dengan sistem sebagai berikut:

Gambar 3.4: Keadaan yang paling berbahaya Keadaan pada gambar 3.1 menghasilkan gaya dalam (gaya lintang) yang ekuivalen dengan sistem akibat gerakan tanah (gambar 3.1.b) yang paling berbahaya selama gempa berlangsung. Beban luar pada gambar 3.2 merupakan beban luar statik ekuivalen. Oleh karena itu beban gempa dinamis pada struktur tertentu dapat diasumsikan sebagai beban gempa statik ekuivalen. Struktur tertentu yang dimaksud antara lain: 1. Tidak ada eksentrisitas massa dan kekakuan yang dapat menyebabkan terjadinya puntir. 2. Tinggi gedung kurang dari 10 lantai atau kurang dari 40 meter. Penyelesaian analisis dengan statik ekuivalen struktur menggunakan persamaan linier yaitu K.u = r , dimana K adalah matriks kekakuan struktur, u adalah vektor perpindahan dan r adalah vektor beban. Program akan secara otomatis membuat vektor r dan menyelesaikan perpindahan statik untuk setiap kondisi pembebanan yang didefinisikan. Setiap kondisi pembebanan ini akan memperhitungkan: 1. Beban berat sendiri, untuk elemen rangka. 2. Beban terpusat dan beban merata pada elemen rangka. III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung 3. Gaya lateral. Gaya lateral ini direncanakan dan dilaksanakan untuk menahan suatu beban geser dasar akibat gempa (V) dalam arah-arah yang ditentukan. Besarnya beban lateral menurut Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (PPKGRG, 1987) dapat dinyatakan sebagai berikut: V = C I K Wt Dimana: V = gaya geser (base shear) horisontal total akibat gempa C = koefisien gempa dasar seperti ditentukan dalam spektrum respon percepatan I = faktor keutamaan K = faktor jenis struktur Wt = berat total bangunan

3.8. Sistem Perkakuan Elemen Vertikal Gedung 3.8.1

Sistem Rangka Kaku (Rigid Frame)

Sistem rangka kaku pada umumnya berbentuk grid persegi teratur, terdiri dari balok horisontal dan kolom vertikal yang dihubungkan di suatu bidang dengan menggunakan sambungan kaku (rigid). Rangka ini bisa satu bidang dengan dinding interior bangunan, atau sebidang dengan fasade bangunan. Prinsip rangka kaku akan ekonomis untuk bangunan sampai 30 lantai dengan material baja dan sampai 20 lantai dengan material beton. Beberapa bangunan rangka kaku tipikal diperlihatkan pada gambar 3.3

III-17


Gambar 3.5: Sistem struktur rangka (Schueller, 1989) Gambar-gambar denah menunjukkan penerapan sistem-sistem struktur ini pada berbagai bentuk denah bangunan yang ditentukan oleh berbagai jenis pola grid, seperti dibawah ini: 1. Rangka melintang sejajar •

Pada grid persegi tipikal

•

Pada grid persegi dengan grid interior

•

Pada grid radial

•

Pada grid lengkung

•

Pada dua sumbu

2. Rangka luar •

Pada rangka luar dengan rangka inti melintang

•

Pada rangka luar dan rangka dalam pada grid persegi III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung Contoh-contoh di atas memperlihatkan kemungkinan untuk membagi bangunan berdasarkan sistem rangka.

Gambar 3.6: Lentur balok dan kolom struktur rangka (Schueller, 1989) Karena kontinuitasnya, maka rangka kaku bereaksi terhadap beban lateral terutama melalui lentur dari kolom dan balok (gambar 3.4). Sifat menerus dari rangka bergantung pada tahanan rotasi dari sambungan dan batang-batang. Kapasitas beban rangka sangat bergantung pada kekuatan balok dan kolom individual. Kapasitasnya menurun sebangding dengan kenaikan tinggi lantai dan jarak antar kolom. Dari sisi lendutan lateral, pada rangka kaku disebabkan oleh dua hal yaitu: •

Lendutan yang disebabkan oleh lentur kantilever

Fenomena ini disebut juga sebagai chord drift. Ketika melawan momen guling, rangka ini berlaku sebagi balok kantilever vertikal yang melentur melalui deformasi aksial seratseratnya. Disini pemanjangan dan pemendekan kolom akan menghasilkan ayunan lateral. Mode lendutan menyumbang kira-kira 20% dari penyimpangan total struktur.

III-17


Gambar 3.7: Deformasi struktur rangka (Schueller, 1989) •

Defleksi karena lentur balok dan kolom (gambar 3.5 b)

Fenomena ini disebut juga sebagai shear lag atau frame wracking. Gaya geser horizontal dan vertikal yang bekerja pada kolom dan balok menyebabkan terjadinya momen lentur pada batang-batang tersebut. Apabila melentur, seluruh rangka mengalami distorsi. Mode deformasi ini menyebabkan 80% dari jumlah ayunan total struktur yang terdiri dari 65% karena lentur balok dan 15% karena lentur kolom. Lentur defleksi setara dengan diagram geser eksternal, kemiringan deformasi adalah minimum pada bagian dasar struktur, yaitu tempat terjadinya gaya geser terbesar. Superposisi dari kurva lendutan pada gambar 3.5.a dan 3.5.b menghasilkan deformasi akhir dari struktur (Schueller, 1989).

III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung 3.8.2 Sistem Perbesaran Kolom Sudut serta Balok Lantai Atas dan Bawah Penggunaan perkakuan tambahan berupa perbesaran kolom sudut serta balok lantai atas dan bawah sangat bermanfaat untuk meningkatkan faktor kekakuan sepanjang rangka. Selain bisa memperkecil lendutan juga dapat mereduksi momen-momen dalamnya, hingga mengecil jika dibandingkan dengan tanpa perkakuan. Perkakuan pada struktur gedung membawa pengaruh pada momen yang dihasilkan oleh balok dan kolom. Pada lantai teratas terjadi peningkatan momen yang besar hampir pada semua baloknya, terlebih pada balok sepanjang sisi gedung yang diberi perkakuan. Pengaruh perkakuan pada redistribusi momen gedung berbentuk persegi panjang tak jauh berbeda dengan gedung berbentuk bujur sangkar.

Gambar 3.8: sistem perkakuan vertikal dengan pembesaran kolom serta balok atas dan bawah (sari, 1999). III-17

Bab III Dasar Teori Perencanaan Struktur Gedung 3.9 Analisa Struktur Gedung beton bertulang berlantai banyak merupakan kombinasi dari balok, kolom, pelat dan dinding yang dihubungkan satu sama lain untuk membentuk suatu kerangka monolitis. Setiap bagian harus mampu menahan gaya yang bekerja padanya. Oleh karena itu, penentuan gaya-gaya merupakan bagian yang penting di dalam proses perencanaan. Analisis dimulai dari menghitung seluruh beban yang dipikul oleh konstruksi, termasuk berat sendiri konstruksi. Selanjutnya parameter-parameter penampang seperti luas dan momen inersia dihitung. Gaya-gaya dapat dihitung dengan berbagai metode analisis struktur statis tak tentu, baik secara manual maupun software komputer. Dalam menganalisis struktur gedung, pada Tugas Akhir ini akan digunakan program komputer SAP-2000. program ini dapat membantu dalam menghitung analisa struktur yang melibatkan perhitungan matematis. Beban yang diterima struktur direncanakan sebagai pembebanan vertikal gravitasi dan pembebanan laterla gempa. Pembebanan vertikal gravitasi terdiri atas beban mati dan beban hidup. Dengan SAP 2000, analisis rangka struktur balok, kolom baik normal maupun perkakuan sudah otomatis menghitung sebagai beban mati, hingga beban vertikal hanya berasal dari pelat (open frame). Dinding dan kaca berada di tepi-tepi gedung. Permodelan pada struktur yaitu 3 dimensi dalam stuan ton dan meter dengan gaya gravitasi 9.81 m/dt², kondisi untuk semua tumpuan ialah jepit.

III-17

Bab IV Pemodelan dan Rancangan Pendahuluan

BAB IV PEMODELAN DAN RANCANGAN PENDAHULUAN . 4.1

Pemodelan Struktur Gedung

Gambar 4.1 Denah Lantai Gedung

IV - 1


Gambar 4.2 Denah Potongan Aral Memanjang Gedung parkir ini dimodelkan sebagai struktur rangka beton bertulang dengan sistem perkakuan vertikalnya dinding geser. Jadi merupakan gabungan Wall Frame System. 4.1.1 Flowchart Tahap Pengerjaan Preliminary Design: -

Analisis Struktur

Tebal dan bentang pelat Dimensi balok Dimensi kolom

Output: -

Memenuhi

Syarat?

Reaksi perletakan Gaya Dalam Deformasi

Tidak

Desain Penulangan: Ya

Pembebanan Struktur: -

Beban Hidup Beban Mati Beban Gempa

1. Pelat 2. Balok 3. Kolom: • Check kolom thd kekuatan • Check kolom terhadap kestabilan

Gambar Struktur End IV - 2


4.2

Pra-rencana Ukuran Balok dan Pelat

4.2.1

Ukuran Balok dan Tebal Pelat

Sesuai dengan petunjuk SNI-03-2847-2002, tinggi balok induk pada suatu rangka bangunan gedung berlantai banyak adalah: a. Menentukan Dimensi balok •

Tinggi balok induk arah Y h=

1 1 l s/d l ……… l = bentang pelat terpanjang 12 10

h=

1 1 * 764,3 s/d * 764,3 10 12

= 64 cm s/d 76 cm Diambil h = 75 cm Lebar balok induk arah Y 1 h s/d 2 1 B = 75 s/d 2

B=

2 h ……… h = tinggi balok 3 2 75 3

= 37,5 cm s/d 50 cm Diambil B = 50 cm •

Ukuran balok induk arah X h = 1 L s/d 1 L 12 10

b = 1 h s/d 2 h 2 3

h = 1 (400) s/d 1 (400) 12 10

b = 40 s/d 2 .40 2 3

= 33,33 s/d 40 diambil h = 40 cm

= 20 s/d 26.67 diambil b = 25 cm

IV - 3


•

Ukuran balok pinggir ramp (panjang 4,27 m) h = 1 L s/d 1 L 12 10

b = 1 h s/d 2 h 2 3

h = 1 (427) s/d 1 (427) 12 10

b = 40 s/d 2 .40 2 3

= 35,6 s/d 42,7 diambil h = 40 cm •

= 20 s/d 26.67 diambil b = 25 cm

Dimensi balok anak h = 1 h balok induk 2

B = 1 h s/d 2 h 2 3

h = 1 (75) = 37,5 2

B = 35 s/d 2 (35) 2 3 = 17.5 s/d 23

diambil h = 35 cm

diambil b = 20 cm

b. Pra-rencana Tebal Pelat Untuk menentukan tebal pelat minimum mengunakan ketentuan SNI-03-2847-2002, sebagai berikut:

Gambar 4.3 Denah satu pelat IV - 4


ly lx

=

7,64 = 1,91 < 2 …… pelat bekerja dua arah …… (Vis dan Kusuma,1997) 4,00

Tidak boleh kurang dari : ⎡ ⎛ f y ⎞⎤ ⎟⎥ l n ⎢0,8 + ⎜⎜ ⎟ 1500 ⎢⎣ ⎝ ⎠⎥⎦ h= 36 + 9β

> 14,32 cm Tidak perlu lebih dari : ⎡ ⎛ f y ⎞⎤ ⎟⎥ l n ⎢0,8 + ⎜⎜ ⎟ 1500 ⎢⎣ ⎝ ⎠⎥⎦ h< 36

= 21,16 cm Tidak boleh kurang dari :

⎡ ⎛ f y ⎞⎤ ⎟⎟⎥ Ln ⎢0,8 + ⎜⎜ ⎝ 1500 ⎠⎦ ⎣ h= ⎡ ⎛ 1 ⎞⎤ 36 + 9 β ⎢α m − 0,12⎜⎜1 + ⎟⎟⎥ ⎝ β ⎠⎦ ⎣ Berdasarkan perhitungan perkiraan tebal pelat didapati bahwa: t > 14,32cm dan t < 21,16cm diambil t = 15 Keterangan : Ln

: Panjang bentang bersih = panjang pelat – (1/2 lebar balok) – (1/2 lebar balok) = 764,3 – 50 = 714,3 cm IV - 5


fy

: Mutu baja = 400 Mpa = 4000 kg/cm²

β

:

sisi memanjang 7,64 = = 1,91 sisi mel int ang 4,00

α

:

kekakuan balok cm 4 = kekakuan pelat cm 4

c. Menentukan koefisien jepit pelat (αm)

Gambar 4.4 Diagram letak α (rasio kekakuan penampang balok dan pelat)

Balok anak 35/20 (α1)

IV - 6


Gambar 4.5 Penampang balok T (hubungan pelat dan balok) Lebar efektif balok L berdasarkan SK SNI-03-2847-2002 adalah yang terkecil dari : 1. beff =

l (400 - 50 ) = = 87.5 cm 4 4

2. bw + b1 + b2 = 20 + (8 *15) + (8 *15) = 260 cm 3. b < bw +

1 1 382,15 382,15 l1 + l 2 = 20 + + = 402,15 cm 2 2 2 2

→ diambil lebar yang terkecil, beff = 87,5 cm

Berdasarkan grafik 1.2.a (Vis dan Kusuma, 1997) dari data berikut ini : b 87,5 = = 4,375 20 bw

hf hb

=

15 = 0.43 35

Dari table Cur 4 (hal 10) didapat momen inersia balok T (c1) = 0.15 I b = c1 * bw *h 3 = 0.152 * 20 * 35 3 = 192000 cm4

Ip =

1 1 3 * b * h p = * 400 * 15 3 = 112500 cm4 12 12

α1 =

I b 192000 = = 1,71 I p 112500 IV - 7


Balok induk 75/50 (α4= α2)

Gambar 4.6 Penampang balok T (hubungan pelat dan balok) Lebar efektif balok L berdasarkan SK SNI-03-2847-2002 adalah yang terkecil dari : 4. beff =

l (382,15) = = 95,54 cm 4 4

5. bw + b1 + b2 = 50 + (8 * 15) + (8 * 15) = 290 cm 6. b < bw +

1 1 382,15 382,15 l1 + l 2 = 45 + + = 432,15 cm 2 2 2 2

→ diambil lebar yang terkecil, beff = 95,54 cm Berdasarkan grafik 1.2.a (Vis dan Kusuma, 1997) dari data berikut ini : b 95,54 = = 1,91 50 bw

hf hb

=

15 = 0.2 75

Dari table Cur 4 (hal 10) didapat momen inersia balok T (c1) = 0.106 I b = c1 * bw *h 3 = 0.109 * 50 * 75 3 = 2299218,75 cm4

Ip =

1 1 3 * b * h p = * 382,15 * 15 3 = 107479,69 cm4 12 12

α2 =α4 =

I b 2299218,75 = = 21,39 107479,69 Ip IV - 8


Balok tengah α3

Gambar 4.11 Penampang balok T (hubungan pelat dan balok) Lebar efektif balok L berdasarkan SK SNI-03-2847-2002 pasal 3.1.10 butir 2 adalah yang terkecil dari : 7. beff =

l (400 − 50 ) = = 87,5 cm 4 4

8. bw + b1 + b2 = 25 + (8 * 15) + (8 * 15) = 265 cm 9. b < bw +

1 1 382,15 382,15 l1 + l 2 = 25 + + = 397,15 cm 2 2 2 2

→ diambil lebar yang terkecil, beff = 87,5 cm Berdasarkan grafik 1.2.a (Vis dan Kusuma, 1997) dari data berikut ini : b 87,5 = = 3,5 25 bw

hf hb

=

15 = 0.375 40

Dari table Cur 4 (hal 10) didapat momen inersia balok T (c1) = 0.141 I b = c1 * bw *h 3 = 0.141 * 25 * 40 3 = 225600 cm4

Ip =

1 1 3 * b * h p = * 400 * 15 3 = 112500 cm4 12 12

α1 =

I b 225600 = =2 I p 112500 IV - 9


αm =

α1 + α 2 + α 3 + α 4 n

=

(1,71 + 21,39 + 21,39 + 2) = 46,49 4

Cek tebal pelat terhadap persamaan 3.3 : ⎡ ⎛ f y ⎞⎤ ⎟⎥ ln ⎢0.8 + ⎜⎜ ⎟ 1500 ⎢⎣ ⎠⎥⎦ ⎝ h ¡Ã ⎡ ⎛ 1 ⎞⎤ 36 + 5β ⎢α m − 0.12⎜⎜1 + ⎟⎟⎥ β ⎠⎦ ⎝ ⎣

⎡ ⎛ 400 ⎞⎤ 714,3⎢0.8 + ⎜ ⎟⎥ ⎝ 1500 ⎠⎦ ⎣ h≥ = ⎡ 1 ⎞⎤ ⎛ 36 + (5 * 1.91)⎢46,49 * 0.12⎜1 + ⎟⎥ ⎝ 1,91 ⎠⎦ ⎣ 15 cm ≥ 6,5 cm ............Ok! Dalam perhitungan awal, pelat 12 cm sebenarnya memenuhi syarat untuk dipakai. Namun penulis mengambil dimensi 15 cm karena melihat bentuk bangunan yang cukup panjang sehingga rawan terhadap bahaya ledutan dan pelat dianggap sebagai struktur. Periksa Kekakuan Pelat Terhadap Ledutan (δ)

Menurut SK SNI 2002, batas lendutan izin maksimum adalah

l . Kemudian menurut 480

Timoshenko dan S. Woinowsky-Krieger (1988) untuk mengetahui lendutan yang terjadi akibat beban merata adalah :

D=

δ=

EC .h 3 12 1 − υ 2

(

)

α .WU .b 4 D

(4.1)

(4.2)

Dimana : δ

: lendutan yang terjadi (cm) IV - 10


α : koef. Lendutan (0,00407) WU : beban ultimit (kg/m2) υ : nilai poisson’s ratio (beton biasa = 0,2) EC : modulus elastisitas beton = 4700√ 35 = 278055,75 D : Ketegaran lentur untuk pelat (kg.cm) h : tebal pelat b : lebar pelat a. Pembebanan ultimit pada lantai 1. Beban mati (DL) - Pelat (15 cm) : 0,15 * 4000 = 600 kg/m2

= 600 kg/m2

Total

2. Beban hidup (LL) •

Beban hidup untuk lantai gedung parkir (menurut PPIUG-1983) = 400 kg/m²

•

Beban D terbagi rata (BTR) = 900 kg/m2 (SNI T-02-2005 Jembatan)

•

Beban D garis terpusat (BGT) = 490 kg/m2 (SNI T-02-2005 Jembatan)

•

Beban Truk = 0

3. Beban ultimit (WU) lantai atas

= 1,2 DL + 1,6 LL = 1,2*600 + 1,6*(400+900+490) = 3584 kg/m2

Dari Persamaan 4.1 dan 4.2 didapat momen lentur pelat (D) lendutan pelat (δ) sebagai berikut :

D=

EC .h 3 = 12 1 − υ 2

(

)

= 81461645,51 kg.cm

IV - 11


Lendutan izin maksimum (δizin) = 764,3 / 480 = 1,59 cm, sehingga : δ < δizin. Maka, tebal pelat 15 cm dapat digunakan.

4.2.2. Pra Rencana Balok sesudah Pelat

Diambil ruas lantai yang terluas yaitu 764,3 cm x 400 cm, dengan dimensi balok: Tinggi balok (h)

= 75 cm

Lebar Balok (b)

= 50 cm

Dimensi ini kemudian diperiksa dengan syarat-syarat : BW min ≥ 250 mm B

500 mm > 250 mm … ok bw ≥ 0,3 h

50/75 = 0,66 ≥ 0,3 …… ok ρmin < ρ < ρmax

1,4 7 <ρ< fy fy 0,0035 < ρ < 0,0175 Mencari nilai ρ Pembebanan Balok Beban mati (DL) - Pelat (h = 15 cm)

: l*hp*bjb

= 7,643*0,15*2400

= 2751,5 kg/m’

- Balok (75/50)

: bw*hb*bjb

= 0,75*0,50*2400

= 900 kg/m’

- Balok (40/25)

: bw*hb*bjb

= 0,40*0,25*2400

= 240 kg/m’

Total

= 3891,5 kg/m’ IV - 12


Beban Hidup (LL) Beban lantai Atas

= l*beban hidup lantai = 7,643*400 = 3057,20 kg/m’

Beban D terbagi rata

= 7,643* 900

= 6878,50 kg/m

Beban D garis terpusat

= 7,643*490

= 3745 kg/m’ 13710,7 kg/m’

Beban ultimit (WU)

= 1,2DL + 1,6LL = 1,2*3891,5 + 1,6*13710,7 = 22606,92 kg/m’

Pemeriksaan rasio luas tulangan (ρ) balok secara kasar Kondisi balok diasumsikan dengan tumpuan bebas dan tumpuan jepit, menggunakan Tabel 4.1 koefisien momen (Vis dan Kusuma, 1997), maka : MA = MH =

1 1 *WU*Ln2 = *22606,92 *(7,14)2 = 29546,88 kgm ≈ 295,46 kN-m 16 16

M lap AB = M lap GH =

1 *22606,92 *(7,14)2 = 33767,87 Kgm ≈ 337,67 kN-m 14

Bentang yang dipakai pada momen tumpuan B, C, dan D menurut SK SNI T-15-199103 adalah : L=

(Lki + Lka ) 2

MB = MG =

=

(7,643 + 7,643) 2

= 7,643 m

1 *22606,92 *(7,643)2 = 54170,52 kgm ≈ 541,71 kN-m 10

M lap BC = M lap CD = M lap DE = M lap EF = M lap FG =

1 *22606,92 *(7,643)2 = 33856,57 kgm ≈ 338,57 kN-m 16

MC = MD = ME =

1 *22606,92 *(7,643)2 = 49245,92 kN-m ≈ 492,46 kN-m 11

asumsi diameter tulangan utama = Ø 25 mm IV - 13


asumsi diameter tulang sengkang = Ø 10 mm tebal selimut beton = 4 cm = 40 mm Tinggi efektif (d) = 750 – 40 – 10 – 12,5 = 687,5 mm ≈ 0,69 m MA dan MH Mu = 295,46 = 1341,17 KN/m² bd² 0,50*(0,69)²

Untuk mencari nilai ρ perlu diketahui data-data sebagai berikut : - Ø =1 - fc’ = 35 Mpa - fy = 400 Mpa - d’/d = 4/69 = 0,06 ≈ 0,1

dari table 5.3.j, (Vis dan Kusuma, 1997) didapat nilai ρ = 0,0036 ρmin < ρ < ρmax 0,0035 < 0,0036 < 0,0175 ….. ok M lap A dan M lap GH Mu = 337,67 = 1418,48 KN/m² bd² 0,50*(0,69)²

dari Tabel 5.3.j, (Vis dan Kusuma, 1997) didapat nilai ρ = 0,0037 0,0035 < 0,0037 < 0,0175 ….. ok M B dan M G Mu = 541,71 = 2275,61 KN/m² bd² 0,50*(0,69)²

dari Tabel 5.3.j, (Vis dan Kusuma, 1997) didapat nilai ρ = 0,0060 0,0035 < 0,0060 < 0,0175 ….. ok IV - 14


M lap BC , M lap CD , M lap DE , M lap EF dan M lap FG Mu = 338,57 = 1422,26KN/m² bd² 0,50*(0,69)²

dari Tabel 5.3.j, (Vis dan Kusuma, 1997) didapat nilai ρ = 0,0037 0,0035 < 0,0037 < 0,0175 ….. ok M C dan M D dan M E Mu = 492,46 = 2068.73 KN/m² bd² 0,50*(0,69)²

dari Tabel 5.3.j, (Vis dan Kusuma, 1997) didapat nilai ρ = 0,0054 0,0035 < 0,0054 < 0,0175 ….. ok Jadi dimensi balok 50/75 dapat dipakai Pemeriksaan kekakuan balok terhadap lentur Lendutan maksimum yang terjadi pada tengah bentang bila balok dianggap jepit pada ujung-ujungnya menurut Timoshenko dan S. Woinowsky-Krieger (1988), adalah : δ=

2 5 Wu .L × 384 EI

(4.3)

Dimana : L : panjang bentang balok (cm) = 764,3 cm E : modus elestisitas balok (kg/cm2) = 4700 35 = 278055,75 kg/cm2 I

: momen inersia balok (cm4) =

1 b.h 3 = (50*75³)÷12 = 1757812,5 cm4 12

δ = 5 x 117,19 * (764,3) 2 = 0.182 cm 384 278055,75*1757812,5 Untuk balok menerus terjepit elastis memungkinkan terjadinya lendutan yang lebih besar, perbesaran lendutan dianggap sebesar 30 % sehingga lendutan maksimum balok menjadi : δ = 1,3*0,182 = 0,24 cm IV - 15


Lendutan izin balok (δizin) = 764,3 / 480 = 1,59 cm, sehingga : δ < δ izin, maka balok memenuhi syarat kekakuan.

4.2.3

Pra-rencana Kolom

Perkiraan ukuran penampang kolom didasarkan pada perkiraan kasar gaya normal yang bekerja pada kolom tengah, karena kolom tengah mengalami gaya normal tekan paling besar. Untuk merencakan dimensi kolom yang perlu diketahui yaitu : - Dimensi balok = 50 x 75 cm - Tebal Pelat = 15 cm -

Nu ≤ 0,2 fc’ (Kusuma dan Andriano, 1997 sesuai pers. 2.6) Agross

Agross ≥

Nu , dimana : 0,2. f c '

Nu = Wu

: Beban ultimit yang dipikul kolom (kg)

A gross

: Luas kolom yang dibutuhkan (cm2) = b x h

a.

Pembebanan ultimit vertikal kolom

1. Pembebanan lantai atap Beban mati (DL8) - Pelat (h = 15 cm) = 0,15*7,643*4*2400

= 11005,92 kg

- Balok (75/50)

= (0,75-0,15)*0,5* 7,643*2400

= 5502,96 kg

- Balok (40/25)

= (0,4-0,15)*0,25*4*2400

=

600 kg

- Balok (35/20)

= (0,35-0,15)*0,2*4*2400

=

384 kg

Total

=17492,88 kg IV - 16


Beban Hidup (LL8) - Beban Atap (100 kg/m2)

= 7,643*4*100

= 3057,2 kg

- Air hujan

= 7,643*4*0,05*1000

= 1528,6 kg

Total

= 4585,8 kg

Beban ultimit lantai Atap (WU Atap)

= 1,2DL8 + 1,6LL8 = 1,2*17492,88 + 1,6*4585,8 = 28328,74 kg/m’ = 28 ton

2. Pembebanan lantai 7 s/d 5 Beban Mati (DL) o Pelat (h = 15 cm) = 0,15*7,643*4*2400

= 11005,92 kg

o Balok (75/50)

= (0,75-0,15)*0,5* 7,643*2400

= 5502,96 kg

o Balok (40/25)

= (0,4-0,15)*0,25*4*2400

=

600 kg

o Balok (35/20)

= (0,35-0,15)*0,2*4*2400

=

384 kg

Total

=17492,88 kg

Beban Hidup (LL) Lantai untuk gedung parkiran (400 kg/m2) = 7,643*4*400

= 12228,8 kg

Beban D terbagi rata 7,643*4*900

= 27514,4 kg

Beban D garis terpusat 7,643*4*490

= 14980,3 kg 44723,5 kg

Beban ultimit lantai 7-5 (WU7-5)

= 1,2DL8 + 1,6LL8 = 1,2*17492,88 + 1,6*44723,5 = 87449,1 kg/m’ = 87 ton

Beban yang dipikul kolom (WU) WU = WU8 + WU 7-5 = 28 + (87*3) = 193 ton IV - 17


Jika kolom persegi, (b = h), maka Agross = b x h Æ Agross = b² = h², maka besarnya b = h =

Agross = √ (193000 ÷ (0,2 x 350)) = 49,85 cm

Î Dipakai ukuran kolom = b = h = 50 cm

3. Pembebanan lantai 4 s/d 3 Beban yang dipikul kolom lantai ini sama dengan lantai 7 s/d 5 Beban yang dipikul kolom (WU) WU = (WU8 + WU7 s/d 5) + WU4 s/d 3 = 193 + (87*2) = 234 ton Jika kolom persegi, (b = h), maka Agross = b x h Æ Agross = b² = h², maka besarnya b = h =

Agross = √ (234000 ÷ (0,2 x 350)) = 57,83 cm


4. Pembebanan lantai 2 s/d 1 Beban yang dipikul kolom lantai ini sama dengan lantai 4 s/d 3 Beban yang dipikul kolom (WU) WU = (WU8 + WU7 s/d 5 + WU4 s/d 3) + WU2 s/d 1 = 233 + (41*2) = 318 ton Agross = √ (318000 ÷ (0,2 x 350)) = 68,08 cm


IV - 18


Kesimpulan dan pengambilan dimensi struktur

Dari perhitungan prarencana untuk dimensi pelat, balok dan kolom dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : •

Dimensi Pelat - Tebal pelat (hp) : 15 cm

•

Dimensi Balok - Balok induk

: 75/50 cm

- Balak induk

: 40/25 cm

- Balok anak

: 35/20 cm

- Balok Perkakuan: 80/60 cm •

Dimensi Kolom - Kolom Lantai 5-8 = 50/50 cm - Kolom Lantai 3-4 = 60/60 cm - Kolom Lantai 1-2 = 70/70 cm - Kolom Perkakuan = 80/80 cm

IV - 19

BAB V DESAIN PENULANGAN ELEMEN GEDUNG

BAB V ANALISIS STRUKTUR

Gambar 5.1 denah gedung dengan kolom perkakuan (warna hitam)

5.1. Perhitungan gaya Gempa Dasar Ekuivalen 5.1.1. Perhitungan Berat Total Bangunan Beban hidup lantai atap: 100 kg/m² Beban hidup lantai atas: 400 kg/m² Beban D (terbagi rata + garis terpusat) = 900 + 490 = 1390 kg/m² Koef. Reduksi beban hidup: 0,5 (PPIUG-1983)

V-1


Lantai 8 Beban Mati - Pelat (h=15)

= 53,5 x 32 x 0,15 x 2400

= 616320 kg

- Balok (75/50) = (9 x 53,5) x 0,5 x 0,75 x 2400

= 433350 kg

- Balok (40/25) = [(6 x 32)+(8 x 4)] x 0,25 x 0,4 x 2400

= 53760 kg

- Balok (35/20) = (56 x 4) x 0,2 x 0,35 x 2400

= 37632 kg

- Kolom (50/50) = 48 x 1,5 x 0,5 x 0,5 x 2400

= 43200 kg

- Kolom (80/80) = 24 x 1,5 x 0,8 x 0,8 x 2400

= 55296 kg Wd

Beban Hidup Atap Wl = (32 x 53,5) x 100 x 0,5 Berat total lantai

= 1,2 DL+ 1,6 LL

= 1239558 kg = 85600 kg

Wu8 = 1624,43 ton

Lantai 7-5 Beban Mati - Pelat (h=15)

= 53,5 x 32 x 0,15 x 2400

= 616320 kg

- Balok (75/50) = (9 x 53,5) x 0,5 x 0,75 x 2400

= 433350 kg

- Balok (40/25) = [(6 x 32)+(8 x 4)] x 0,25 x 0,4 x 2400

= 53760 kg

- Balok (35/20) = (56 x 4) x 0,2 x 0,35 x 2400

= 37632 kg

- Kolom (50/50) = 48 x 3 x 0,5 x 0,5 x 2400

= 86400 kg

- Kolom (80/80) = 24 x 3 x 0,8 x 0,8 x 2400

= 110592 kg Wd

Beban Hidup lantai

= (32 x 53,5) x (400+900+490) x 0,5

Berat total lantai

= 1,2 DL+ 1,6 LL

= 1338054 kg = 1532240 kg

Wu7-5 = 1742,62 ton

V-2


Lantai 4-3 Beban Mati - Pelat (h=15)

= 53,5 x 32 x 0,15 x 2400

= 616320 kg

- Balok (75/50) = (9 x 53,5) x 0,5 x 0,75 x 2400

= 433350 kg

- Balok (40/25) = [(6 x 32)+(8 x 4)] x 0,25 x 0,4 x 2400

= 53760 kg

- Balok (35/20) = (56 x 4) x 0,2 x 0,35 x 2400

= 37632 kg

- Kolom (60/60) = 48 x 3 x 0,6 x 0,6 x 2400

= 124416 kg

- Kolom (80/80) = 24 x 3 x 0,8 x 0,8 x 2400

= 110592 kg Wd

Beban Hidup lantai

= (32 x 53,5) x (400+900+490) x 0,5

Berat total lantai

= 1,2 DL+ 1,6 LL

= 1419270 kg = 1532240 kg

Wu4-3= 1840,08 ton

Lantai 2 Beban Mati - Pelat (h=15)

= 53,5 x 32 x 0,15 x 2400

= 616320 kg

- Balok (75/50) = (9 x 53,5) x 0,5 x 0,75 x 2400

= 433350 kg

- Balok (40/25) = [(6 x 32)+(8 x 4)] x 0,25 x 0,4 x 2400

= 53760 kg

- Balok (35/20) = (56 x 4) x 0,2 x 0,35 x 2400

= 37632 kg

- Kolom (70/70) = 48 x 3 x 0,7 x 0,7 x 2400

= 169344 kg

- Kolom (80/80) = 24 x 3 x 0,8 x 0,8 x 2400

= 110592 kg Wd

Beban Hidup lantai

= (32 x 53,5) x (400+900+490) x 0,5

Berat total lantai

= 1,2 DL+ 1,6 LL

= 1464198 kg = 1532240 kg

Wu2 = 1893,99 ton

V-3


Lantai 1 Wd sama dengan lantai 2

= 1464198 kg

Beban Hidup lantai Wl = (32 x 53,5) x 400 x 0,5

= 1532240 kg

Berat total lantai

= 1,2 DL+ 1,6 LL

Wu1 = 2852,72 ton

Berat Total Bangunan = 1624,43 + (3 x 1742,62) + (2 x 1840,08) + 1893,99 + 2852,72 = 15279,16 ton

5.1.2. Beban Gempa Statik Ekuivalen dan Distribusinya a. Total waktu getar bangunan (T) TX = TY = 0,06*H3/4 = 0,06*(24)3/4 = 0,65 detik b. Faktor keutamaan (I) I = 1,0 … (tabel 3.2, untuk beton bertulang dengan daktalitas penuh) c. Koefisien dasar gempa (C) C = 0,35 … (struktur di Jakarta (zona 3), jenis tanah keras dan T = 1,09 detik) d. Gaya geser horizontal terhadap gempa (V) sepanjang gedung :

= 0,35 * 1 * 15279 = 629,14 8,5

h = 24/53,5 = 0,45 A

< 3, maka gaya-gaya gempa ekuivalen yang dimasukkan ke : Wi.Hi *VX.Y Tiap lantai adalah: Fi = ∑Wi.Hi

h = 24/32= 0,75 B

V-4


Tabel 5.1 Beban Gempa Horizontal untuk Gempa Statis arah X dan Y Lantai

Hi (m)

Wi (ton)

Wi*Hi

Fi x,y

1/8 Fi, x

(ton.m)

(ton)

(ton)

1/7 Fi,y (ton)

1

3

2852,72

8556

28.09

3,51

4,01

2

6

1893,99

11364

37,31

4,66

5,33

3

9

1840,08

16561

54,37

6,80

7,77

4

12

1840,08

22081

72,49

9,06

10,36

5

15

1742,62

26139

85,81

10,73

12,26

6

18

1742,62

31367

102,97

12,87

14,71

7

21

1742,62

36595

120,13

15,02

17,16

8

24

1624,43

38936

127,98

16

18,28

Jumlah

18098

191649

629,14

78,65

89,88

e. Total waktu getar bangunan (T) dengan cara T Rayleigh Tabel 5.1-a Waktu getar bangunan dalam arah X (Tx) Lantai

Wi (ton)

dix (cm)

1 2 3 4 5 6 7 8

2852,72 1893,99 1840,08 1840,08 1742,62 1742,62 1742,62 1624,43

0,52 1,27 1,71 2,15 2,61 2,98 3,38 3,82

dix²(cm)

Fi x (ton)

Wi.dix²

0,28 1,61 2.92 4,62 6,81 8,88 11,42 14,59

28.09 37,31 54,37 72,49 85,81 102,97 120,13 127,98 Σ

798,76 3049,32 5373,03 3956,17 11867,24 15474,44 19900,72 23701,22 84118,96

Fix. dix² 14,61 47,38 92,97 155,85 223,96 306,85 406,04 488,87 1756,54

TX = 6.3 √(ΣWi.dix²/g. ΣFi. dix) = 1,05 detik

V-5


Tabel 5.1-b Waktu getar bangunan dalam arah Y (Ty) Lantai

Wi (ton)

diy (cm)

1 2 3 4 5 6 7 8

2852,72 1893,99 1840,08 1840,08 1742,62 1742,62 1742,62 1624,43

0,59 1,29 1,75 2,18 2,69 3,08 3,53 3,96

diy²(cm) 0,33 1,66 3,06 4,75 7,23 9,49 12,46 15,68

Fi y (ton)

Wi.diy²

28.09 37,31 54,37 72,49 85,81 102,97 120,13 127,98 Σ

801,33 3075,32 5419,03 3956,17 11867,24 15474,44 19900,72 23701,22 85231,89

Fix. diy² 15,02 48,38 94,44 155,85 223,96 306,85 406,04 488,87 1803,51

Ty = 6.3 √(ΣWi.diy²/g. ΣFi. dix) = 1,09 detik

ΔT = 1,09-0,65 = 0,44 Æ 0,44/1,09 = 40% Æ Selisih lebih dari 20% menunjukkan bahwa perlu dilakukan analisa dinamik!

V-6


5.2 Permodelan dan Pembebanan Struktur

Pembuatan model struktur dimulai dengan menyusun titik-titik kumpul (joint). Masingmasing titik kumpul merupakan pembatas antar elemen yang digunakan untuk menyusun model struktur. Model struktur berbentuk portal 3 dimensi dalam arah X-YZ. Struktur terdiri atas lantai dasar sampai dengan lantai delapan atau atap dengan tinggi masing-masing 3 meter. Bangunan ini mempunyai luas 1712 m² dengan panjang 53,5 m dan lebar 32 m seperti pada gambar 5.1 di atas.

Gambar 5.2 Model struktur 3D

V-7


Gambar 5.3 Denah Potongan XZ dengan dimensi kolom dan balok

Gambar 5.4 Denah Potongan YZ dengan dimensi kolom dan balok

V-8


Kemudian, setelah model dan pembebanan diperiksa dan sudah benar semua, dilakukanlah analisa terhadap model struktur ini.

Gambar 5.5 Bentuk terdeformasi struktur

5.3 Hasil Analisis Struktur dari SAP 2000

Berdasarkan perhitungan analisis struktur pada SAP 2000 didapat hasil gaya-gaya untuk N, D, dan M akibat beban mati, beban hidup dan akibat beban gempa statik di bawah ini:

V-9


Gambar 5.6 Diagram Gaya Normal (N) akibat Beban Mati Tabel 5.2 Gaya N akibat beban mati

Posisi

Kolom Pinggir

Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8

-424,39 -368,88 -302,24 -242 -181,33 -131,66 -85,93 -41,69

Kolom Tengah (Luar) -582,71 -488,22 -371,48 -288,96 -196,83 -140,32 -92,61 -47,28

Nilai N (Ton) Kolom Tengah (Dalam) -602,07 -508 -389,41 -304,95 -209,23 -149,6 -98,6 -49,95

Kolom Perkakuan (Pinggir) -706,06 -621,89 -567,08 -492,25 -425,17 -327,42 -221,18 -112,32

Kolom Perkakuan (Dalam) -786,84 -698,13 -640,76 -552,72 -477,4 -365,39 -245,59 -124,09

V - 10


Gambar 5.7 Diagram Gaya Geser (D) akibat Beban Mati Tabel 5.3 Gaya D akibat Beban Mati

Posisi Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8

Kolom non-perkakuan Tengah Tengah Pinggir Luar Dalam 1,62 0,26 -3,46E-17 7,499 1,27 -1,49E-13 5,58 1,29 -2,64E-13 6,34 1,78 -4,73E-13 3,34 1,15 -4,30E-13 3,08 1,34 -7,30E-13 2,99 1,47 -9,71E-13 3 1,5 -1,13E-12

Kolom Perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam 1,02 0,11 4,43 0,49 7,07 0,98 8,84 1,41 10,11 1,94 10,89 2,39 11,32 2,74 12,08 3,03

Balok Tepi 2,53 2,86 2,94 2,9 2,68 2,76 2,81 2,26

A-B 1,31 1,57 1,43 1,37 1,12 1,09 1,07 0,91

B-C 2,05 1,78 2,35 2,32 2,95 3,15 3,24 2,85

C-D 2,05 2,47 1,93 2,09 1,49 1,36 1,33 1,3

D-E 1,31 0.98 1,35 1,23 1,67 1,78 1,81 1,77

V - 11


Gambar 5.8 Diagram Gaya Momen (M) akibat Beban Mati

Tabel 5.4 Gaya M akibat Beban Mati


Kolom non-perkakuan Tengah Tengah Pinggir Luar Dalam 4,44E-16 5,55E-17 0 10,13 1,64 -1,85E-13 8,26 1,78 -2,83E-13 9,15 2,53 -6,89E-13 3,34 1,66 -5,50E-13 3,38 1,96 -1,02E-13 4,49 2,17 -1,39E-12 3 2,24 -1,65E-12

Kolom Perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam 2,22E-16 0 5,95 0,61 9,82 1,32 12,91 1,97 14,82 2,76 16,17 3,46 16,89 4,03 17,55 4,38

Balok Tepi 2,41 2,97 3,07 2,91 2,48 2,62 2,73 1,63

A-B 0,62 0,94 0,81 0,65 0,39 0,39 0,4 0,13

B-C 1,41 0,67 1,75 1,64 2,97 3,41 3,59 2,86

C-D 1,58 2,4 1,18 1,47 0,15 0,14 0,22 0,31

V - 12

D-E 0,86 0,25 0,89 0,64 1,39 1,57 1,61 1,53


Gambar 5.9 Diagram Gaya Normal (N) akibat Beban Hidup

Tabel 5.5 Gaya N akibat Beban Hidup


Pinggir -55,95 -48,89 -40,23 -32,39 -24,24 -17,6 -11,47 -5,53

Kolom non-perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam -80,55 -83,89 -67,46 -70,77 -51,36 -54,29 -39,94 -42,52 -27,23 -29,2 -19,39 -20,87 -12,8 -13,75 -6,56 -6,98

Kolom Perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam -96,34 -109,33 -84,77 -97,04 -77,29 -89,11 -67,1 -76,9 -57,97 -66,44 -44,62 -50,85 -30,15 -34,18 -15,32 -17,29

V - 13


Gambar 5.10 Diagram Gaya Geser (D) akibat Beban Hidup

Tabel 5.6 Gaya D akibat Beban Hidup


Kolom non-perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam Pinggir 0,24 0,04 -4,69E-15 1,12 0,21 -1,85E-14 0,84 0,21 -3,46E-14 0,97 0,29 -6,32E-14 0,52 0,19 -5,80E-14 0,49 0,22 -9,98E-14 0,48 0,24 -1,33E-13 0,49 0,24 -1,55E-13


Balok Tepi 0,24 0,29 0,3 0,29 0,26 0,28 0,28 0,2

A-B 0,12 0,17 0,15 0,14 0,1 0,1 0,1 0,07

B-C 0,22 0,19 0,27 0,27 0,36 0,39 0,4 0,34

C-D 0,22 0,28 0,2 0,22 0,14 0,12 0,11 0,11

V - 14

D-E 0,13 0,08 0,14 0,12 0,18 0,2 0,2 0,2


Gambar 5.11 Diagram Gaya Momen (M) akibat Beban Hidup

Tabel 5.7 Gaya M akibat Beban Hidup


Kolom non-perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam Pinggir 5,55E-17 1,39E-17 0 1,52 0,27 -2,31E-14 1,24 0,29 -3,61E-14 1,4 0,41 -9,21E-14 0,79 0,27 -7,38E-14 0,74 0,32 -1,38E-14 0,73 0,35 -1,91E-13 0,73 0,36 -2,26E-13

Kolom Perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam -5,55E-17 0 0,93 0,11 1,54 0,23 2,04 0,34 2,36 0,47 2,59 0,58 2,73 0,67 2,85 0,72

Balok Tepi 0,31 0,39 0,4 0,38 0,32 0,34 0,36 0,2

A-B 0,09 0,13 0,12 0,09 0,05 0,06 0,06 0,01

B-C 0,2 0,1 0,26 0,25 0,43 0,5 0,52 0,4

C-D 0,22 0,33 0,16 0,19 0,01 0,04 0,05 0,06

V - 15

D-E 0,12 0,03 0,13 0,09 0,2 0,22 0,23 0,21


Gambar 5.12 Diagram Gaya Normal (N) akibat Gempa Statik Tabel 5.8 Gaya N akibat Gempa Statik


Pinggir 356,83 221,25 147,97 89,4 41,86 8,86 8,31 -8,88

Kolom non-perkakuan Tengah Dalam Tengah Luar 30,44 14,59 42,39 24,62 41,24 22,81 37,4 19,33 27,35 12,9 19 7,13 11,93 3,5 4,97 1,32


V - 16


Gambar 5.13Diagram Gaya Geser (D) akibat Gempa Statik

Tabel 5.9 Gaya D akibat Gempa Statik


Kolom non-perkakuan Tengah Tengah Pinggir Luar Dalam 76,05 84,39 84,42 66,29 92,22 93,09 48,63 61,3 62,69 43,19 55,41 57,45 23,79 29,16 30,5 17,32 21,85 23,35 9,06 12,62 14,21 0,96 3,7 5,33

Kolom Perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam 133,7 134,83 120,52 127,06 142,13 153,25 119.09 132,41 125,51 139,88 89,3 103,4 48,59 61,77 7,58 20,57

Balok Tepi 15,26 8,53 7,1 5,41 3,32 1,99 0,55 0,11

A-B 11,48 6,24 4,88 3,61 2,24 1,4 0,49 0,02

B-C 15,95 11,32 11,24 10,54 9,32 6,1 2,65 0,57

C-D 11,03 6,81 5,33 4,1 2,65 1,81 0,92 0,28

D-E 10,63 7,66 7,74 7,38 6,62 4,57 2,36 0,72

V - 17


Gambar 5.14 Diagram Gaya Momen (M) akibat Gempa Statik

Tabel 5.10 Gaya M akibat Gempa Statik


Kolom non-perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam Pinggir -5,68E-14 5,68E-14 -5,68E-14 95,42 136,49 137,31 72,67 91,58 93,45 64,17 82,85 85,73 35,34 43,61 45,54 25,79 32,83 35,05 13,34 18,96 21,34 1,29 5,56 8.01

Kolom Perkakuan Tengah Tengah Luar Dalam 0 0 178,31 186,41 214,79 230,53 178,97 198,49 187,51 208,96 130,36 151,74 68,9 88,99 8,95 28,11

Balok Tepi 30,6 17,1 14,23 10,83 6,65 4,06 1,24 0,05

A-B 19,44 10,58 8,26 6,03 3,68 2,38 0,94 0,15

B-C 29,61 21,59 21,77 20,58 18,38 12,29 5,76 1,82

C-D 19,54 12,15 9,49 7,31 4,71 3,45 2,09 1,11

V - 18

D-E 17,3 12,52 12,74 12,22 11,04 7,69 4,07 1,38


Dan berdasarkan perhitungan analisa struktur pada SAP 2000 didapat hasil maksimum untuk Mu, Vu dan Pu yang didapat dari DCON 2 dan DCON 3 sebagai berikut: Tabel 5.11: Mu dan Vu ntuk balok (dalam Ton): Balok 75/50

Balok 40/25

Balok 80/60

Mu Lapangan

18,7

2,22

12,8

Mu Tumpuan

80,94

5,77

47,79

Vu

46,89

11,56

59,54

Tabel 5.12, Mu, Vu, Pu untuk Kolom (Dalam Ton): Kolom 70x70

Kolom 60x60

Kolom 50x50

Kolom 80x80

Mu

411,71

145,37

70,29

658,34

Vu

137,30

100,35

47,39

216,29

Pu

11040,02

461,97

245,36

1047,67

V - 19


5.4 Desain Penulangan Elemen Struktur 5.4.1 Penulangan Pelat

Desain penulangan pelat memakai cara manual dan menggunakan tabel dari buku CUR-1 dan CUR-4 dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Pembebanan (untuk semua lantai) Beban mati -

Berat Sendiri Pelat

= 0.15 * 2400 = 360 kg/m2 WD

= 360 kg/m2

Beban hidup Beban hidup lantai (WL) = 400 kg/m2 Beban Ultimate WU = 1.2 WD + 1.6 WL

= (1.2 * 360) + (1.6 * 400) = 1072 kg/m2

Data yang perlu diketahui untuk perhitungan yaitu :

V - 20


Tebal pelat = 15 cm Tebal penutup beton ( d ) = 20 mm Dari CUR 1 halaman 50-52 untuk fy = 400 Mpa dan fc’ = 35 Mpa didapat

ρmin = 0,0023 ; ρmax = 0,0271 Asumsi diameter tulangan = 10 mm Tinggi efektif X ( d ) = hp – d -( ½ * dt ) = 150 – 20 – ( ½ *10 ) = 125 mm Tinggi efektif y ( d ) = hp – d - dtx -( ½ * dt ) = 150 – 20 - 10 – ( ½ *10 )

= 115 mm

2. Desain Penulangan Pelat Β=

ly lx

=

7,64 = 1,91 < 2 …… bekerja pelat dua arah 4,00

Dari CUR 4 halaman 26 didapat: mlx = 0.001 wu lx2 x = 0.001 * 1072 * 42 * 58 = 994,82 kg.m = 9,95 kN/m mly = 0.001 wu lx2 y = 0.001 * 1072 * 7,642 * 15 = 938,58 kg.m = 9,39 kN/m mtx = -0.001 wu lx2 x = -0.001 * 1072 * 42 * 82 = - 1406,06 kg.m = - 14,06 kN/m mty = -0.001 wu lx2 y = -0.001 * 1072 * 7,64 2 * 53 = -3316,33 kg.m =- 33,16 kN/m

Perhitungan Tulangan a. Momen lapangan arah X 9,95 = 636,8 kN/m2 Mu = 9,95 kN.m → Mu = 2 2 Bd 1 * 0,125 b. Momen lapangan arah Y 9,39 = 710,02 kN/m2 Mu = 9,39 kN.m → Mu = Bd2 1 * 0,1152 V - 21


Momen tumpuan arah X Mu = -14,06 kN.m → Mu = Bd2

-14,06 1 * 0,1252

= -899,84 kN/m2

-33,16 1 * 0,1152

= -2507,37 kN/m2

Momen tumpuan arah Y Mu = -33,16 kN.m → Mu = Bd2

Dari CUR 1 halaman 50-52 untuk fy = 400 Mpa dan fc’ = 35 Mpa didapat ρmin = 0.0023 ρmax = 0.0271 untuk ρmin < ρ < ρmax , maka As = ρ * b * d untuk ρ < ρmin , maka As = ρmin * b * d Dari CUR 4 tabel 5.1 hal 48 untuk fy = 400 Mpa dan ø = 1 didapat nilai ρ sebagai berikut : a. Momen lapangan arah X ρ = 0.0004 (interpolasi) → As = ρmin* b*d = 0.0023 *1000*125 = 287,5 mm2 b. Momen lapangan arah Y ρ = 0.0004 (interpolasi) → As = ρmin* b*d = 0.0023 *1000*115 = 264,5 mm2 c. Momen tumpuan arah X ρ = 0.0006 (interpolasi) → As = ρmin* b*d = 0.0023 *1000*125 = 287,5 mm2 d. Momen tumpuan arah Y ρ = 0.0015 (interpolasi) → As = ρ * b*d = 0.0023 *1000*115 = 759 mm2 Dari table 2.2a CUR 4 halaman 15 didapat a. Jumlah tulangan mlx untuk As = 287,5 mm2 dan ø 1 yaitu 4 tulangan b. Jumlah tulangan mly untuk As = 264,5 mm2 dan ø 1 yaitu 4 tulangan c. Jumlah tulangan mtx untuk As = 287,5 mm2 dan ø 1 yaitu 4 tulangan

V - 22


d. Jumlah tulangan mty untuk As =759 mm2 dan ø 1 yaitu 10 tulangan Menentukan jarak tulangan a. Jarak tulangan mlx =

b Jumlah Tulangan

b. Jarak tulangan mly =

b = 100 = 25 cm; ø 10-25 Jumlah Tulangan 4

c. Jarak tulangan mtx =

b = 100 = 25 cm; ø 10-25 Jumlah Tulangan 4

d. Jarak tulangan mtx =

b = Jumlah Tulangan

= 100 = 25 cm; ø 10-25 4

100 = 10 cm; ø 10-10 10

Gambar 5.6 Desain Penulangan Pelat 5.4.2 Tulangan Lentur pada Balok Induk 75/50

Dalam menentukan tulangan lentur untuk balok, data-data yang diperlukan antara lain: fy = 400 Mpa fc’ = 35 Mpa Dari CUR 1 hal 50-52 untuk fy = 400 Mpa dan fc’ = 35 Mpa didapat ρmin = 0.0023 V - 23


ρmax = 0.0271 a. Tulangan Tumpuan

Selimut beton = 40mm h = 750 mm Diketahui o Diameter tulangan utama = 25 mm o Diameter tulangan sengkang = 10 mm o d’ = 40 + 10 + (0.5*16) = 62,5 mm o d = h-d = 750 – 40 – 10 – (0.5*16) = 687,5 mm o d’ ÷ d = 62,5 / 687,5 = 0,09 o ф = 0.8

Dari hasil output SAP 2000 diketahui : MU = 809,4 kN.m didapat dari Combo3 (1.2 D + 1.0 L + (Ex + 0.3 Ey)) 809,4 Rn = Mu = Bw d² 0,5 * 0,6875²

= 3424,90 kN.m

Dari tabel 5.3.e CUR 4 halaman 63, didapat ρ = 0.0114 ρ yang didapat dari tabel 5.3.e di atas merupakan ρ untuk tulangan tarik saja, sedangkan untuk ρ tulangan tekan adalah setengah (0.5) ρ tulangan tarik. Tulangan tarik As = ρ . b . d

V - 24


As = 0.0114 * 500* 687,5 = 3918,75 mm2 Pada tabel 2.2.a pada CUR 4, dengan luas penampang tulangan 3927 dan diameter D 25 didapat banyaknya tulangan tarik 8 buah. Periksa tulangan terpasang : As aktual = 3927 mm2 d aktual = 687,5 mm2 3927 ρ aktual = As = Bw d 500 * 687,5

= 0,0114 kN.m

ρmin < ρ < ρmax 0.0023 < 0.0114 < 0.0271 Jadi, tulangan tarik 8 D 25 pada tumpuan dapat digunakan. Tulangan tekan As = ρ . b . d As = 0.0057 * 500 * 687,5 = 1959,38 mm2 Pada tabel 2.2.a pada CUR 4, dengan luas penampang tulangan 1963 dan diameter D 25 didapat banyaknya tulangan tekan 4 buah.. b. Tulangan Lapangan Selimut beton = 40mm H = 750 mm Dari hasil output SAP 2000 diketahui harga ekstrem momen lapangan: MU = 187 kN.m didapat dari Combo-2 (1.2D + 1.6 L) = 791,27 kN.m Rn = Mu = 187 Bw d² 0,5 * 0,6875²

V - 25


Dari tabel 5.3 e CUR 4 halaman 63, didapat ρ = 0.0026 ρ yang didapat dari tabel 5.3.e di atas merupakan ρ untuk tulangan tarik saja, sedangkan untuk ρ tulangan tekan adalah setengah (0.5) ρ tulangan tarik. Tulangan tarik As = ρ . b . d As = 0.0026 * 500 * 687,5 = 893,75 mm2 Pada tabel 2.2.a pada CUR 4, dengan luas penampang tulangan 982 dan diameter D 25 didapat banyaknya tulangan tarik 2 buah. Periksa tulangan terpasang : As aktual = 982 mm2 d aktual = 687,5 mm2 982 = 0,0029 kN.m ρ aktual = As = Bw d 500 * 687,5 ρmin < ρ < ρmax 0.0023 < 0.0029 < 0.0271 Jadi, tulangan tarik 2 D 25 pada lapangan dapat digunakan. Tulangan tekan As = ρ . b . d As = 0.0013 * 500 * 687,5 = 446,88 mm2 Pada tabel 2.2.a pada CUR 4, dengan luas penampang tulangan 491 dan diameter D 25 didapat banyaknya tulangan tarik 1 buah Æ Tulangan minimal 2 buah

V - 26


5.4.3 Tulangan Geser Balok Struktur

Tulangan geser dirancang dengan asumsi beton menahan gaya geser, gaya geser sesuai peraturan yakni sebesar ΦVc. Dari output SAP 2000 untuk balok 750 x 500 dapat diketahui gaya geser ekstrem yang terjadi sebesar Vu = 46890 Kg Gaya geser yang dapat ditahan oleh beton tanpa tulangan adalah: Vc =

1 6

f c '.bw .d =

= (1/6) √35 . 500. 687,5

= 338942 N = 33894kg Diketahui

Diameter tulangan utama = 25 mm

Diameter tulangan sengkang = 10 mm

d’ = 40 + 10 + (0.5*25) = 62,5 mm

d = 700 – 40 – 10 – (0.5*16) = 687,5 mm

Jarak sengkang tidak perlu lebih dari : s≤

d 2

S < 687,5 = 343,75 mm = 35 cm 2

V - 27


Vu = ΦVc + ΦVs 46890 = Φ 33894 + ΦVs ΦVs = 26553,6 Vs = 44256 kg As =

44256 = 30,73 cm² = 3073 mm² Vs = ΦFy 0,6 * 2400

Pada tabel 8.4.a pada CUR 4, dengan luas penampang tulangan 2090 didapat jarak tulangan geser Φ 10 – 75 mm Periksa apakah Vu ≤ Φ Vn Dengan Vn = Vc + Vs

Vn = Vc + Vs = 33894 + 44256 = 78150 kg Periksa dengan rumus : Vu ≤ Φ Vn 46890 ≤ 0.6 * 78150 46890 ≤ 46890 Dapat disimpulkan bahwa balok perlu tulangan geser. Jarak tulangan geser yang terpasang : Φ 10 – 75 mm

V - 28


Tabel 5.13 perhitungan Tulangan Lentur dan Geser Balok 40/25 dan 35/20

d' d d'/d Mu As tarik/aktual Tul. Tarik As tekan/aktual Tul. Tekan Tulangan Geser

Balok 40/25 (Tumpuan) 62,5 mm 337,5 mm 0,19

Balok 40/25 (Lapangan)

Balok 35/20 (Tumpuan)

Balok 35/20 (Lapangan)

57,7 KN.m 599,06/982 mm² 2 D 25

62,5 mm 337,5 mm 0,19 22,2 KN.m 227,81/491 mm² 1 D 25

62,5 mm 237,5 mm 0,2 52,5 KN m 632,5/982 mm² 2 D 25

62,5 mm 237,5 mm 0,2 32.8 KN.m 402,5/491 mm² 1 D 25

489,38/491 mm² 1 D 25

118,13 / 491 mm² 1 D 25

316,25/491 mm² 1 D 25

206,25/491 mm² 1 D 25

Φ 10 ‐ 250 mm

‐

V - 29


Gambar 5.7 Penulangan Balok (penulangan minimal 2) V - 30


5.4.4 Tulangan Lentur Kolom 70 x 70 Data-data yang dipakai untuk menentukan tulangan lentur pada kolom sama seperti data yang diperlukan untuk menentukan tulangan lentur pada balok, yaitu : fy = 400 Mpa fc’ = 35 Mpa Selimut beton = 40 mm B = 700 mm; H = 700 mm Asumsi :



d’ = 40 + 10 + (0.5*20) = 60 mm

d = 700 – 60 = 640 mm

d’ = 60 = 0,09 h 640

Ø = 0.8

Dalam menentukan penulangan pada kolom dapat dibedakan menjadi dua bagian diantaranya : 1. Tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom 2. Tulangan dipasang sama rata pada sisi-sisi penampang kolom Dalam penulangan struktur kolom bangunan ini.Untuk kolom persegi panjang, tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom.. Untuk menentukan tulangan dapat menggunakan tabel dan grafik yang ada pada CUR 4.

V - 31


Dari hasil output SAP 2000 untuk kolom 70 x 70 diketahui : MU = 41171 Kg.m Pu = 1104020 Kg Pada sumbu vertikal (ordinat) dinyatakan : Pu ØAgr.0,81.Fc’

=

1104020 = 0,99 0,8 x 0,7 x 0,7 x 0,81 x 3500000

Pada sumbu horisontal dinyatakan : Pu e * t φ. Agr .0.81. f c ' h

ef = Mu = 41171 = 0,04 Pu

1104020

Maka, 1104020 * 0,04 = 0,06 0,8 x 0,7 x 0,7 x 0,81 x 3500000 0,7

Karena tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom, maka pada grafik penulangan kolom 6.2.a didapat : r = 0.022 β = 1.33 Penentuan harga ρ ρ = r* β = 0,022*1,33 = 0,029 Luas tulangan yang digunakan As = ρ * b * d = 0.029 * 700 * 640 = 14210 mm2 Dengan luas penampang tulangan baja 14476 mm2 didapat jumlah tulangan sebanyak 18ø32. V - 32


5.4.5 Tulangan Geser Kolom Struktur 70 x 70 Dari output SAP 2000 dapat diketahui gaya geser yang terjadi sebesar : Vu = 137300 kg Nu = 1104020 kg Asumsi :



d’ = 40 + 10 + (0.5*32) = 66 mm

Jarak sengkang tidak perlu lebih dari : s≤

h 4

S < 700 = 175 mm = 17,5 cm 4 Menurut SK SNI 03-2847-2002, nilai Vc dan Vs dapat dihitung secara manual seperti terlihat pada rumus di bawah ini. Periksa apakah Vu ≤ Φ Vn Dengan Vn = Vc + Vs Dimana

Vc = 1 +

Nu * 14 Agr

fc ' * bw * d 6

= 77376,88 kg V - 33


Dengan Vs =

Av * f y * d s

S = Av. Fy x bw = Vu ÷ 6

175 =

AV.400 x 700 = 137300 ÷ 6

AV.400 x 700 137300 ÷ 6

Av = 14,3

Vs = 14,3*400*660 = 21572,57 N = 2157,26 kg 175 A sengkang =

Vs Ø Fy

= 2157,26 0,6 (400)

= 8,99 cm² = 899 mm²

Vn = Vc + Vs = 77376,68+ 2157,26 = 79533 kg Periksa dengan rumus : Vu ≤ Φ Vn 137300 > 0.6 * 92777 137300 > 47719 Dapat disimpulkan bahwa kolom membutuhkan tulangan geser, dan dari tabel 8.4.a didapat tulangan geser sebesar: ø8-125 mm.

V - 34


Tabel 5.14: perhitungan Tulangan Lentur dan Geser untuk Kolom 60/60, 50/50 dan 80/80. d' d d'/d Mu Pu As = ρ.b.d jumlah tulangan Tulangan Geser

Kolom 60/60 60 mm 540 mm 0,11

kolom 50/50

Kolom 80/80

14537 kg.m 461970 kg 9000 mm²

60 mm 440 mm 0,14 7029 kg.m 245360 kg 5985 mm²

60 mm 740 mm 0,08 65834 kg.m 1047670 kg.m 22131 mm²

12 Ø 32

8 Ø 32

28 Ø 32

Ø8‐150 mm

Ø8‐250 mm

Ø10‐150 mm

V - 35


Gambar 5.8 Penulangan Kolom 70/70, 60/60, 50/50 dan 80/80

V - 36


5.4.6 Periksa terhadap Kekuatan dan stabilitas kolom 1. Terhadap Kekuatan Diagram interaksi ini didapat dari hasil program SAP 2000, untuk mengetahui apakah kolom yang kita buat cukup kuat untuk menahan struktur atau tidak. 1. Kolom 70/70 dengan jumlah tulangan 18-D 32

Diagram. Pn vs. Mn

Column Capacity

14000

Design Load

12000 10000

Minimum Moment

Pn (kN)

8000 6000 4000 2000 0 -500

0 Mn (kN.m) 500

1000

1500

-2000

2. Kolom 60/60 dengan jumlah tulangan 12-D 32

Diagram. Pn vs. Mn

Column Capacity

14000

Design Load

12000 10000

Minimum Moment

Pn (kN)

8000 6000 4000 2000 0 -500

0 Mn (kN.m) 500

1000

1500

-2000

V - 37



Diagram. Pn vs. Mn

Column Capacity

14000

Design Load

12000 10000

Minimum Moment

Pn (kN)

8000 6000 4000 2000 0 -500

0 Mn (kN.m)

500

1000

1500

-2000


Diagram. Pn vs. Mn Column Capacity

14000 12000

Design Load

10000

Minimum Moment

Pn (kN)

8000 6000 4000 2000 0 -500

0 Mn (kN.m)

500

1000

1500

-2000

V - 38


2. Terhadap Stabilitas Dari output SAP 2000 dapat diketahui gaya yang bekerja sebagai berikut : Kolom 50x50 Pu

= 245360 kg

1.2 D = 62973 kg 1.2 D + 1.6 L = 151000 kg Inersia kolom : 1 * 500 * 500³ = 5,2 * 10 12 Ec = 4700 35 = 27805.5 N / mm 2

9

Dimana kolom harus mampu menahan tekuk dengan : Pu ≤ Pc Dengan : Pc =

π 2 EI lc

Dimana

⎛ Ec I g ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ 2 . 5 ⎠ EI k = ⎝ 1+ βd βd =

= 4,1 * 10

1.2 D = 62973 1.2D + 1.6 L 151000

13

N.mm² = 41000 KN m²

Pc = л * 41000 = 85826,67 KN 1,5

V - 39


Periksa : Pu = 2453, 60 KN < Pc = 85826,87 KN Sehingga kolom 50 x 50 stabil dalam menahan tekuk.

Tabel 5.15: Periksa kolom terhadap stabilitas untuk kolom 60 x 60, 70 x 70 dan 80 x 80 Kolom 60 x 60

Kolom 70 x 70

Kolom 80 x 80

Pu (KN)

4619,70

11040,20

10476,69

Inersia kolom

1,08 x 10 10

2 x 10 10

3,41 x 10 10

Ec

27805,5

27805,5

27805,5

Pc (KN)

544249

992533

1695851

Stabil menahan tekuk?

Ya

Ya

Ya

V - 40

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN


6.1

Kesimpulan

Dari pengerjaan perancangan ini, dapat diambil kesimpulan-kesimpulan sebagai berikut: a. Kekakuan keseluruhan struktur gedung tanpa memakai sistem perkakuan tambahan dinding geser memenuhi syarat, berarti tidak diperlukan dinding geser (shear wall). b. Ukuran balok aman dari segi kekakuannya karena lendutan (deformasi) yang terjadi hanya sekitar 2,2 mm pada bentang balok 7,643 m, sedangkan lendutan yang diizinkan sebesar 15,9 mm. c. Struktur memiliki kolom-kolom pengaku yang berjumlah 24 buah dengan penampang 80x80 cm. Kolom – kolom pengaku tersebut berfungsi untuk menahan beban gempa yang mengakibatkan goyangan pada struktur. d. Desain tulangan struktur dilakukan secara manual dengan mengacu pada SK SNI 1726/2002 dengan mengambil data-data yang diperlukan dari hasil output SAP 2000

VI - 1


6.2

Saran

Dari penyusunan yang penulis susun selama ini, ada beberapa saran yang dapat penulis sampaikan. 1. Analisis hanya sampai pada beban gempa statis saja, sebaiknya struktur gedung parkir ini bias dianalisis dengan beban gempa dinamis. 2. Untuk kesimpulan dan saran lebih lanjut, perlu dilakukan analisis yang lebih mendalam lagi.

VI - 2

Daftar Pustaka

DAFTAR PUSTAKA

Nt, Suyono. 2007. Rangkuman Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG) - 1983. Dep. Pemukiman dan Prasarana Wilayah, 2002. Standard Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung. Bandung : Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pemukiman. Kusuma, Gideon dan Vis, W.C.1996. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03. Edisi Kedua. Jakarta : Erlangga. 2002. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI 031726-2002. Jakarta : Badan Standardisasi Nasional. Triyani, Nita dan Mohamad Zaenudin. 2004. Perancangan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak di Jakarta. Tugas Akhir. Vis, W.C dan Gideon Kusuma, 1997. Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang Edisi Kedua, Jakarta : Erlangga. Vis, W.C dan Gideon Kusuma, 1997. Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang (1988). Edisi Kedua, Jakarta : Erlangga. Vis, W.C dan Gideon Kusuma, 1997. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa. Edisi Kedua, Jakarta : Erlangga. Gunawan, Hendra. 2008. Perancangan Alternatif Struktur Atas Apartemen teluk Intan. Tugas Akhir. Gurki, J. Thambah Sembiring, 2007. Beton Bertulang. Edisi Revisi, Bandung: Penerbit Rekayasa Sains

DESAIN ALTERNATIF GEDUNG PARKIR UNIVERSITAS BINA NUSANTARA TANPA SISTEM PERKAKUAN DINDING GESER

Recommend Documents