BAB IV ANALISA STRUKTUR

Bab IV Analisa Struktur

BAB IV ANALISA STRUKTUR

IV.1

Preliminari Desain

IV.1.1 Preliminari Desain Pelat Lantai Untuk preliminari desain perencanaan tebal pelat lantai, harus ditinjau panel pelat lantai dengan bentangan paling lebar/ paling luas atau bentang antar balok terpanjang. Pada studi kasus penyusunan tugas akhir ini, bentang pelat lantai terlebar terdapat pada level lantai atap, dengan panjang bentangan sepanjang 7,537m. 1. Tinjauan kasus pelat lantai atap

Gambar 4.1 Tinjauan kasus pelat lantai atap IV- 1 http://digilib.mercubuana.ac.id/


Dari data tersebut dapat digunakan untuk perhitungan preliminari desain tebal pelat lantai sebagai berikut : Denah rencana preliminari desain plat lantai

Gambar 4.2 Tinjauan bentang terluas pelat lantai roof

 Menentukan tinggi balok, lebar balok, & α 

Lx = 7,537 m = 753,7cm Ly= 6,537 m = 653,7cm = Lx / Ly = 753,7 / 653,7 = 1,15



Perkiraan tebal pelat awal = 12cm

IV- 2 http://digilib.mercubuana.ac.id/


a. Balok as 1 A-B (satu ujung menerus)  Tinggi balok as 1 A-B hb1 = L / 18,5 = 753,7/ 18.5 h = 40,7cm ≈ 45cm bw = 0.5.h s/d 0,65.h --» diambil bw = 0,6h bw = 0,6 x 45 = 27cm ≈ 30cm

 Lebar balok as 1 

bf < 1/4L = ¼.753,7 bf = 188,4cm



bf < bw + 6.hp = 30 + 6.12 bf = 102 cm



bf < bw + 1/2(Ln – bw) = 30 + ½(653,7-30) bf = 341,9cm

» diambil nilai bf terkecil ; bf = 102cm  potongan balok as 1



Gambar 4.3 Potongan balok as 1

 menentukan nilai α1 balok as 1 » mencari nilai Ibalok Ib = c1.bo.ht3 2  b  h  h   3 e  11  0  0  3 b ht  ht  1   be  h  c1  1    1 0    0   12 bo  ht   be h    1    1 0 b0  ht     

2   102  12  12  3  11     3 1 45  45   102  12   30  c1  1    1    12   30  102  12  45  1   1    30  45  

» dimana : be = 102 cm bo = 30 cm ht = 45 cm h0 = 12cm

c1 = 0,1396 Ib = 0,1396 x 30 x 453 = 381.610cm4

» mencari nilai Ipelat Ip = 1/12.b1.hp3 --» b1 = 653,7/2 = 326,85cm = 1/12 x 326,85 x 123 Ip = 47.066cm4 » mencari nilai α1 α = Ib/ Ip = 381.609,77/47066,4 α1 = 8,22



b. Balok as B (satu ujung menerus)  Tinggi balok as 2 hb1 = L / 18,5 = 653,7/ 18,5 h = 35,3cm ≈ 40cm bw = 0.5.h s/d 0,65.h --» diambil bw = 0,6h bw = 0,66x40 = 24cm ≈ 25cm  Lebar balok as B 

bf < 1/4L = ¼ x 653,7 bf = 163,4cm



bf < bw + 8.hp = 25 + 8.12 bf = 121cm



bf < bw + 1/2(Ln.ka – bw) + 1/2(Ln.ki – bw) = 25 + ½(753,7-25) + ½(753,7-25) bf = 753,7cm

» diambil nilai bf terkecil ; bf = 121cm  potongan balok as B

Gambar 4.4 Potongan balok as B



 menentukan nilai α2 balok as B » mencari nilai Ibalok Ib = c1.bo.ht3 2  b  h  h   3 e  11  0  0  3 b ht  ht  1   be  h  c1  1    1 0    0   12 bo  ht   be h    1    1 0 b0  ht     

2   121  12  12  3  11     3 1  121  12   25  40  40  c1  1    1    12   25  121  12  40  1   1   25 40    

» dimana : be = 121cm bo = 25cm ht = 40cm h0 = 12cm

c1 = 0,1575 Ib = 0,1575 x 25 x 403 = 252.079cm4 » mencari nilai Ipelat Ip = 1/12.b1.hp3 --» b1 = (753,7+753,7)/2 = 753,7cm = 1/12 x 753,7 x 123 Ip = 108.533cm4 » mencari nilai α2 α2 = Ib/ Ip = 252.079 / 108.533 α2 = 2,32

c. Balok as 2 (satu ujung menerus)  Tinggi balok as 2 hb1 = L / 18,5



= 753,7/ 18,5 h = 40,7cm ≈ 45cm bw = 0.5.h s/d 0,65.h --» diambil bw = 0,6h bw = 0,6.45 = 27cm ≈ 30cm  Lebar balok as 2 

bf < 1/4L = ¼.753,7 bf = 188,4cm



bf < bw + 8.hp = 30 + 8.12 bf = 126cm



bf < bw + 1/2(Ln.ka – bw) + 1/2(Ln.ki – bw) = 30 + ½(653,7-30) + ½(653,7-30)

bf = 653,7cm » diambil nilai bf terkecil ; bf = 126cm  potongan balok as 2

Gambar 4.5 Potongan balok as 2  menentukan nilai α3 balok as 2 » mencari nilai Ibalok Ib = c1.bo.ht3 2  b  h  h   3 e  11  0  0  3 b ht  ht  1   be  h  c1  1    1 0    0   12 bo h  h b  t     1   e  1 0    b0  ht  

» dimana : be = 126cm bo = 30cm ht = 45cm h0 = 12cm IV- 7

http://digilib.mercubuana.ac.id/


2   126  12  12  3  11     3 1 45  45   126  12   30   1   c1  1    12   30  126  12  45  1   1   30 45    

c1 = 0,1503 lb = 0,1503 x 30 x 453 Ib = 410.862 cm4 » mencari nilai Ipelat Ip = 1/12.b1.hp3 --» b1 = (653,7+653,7)/2 = 653,7cm = 1/12 x 653,7 x 123 Ip = 94.133cm4 » mencari nilai α3 α2 = Ib/ Ip = 410.862 / 94.133 α3 = 4,36

d. Balok as A (satu ujung menerus)  Tinggi balok as A hb1 = L / 18,5 = 653,7/ 18.5 h = 35,3cm ≈ 40cm bw = 0.5.h s/d 0,65.h --» diambil bw = 0,6h bw = 0,6 x 40 = 24cm ≈ 25cm



 Lebar balok as 1 

bf < 1/4L = ¼.653,7 bf = 188,4cm



bf < bw + 6.hp = 25 + 6.12 bf = 97 cm



bf < bw + 1/2(Ln – bw) = 25 + ½(753,7-25) bf = 389,4cm

» diambil nilai bf terkecil ; bf = 97cm  potongan balok as 1

Gambar 4.6 Potongan balok as A

 menentukan nilai α4 balok as A » mencari nilai Ibalok Ib = c1.bo.ht3 2  b  h  h   3 e  11  0  0  3 b ht  ht  1   be  h  c1  1    1 0    0   12 bo  ht   be h    1    1 0 b0  ht     

» dimana : be = 97 cm bo = 25 cm ht = 40 cm h0 = 12cm



2   97  12  12  3  11     3 1  97  12   25  40  40  c1  1    1    12   25  40   97  12 1    1    25  40  

c1 = 0,1466 Ib = 0,1466 x 25 x 403 = 234.551cm4

» mencari nilai Ipelat Ip = 1/12.b1.hp3 --» b1 = 753,7/2 =377cm = 1/12 x 377 x 123 Ip = 54.266 cm4 » mencari nilai α1 α = Ib/ Ip = 234.551/54.266 α4 = 4,78



Menentukan tebal plat m 

m 

1   2   3   4 4 8,11  2,32  4,36  4,32 4

αm = 4,78 nilai αm > 2, maka digunakan persamaan : fy   ln  0,8   1500  hp   36  9

ln = 653,7 – (25x2) =603,7cm Fy = 400Mpa IV- 10 http://digilib.mercubuana.ac.id/


h p  90mm 400   603,7 0,8   1500   hp  36  5.1,15

hp = 10,32cm > 9cm --»» OK hp = 10,32cm ≈ 12cm maka digunakan tebal pelat untuk semua level lantai adalah ; hp = 12cm 

Menentukan Tulangan Plat Perhitungan tulangan plat dilakukan secara manual dimana As 

Mn  . fy. jd

1. Tulangan Arah X qu  1.2 xDL  1.6LL qu  1.2 x106  1.6 x120 qu  313.6kg / m2 1 Mn  xquxL 2 10 Mn 

1 x313.6kg / m2 x7.53m 10

Mn  236.36kg / m Mn  23636kg / cm

Jd= 0.9 d As 

Mn  . fy. jd

d=12 - selimut beton = 12 – 1 = 11 cm fy  4078kg / cm

As  0.68cm2

Ad 10 

1 d 2 4



Ad10  0.785cm2

S

Asd10 x100 As

S  113,97

maka digunakan tulangan pelat untuk semua level lantai adalah ; D10-100 2. Tulangan Arah Y qu  1.2 xDL  1.6LL qu  1.2 x106  1.6 x120 qu  313.6kg / m2 1 Mn  xquxL 2 10 Mn 

1 x313.6kg / m2 x6.53m 10

Mn  205.00kg / m Mn  20500kg / cm

Jd= 0.9 d As 

Mn  . fy. jd

d=12 - selimut beton = 12 – 1 = 11 cm fy  4078kg / cm

As  0.60cm2

Ad 10 

1 d 2 4

Ad10  0.785cm2

S

Asd10 x100 As

S  131,41



maka digunakan tulangan pelat untuk semua level lantai adalah ; D10-100 IV.1.2

Preliminari Desain Balok

 Data Perencanaan Untuk preliminary desain balok, digunakan kondisi balok ter-extrim pada masing -masing lantai. Dilakukan 2 sampel tinjauan untuk kondisi ter-extrim tiap lantai yang terdiri balok tengah dan balok pinggir.

1. Denah pembebanan balok lantai 1

Gambar 4.7 Denah desain pembebanan balok lantai Roof



 Dimensi balok minimum

Table 4.1 Dimensi Balok Lantai Roof type 1 ujung menerus 2 ujung menerus 2 ujung menerus 1 ujung menerus

Lt.

L

hmin (cm)

(cm)

Roof 753,7

Roof 653,7

Roof 653,7

Roof 753,7

b (cm) (0,65h)

753,7/18,5 = 40,74cm ≈

0,65x45 = 29,25cm ≈

45cm

30cm

653,7/21 = 31,13cm

≈

30cm

0,65x30 = 22,75cm ≈ 25cm

653,7/21 = 31,13cm

≈

0,65x30 = 22,75cm ≈

30cm

25cm

753,7/18,5 = 40,74cm ≈

0,65x45 = 29,25cm ≈

45cm

30cm

 Perhitungan beban yang bekerja pada balok a. Beban mati/ Dead Load (DL) » lantai 1-7 » plat lantai = 0,12x2.400

= 288kg/m2

» plafon

= 18kg/m2

» spesi (3cm) & keramik

= 105kg/m2

Total DL

= 411kg/m2



b. Beban mati/ Dead Load (DL) » lantai Roof » plat lantai = 0,12x2.400

Total DL

= 288kg/m2

= 288kg/m2

c. Beban mati dinding interior & dinding fasade  Dinding interior Beban mati dinding berada pada balok as sebagai dinding core, dengan nilai pembebanan sebagai berikut : » dinding bata = 3,00x250

= 750kg/m1

Dinding exterior/ fasade dipasang miring mengikuti kemiringan kolom, sehingga hal ini memberikan pengaruh nilai beban yang bekerja pada balok tepi dimana dinding kaca ini dipasang. Secara matematis kemiringan ini memberikan pengaruh nilai berat sebagai berikut : » DLexterior = 750x sin.850 = 307,81kg/m1 d. Beban hidup (life load) » lantai 1-7 » LL lantai 1-7 (pertokoan/kantor)

= 250kg/m2

e. Beban hidup (life load) » lantai (Roof) » LL lantai (Roof)

= 120kg/m2



 Desain pembebanan balok Desain dimensi balok dibagi menjadi beberapa bagian/ area dan dibagi menjadi 2 macam, yaitu balok tepi dan balok tengah. Diambil pada kondisi ter-extrim yang akan mewakili secara keseluruhan kondisi balok. Untuk perhitungan pembebanan pada balok tengah, plat lantai dianggap penuh (void tangga diabaikan). a. Menentukan Pembebanan

» dimana : be = 97 cm bo = 25 cm ht = 40 cm Gambar 4.8 Diagram Bidang Moment balok lantai Roof h0 = 12cm 1. As. 2 A-B & D-E qDL 1 =411 x 2 =822 kg/m qLL 1 =250 x 2 =500kg/m

2. As. 2 B-C & C-D qDL 2 =411 x 2 =822 kg/m qLL 2 =250 x 2 =500 kg/m IV- 16 http://digilib.mercubuana.ac.id/


 Input beban ke program SAP a. Input beban mati (Dead Load) pada SAP

Gambar 4.9 Input beban mati pada program SAP

b. Input beban hidup (Live Load) pada SAP

Gambar 4.10 Input beban hidup pada program SAP

c. Hasil perhitungan gaya moment akibat kombinasi beban mati (DL) dan beban hidup (LL) Lantai 1 – Balok Tengah

Gambar 4.11 Hasil run analisys program SAP



 Desain dimensi balok optimum Untuk desain balok paling optimum, maka digunakan faktor harga satuan dari beton dan besi tulangan sebagai parameter pembanding. Dilakukan beberapa kali trial untuk menentukan nilai dimensi balok optimum dengan terlebih dahulu menentukan beberapa parameter berikut sebagai nilai pembanding : Rumus persamaan : b.d 2  Mu =

Mu  . fc '..(1  0,59 )

43.27 kNm

b.d 2 

Mu  . fc '..(1  0,59 )

b.d 2 

43,28 0,85.29.0,2.(1  0,59.0,2 )

Jika, b= 200 mm d= 232,03 mm, = 250,00 mm

b.d 2  10.767.293mm2 h  d  ds

tulanganrangkap : ds  90

 250  90  340mm  350mm

» sehingga ukuran balok dipakai adalah ukuran 20cm x 35cm

Mu = b.d 2 

34,07 kNm Mu  . fc '..(1  0,59 )

Jika, b= 200 mm d= 205 mm, = 250, mm



b.d 2 

34,07 0,85.29.0,2.(1  0,59.0,2 )

b.d 2  8.476.009mm2 h  d  ds  250  90

tulanganrangkap : ds  90

 340mm  350mm

» sehingga ukuran balok dipakai adalah ukuran 20cm x 35cm

IV.1.3 Preliminari Desain Kolom Pada tahap ini dimulai dengan perhitungan keseluruhan beban yang bekerja pada kolom, yang terdiri atas beban mati dan beban hidup. Untuk kolom tengah, nilai Pu (beban ultimate) kolom hanya dipengaruhi oleh beban vertikal saja. Sementara untuk kolom tepi dan kolom pinggir nilai Pu dipengaruhi oleh kemiringan (85o), sehingga beban yang bekerja pada kolom akan lebih besar yang merupakan hasil fungsi sinus. Dimensi kolom yang diperoleh selanjutnya diinput ke program ETABS untuk desain pembebanan, desain gempa, dan desain penulangan. Dari hasil desain ETABS selanjutnya dilakukan perhitungan terhadap harga per meter kolom sehingga diperoleh nilai kolom yang paling efisien.



i.

Preliminari desain kolom tengah a. Data perencanaan  Denah lantai 7

Gambar 4.12 Denah rencana pembebanan kolom tengah lantai 7 b. Penghitungan beban ultimate (Pu) Beban ultimate merupakan total beban yang bekerja pada kolom. Berikut perincian perhitungan beban ultimate (Pu) masing-masing kolom :  Lantai 7 Beban mati (DL) 

Pelat

= 12 x 5.116 x 5.000 x 2.400= 7.367,04kg





Plafon

= 18 x 5.116 x 5.000

= 460,80kg



Spesi (3cm)

= 21 x 3 x 5.116 x 5.000

= 1.612,8kg



ME

= 10 x 5.116 x 5.000

= 256,00kg



Water Proofing

= 15 x 5.116 x 5.000

= 384,00kg



Balok 1

= 20 x 35 x 5.000 x 2.400

= 924,00kg



Balok 2

= 20 x 35 x 5.000 x 2.400

= 672,00kg

Total DL

= 11.676,64kg

Beban hidup (LL) 

Beban atap

= 100 x 5.116 x 5.000

= 2.558,00kg = 2.558,00kg

Total LL Pu7 (Beban ultimate lantai 7) Pu7 = 1,2DL + 1,6LL = 1,2(11.676,64) + 1,6(2.558,00) = 18.104,77kg Ag 

Pu 0,31.( fc ' fy .t )

Ag 

303.960 0,31.(29  390 .0,015)

Ag  43.610mm2 h/b 

43610mm2

h / b  208mm b / h  200mm



» sehingga ukuran kolom dipakai adalah ukuran 30cm x 30cm

ii.

Preliminari desain kolom tepi a. Data perencanaan  Denah lantai 7

Gambar 4.12 Denah rencana pembebanan kolom tepi lantai 7

b. Penghitungan beban ultimate Beban ultimate merupakan total beban yang bekerja pada kolom. Berikut perincian perhitungan beban ultimate (Pu) masing-masing kolom :



 Lantai 7 Beban mati (DL) 

Pelat

= 12 x 4.000 x 3.616 x 2.400 = 4.170,00kg



Plafon

= 18 x 4.000 x 3.616



Spesi (3cm)

= 21 x 3 x 4.000 x 3.616

= 304,00kg



ME

= 10 x 4.000 x 3.616

= 145,00kg



Water Proofing

= 15 x 4.000 x 3.616

= 218,00kg



Balok 1

= 20 x 35 x 4.000 x 2.400

= 672,00kg



Balok 2

= 20 x 35 x 3.616 x 2.400

= 608,16k

Total DL

= 6.377kg

= 100 x 4.000 x 3.616

= 1.448kg

Total LL

= 1.448kg

= 260,04kg


Beban atap

Pu7 (Beban ultimate lantai 7) Pu7 = 1,2DL + 1,6LL = 1,2(6.377) + 1,6(1.448) = 99.693kg

Ag 

Pu 0,11.( fc ' fy .t )

Ag 

99.693 0,11.(29  390 .0,015)



Ag  14.303mm2 h/b 

14.303mm2

h / b  119.2mm b / h  150mm


iii.

Preliminari desain kolom sudut a. Data perencanaan  Denah lantai 7

Gambar 4.13 Denah rencana pembebanan kolom sudut lantai 7



b. Penghitungan beban ultimate Beban ultimate merupakan total beban yang bekerja pada kolom. Berikut perincian perhitungan beban ultimate (Pu) masing-masing kolom :  Lantai 7 Beban mati (DL) 

Pelat

= 12 x 3.616 x 3.116 x 2.400

= 3.252,79kg



Plafon

= 18 x 3.616 x 3.116

= 230,03kg



Spesi (3cm)

= 21 x 3 x 3.616 x 3.116

= 237,18kg



ME

= 10 x 3.616 x 3.116

= 112,94kg



Water Proofing

= 15 x 3.616 x 3.116

= 169,42kg



Balok 1

= 20 x 35 x 3.116 x 2.400

= 524,16kg



Balok 2

= 20 x 35 x 3.616 x 2.400

= 608,116kg

Total DL

=5.108 kg


Beban atap

= 100 x 2,875 x 2,875

= 1.129kg

Total LL

= 1.129kg

Pu7 (Beban ultimate lantai 7) Pu7 = 1,2DL + 1,6LL = 1,2(5.108) + 1,6(1.129) = 79.366kg



Ag 

Pu 0,04.( fc ' fy .t )

Ag 

79.366 0,04.(29  390 .0,015)

Ag  11.387mm2 h/b 

11.387mm2

h / b  106,71mm b / h  150mm


IV.2

Analisa Struktur

IV.2.1 Perencanaan Penulangan Lentur dan geser balok  Balok Lantai 1 As 2 A-B B 55x75 cm Momen desain untuk Balok Lantai 1 As 2 A-B B 55x75 cm dari etabs : -

Momen tumpuan kiri maksimum -402,92 KNm

-

Momen tumpuan kiri maksimum +297,93 KNm

-

Momen tumpuan kanan maksimum -286,34 KNm

-

Momen tumpuan kanan maksimum +191,73 KNm

-

Momen Lapangan maksimum +196,77 KNm

Tinjauan pada Balok Lantai 1 As 2 A-B B 55x75 : -

h = 550 mm

b = 750 mm



-

f’c = 34 Mpa

s = 50 mm

-

fy = 400 MPa

-

Dp = 25 mm (tulangan utama)

-

Ds = 10 mm (tulangan sengkang)

-

Hf = 120 mm

l = 5.394mm

-

Wdl =9.9 KN

Wll = 2.5 KN

Regangan Bahan : Ec  0,003; Ey 

fy 400  Es  200.000Mpa   0,002 Es 200.000

Ratio tulangan rencana : Pb  0,85. f ' c .. fy

600 0,85.34 600  .0,85. 600  fy 400 600  400

 0.053x0.85x0.6  0.027

Ratio tulangan maximum : Pmax =0.75xPb=0.75x0.027 =0.020 Ratio tulangan minimum : Pmin =1,4/fy=1,4/400 =0.0035 Menentukan lebar efektif flens : bf=1/4.l

=1/4x5.394=1.348,5mm

bf= bw+16. hf

=550+16x120=2.470mm

bf=jarak antar balok = 550+(5.394-550)=5.444mm Diambil bf terkecil = 1.348,5 mm Menentukan tinggi efektif balok : D=h-sel-Ds-Dp/2=750-50-10-25/2=677,5mm



D’=sel+Ds+Dp/2=50+10+25/2=72.5mm

Gambar Penampang Melintang Balok T Menghitung Mf : Asf 

0,85. f ' c(bf  bw).hf 0,85.34(2.470  550).120   16.646mm2 fy 400

Mf  Asf ..Fy.(d 

.hf 120 )  16.646 x400(677,5  )  4.111KNm 2 2

Perencanaan mmenggunakan balok persegi : 1. Cek apakah balok memenuhi definisi komponen struktur lentur SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.1 mensayaratkan bahwa komponen struktur lentur SRPMK harus memenuhi hal-hal berikut : a. Gaya axial tekan terfaktor pada komponen struktur lentur dibatasi maksimum 0,1 Ag.f’c. 0,1Ag.F’c= 0,1x550x750x34=1402500 MPa=1.400KN b. Bentang bersih komponen struktur tidak boleh kurang lagi 4kali tinggi efektifnya. de = d = 750-(50+10+(25/2)=677,5mm ln = de = 5.444/677,5mm=8.03 c. Perbandingan lebar terhadap tinggi tidak boleh kurang dari 0,3 b/h=550/750=0.73



d. Lebar komponen tidak boleh 1). Kurang dari 250mm 2). Melebihi lebar komponen struktur pendukung (diukur pada bidang tegak lurus terhadap sumbu longitudinal komponen struktur lentur ) ditambah jarak pada tiap sisi komponen struktur pendukung yang tidak melebihi ¾ tinggi komponen struktur lentur. b=550 < h=750 2. Mommen Desain Momen Envelope pada balok akibat beban gravitasi dan beban gempa Arah Kondisi Lokasi

Goyangan

Mu(KNm)

Kanan

-286,34

2 negatif

Kiri

-402,92

3 Ujung eksterior positif

Kanan

+191,73

4 Ujung interior positif

Kiri

+297,93

1 Ujung interior negatif Ujung eksterior

5 Tengah bentang positif Kanan & kiri

+196,77

3. Menghitung keperluan baja tulangan untuk menahan lentur a. Kondisi 1, kolom interior, momen negative tumpuan, goyangan kekanan. Mu= -286,34 KNm 1) Baja tulangan yang dibutuhkan untuk lentur. Sebagai trial awal digunakan D19: d=750-(50+10+19+20)=651mm



J=0,85(koe lengan momen); Ø = 0,8 (factor reduksi momen) As 

Mu 286.340.000   1.617mm2 . fy. jd 0.8 x400 x0.85 x651

Digunakan D 25 jumlah= 5; as pakai 2454,369 mm2;dbaru =651 mm Tinggi balok tegangan tekan ekivalen yang actual : 

As. fy 2454,369 x400   61.76mm2 0,85 f ' cb 0.85 x34 x550

Cek momen nominal actual:  61.76 Mn  . As. fy (d  )  0,8 x1.617 x400(651  x0.000006 2

2

Mn  320,870KNm

2) Cek As minimum As min As min 

f 'c 4 fy

xbwxd 

34 4 x 400

x550 x651  1.324,9mm2

Tidak boleh kurang dari As min 

f 'c 1 / 4 fy

xbwxd 

34 1 / 4 x400

x550 x651  21.198,43mm2

3) Cek Rasio tulangan  

As. 2454,369   0.01 bw.d 550 x651

0,85. f ' c 600 0,85.34 600 ..  .0,85.  0,027 fy 600  fy 400 600  400

0,75b  0,75x0.027  0,02KNm



Batas tulangan maksimum berdsarkan SNI Beton Pasal 23.3.2 adalah 0,025. Ok, ρ<0,75 ρb dan ρ < 0,025 4) Cek apakah penampang tension—controlled A 61,76    0,09   0,375  0,375 x0,85  0,32 de 677,5 de

Ok, desain tulangan under reinforced.

b. Kondisi 2, kolom exterior, momen negative tumpuan, goyangan kekiri. Mu= -402,92 KNm 1) Baja tulangan yang dibutuhkan untuk lentur. Sebagai trial awal digunakan D19: d=750-(50+10+19+20)=651mm J=0,85(koe lengan momen); Ø = 0,8 (factor reduksi momen) As 

Mu 402.920.000   2.275mm2 . fy. jd 0.8 x400 x0.85 x651

Digunakan D 25 jumlah= 4; as pakai 1963,5 mm2;dbaru =651 mm Tinggi balok tegangan tekan ekivalen yang actual : 

As. fy 1963,5 x400   39,53mm2 0,85 f ' cb 0.85 x34 x550

Cek momen nominal actual: 39,53  Mn  . As. fy (d  )  0,8 x1963,5 x400(651  x0.000006 2

2

Mn  381,63KNm


f 'c 4 fy

xbwxd 

34 4 x 400

x550 x651  1.324,9mm2




f 'c 1 / 4 fy

xbwxd 

34 1 / 4 x400

x550 x651  21.198,43mm2

3) Cek Rasio tulangan  

As. 1963,5   0.01 bw.d 550 x651

0,85. f ' c 600 0,85.34 600 ..  .0,85.  0,027 fy 600  fy 400 600  400

0,75b  0,75x0.027  0,02KNm



c. Kondisi 3, kolom exterior, momen positiv tumpuan, goyangan kekanan. SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.3(2) mensyaratkan bahwa kuat lentur positif komponen struktur lentur pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dri ½ kuat lentur negativnya pada muka tersebut. Mu= +191,73 KNm ≥ 1/2x381,63 KNm=190,81KNm 1) Baja tulangan yang dibutuhkan untuk lentur. Sebagai trial awal digunakan D19: d=750-(50+10+19/2)=680,5mm



J=0,85(koe lengan momen); Ø = 0,8 (factor reduksi momen) As 

Mu 191.730.000   1.035,84mm2 . fy. jd 0.8 x400 x0.85 x680,5

Digunakan D 25 jumlah= 3;as pakai 1472,62 mm2;dbaru =680,5 mm Tinggi balok tegangan tekan ekivalen yang actual : 

As. fy 1472,62 x 400   37,06mm2 0,85 f ' cb 0.85 x34 x550

Cek momen nominal actual:  37,06 Mn  . As. fy (d  )  0,8 x1.472,62 x400(680,5  x0.000006 2

2

Mn  311,95KNm


f 'c 4 fy

xbwxd 

34 4 x 400

x550 x680,5  1.363,99mm2


f 'c 1 / 4 fy

xbwxd 

34 1 / 4 x400

x550 x680,5  21.823,88mm2

3) Cek Rasio tulangan 



As. 1472,62   0.004 bw.d 550 x680,5

0,85. f ' c 600 0,85.34 600 ..  .0,85.  0,027 fy 600  fy 400 600  400

0,75b  0,75x0.027  0,02KNm

Batas tulangan maksimum berdsarkan SNI Beton Pasal 23.3.2 adalah 0,025. Ok, ρ<0,75 ρb dan ρ < 0,025



4) Cek apakah penampang tension—controlled A 37,06    0,05   0,375  0,375 x0,85  0,32 de 677,5 de


d. Kondisi 4, kolom interior, momen positiv tumpuan, goyangan kekanan. SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.3(2) mensyaratkan bahwa kuat lentur positif komponen struktur lentur pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dri ½ kuat lentur negativnya pada muka tersebut. Mu= +297,93 KNm ≥ 1/2x320,87 KNm=160,44KNm 1) Baja tulangan yang dibutuhkan untuk lentur. Sebagai trial awal digunakan D19: d=750-(50+10+19/2)=680,5mm J=0,85(koe lengan momen); Ø = 0,8 (factor reduksi momen) As 

Mu 297.930.000   1.509,6mm2 . fy. jd 0.8 x400 x0.85 x680,5


As. fy 1472,62 x 400   37,06mm2 0,85 f ' cb 0.85 x34 x550


2

Mn  311,95KNm

2) Cek As minimum As min



As min 

f 'c 4 fy

xbwxd 

34 4 x 400

x550 x680,5  1.363,99mm2


f 'c 1 / 4 fy

xbwxd 

34 1 / 4 x400

x550 x680,5  21.823,88mm2




As. 1472,62   0.004 bw.d 550 x680,5

0,85. f ' c 600 0,85.34 600 ..  .0,85.  0,027 fy 600  fy 400 600  400

0,75b  0,75x0.027  0,02KNm



e. Kondisi 5,Tengah bentang , momen positiv , goyangan kekanan dan kekiri. SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.3(2) juga mensyaratkan bahwa kuat lentur positif maupun negative komponen struktur lentur pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dri ¼ kuat lentur terbesar yang disediakankedua muka kolom tersebut. Mu= +196,77 KNm ≥ 1/4x381,63 KNm=95,4KNm 1) Baja tulangan yang dibutuhkan untuk lentur. IV- 35 http://digilib.mercubuana.ac.id/


Sebagai trial awal digunakan D19: d=750-(50+10+19/2)=680,5mm J=0,85(koe lengan momen); Ø = 0,8 (factor reduksi momen) As 

Mu 196.770.000   1.063,07mm2 . fy. jd 0.8 x400 x0.85 x680,5


As. fy 1472,62 x 400   37,06mm2 0,85 f ' cb 0.85 x34 x550


2

Mn  311,95KNm


f 'c 4 fy

xbwxd 

34 4 x 400

x550 x680,5  1.363,99mm2


f 'c 1 / 4 fy

xbwxd 

34 1 / 4 x400

x550 x680,5  21.823,88mm2




As. 1472,62   0.004 bw.d 550 x680,5

0,85. f ' c 600 0,85.34 600 ..  .0,85.  0,027 fy 600  fy 400 600  400

0,75b  0,75x0.027  0,02KNm





4. Kapasitas minimum momen positif dan momen negative SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(1) dan (2) mengharuskan sekurangkurangnya ada 2 batangtulangan atas dan 2 tulangan bawah yang dipasang secara menerus, kpasitas momen positif dan momen negative minimum pada sebrang penampang disepanjang bentang balok SRPMK tidak boleh kurang dari ¼ kali kapasitas momen maksimum yang disediakan pada kedua muka kolom balok tersebut. Kuat momen negative –positif terbesar pada bentang yaitu -402,92 KN ¼ momen negative – positif terbesar = 95,4 KN 1) Baja tulangan yang dibutuhkan untuk lentur. Sebagai trial awal digunakan D19: d=750-(50+10+19/2)=680,5mm J=0,85(koe lengan momen); Ø = 0,8 (factor reduksi momen) As 

Mu 95.400.000   515,41mm2 . fy. jd 0.8 x400 x0.85 x680,5


As. fy 567,05 x 400   14,27mm2 0,85 f ' cb 0.85 x34 x550



Cek momen nominal actual:  14,27 Mn  . As. fy (d  )  0,8x567,05 x400(680,5  x0.000006 2

2

Mn  120,4KNm


f 'c 4 fy

xbwxd 

34 4 x 400

x550 x680,5  1.363,99mm2


f 'c 1 / 4 fy

xbwxd 

34 1 / 4 x400

x550 x680,5  21.823,88mm2




As. 1472,62   0.004 bw.d 550 x680,5

0,85. f ' c 600 0,85.34 600 ..  .0,85.  0,027 fy 600  fy 400 600  400

0,75b  0,75x0.027  0,02KNm





Gambar Sketsa Penulangan Penampang Balok B55x75

5. Hitung probable Momen Capacities (Mpr). SNI 03-2847-2002 pasal 23.3.4(2) mengisyaratkan bahwa : Geser rencana akibat gempa pada balok dihitung dengan mengasumsikan sendi plastis terbentuuk diujung-ujung balok dengan tegangan tulangan lentur balok mencapai1,25 fy dan fktor reduksi kut lentur Ø = 1. 1) Kapasitas momen ujung-ujung Balok bila struktur bergoyang kekanan Kondisi 1 

1,25 As. fy 1,25 x2454,37 x 400   77,21mm 0,85 f ' c.b 0,85 x34 x550

M  1,25. As. fy (d 

 2

)  1,25 x2454,37 x400(680,5 

77,21 x0.000006 2

M  787,73KNm

Kondisi 3 

1,25 As. fy 1,25 x1472,62 x400   46,32mm 0,85 f ' c.b 0,85 x37 x550



M  1,25. As. fy (d 

 2

)  1,25 x1472,62 x400(680,5 

46,32 x0.000006 2

M  484KNm

2) Kapasitas momen ujung-ujung Balok bila struktur bergoyang kekiri Kondisi 2 

1,25 As. fy 1,25 x1.963,5 x400   61,76mm 0,85 f ' c.b 0,85 x37 x550

M  1,25. As. fy (d 

 2

)  1,25 x2454,37 x400(680,5 

61,76 x0.000006 2

M  637,76KNm

Kondisi 4 

1,25 As. fy 1,25 x1472,62 x400   46,32mm 0,85 f ' c.b 0,85 x34 x550

M  1,25. As. fy (d 

 2

)  1,25 x1472,62 x400(680,5 

46,32 x0.000006 2

M  484KNm

6. Diagram gaya geser, Reaksi geser diujung kanan dan kiri balok akibat gaya gravitasi yang bekerja struktur, W  1,2DL  1,0LL  1,2 x9,9  1x2.5  103,76KN / m Vg 

Wx ln 103,38 x5,394   279,83KN 2 2

1) Struktur bergoyang kekanan Vka 

M 1  M 3 787,73  484   235,77 KN ln 5,394

Total reaksi diujung kiri balok = 279,83 KN – 235,77 KN IV- 40 http://digilib.mercubuana.ac.id/


= 44,06 KN (gaya keatas) Total reaksi diujung kanan balok = 279,83 KN + 235,77 KN = 515,6 KN (gaya kebawah) 2) Struktur bergoyang kekiri Vka 

M 2  M 4 637,76  484   207,96 KN ln 5,394

Total reaksi diujung kiri balok = 279,83 KN + 207,96 KN = 487,79 KN (gaya keatas) Total reaksi diujung kanan balok = 279,83 KN - 207,96 KN = 71,87 KN (gaya kebawah)

7. Sengkang untuk gaya geser SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.4(2): Kontribusi beton dalam menahan gaya geser, yaitu Vc hharus diambil =0 pada perencanaan geser didaerah sendi plastis apabila : 1) Gaya geser Vsway akibat sendi plastis diujung –ujung balok melebihi ½ (atau lebih) kuat geser perlu maksimum, Vu disepanjang bentang, dan 2) Gaya tekan axial terfaktor, termasuk akibat pembebnan gempa, kurng dari Ag f’c/20

Tabel Gaya Geser di Muka Kolom Exterior dan Interior Arah gerakan gempa

V_sway (KNm)

Eksteriour Sup. Reaction Vu (KN)

1/2 Vu (KN)

Interiour Sup. Reaction Vu (KN)

1/2 Vu (KN)



Kanan

235,77

44,06

22,03

515,60

257,80

Kiri

207,96

487,79

243,90

71,87

35,94

Ml = 402,92KNm

Mnl = 503,65 KNm

Mr = 286,34

Mnr = 375,93 KNm

V 

Mnl  Mnr W. ln 503,65  375,93 103,76 x5,394     442,91KN ln 2 5,394 2

Berdasarkan hasil analisa struktur, gaya axial tekan terfaktor akibat gaya gempa dan grafitasi adalah 72,35KN
Kondisi Vsway < ½ Vu terjadi dimuka kolom eksterior akibat goyangan ke arah kiri (sementara akibat goyangan ke kanan Vsway tetap melebihi ½ Vu )

-

Gaya axial tekan terfaktor akibat gempa dan grafitasi adalah < Ag f’c/20, maka tulangan geser dilakukan dengan memperhitungkan kontribusi beton Vc = 0 disepanjang zona sendi plastis di masingmasing muka kolom.

1) Muka kolom exterior ; gaya geser maksimum, Vu = 487,79 KN Vs 

Vu



 Vc 

487,79  0  650,39 KN 0,75

SNI 03-2847-2002 Pasal 13.5.6(9). Maksimum Vs  Vs _ max 

2 f 'c 2 34 .bw.d  .550 x677,5  1.449 KN 3 3

Coba diameter tulangan sengkang D13 dengan 2 kaki (Av = 265,5 mm2).



s

-

Av. fy.d 265,5 x400 x677,5   110,62mm Vs 650,39 x1.000

Vs 

Av. fy.d 265,5 x 400 x677,5   654,10mm s 110

2) Muka kolom interior ; gaya geser maksimum, Vu = 515,60 KN Vs 

Vu



 Vc 

515,6  0  687,47 KN 0,75

SNI 03-2847-2002 Pasal 13.5.6(9). Maksimum Vs  Vs _ max 

2 f 'c 2 34 .bw.d  .550 x677,5  1.449 KN 3 3

Coba diameter tulangan sengkang D13 dengan 2 kaki (Av = 265,5 mm2). s

Av. fy.d 265,5 x400 x677,5   104,66mm Vs 687,47 x1.000

Vs 

Av. fy.d 265,5 x 400 x677,5   625,66 KN s 105

Penulangan geser pada daerah diluar sendi plastis Vs 

f 'c 34 bw.d  550 x677,5  362,13KN 6 6

maka,Vs 

Vu



 Vc 

442,91  362,13  228,42 KN 0,75

Coba diameter tulangan sengkang D10 dengan 2 kaki (Av = 157,1 mm2). s

Av. fy.d 151,7 x400 x677,5   113,52mm Vs 362,13x1.000



Vs 

Av. fy.d 151,7 x400 x677,5   357,50 KN s 115

SNI Pasal 23.3.3(1) : Diperlukan hoops (sengkang tertutup) disepnjang jarak 2h dari sisi muka kolom terdekat. 2.h=2x750=1.500 mm. SNI Pasal 23.3.3(2): Hoop pertama dipasang pada jarak 50 mmdari muka kolom terdekat, dan yang berikutnyadipsang dengan spasi terkecil diantara : 1. De/4=677,5/4

=169,38mm

2. 8xdρ = 8 x 25

=200 mm

3. 24xD13= 24 x 13

=312 mm

4. 300 mm Dengan demikian digunakn sengkang tertutup 2 kaki D13, yang dipasang 100mm. SNI Pasal 23.3.3(4):Spasi maksimmum tulangan geser disepanjang balok SRPMK adalah de/2. Smax = de/2=677,5/2 = 338,75mm Ok, untuk bentang diluar zona sendi plastis , gunakan sengkang 2 kaki D10 dengan spasi 150mm. 8. Cutt-off point 1) Tulangan negative dimuka kolomm interior Jumlah tulngan atas yang terpasang yaitu 5D25, 2 buah tulangan akan di cut-off , sehingga As-sisa =1472,62 mm2.Kuat lentur negative rencana dengn konfigurasi tulangan seperti ini adalah :





As. fy 1472,62 x 400   37,06mm 0,85 f ' c.b 0,85 x34 x550

 37,06 Mn  . As. fy (d  )  0,8 x1.472,62 x400(677,5  x0.000006 2

2

Mn  310,53KNm

Untuk mendapatkan lokasi penampang dengan momen negative rencana 310,53 KNm pada balok, ambil penjumlahan momen di titik A, yaitu 103,76x(1/2x)-515,6+202,507=51,88x2-515,6x+202,507=0 x

 b  b2  4ac 515,6  515.62  4 x51.88 x202,507   702,73mm 2a 2 x51.88

SN 03-2847-2002 Pasal 14.10.4 mengharuskan : 1. Tulangan diteruskan melampaui titik dimana tulangan tersebut sudah tidak diperlukan lagi untuk menhan lentur , sejauh tinggi efektif komponen struktur, d, dan tidak kurang dari 12dbr , kecuali pada daerah tumpuan balok sederhana dan pada daerah ujung bebas kantilever. 2. Tulangan menerus harus mempunyai suatu panjang penanaman sejauh tidak kurang dari panjang penyaluran ld diukur dari lokasi pemotongan tulangan lentur. Panjang penyaluran tulangan D25 adalah sepanjang ld  25 

3. fy. . . 5

34



3x400 x1,3x1x1 5

34

 1560mm

Diambil Id-25=1.600 mm = 1,6 m



Jadi, tulngan 3D25 harus ditanamyang terbesar antara 1150,2mm atau 1002,7 mm.

2) Tulangan negative dimuka kolom Exterior Jumlah tulngan atas yang terpasang yaitu 4D25, 2 buah tulangan akan di cut-off , sehingga As-sisa =981,75 mm2.Kuat lentur negative rencana dengn konfigurasi tulangan seperti ini adalah : 

As. fy 981,75 x 400   24,85mm 0,85 f ' c.b 0,85 x34 x550

 24,85 Mn  . As. fy (d  )  0,8 x1.472,62 x400(677,5  x0.000006 2

2

Mn  208,94KNm

Untuk mendapatkan lokasi penampang dengan momen negative rencana 208,94 KNm pada balok, ambil penjumlahan momen di titik A, yaitu 103,76x(1/2x)-487,79+156,67=51,88x2-487,79x+156,67=0 x

 b  b2  4ac 487,79  487,79  4 x51.88 x156,67   553,7mm 2a 2 x51.88

SN 03-2847-2002 Pasal 14.10.4 mengharuskan : 3. Tulangan diteruskan melampaui titik dimana tulangan tersebut sudah tidak diperlukan lagi untuk menhan lentur , sejauh tinggi efektif komponen struktur, d, dan tidak kurang dari 12dbr , kecuali pada daerah tumpuan balok sederhana dan pada daerah ujung bebas kantilever.



4. Tulangan menerus harus mempunyai suatu panjang penanaman sejauh tidak kurang dari panjang penyaluran ld diukur dari lokasi pemotongan tulangan lentur. Panjang penyaluran tulangan D25 adalah sepanjang ld  25 

3. fy. . . 5

34



3x400 x1,3x1x1 5

34

 1560mm

Diambil Id-25=1.600 mm = 1,6 m Jadi, tulangan 2D25 harus ditanam yang terbesar antara 1001,2mm atau 853,7 mm.

IV.2.2 Perencanaan Penulangan Kolom A. Perencanaan kolo K55xK55 As 2/As B, Data dari etabs : -

Pu = 2.276 KN

Mu = 312,40 KNm

-

H = 550 mm

b

-

F’c = 34

fy = 400 MPa

-

S = 50 mm (selimut beton)

-

Dp = 19 mm (Diameter tulangan pokok)

-

Ds = 12 mm (Dimeter tulangan geser)

-

Lu =4.500 mm

= 550 mm



1. Perhitungan Tulangan Longitudinal Kolom Menentukan tinggi efektif kolom d = h-s-Ds-Dp/2 =550-50-12-19/2= 478,5 mm d’= s+Ds+Dp/2=50+12+19/2= 71.5 mm Ec  4700 x f ' c  4700 x 34  27.405,47Mpa

d  0,5

Analisis tampang kolom 550x550 : 1) Kolom 550x550 Igk = (1/12) x bxh3 =(1/12) x 550x5503 = 7.625.520.833mm4

 Ec.Igk   27.405 x7.625.520.833      2,5   2,5    55.728.269.924.225 Nmm2 EI   (1  d ) (1  0,5)

L= 4.500 mm

2) Balok 550x700 Igb = (1/12) x bxh3 =(1/12) x 550x7003 = 15.720.833.333mm4

 Ec.Igk   27.405 x15.720.833.333      2,5   2,5    430.836.887.693.672 Nmm2 EI   (1  d ) (1  0,5)

L= 5.000 mm




 Ec.Igk   27.405 x19.335.937.500      2,5   2,5    529.910.530.599.906 Nmm2 EI   (1  d ) (1  0,5)

L= 5.394 mm 4) Kolom 550x550 Igk = (1/12) x bxh3 =(1/12) x 550x5503 = 7.625.520.833mm4

 Ec.Igk   27.405 x7.625.520.833      2,5  2,5    EI    55.728.269.924.225 Nmm2 (1  d ) (1  0,5)

L= 4.517 mm

5) Faktor kekangan ujung ɯ yang terjadi pada kolom  EIk   EIk   5,57 x10^13   5,57 x10^13        Ik   Ik   4.500   4.517   a    0,14  EIb   EIb   4,38 x10^14   5,3x10^14         Ib   Ib   5.000   5.394 

WB = 0 (tumpuan jepit) Dari grafik nomogram panjang efektif kolom dengan pengaku diperoleh nilai factor K sebesar = 0,69



6) Menentukan angka kelangsingan kolom r=0,3xh

untku kolom persegi

r=0,3x550= 165 k.l 0,69 x4.500 M1   18,82  34  12 x r 165 M2

k.l 0,69 x4.500  187,29   18,82  34  12 x r 165 312,40 k.l 0,69 x4.500   18,82  41,19  Kolompendek r 165

7) Eksentrisitas e

Muk 312,4   137,26mm Pu 2,276

e min  0,10 xh  0,10 x550  55mm

8) Perhitungan Pnb Pendekatan Cb 

600 600 xd  x 478,5  287,10mm 600  fy 600  400

  1.Cb  0,85x287,10  244,04mm Pnb  0,85xf ' cxaxb  0,85x34 x244,04 x550  3.879.016 N  3.879KN

9) Perhitungan Pnperlu 0,10xf’cxAg=0,10x34x(550x550)=1.028.500N 1.028KN


=3.501,5KN
Pnperlu 3.501.500   220,29mm 0,85 xf ' c.b 0,85 x34 x550

Pnperlu (e  (h / 2)  (a / 2) fy.(d  d ' ) 3.501.500(137,26  (550 / 2)  (220,29 / 2)) As   593,51mm2 400.(478,5  71,5)

As 

As  As '

10) Kontrol Luas tulangan Ast  As  As '  593,51  593,51  1.187mm2 Ast min  1%xAg  0,01(550 x550)  3.025mm2

11) Direncanakan As=9D19=2551,76 mm2

As’=9D19=2551,76 mm2

Ast= 2551,76 mm2+2551,76 mm2=5.103,52mm2=1.04%.Ag Jadi terpasang 20D19. 12) Perhitungan tegangan dan regangan baja Ecu  0,003; Ee  200.000MPa

C

600 600 xd  x 478,5  287,10mm 600  fy 600  400

Es 

c  d' 287,1  71,5 Ecu  x0,003  0,0023 c 287,1

Ey 

fy 400   0,002; Es  Ey  fs  fy  400MPa Es 200.000

13) Perhitungan gaya-gaya dalam



T  Asxfy  2551,76 x400  1.020.704 N  1.020,70KN Cc  0,85xf ' cxaxb  0,85x34 x220,29 x550  3.501,51KN Cs  Asxfy  2551,76 x400  1.020.704 N  1.020,70KN Pnb  Cs  Cc  T  1.020.704  3.501510  1.020.704  3.501,51KN

h h a h Mnb  T (d  )  Cc(  )  Cs  d ) 2 2 2 2 550 550 220,29 550 )  3.501.510(  )  1.020.704(  71,5) 2 2 2 2 Mnb  1.212.090.083Nmm  1.212.09KNm Mnb  1.020.704(478,5 

Eb 

e

Mnb 1.212,09   0,346m  346mm Pnb 3.501,51

Mu 312,4   0,137m  137mm Pu 2.276

e  eb, Kolomruntuhtekan

14) Pola keruntuhan tekan (menggunakan pendekatan Whitney) An  Ag  Ast  302.500  5103,52  297.396mm2 Pn0  Anx0,85xf ' c  A. fy  297.396 x0,85x34 x  5.103,52 x400 Pn0  10.636.152 N  10.636,15KN

Pn 

Pno 10.636.152  Pno e 10.636.152 137 1 (  1) 1 (  1) Pnb eb 3.501.510 165

Pn  3.953.960  3.953,96KN

15) Kontrol keamanan Pu  0,1xf ' cxAg  0,1x34 x550 x550 2.276.000  1.028.500digunakanfaktorreduksi  0,65 xPn  0,65x3.953,96  2.570,07 KN  Pu  2.276  kolomaman



2. Perhitungan Penulangan geser kolom Mnt = 420,28 Vu 

Mnb = 421,86

Mnt  Mnb 420,28  421,86   187,14 KN ln 4,5

Vc  (1 

Pu 1 ) x( x f ' c xbwxd 14 xAg 6

Vc  (1 

2.276 1 ) x( x 34 x550 x478,5 14 x550 x550 6

Vc  1,54 x0,97 x263.175  393.212,32 N  393,21KN

xVc  0,75x393,21KN  294,9  Vu  187,14KN 1 xxVc  0,5x0,75x393,21  147,45KN 2 2 3

2 3

xVc  ( x 34 ) x550 x478,5  0,75x393.210  ( x 34 ) x550 x478,5 294.907,50  1.023.040,51  1.317.948N  1.317,95KN 2 3

xVc  Vu  xVc  ( x f ' c ) xbwxd

Maka diperlukan tulangan geser sebesar Vs Menentukan jrak sengkang daerah plastis(≤1o) Jarak maksimum lo tidak boleh kurang dari : o

1

/6 h bersih kolom

=1/6 x4.380 =730,15mm

o Dimensi terbesar penampang

=h

=550mm

o 500 mm o Digunakan lo =550mm



Vc  0 KN ; Vs 

Vu



 Vc 

187,14  0  249,52 KN 0,75

Dicoba menggunakan tulangan Ø 12, As=226,195mm2 s

Av.Fy.d 226,195 x240 x478,5   104,10mm Vs 249.520

Dipakai jarak sengkang 110 mm Spesi maksimum sengkang tidak boleh lebih dari : So = 8xDp

=8x19

=152mm

So = 24xDs

=24x12

=288mm

So =0,5xb

=0,5x550

=275mm

So =300mm Sehingga tulangan sengkang yang dipakai Ø 12 jarak 150 mm sepanjang 550 mm dari permukaan hubungan balok kolom. Menentukan jarak sengkang pada daerah diluar sendi plastis(>1o) Vc  (1 


Vc  (1 

2.276 1 ) x( x 34 ) x550 x 478,5 14 x550 x550 6

Vc  1,54 x0,97 x263.175  393.212,32 N  393,21KN

Vs 

Vu



 Vc 

187,14  393,21  143,69 KN 0,75


Av.Fy.d 226,195 x240 x 478,5   180,78mm Vs 143.690

Dipakai Jrak sengkng 200mm,



Spasi maksimum sengkang yang terpasang pada daerah >1o tidak boleh lebih dari 2xSo = 2x200 = 400 mm Sehingg tulngan sengkang yang dipakai Ø 12 jarak 200mm dipasang sepanjang > 550 mm dari muka hubungn balok kolom. B. Perencanaan kolom K55xK55 As 2/As A, Data dari etabs : -

Pu = 981,13 KN

Mu = 311,111 KNm

-

H = 550 mm

b

-

F’c = 34

fy = 400 MPa

-

S = 50 mm (selimut beton)

-

Dp = 19 mm (Diameter tulangan pokok)

-

Ds = 12 mm (Dimeter tulangan geser)

-

Lu =4.517 mm

= 550 mm

3. Perhitungan Tulangan Longitudinal Kolom Menentukan tinggi efektif kolom d = h-s-Ds-Dp/2 =550-50-12-19/2= 478,5 mm d’= s+Ds+Dp/2=50+12+19/2= 71.5 mm Ec  4700 x f ' c  4700 x 34  27.405,47Mpa

d  0,5



Analisis tampang kolom 550x550 : 1) Kolom 550x550 Igk = (1/12) x bxh3 =(1/12) x 550x5503 = 7.625.520.833mm4

 Ec.Igk   27.405 x7.625.520.833      2,5   2,5    55.728.269.924.225 Nmm2 EI   (1  d ) (1  0,5)

L= 4.517 mm


 Ec.Igk   27.405 x15.720.833.333      2,5   2,5    430.836.887.693.672 Nmm2 EI   (1  d ) (1  0,5)

L= 5.000 mm


 Ec.Igk    2,5   EI   (1  d )

 27.405 x19.335.937.500    2,5    529.910.530.599.906 Nmm2 (1  0,5)



L= 5.394 mm 4) Kolom 550x550 Igk = (1/12) x bxh3 =(1/12) x 550x5503 = 7.625.520.833mm4

 Ec.Igk   27.405 x7.625.520.833      2,5  2,5    EI    55.728.269.924.225 Nmm2 (1  d ) (1  0,5)

L= 4.517 mm

5) Faktor kekangan ujung ɯ yang terjadi pada kolom  EIk   EIk   5,57 x10^13   5,57 x10^13        Ik   Ik   4.500   4.517  a    0,14   EIb   EIb   4,38 x10^14   5,3x10^14         Ib   Ib   5.000   5.394 

WB = 0 (tumpuan jepit) Dari grafik nomogram panjang efektif kolom dengan pengaku diperoleh nilai factor K sebesar = 0,69 6) Menentukan angka kelangsingan kolom r=0,3xh

untku kolom persegi

r=0,3x550= 165 k.l 0,69 x4.517  278,48   18,89  34  12 x r 165 311.11 k.l 0,69 x4.517   18,89  23,26  Kolompendek r 165



7) Eksentrisitas e

Muk 311,11   317,10mm Pu 981,13

e min  0,10 xh  0,10 x550  55mm

8) Perhitungan Pnb Pendekatan Cb 

600 600 xd  x 478,5  287,10mm 600  fy 600  400

  1.Cb  0,85x287,10  244,04mm Pnb  0,85xf ' cxaxb  0,85x34 x244,04 x550  3.879.016 N  3.879KN

9) Perhitungan Pnperlu 0,10xf’cxAg=0,10x34x(550x550)=1.028.500N 1.028KN>Pu =981,13 KN Digunakan faktor reduksi Ø = 0,65 sehingga, Pnperlu = Pu/Ø =981,13/0,65 =1.509,43KN
Pnperlu 1.509.430   94,96mm 0,85 xf ' c.b 0,85 x34 x550

Pnperlu (e  (h / 2)  (a / 2) fy.(d  d ' ) 1.509.430(317,1  (550 / 2)  (94,96 / 2)) As   830,56mm2 400.(478,5  71,5) As 

As  As '

10) Kontrol Luas tulangan



Ast  As  As '  830,56  830,56  1.661,12mm2 Ast min  1%xAg  0,01(550 x550)  3.025mm2

11) Direncanakan As=9D19=2551,76 mm2

As’=9D19=2551,76 mm2

Ast= 2551,76 mm2+2551,76 mm2=5.103,52mm2=1.04%.Ag Jadi terpasang 20D19. 12) Perhitungan tegangan dan regangan baja Ecu  0,003; Ee  200.000MPa

C

600 600 xd  x 478,5  287,10mm 600  fy 600  400

Es 

c  d' 287,1  71,5 Ecu  x0,003  0,0023 c 287,1

Ey 

fy 400   0,002; Es  Ey  fs  fy  400MPa Es 200.000

13) Perhitungan gaya-gaya dalam T  Asxfy  2551,76 x400  1.020.704 N  1.020,70KN Cc  0,85xf ' cxaxb  0,85x34 x94,96 x550  1.509,39KN Cs  Asxfy  2551,76 x400  1.020.704 N  1.020,70KN

Pnb  Cs  Cc  T  1.020.704  1.509.390  1.020.704  1.509.39KN

h h a h Mnb  T (d  )  Cc(  )  Cs  d ) 2 2 2 2 Mnb  1.020.704(478,5 

550 550 94,96 550 )  1.509.390(  )  1.020.704(  71,5) 2 2 2 2

Mnb  758.842.940 Nmm  758,84KNm



Eb 

e

Mnb 758,84   0,503m  503mm Pnb 1.509,39

Mu 311,11   0,317m  317mm Pu 981,13

e  eb, Kolomruntuhtekan

14) Pola keruntuhan tekan (menggunakan pendekatan Whitney) An  Ag  Ast  302.500  5103,52  297.396mm2 Pn0  Anx0,85xf ' c  A. fy  297.396 x0,85x34 x  5.103,52 x400 Pn0  10.636.152 N  10.636,15KN

Pn 

Pno 10.636.152  Pno e 10.636.152 317 1 (  1) 1 (  1) Pnb eb 1.509.390 503

Pn  2.211.258N  2.211.26KN

15) Kontrol keamanan Pu  0,1xf ' cxAg  0,1x34 x550 x550 981.130  1.028.500digunakanfaktorreduksi  0,65 xPn  0,65x2.211,26  1.437,32KN  Pu  981,13  kolomaman

4. Perhitungan Penulangan geser kolom Mnt = 106,18 Vu 

Mnb = 112,49

Mnt  Mnb 106,18  112,49   39,64 KN ln 4,517

Vc  (1 




Vc  (1 

981.130 1 ) x( x 34 ) x550 x 478,5 14 x550 x550 6

Vc  1,23x0,97 x263.175  313.994,09 N  314KN

xVc  0,75x314KN  235,50  Vu  39,64KN 1 xxVc  0,5x0,75x314  117,75KN 2 2 3

2 3

xVc  ( x 34 ) x550 x478,5  0,75x313.990  ( x 34 ) x550 x478,5 235.500  1.033.461,91  1.268.962 N  1.268,96KN 2 3

xVc  Vu  xVc  ( x f ' c ) xbwxd

Maka diperlukan tulangan geser sebesar Vs Menentukan jrak sengkang daerah plastis(≤1o) Jarak maksimum lo tidak boleh kurang dari : o

1

/6 h bersih kolom

=1/6 x4.397 =732,98mm

o Dimensi terbesar penampang

=h

=550mm

o 500 mm o Digunakan lo =550mm Vc  0 KN ; Vs 

Vu



 Vc 

39,64  0  52,85KN 0,75


Av.Fy.d 226,195 x240 x 478,5   491,50mm Vs 52.850

Dipakai jarak sengkang 200 mm Spesi maksimum sengkang tidak boleh lebih dari :



So = 8xDp

=8x19

=152mm

So = 24xDs

=24x12

=288mm

So =0,5xb

=0,5x550

=275mm

So =300mm Sehingga tulangan sengkang yang dipakai Ø 12 jarak 200 mm sepanjang 550 mm dari permukaan hubungan balok kolom. Menentukan jarak sengkang pada daerah diluar sendi plastis(>1o) Vc  (1 


Vc  (1 

981.130 1 ) x( x 34 ) x550 x478,5 14 x550 x550 6

Vc  1,97 x0,97 x263.175  315.012,53N  315.012KN

Vs 

Vu



 Vc 

39,64  315,012  262,16 KN 0,75


Av.Fy.d 226,195 x 240 x 478,5   99.09mm Vs 262.160

Dipakai Jarak sengkang 100mm, Spasi maksimum sengkang yang terpasang pada daerah >1o tidak boleh lebih dari 2xSo = 2x200 = 400 mm Sehingg tulngan sengkang yang dipakai Ø 12 jarak 100mm dipasang sepanjang > 550 mm dari muka hubungn balok kolom.



IV.2.3 Optimasi Kolom

Dari hasil perhitungan Etabs Diperoleh nilai PU (Beban ultimate) untuk masing-masing kolom struktur :

No. Lantai

1 Roof

Nilai Pu(KN) Kolom tepi

Kolom Tengah

Kolom Sudut

195.35

268.73

160.45

2

7 472.49

591.09

390.58

3

6 713.50

884.60

596.76

4

5 935.69

1,155.07

782.99

5

4 1,140.96

1,424.03

945.47

6

3 1,446.05

1,691.47

1,076.29

7

2 1,671.34

1,972.41

1,174.76

8

1



1,933.42

2,276.06

1,898.68

Dari nilai PU (beban ultimate) yang diperoleh diatas, dilakukan perhitungan dimensi kolom dengan cara trial & Error melalui pengembangan dari rumus Mac Gregor dengan nilai penentu koefisien n sebanyak 3.Dari Penilitian sebelumnya, yaitu saudara Wijayanto Dan Saudara budi diperoleh nilai n Berikut : 1. Nilai koefisien n hasil penilitian Saudara Wijayanto

Nilai n optimum No.

Lantai

Kolom tengah

Kolom Tepi

Kolom Sudut

5

5 0.05

0.03

0.05

4

4 0.13

0.06

0.06

3

3 0.20

0.10

0.10

2

2 0.20

0.13

0.13

1

1 0.20

0.13

0.15



2. Nilai koefisien n hasil penilitian Saudara Budi

Simulasi

n Lantai

ke-

ke-

1

2

Nilai n digunakan Kolom tengah

Kolom Tepi

Kolom Sudut

n1

0.05

0.03

0.04

n2

0.07

0.05

0.03

n3

0.08

0.04

0.01

n4

0.03

0.01

0.005

n5

0.01

0.009

0.004

n1

0.10

0.08

0.08

n2

0.12

0.11

0.07

n3

0.13

0.09

0.06

n4



3

4

0.08

0.03

0.010

n5

0.04

0.018

0.009

n1

0.15

0.11

0.13

n2

0.17

0.13

0.08

n3

0.18

0.10

0.10

n4

0.11

0.06

0.020

n5

0.05

0.023

0.019

n1

0.19

0.12

0.15

n2

0.20

0.17

0.13

n3

0.21

0.16

0.16

n4

0.12

0.11

0.030

n5

0.08

0.030

0.040



5

6

7

n1

0.25

0.13

0.20

n2

0.27

0.22

0.19

n3

0.28

0.19

0.21

n4

0.13

0.15

0.060

n5

0.12

0.037

0.050

n1

0.30

0.20

0.26

n2

0.32

0.25

0.25

n3

0.33

0.23

0.28

n4

0.20

0.21

0.080

n5

0.15

0.041

0.070

n1

0.35

0.23

0.32

n2



0.37

0.27

0.30

n3

0.38

0.32

0.33

n4

0.23

0.26

0.100

n5

0.19

0.050

0.090

Pada penelitian ini, penulis menggunakan nilai koefisien n penentu ukuran kolom dengan data-data seperti dibawah ini :

Simulasi

n Lantai

ke-

ke-

1


Kolom Tepi

Kolom Sudut

n8

0.13

0.11

0.09

n7

0.12

0.1

0.8

n6

0.10

0.8

0.6

n5



0.23

0.26

0.100

n4

0.12

0.11

0.030

n3

0.08

0.030

0.040

n2

0.31

0.22

0.19

n1

0.31

0.24

0.21

Simulasi

n Lantai

ke-

ke-

2


Kolom Tepi

Kolom Sudut

n8

0.17

0.14

0.09

n7

0.35

0.13

0.31

n6

0.36

0.26

0.32

n5

0.37

0.31

0.32



n4

0.23

0.24

0.20

n3

0.10

0.90

0.70

n2

0.31

0.21

0.17

n1

0.18

0.21

0.15

Simulasi

n Lantai

ke-

ke-

3


Kolom Tepi

Kolom Sudut

n8

0.04

0.02

0.100

n7

0.05

0.021

0.019

n6

0.27

0.24

0.22

n5

0.28

0.17

0.20

n4

0.29

0.15

0.300



n3

0.14

0.15

0.070

n2

0.19

0.100

0.090

n1

0.25

0.21

0.20

Setelah nilai koefisien n ditentukan (sesuai table di atas), dilakukan trial & error nilai koefisien n ke dalam rumus Mac Gregor. Hasil trial & error nilai koefisien n tersebut dapat dilihat pada table (terlampir). Langkah selanjutnya setelah didapatkan dimensi kolom sesuai table adalah penghitungan gaya geser akibat beban gempa statis pada wilayah 3 sesuai tabel (terlampir). Luas tulangan memanjang (As) diperoleh dari hasil analisis struktur dengan bantuan program ETABS. Selanjutnya luas tulangan (As) yang diperoleh dari concrete frame design program ETABS dimasukkan ke dalam tabel (terlampir). Sehingga diperoleh nilai harga kolom per meter yang paling optimum.


BAB IV ANALISA STRUKTUR

Recommend Documents