BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
4.1
Analisis Desain
Setelah mengidentifikasi ragam elemen yang akan dirancang sesuai dengan kebutuhan tahanan terhadap gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur. Maka, dilakukan berbagai macam penyesuaian jenis penampang elemen struktur yang akan direncanakan pada tiaptiap bagian sesuai dengan kebutuhan rencana struktur gedung tersebut. Namun, tidak terlepas dari ketentuan-ketentuan mengenai perencanaan elemen-elemen struktur berdasarkan SNI 03-1729-2002 mengenai baja tahan gempa. Tahap pertama dalam merencanakan elemen struktur adalah dengan mengidentifikasi elemen yang direncanakan akan berperilaku plastis paling awal saat terjadi gempa. Pada struktur rangka bresing konsentrik khusus, yang akan berperilaku plastis saat terjadi gempa adalah pada bagian sambungan bresing dengan titik sambungan balok dan kolom. Sedangkan pada sistem rangka bresing konsentrik biasa, perilaku plastis akan terjadi pada bagian bresing itu sendiri. Gaya-gaya dalam yang terjadi pada struktur SRBK hasil output dari ETABS 9.0 mulamula dicek terhadap kekuatan elemen strukturnya seperti gambar di bawah ini.
Gambar 4.1.
Ragam perbandingan tahanan elemen struktur terhadap gaya dalam
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Pada gambar 4.1 terlihat hasil desain profil yang telah dicek terhadap kekuatan batasnya menunjukkan hasil yang beragam. Bagian balok terutama balok-balok utama tengah, serta beberapa bagian bresing dan kolom-kolom tepi berwarna ungu yang berarti nilai strength ratio berada pada kisaran 0,9 hingga mendekati nilai 1. Sisanya adalah berwarna kuning yang berarti nilai strength ratio berkisar antara 0,8 – 0,9. Sedangkan untuk bagian – bagian yang lain didominasi oleh warna hijau.
Gambar 4.2.
Ragam perbandingan tahanan elemen struktur pada bidang 1
Khusus untuk bidang perimeter gedung (bidang 1) yang setelah melalui analisis gaya dalam merupakan bidang perimeter yang menerima beban lateral terbesar. Bresing, balok, dan kolom didesain seoptimal mungkin karena bidang tersebut merupakan basis desain untuk bagian bresing pada bidang-bidang lainnya. Sedangkan untuk mengoptimalkan desain pada bagian tengah struktur (bidang 2 – 5, B – E) dilakukan berdasarkan basis desain masing-masing. Berdasarkan ragam tahanan elemen struktur pada gambar di atas yang telah dioptimasi mendekati nilai rasio gaya dalam ultimit terhadap kekuatan nominal elemen struktur pada kisaran 0,7 – 1 untuk seluruh elemen struktur baik pada kolom, balok, maupun bresing. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-2
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Oleh karena hasil perhitungan program ETABS 9.0 merupakan alat bantu dalam mendesain profil baja dan perbedaan kode desain yang ada pada program tersebut dengan ketentuan-ketentuan yang didasarkan pada SNI 03 – 1729 -2002 butir 15. Maka, selanjutnya dilakukan penyesuaian tahanan dimulai dari elemen bresing, balok, lalu kolom yang pada akhirnya terdapat perbedaan hasil optimasi dari program ETABS 9.0 dengan optimasi secara manual menggunakan program Excel. 4.2
Batasan Simpangan
Setelah memenuhi persyaratan rasio gaya ultimit dengan kekuatan nominal elemen, selanjutnya dilakukan pengecekan terhadap batasan simpangan antar lantai sesuai persyaratan SNI 03 – 1729 – 2002 butir 15.4. Pada butir 15.4.2 disyaratkan bahwa simpangan maksimum antar lantai untuk struktur gedung yang memiliki waktu getar lebih besar dari 0,7 detik adalah sebesar 2,0% dari jarak antar lantai. Pada dasarnya, simpangan maksimum biasanya akan terjadi pada kondisi pembebanan gempa. Oleh karena itu, diambil hanya 2 jenis kombinasi pembebanan yakni : 1,2 DL + 0,5 LL + 2,2Ex
(1)
1,2 DL + 0,5 LL + 2,2Ey
(2)
Gambar 4.3.
Deviasi struktur akibat beban kombinasi (1)
Dari kedua kombinasi pembebanan tersebut didapatkan nilai-nilai simpangan antar lantai dan perpindahan lateral maksimum per lantai dalam tabel berikut : HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-3
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.1 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah X pada SRBKK
Lantai
Titik
Kombinasi Beban
Simpangan elastis X (mm)
Simpangan Inelastis
Y (mm)
X (mm)
Y (mm)
Batasan Simpangan
Status
Per lantai
Akumulasi
Rasio Elastik
Rasio Inelastik
Status
X
Y
X
Y
X
Y
X
Y
10
1
12DL05LL22EX
123.595
35.166
553.71
157.54
72
728
OK !
OK !
0.42%
0.12%
1.86%
0.54%
OK !
OK !
9
1
12DL05LL22EX
108.6198
30.83974
486.62
138.16
72
656
OK !
OK !
0.44%
0.13%
1.99%
0.57%
OK !
OK !
8
1
12DL05LL22EX
92.60574
26.28409
414.87
117.75
72
584
OK !
OK !
0.44%
0.13%
1.95%
0.57%
OK !
OK !
7
1
12DL05LL22EX
76.9413
21.70922
344.70
97.26
72
512
OK !
OK !
0.42%
0.12%
1.89%
0.54%
OK !
OK !
6
1
12DL05LL22EX
61.7473
17.36557
276.63
77.80
72
440
OK !
OK !
0.40%
0.11%
1.79%
0.51%
OK !
OK !
5
1
12DL05LL22EX
47.37122
13.23826
212.22
59.31
72
368
OK !
OK !
0.35%
0.10%
1.59%
0.45%
OK !
OK !
4
1
12DL05LL22EX
34.62304
9.646783
155.11
43.22
72
296
OK !
OK !
0.31%
0.09%
1.39%
0.39%
OK !
OK !
3
1
12DL05LL22EX
23.42035
6.475913
104.92
29.01
72
224
OK !
OK !
0.28%
0.08%
1.24%
0.35%
OK !
OK !
2
1
12DL05LL22EX
13.44635
3.692435
60.24
16.54
72
152
OK !
OK !
0.22%
0.06%
1.00%
0.28%
OK !
OK !
1
1
12DL05LL22EX
5.406522
1.473652
24.22
6.60
80
80
OK !
OK !
0.14%
0.04%
0.61%
0.17%
OK !
OK !
BASE
1
12DL05LL22EX
0
0
0.00
0.00
0
0
OK !
OK !
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
OK !
OK !
Tabel 4.2 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah Y pada SRBKK
Lantai
Titik
Kombinasi Beban
Simpangan elastis X (mm)
Simpangan Inelastis
Y (mm)
X (mm)
Y (mm)
Batasan Simpangan
Status
Per lantai
Akumulasi
X
Rasio Elastik Y
X
Y
Rasio Inelastik X
Y
Status X
Y
10
1
12DL05LL22EY
20.308
94.8993
90.98
425.15
72
728
OK !
OK !
0.07%
0.32%
0.30%
1.45%
OK !
OK !
9
1
12DL05LL22EY
17.85983
83.22165
80.01
372.83
72
656
OK !
OK !
0.07%
0.34%
0.33%
1.53%
OK !
OK !
8
1
12DL05LL22EY
15.22878
70.936
68.22
317.79
72
584
OK !
OK !
0.07%
0.34%
0.32%
1.54%
OK !
OK !
7
1
12DL05LL22EY
12.67174
58.59122
56.77
262.49
72
512
OK !
OK !
0.07%
0.33%
0.31%
1.46%
OK !
OK !
6
1
12DL05LL22EY
10.1753
46.88017
45.59
210.02
72
440
OK !
OK !
0.07%
0.31%
0.29%
1.39%
OK !
OK !
5
1
12DL05LL22EY
7.817304
35.74374
35.02
160.13
72
368
OK !
OK !
0.06%
0.27%
0.26%
1.20%
OK !
OK !
4
1
12DL05LL22EY
5.713565
26.06174
25.60
116.76
72
296
OK !
OK !
0.05%
0.24%
0.23%
1.06%
OK !
OK !
3
1
12DL05LL22EY
3.868174
17.50878
17.33
78.44
72
224
OK !
OK !
0.05%
0.21%
0.21%
0.93%
OK !
OK !
2
1
12DL05LL22EY
2.219391
10.0007
9.94
44.80
72
152
OK !
OK !
0.04%
0.17%
0.17%
0.74%
OK !
OK !
1 BASE
1
12DL05LL22EY
0.884174
4.023391
3.96
18.02
80
80
OK !
OK !
0.02%
0.10%
0.10%
0.45%
OK !
OK !
1
12DL05LL22EY
0
0
0.00
0.00
0
0
OK !
OK !
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
OK !
OK !
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-4
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.3 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah X pada SRBKB
Lantai
Titik
Simpangan elastis
Kombinasi Beban
X (mm)
Simpangan Inelastis
Batasan Simpangan (mm)
Y (mm)
X (mm)
Y (mm)
Per lantai
Akumulasi
X
Y
X
Y
X
Y
X
Y
Status
Rasio Elastik
Rasio Inelastik
Status
10
1
12DL05LL22EX
110.0645
30.21313
431.45
118.44
72
728
OK !
OK !
0.37%
0.10%
1.44%
0.40%
OK !
OK !
9
1
12DL05LL22EX
96.82574
26.50296
379.56
103.89
72
656
OK !
OK !
0.37%
0.10%
1.47%
0.41%
OK !
OK !
8
1
12DL05LL22EX
83.3587
22.76687
326.77
89.25
72
584
OK !
OK !
0.37%
0.10%
1.44%
0.41%
OK !
OK !
7
1
12DL05LL22EX
70.11922
19.03513
274.87
74.62
72
512
OK !
OK !
0.37%
0.10%
1.46%
0.40%
OK !
OK !
6
1
12DL05LL22EX
56.74043
15.32635
222.42
60.08
72
440
OK !
OK !
0.35%
0.10%
1.39%
0.38%
OK !
OK !
5
1
12DL05LL22EX
43.98591
11.84035
172.42
46.41
72
368
OK !
OK !
0.34%
0.09%
1.32%
0.36%
OK !
OK !
4
1
12DL05LL22EX
31.88791
8.541652
125.00
33.48
72
296
OK !
OK !
0.31%
0.08%
1.20%
0.33%
OK !
OK !
3
1
12DL05LL22EX
20.90417
5.556261
81.94
21.78
72
224
OK !
OK !
0.26%
0.07%
1.01%
0.27%
OK !
OK !
2
1
12DL05LL22EX
11.62113
3.057913
45.55
11.99
72
152
OK !
OK !
0.20%
0.05%
0.78%
0.21%
OK !
OK !
1 BASE
1
12DL05LL22EX
4.466261
1.160435
17.51
4.55
80
80
OK !
OK !
0.11%
0.03%
0.44%
0.11%
OK !
OK !
1
12DL05LL22EX
0
0
0.00
0.00
0
0
OK !
OK !
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
OK !
OK !
Tabel 4.4 Batasan simpangan dan rasio simpangan untuk beban gempa arah Y pada SRBKB
Lantai
Titik
Simpangan elastis
Simpangan Inelastis
Batasan Simpangan
Status
Rasio Elastik
Rasio Inelastik
Status
Kombinasi Beban
X (mm)
Y (mm)
X (mm)
Y (mm)
Per lantai
Akumulasi
X
Y
X
Y
X
Y
X
Y
10
1
12DL05LL22EY
18.19739
81.71357
71.33
320.32
72
728
OK !
OK !
0.06%
0.28%
0.24%
1.09%
OK !
OK !
9
1
12DL05LL22EY
16.02148
71.68139
62.80
280.99
72
656
OK !
OK !
0.06%
0.28%
0.24%
1.10%
OK !
OK !
8
1
12DL05LL22EY
13.79678
61.59983
54.08
241.47
72
584
OK !
OK !
0.06%
0.28%
0.24%
1.10%
OK !
OK !
7
1
12DL05LL22EY
11.62026
51.51557
45.55
201.94
72
512
OK !
OK !
0.06%
0.28%
0.24%
1.09%
OK !
OK !
6
1
12DL05LL22EY
9.411913
41.49461
36.89
162.66
72
440
OK !
OK !
0.06%
0.26%
0.23%
1.03%
OK !
OK !
5
1
12DL05LL22EY
7.299217
32.07452
28.61
125.73
72
368
OK !
OK !
0.06%
0.25%
0.22%
0.97%
OK !
OK !
4
1
12DL05LL22EY
5.293913
23.15887
20.75
90.78
72
296
OK !
OK !
0.05%
0.22%
0.20%
0.88%
OK !
OK !
3
1
12DL05LL22EY
3.473304
15.0847
13.62
59.13
72
224
OK !
OK !
0.04%
0.19%
0.17%
0.73%
OK !
OK !
2
1
12DL05LL22EY
1.928522
8.335565
7.56
32.68
72
152
OK !
OK !
0.03%
0.14%
0.13%
0.56%
OK !
OK !
1 BASE
1
12DL05LL22EY
0.732261
3.207478
2.87
12.57
80
80
OK !
OK !
0.02%
0.08%
0.07%
0.31%
OK !
OK !
1
12DL05LL22EY
0
0
0.00
0.00
0
0
OK !
OK !
0.00%
0.00%
0.00%
0.00%
OK !
OK !
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-5
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Dari tabel di atas nilai simpangan maksimum sebesar 54,60 mm (SRBKK) dan 44,83 mm (SRBKB) yang terdapat pada lantai 10 akibat beban gempa arah Y (kombinasi pembebanan (2) ). Sedangkan nilai 17,12 mm (SRBKK) dan 15,81 mm (SRBKB) akibat 30% beban gempa arah X untuk SRBKB. Semakin ke lantai bawah, nilai simpangan semakin kecil. Untuk kombinasi pembebanan (1), nilai simpangan pada arah X lebih besar dibandingkan simpangan yang terjadi pada kombinasi pembebanan (2) hingga mencapai nilai 71,97 mm (SRBKK). Hal ini disebabkan beban gempa rencana pada arah X lebih besar daripada arah Y. Semua nilai simpangan yang direncanakan diasumsikan terjadi pada saat kondisi gedung terbebani oleh beban hidup saat terjadi gempa sehingga pengaruh P-δ yang menyebabkan perbesaran momen guling dapat dihindarkan pada kondisi ekstrim. Simpangan aktual yang direncanakan terjadi memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan simpangan maksimum yang diperbolehkan antar lantainya. Maka, struktur masih bersifat kaku dan memenuhi kelayakan sesuai standar SNI 03 – 1729 -2002 butir 15.4. Tabel 4.5 Perbandingan rasio simpangan SRBKB dan SRBKK OCBF Lantai
Arah
Kombinasi Beban
SCBF
Perbandingan
Rasio
Rasio
Rasio
Rasio
Rasio
Rasio
Elastik
Inelastik
Elastik
Inelastik
Elastik
Inelastik
10
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.37%
1.47%
0.43%
1.95%
0.86
0.75
9
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.37%
1.47%
0.45%
2.00%
0.84
0.73
8
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.37%
1.46%
0.44%
1.96%
0.85
0.74
7
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.37%
1.46%
0.42%
1.89%
0.88
0.77
6
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.35%
1.39%
0.40%
1.79%
0.88
0.77
5
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.34%
1.31%
0.35%
1.59%
0.95
0.83
4
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.30%
1.19%
0.31%
1.40%
0.98
0.85
3
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.26%
1.01%
0.28%
1.24%
0.93
0.81
2
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.20%
0.77%
0.22%
1.00%
0.89
0.78
1
Max Drift X
12DL05LL22EX
0.11%
0.44%
0.14%
0.61%
0.83
0.72
Dari tabel di atas didapatkan perbandingan rasio simpangan elastik berkisar 0,83 sampai dengan 0,95 sedangkan rasio simpangan inelastik berkisar antara 0,72 sampai 0,83. Tidak sama dengan perbandingan nilai R yang digunakan yaitu :
ROCBF 5,6 = = 0,875 RSCBF 6.4 Perbedaan perbandingan nilai R dan perbandingan nilai simpangan ini dikarenakan adanya proses sejak dipergunakannya nilai R untuk masing-masing struktur hingga didapatkannya HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-6
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
perbandingan nilai simpangan. Dimana setelah didapatkannya beban gempa untuk masingmasing struktur, beban-beban ini akan didistribusikan ke setiap elemen struktur (balok, bresing, kolom). Kemudian direncanakan profil baja untuk masing-masing struktur berdasarkan gaya dalam yang diterimanya sebagai kuat perlu. Masing-masing profil tersebut memiliki kekakuan yang berbeda, sehingga simpangan dan rasio antar lantai yang dihasilkan akan berbeda pula. Dari perbandingan di atas terlihat bahwa SRBKB lebih kaku daripada SRBKK. 4.3 4.3.1
Perencanaan Elemen Struktur Struktur Bresing Konsentrik Khusus (Special Concentrically Braced Frame)
4.3.1.1 Analisis Elemen Bresing SRBKK Bresing pada struktur ini didominasi oleh gaya aksial karena tidak direncanakan memikul momen yang besar agar perilakunya sesuai dengan kebutuhan leleh pada sambungan. Bresing yang didesain didasarkan pada besaran gaya normal yang dipikul olehnya. Analisis struktur bresing dilakukan pada salah satu bidang perimeter gedung yang memikul beban paling besar sehingga untuk keempat sisi perimeter didesain berdasarkan salah satu bidang perimeter bresing. Pengecekan dilakukan terhadap beberapa profil batang bresing yang berbeda untuk dapat memastikan perencanaan ketahanan batang bresing terhadap gaya aksial yang dipikulnya. Untuk struktur rangka bresing konsentrik khusus terdapat 5 jenis profil yang digunakan. Pada tabel di bawah ini disajikan gaya dalam maksimum pada bresing untuk gaya aksial, dan momen lentur ke arah sumbu kuat dan lemahnya. Seluruh gaya dalam maksimum yang terjadi adalah akibat dari kombinasi pembebanan vertikal dan horizontal. Pada tabel 4.7 juga disajikan hasil perhitungan manual nilai kuat tahanan profil bresing yang digunakan beserta nilai strength rationya untuk masing-masing gaya dalam maksimum per lantainya.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-7
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.6 Gaya dalam maksimum yang terjadi pada bresing
Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Bresing D62 D62 D62 D62 D50 D50 D50 D50 D50 D54
Kombinasi Beban 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN
P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
-95.58 -235.4 -251.1 -393.8 -424.7 -562.7 -563.9 -632.1 -712.2 -634.3
-1161.84 -1220.36 -711.102 -878.527 189.882 1999.526 2200.472 2348.112 2927.764 384.736
791.016 951.161 561.643 438.761 635.758 497.016 324.787 324.567 612.593 696.557
Tabel 4.7 Kuat rencana aksial lentur bresing per lantai
Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
H mm 100 125 125 150 150 175 175 175 200 175
Properti Profil tw tf x B x mm mm mm x 100 6 8 x 125 6.5 9 x 125 6.5 9 x 150 7 10 x 150 7 10 x 175 7.5 11 x 175 7.5 11 x 175 7.5 11 x 200 8 12 x 175 7.5 11
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
kuat rencana
φNn kN 146.52 321.49 321.49 534.77 534.77 759.25 759.25 759.25 1014.40 745.24
Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Strength Nu/φNn 0.65 0.73 0.78 0.74 0.79 0.74 0.74 0.83 0.70 0.85
φMn2 kN-mm 9170.10 16074.60 16074.60 25670.81 13305.49 38382.54 38382.54 38382.54 54633.60 38382.54
Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Strength Ratio 0.127 0.076 0.044 0.034 0.014 0.052 0.057 0.061 0.054 0.010
IV-8
φMn3 kN-mm 18941.40 33548.54 33548.54 53904.38 53904.38 80908.17 80908.17 80908.17 115459.20 80908.17
Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Strength Ratio 0.042 0.028 0.017 0.008 0.012 0.006 0.004 0.004 0.005 0.009
Strength Ratio Kombinasi 0.80 0.82 0.84 0.77 0.82 0.79 0.80 0.89 0.75 0.87
Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Nilai strength ratio untuk setiap lantai berbeda-beda karena pertimbangan keragaman profil tiap lantainya. Pada tugas akhir ini, dilakukan sedapat mungkin untuk menggunakan tidak lebih dari 3 jenis profil batang bresing. Namun, karena kebutuhan kuat nominalnya sangat berbeda maka profil batang bresing yang digunakan setelah melalui proses iterasi manual yakni 5 jenis profil. Gaya aksial tekan maksimum terjadi pada lantai 2 sehingga dibutuhkan jenis profil yang lebih besar yakni WF 200.200.8.12. Sedangkan pada lantai 1 gaya aksial tekan justru mengecil karena kekakuannya lebih tinggi akibat dari kekangan pondasi yang diasumsikan merupakan perletakan jepit. 1). Distribusi beban lateral SRBKK Perhitungan distribusi beban lateral menggunakan kombinasi pembebanan gempa ke arah X model dan ke arah Y. Beban lateral didistribusikan dahulu kepada bresing yang nilainilai gaya dalam aksialnya merupakan hasil keluaran program ETABS 9.0. Lalu, dianalisis sejauh mana efektifitas batang bresing dalam memikul beban lateral melalui diagram vektor gaya-gaya yang telah ditransformasikan sesuai sudut bresing yang terpasang. Berikut ini adalah hasil analisis distribusi beban lateral secara tabulasi Tabel 4.8 Distribusi beban lateral ke batang bresing akibat beban lateral arah Y
EY
Bidang A
Bidang F
Lantai
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Diafragma
D10
D9
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
FY
302.1217
219.9207
198.8631
175.0207
151.6646
128.7588
102.9185
79.7027
54.0571
29.5734
H (kN)
302.12
522.04
720.91
895.93
1047.59
1176.35
1279.27
1358.97
1413.03
1442.60
a
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
0.00
H x cos a
259.07
447.65
618.17
768.25
898.30
1008.71
1096.96
1165.31
1211.66
1200.32
Bresing
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D23
P (kN)
27.83
60.2
77.3
107.89
121.2
148.6
158.33
171.96
190.15
164.72
Bresing
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D31 163.81
P (kN)
27.66
59.85
76.94
107.14
120.48
147.47
157.64
171.23
189.31
Bresing
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D71
P (kN)
32.3
68.88
88.34
122.42
137.8
167.87
179.89
195.15
215.1
188.19
Bresing
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D75
P (kN)
32.11
68.55
88.01
121.77
137.18
166.94
179.35
194.59
214.49
187.54
Jumlah
119.90
257.48
330.59
459.22
516.66
630.88
675.21
732.93
809.05
704.26
Persentase
46.28%
57.52%
53.48%
59.77%
57.52%
62.54%
61.55%
62.90%
66.77%
58.67%
Status
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-9
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.9 Distribusi beban lateral ke batang bresing akibat beban lateral arah X
EX
Bidang 1
Bidang 6
Lantai Diafragma FX H (kN) a H x cos a Bresing P (kN) Bresing P (kN) Bresing P (kN) Bresing
10 D10 446.1 446.10 30.96 382.53 D51 36.92 D63 36.56 D35 30.68 D47
9 D9 324.73 770.83 30.96 660.98 D51 93.9 D63 93.09 D35 80.85 D47
8 D8 293.63 1064.46 30.96 912.77 D51 103.64 D63 102.84 D35 87.01 D47
7 D7 258.43 1322.89 30.96 1134.37 D51 160.54 D63 158.96 D35 137.82 D47
6 D6 223.94 1546.83 30.96 1326.40 D51 175.94 D63 174.46 D35 150.05 D47
5 D5 190.12 1736.95 30.96 1489.42 D51 228.99 D63 226.75 D35 197.76 D47
4 D4 151.97 1888.92 30.96 1619.74 D51 238.19 D63 236.9 D35 204.77 D47
3 D3 117.69 2006.61 30.96 1720.65 D51 266.84 D63 265.49 D35 230.59 D47
P (kN)
30.22
79.96
86.16
136.24
148.58
Jumlah Persentase Status
134.38
347.8
379.65
593.56
649.03
35.13% OK !
52.62% OK !
41.59% OK !
52.33% OK !
48.93% OK !
57.01% OK !
2 D2 79.82 2086.43 30.96 1789.10 D51 299.11 D63 297.63 D35 259.65 D47
1 D1 43.67 2130.10 0.00 1772.35 D55 259.3 D59 257.69 D39 221.39 D43
195.6
203.51
229.28
258.22
219.84
849.1
883.37
992.2
1114.61
958.22
54.54% OK !
57.66% OK !
62.30% OK !
54.06% OK !
Persentase gaya horizontal yang dipikul oleh batang bresing tarik pada tabel di atas berkisar pada (38 – 65) %. Maka, batang bresing telah memenuhi syarat distribusi beban lateral sesuai SNI 03 – 1729 -2002 butir 15.11.2.3. yakni minimum 30% dan maksimum 70% Contoh perhitungan salah satu jenis profil bresing yang merupakan profil hasil analisis secara manual adalah sebagai berikut : Tabel 4.10 Properti profil bresing lantai 3 struktur SRBKK H (mm) 175
B (mm) 175
tw (mm) 7,5
tf (mm) 11
r (mm) 12
h efektif (mm) 129
Ix (mm4) 2,88.107
Iy (mm4) 9,84.106
Ag (mm2) 5121
ix (mm) 75
iy (mm) 43,8
Sx (mm3) 3,3.105
Sy (mm3) 1,12.105
Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 175.175.7,5.11 2). Kuat Rencana Aksial Bresing
Cek kelangsingan penampang Pelat sayap
λf =
b 175 135 135 = = 7,954 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *11 fy 250
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-10
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Pelat badan
λw =
665 665 h 175 = = 25 , sedangkan λ r = = = 42,058 λ w < λ r tw 7 fy 250
Maka, penampang bresing kompak. Persyaratan kelangsingan batang bresing untuk SCBF sesuai SNI 03 – 1729 – 2002 Butir 15.11.2.1 yaitu : k c L 2625 ≤ dengan L = 6000 2 + 3600 2 = 3498,71 mm r fy 1 * 3498,71 2625 ≤ ⇒ 79,88 < 166,019 43,8 250 maka batang bresing memenuhi persyaratan kelangsingan.
Cek terhadap tekuk Arah-x λx =
Lkx 3498,71 = = 46,65 rx 75
Arah-y λy =
Lky ry
=
34898,71 = 79,88 43,8
Maka, arah-y menentukan terhadap tekuk.
E 1 2.10 5 = .79,88. = 0,9 ⇒ bersifat tekuk inelastik λc = .λ y . π fy π 250 1
maka, ω =
1,43 = 1,43 1,6 − 0,67(0,9)
N n = Ag . f cr = Ag .
fy
ω
= 5121.
250 = 895,28 kN 1,43
Nu 632,1 = = 0,83 φN n 0,9 * 895,28
3). Kuat Rencana Lentur Bresing
Bresing direncanakan untuk dapat melentur ke arah bidang bresing atau ke arah sumbu lemahnya agar pada saat gempa terjadi, proses rotasi inelastis pada ujung-ujung batang (sambungan) dapat terjadi.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-11
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Cek kelangsingan penampang Pelat sayap b 175 135 135 λf = = = 7,954 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r (OK) 2t f 2 *11 fy 250 Pelat badan N h 175 λw = = = 25 , dari tabel 4.6 nilai u = 0,83 > 0,125 tw 7 φN n Maka, nilai batasan perbandingan lebar terhadap tebal untuk pelat badan sesuai tabel 15.71 SNI 03 – 1729 – 2002 adalah sebagai berikut :
N u 665 500 500 632,1 ⇒ 2,33 − = 47,35 2,33 − ≥ 759,25 φN n 250 fy fy sedangkan λ p =
665 fy
=
665 250
= 42,058 , maka batasan λp diambil 47,35.
λw < λp penampang kompak.
Cek terhadap tekuk lateral terhadap X (tegak lurus bidang bresing) E 2.10 5 = 1,76 * 43,8 * = 2180,38 m m L > Lp fy 250
L p = 1,76 * i y *
X 2 Lr = ry * 1 1 + 1 + X 2 f L fL dengan X 1 =
π
2
Sx
EGJA S I dan X 2 = 4 x w Iw = Iy * h2/4 2 GJ I y
E 200000 = = 76923,08 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 176798,96 3
G=
129 2 9,84.10 6 x Iw 4 = Iy 9,84.10 6 X1 =
π 3,3.10 5
= 6724
2.10 5 x76923,08 x176798,96 x5121 = 25123,58 2 2
3,3.105 x 6724 = 1,58.10−5 X 2 = 4 76923 , 08 x 176798 , 96
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-12
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
25123,58 2 −5 Lr = 43,8 * 1 + 1 + 1,58.10 x(129 ) = 9366,05 mm 129
Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. Faktor pengali momen (Cb)
Cb =
2,5M max
12,5M max = 1,22 < 2,3 maka Cb = 1,22 + 3M A + 4M B + 3M C
Perhitungan nilai faktor pengali momen Cb terdapat dalam lampiran. M r = f L .S x = 129 x 330000 = 46387,24 kNmm 1 1 Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w h − t f h − t f 2 2
3 = 359591 mm
M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 89897,97 kNmm Momen nominal penampang ditentukan dari jenis tekuk yang terjadi. Oleh karena Lp < Lb < Lr maka, kapasitas penampang adalah
Lb − L p ≤Mp M n = C b M p − (M p − M r ) L − L r p
3498,71 − 2180,38 M n = 1,2289897,97 − (89897,97 − 46387,24) = 101525,97 kNmm 9366,05 − 2180,38 Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 89897,97 kNmm
Mu 324,57 = = 0,004 φM n 0,9 * 89897,97 Cek terhadap tekuk lentur terhadap Y (sejajar bidang bresing) L p = 1,76 * i x *
E 2.10 5 = 1,76 * 75 * = 3733,52 m m L < Lp fy 250
Maka, bresing bersifat plastik sempurna. M p = Z y . f y = 170589,06 * 250 = 42647,27 kNmm M n = 42647,27 kNmm M uy
φM ny
=
2348,11 = 0,061 0,9 * 42647,27
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-13
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Interaksi aksial-lentur menjadi, M uy N u 8 M ux + + φN n 9 φM nx φM ny
= 0,83 + 8 .(0,004 + 0,061) = 0,89 (OK) 9
Hasil analisis aksial dan lentur penampang menunjukkan bahwa bresing sangat didominasi oleh gaya dalam aksialnya. Oleh karena itu, nilai kapasitas lentur bresing tidak signifikan dalam partisipasinya menahan gaya lateral.
4.3.1.2 Analisis Elemen Balok SRBKK Balok-balok direncanakan untuk menahan gaya-gaya momen dan geser. Pengelompokkan balok-balok didasarkan pada kebutuhan tahanan gaya momen dan geser. Selain itu, kelayakan sambungan dengan kolom pun harus dipertimbangkan. Berikut ini adalah hasil keluaran gaya-gaya dalam dari program ETABS 9.0. Tabel 4.11 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu-Y model pada SRBKK Lantai
Balok
Kombinasi
V2 (kN)
M3 (kN-mm)
10
B16
12DL05LL22EX
21.45
-25554.913
9 8 7 6 5 4 3 2 1
B16 B15 B15 B15 B15 B15 B15 B15 B15
12DL05LL22EYMIN 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL
-27.71 37.94 38.06 37.69 37.61 36.9 36.84 36.72 36.57
-38786.276 -35218.487 -35770.119 -34745.519 -34566.662 -32622.450 -32483.374 -32142.563 -31705.188
Kombinasi pembebanan yang menentukan untuk lantai 9 dan 10 adalah pembebanan vertikal dan lateral sedangkan lantai 1 sampai 8 kombinasi pembebanan yang menentukan adalah beban vertikal. Perbedaan disebabkan oleh dominasi gaya antara vertikal dan lateral.. Khusus untuk lantai teratas karena beban vertikal yang dipikul lebih kecil daripada beban lateralnya, dengan demikian tentu beban lateral akan sangat berpengaruh terhadap gaya dalam balok lantai 9 dan 10. Gaya lateral pada arah sumbu Y model pun lebih kecil dibandingkan sumbu X model sehingga memperkuat alasan di atas Berbeda dengan lantai di bawahnya, di mana sudah terjadi dominasi beban vertikal karena beban lateral sudah terdistribusi ke dalam elemen bresing dan kolom.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-14
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.12 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu X-model Lantai
Balok
Kombinasi
V2 (kN)
M3 (kN-mm)
10
B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B44
12DL05LL22EXMIN 12DL16LL 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL16LL
-62.38 -81.75 64.94 68.08 68.33 67.28 65.55 64.32 60.87 -77.77
-85267.769 -98497.957 -109366.780 -118964.380 -118085.190 -115066.650 -107021.940 -103589.510 -93883.162 -87378.715
9 8 7 6 5 4 3 2 1
Untuk arah pembebanan lateral ke arah sumbu X model, hampir seluruh lantai beban maksimum terjadi akibat pembebanan lateral. Tabel 4.13 Gaya dalam maksimum balok tepi tanpa bresing pada SRBKK Lantai
Balok
Kombinasi
V2 (kN)
M3 (kN-mm)
10
B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3 B1
12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL16LL
44.43 48.91 46.53 56.18 49.24 47.88 45.98 35.78 31.38 47.32
-70088.082 -87365.390 -92941.663 -106798.180 -99567.597 -95671.138 -74894.343 -59924.845 -47289.248 -51119.510
9 8 7 6 5 4 3 2 1
Tabel 4.14 Gaya dalam maksimum balok tepi dengan bresing pada SRBKK Lantai
Balok
Kombinasi
V2 (kN)
M3 (kN-mm)
10
B37 B39 B2 B2 B2 B2 B4 B2 B2 B4
12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EX 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL
39.03 -38.15 -40.36 -47.38 -40.23 -40.16 47.00 40.11 40.11 47.00
-57029.264 -57745.317 -48460.497 -54756.455 -47017.177 -46763.436 -50701.976 -44746.712 -44739.534 -50698.170
9 8 7 6 5 4 3 2 1
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-15
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Kasus yang terjadi pada tabel 4.11 di mana kombinasi pembebanan lateral dominan di hampir semua lantai kecuali lantai 1 dapat terjadi karena beban lateral yang masuk ke struktur langsung diantisipasi oleh bidang bresing pada bagian perimeter struktur, sehingga pada keempat bidang perimeter struktur yakni pada bidang 1, 6, A, dan F terjadi peningkatan distribusi beban lateral dibandingkan dengan beban vertikalnya. Bidang bresing sangat efektif menyerap beban lateral dan bidang perimeter non-bresing tentunya akan turut menyerap tetapi tidak sebesar penyerapan energi gempa pada bidang bresing. Oleh karena itu, wajar apabila beban maksimum yang menentukan terjadi saat kombinasi pembebanan vertikal dan pembebanan lateral yang telah memakai koefisien kuat cadang struktur sebesar 2,2. Tabel 4.15 Profil balok rencana berikut nilai strength ratio lentur, geser, dan interaksi lentur dan geser pada SRBKK Kapasitas Lentur
Properti Profil Lantai
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
H mm 248 248 150 248 150 150 150 150 150 150
x x x x x x x x x x x x
B
tw
tf
φ Mn
mm
mm
mm
kN-mm
124 124 150 124 150 150 150 150 150 150
5 5 7 5 7 7 7 7 7 7
8 8 10 8 10 10 10 10 10 10
68706.00 68706.00 53904.38 68706.00 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38
Strength Ratio
0.83 0.84 0.90 0.80 0.87 0.87 0.94 0.83 0.83 0.94
Kapasitas Geser
φ Vn
Status
kN-mm
OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Strength Ratio
167.40 167.40 141.75 167.40 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75
0.23 0.23 0.28 0.28 0.28 0.28 0.33 0.28 0.28 0.33
Kombinasi Status
OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Interaksi lentur &geser
0.98 0.98 1.08 0.97 1.05 1.04 1.15 1.01 1.01 1.15
Status
OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Profil balok rencana yang dianalisis pada struktur SRBKK sesuai tabel 4.13 diambil pada bagian bidang 1 sebagai representasi bidang struktur yang mengalami pembebanan terbesar. Tabel 4.16 Properti profil untuk balok dengan bresing lantai 2 pada SRBKK H (mm) 150
B (mm) 150
tw (mm) 7
tf (mm) 11
r (mm) 11
h efektif (mm) 108
Ix (mm4) 1,34.107
Iy (mm4) 5,63.106
Ag (mm2) 4014
ix (mm) 63,9
iy (mm) 37,5
Sx (mm3) 2,19.105
Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 150.150.7.11 pada lantai 2.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-16
Sy (mm3) 7,51.104
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
1). Kuat Rencana Lentur Balok Cek kelangsingan penampang Pelat sayap
λf =
150 135 135 b = = 6,82 sedangkan λ p = = = 8,54 λ f < λ p 2t f 2 *11 250 fy
Pelat badan
λw =
h 108 1680 1680 = = 15,43 , sedangkan λ p = = = 106,25 λ w < λ p tw 7 fy 250
Maka, penampang bresing kompak.
Cek pengaruh tekuk lateral L = 6000 mm , pada struktur SRBK ini panjang tak terkekang diasumsikan sama dengan nol (Lb = 0) karena lantai merupakan pelat beton yang kaku dan menyatu dengan balok sehingga sifat balok adalah plastis sempurna. M n = Z x . f y = 239575 * 250 = 59893,75 kNmm
Mu 50701,976 = = 0,94 φM n 0,9 * 59893,75
2). Kuat Rencana Geser Balok
Cek kelangsingan penampang terhadap geser
λw =
h 150 − 2 * 10 − 2 * 11 108 = = = 15,43 < 260 tw 7 7
kn = 5 +
1,10
5
(a h )
2
= 5+
5 = 5,001 6000 108
(
)
h k E < 1,10 n tw fy
kn E 5,001 * 2.10 5 = 1,10 = 69,58 250 fy
Oleh karena leleh pelat badan bersifat plastis sempurna. Maka, kapasitas geser nominal adalah. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-17
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Vn = 0,6. f yw . Aw = 0,6 x 250 x 1050 = 157,5 kN
Vu 47 = = 0,33 rasio kapasitas memenuhi. φVn 0,9 * 157,5
3). Interaksi lentur dan geser
Mu V + 0,625 n ≤ 1,375 φM n φVn 0,94 + 0,625 * 0,33 = 1,15 ≤ 1,375 memenuhi syarat kombinasi lentur geser
4.3.1.3 Analisis Elemen Kolom SRBKK Tabel 4.17 Gaya dalam kolom tengah SRBKK
Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Kolom C11 C27 C27 C27 C27 C27 C27 C27 C27 C27
Kombinasi Beban 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL
P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
-182.2
552.962
1785.441
-421.6 -659.3 -895.6 -1133 -1370 -1610 -1850 -2090 -2332
70.367 50.229 31.858 31.917 13.981 16.586 13.355 12.208 9.894
68.041 2275.171 1888.51 2372.349 1424.358 2257.163 1464.312 435.199 24.116
Tabel 4.18 Gaya dalam kolom tepi SRBKK
Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Kolom
C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7 C7
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
Kombinasi Beban
12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN
P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
-117.6 -331.5 -610.4 -975.2 -1411 -1911 -2541 -3180 -3891 -4640
10456.87 10243.78 27749.89 21996.43 35936.32 20664.76 28838.7 26972.08 18385.48 64348.68
-10302.7 -4855.95 -12448.4 -8320.01 -14232.5 -9501.34 -16658.6 -18936.6 -17758 -45854.8 IV-18
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.19 Gaya dalam kolom sudut SRBKK P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
Lantai
Kolom
Kombinasi Beban
10
C36
12DL05LL22EX
-70.52
-38683.8
26528.02
-20428.7
12699.36
9
C36
12DL05LL22EX
-149.1
8
C36
12DL05LL22EX
-209.9
-39614.3
25261.45
7
C36
12DL05LL22EX
-296.4
-32837.8
19121.75
-34755.6
19369.94
6
C36
12DL05LL22EX
-360.8
5
C36
12DL05LL22EX
-427.3
-38395.7
20936.28
4
C36
12DL05LL22EX
-509.4
-29316.2
16900.61
3
C36
12DL16LL
-577.1
-24992.3
9870.207
2
C36
12DL16LL
-645.7
-34160.4
15946.33
1
C36
12DL16LL
-739.2
-12002.7
5164.285
Tabel 4.20 Kuat rencana aksial lentur kolom per lantai pada SRBKK
Properti Profil
Kuat rencana Aksial
Lantai H
x
B
tw
tf
φNn
mm
x
mm
mm
mm
kN
10
200
x
200
8
12
631.81
9
175
x
175
7.5
11
387.71
8
208
x
202
10
16
7
208
x
202
10
6
249
x
302
12
5
298
x
299
4
338
x
3
344
x
2
400
1
298
Kapasitas momen terhadap sb. X φMn
Status
Strength Ratio
Kapasitas momen terhadap sb. Y φMn
Status
Strength Ratio
Kombinasi Aksial Lentur Strength Ratio
Status
Strength Ratio
kN-mm
OK!
0.11
115459.20
OK!
0.230
54633.60
OK!
0.708
0.99
OK!
OK!
0.38
80908.17
OK!
0.157
38382.54
OK!
0.532
1.00
OK!
780.10
OK!
0.27
157046.40
OK!
0.161
74437.20
OK!
0.532
0.89
OK!
16
631.88
OK!
0.47
157046.40
OK!
0.122
74437.20
OK!
0.441
0.97
OK!
12
671.26
OK!
0.54
227421.68
OK!
0.085
124947.90
OK!
0.278
0.86
OK!
9
14
950.11
OK!
0.45
304391.03
OK!
0.069
142036.76
OK!
0.270
0.75
OK!
351
13
13
710.26
OK!
0.72
404852.18
OK!
0.042
183147.41
OK!
0.160
0.90
OK!
343
10
16
728.54
OK!
0.79
459770.40
OK!
0.021
213523.20
OK!
0.117
0.92
OK!
x
408
21
21
787.08
OK!
0.82
882029.93
OK!
0.018
402151.84
OK!
0.085
0.91
OK!
x
299
9
14
1026.41
OK!
0.72
304391.03
OK!
0.017
142036.76
OK!
0.085
0.81
OK!
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
Status
kN-mm
IV-19
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.21 Profil kolom tepi lantai 9 SRBKK H (mm) 175
B (mm) 175
tw (mm) 7,5
tf (mm) 11
r (mm) 12
h efektif (mm) 129
Ix (mm4) 2,88.107
Iy (mm4) 9,84.106
Ag (mm2) 5121
ix (mm) 75
iy (mm) 43,8
Sx (mm3) 3,33.106
Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 175.175.7,5.11
Cek terhadap kelangsingan global kc L < 200 , nilai kc didapatkan dari hasil analisis struktur bergoyang. kcx = 1,92 i dan kcy = 1,04, dengan L = 3600 mm.
1,92 * 3600 = 92,16 < 200 arah X memenuhi syarat kelangsingan global 175 1,29 * 3600 = 85,48 < 200 arah Y memenuhi syarat kelangsingan global. 101 Maka, nilai kuat tekan aksial ditentukan berdasarkan λx = 92,16
1). Kuat Rencana Aksial Kolom Cek kelangsingan penampang Pelat sayap
λf =
b 175 135 135 = = 7,954 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *11 fy 250
Pelat badan
λw =
665 665 h 175 = = 25 , sedangkan λ r = = = 42,058 λ w < λ r tw 7 fy 250
Maka, penampang bresing kompak.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-20
Sy (mm3) 1,12.106
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Cek kelangsingan batang Arah-x λx =
Lky 1,04 * 3600 k c. Lkx 1,92 * 3600 = = 92,16 Arah-y λy = = = 85,48 rx ry 75 43,8
Maka, tekuk terhadap sumbu x.
λc =
1
π
E 1 2.10 5 = .92,16. = 1,04 ⇒ bersifat tekuk inelastik fx π 250
.λ x .
maka, ω =
1,43 = 1,58 1,6 − 0,67(1,1)
N n = Ag . f cr = Ag .
fy
ω
= 5121.
250 = 810,28 kN 1,58
Nu 331,5 = = 0,48 φN n 0,85 * 810,28 2). Kuat Rencana Lentur Kolom
Cek terhadap tekuk lateral terhadap sumbu X lokal L p = 1,76 * i y *
E 2.10 5 = 1,76 * 43,8 * = 2180,8 m m L > Lp, plastik sempurna. fy 250
X 2 Lr = ry * 1 1 + 1 + X 2 f L fL dengan X 1 =
π Sx
2
EGJA S I dan X 2 = 4 x w Iw = Iy * h2/4 2 GJ I y
E 200000 = = 76923,08 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 176798,96 3
G=
129 2 9,84.10 6 x Iw 4 = Iy 9,84.10 6
= 6724
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-21
LAPORAN TUGAS AKHIR
X1 =
π
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
2.10 5 x76923,08 x176798,96 x5121 = 25123,58 2
3,3.10 5
2
3,3.105 x 6724 = 1,58.10−5 X 2 = 4 76923,08x176798,96 25123,58 2 −5 Lr = 43,8 * 1 + 1 + 1,58.10 x(129 ) = 9366,05 mm 129 Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. Faktor pengali momen (Cb)
Cb =
2,5M max
12,5M max = 2,25 < 2,3 maka Cb = 2,25 + 3M A + 4M B + 3M C
Perhitungan nilai faktor pengali momen secara tabulasi Cb terdapat dalam lampiran. M r = f L .S x = 129 x 330000 = 46387,24 kNmm
1 1 Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w h − t f h − t f = 359591 mm 3 2 2 M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 89897,97 kNmm
Momen nominal penampang ditentukan dari jenis tekuk yang terjadi. Oleh karena Lp < Lb < Lr maka, kapasitas penampang adalah
Lb − L p ≤ M p M n = C b M p − (M p − M r ) L − L p r
3600 − 2180,38 M n = 2,2589897,97 − (89897,97 − 46387,24) = 187830,55 kNmm 9366,05 − 2180,38 Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 89897,97 kNmm
M ux 4855,95 = = 0,06 φM nx 0,9 * 89897,97 Cek terhadap tekuk lentur terhadap sumbu Y lokal L p = 1,76 * i x *
E 2.10 5 = 1,76 * 75 * = 3733,52 m m L < Lp, plastik sempurna fy 250
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-22
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
M p = Z y . f y = 170589,06 * 250 = 42647,27 kNmm M uy
φM ny
=
10243,78 = 0,267 0,9 * 42647,27
Interaksi aksial-lentur menjadi, M uy N u 8 M ux + + φN n 9 φM nx φM ny
4.3.2
= 0,48 + 8 .(0,06 + 0,267 ) = 0,77 (OK) 9
Struktur Bresing Konsentrik Biasa (Ordinary Concentrically Braced Frame)
4.3.2.1 Analisis Elemen Bresing SRBKB Analisis bresing dilakukan pada salah satu bidang perimeter gedung seperti halnya pada struktur SRBKK (SCBF), yakni pada bidang 1 pada permodelan struktur program ETABS 9.0 karena pada bidang tersebut didapatkan gaya-gaya dalam yang menentukan. Jadi, ketiga bidang perimeter yang lain didasarkan pada perencanaan profil bidang 1 Hasil desain manual tabel 4.21 terlihat bahwa kombinasi pembebanan yang menentukan adalah pembebanan dengan konfigurasi 1,2 DL + 0,5 LL + 2,2Ex. Kombinasi pembebanan tersebut menyebabkan tambahan beban mati struktur dan menyebabkan momen guling struktur terhadap pondasi akibat gaya gempa yang diperkuat oleh faktor kuat cadang struktur sebesar 2,2. Gaya yang dominan pada bresing adalah gaya aksial tekan dengan nilai maksimum sebesar 819,02 kN pada lantai 2. Sedangkan nilai-nilai momen lentur arah sumbu x maupun y pada bresing tidak menunjukkan nilai yang signifikan. Di bawah ini disajikan hasil analisis perencanaan profil batang bresing untuk setiap lantai yang telah melalui proses iterasi hingga didapatkan nilai strength ratio mendekati nilai optimum. Di bawah ini adalah hasil analisis gaya dalam pada salah satu program ETABS 9.0. Nilainilai gaya dalam selengkapnya terdapat pada lampiran.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-23
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.22 Gaya dalam maksimum yang terdapat pada bresing
Lantai
Bresing
10
D50 D50 D50 D50 D50 D50 D50 D50 D50 D54
9 8 7 6 5 4 3 2 1
Kombinasi Beban 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN
P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
-108.39 -264.77 -306.56 -368.76 -505.30 -577.14 -643.76 -744.89 -819.02 -648.74
-99.385 -1098.579 773.402 520.290 588.666 815.906 2014.114 2205.536 3522.617 -163.704
898.774 714.445 397.339 291.274 290.888 341.791 363.453 800.656 697.393 1137.734
Tabel 4.23 Kuat rencana aksial lentur bresing per lantai
Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
H mm 100 125 150 150 150 175 175 200 200 200
Properti Bahan x B tw tf x mm mm mm x 100 6 8 x 125 6.5 9 x 150 7 10 x 150 7 10 x 150 7 10 x 175 7.5 11 x 175 7.5 11 x 200 8 12 x 200 8 12 x 200 8 12
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
kuat rencana φNn Status kN 137.95 OK! 302.69 OK! 521.94 OK! 521.94 OK! 521.94 OK! 745.24 OK! 745.24 OK! 999.23 OK! 999.23 OK! 1014.40 OK!
Strength Ratio
φMn2
Nu/φNn 0.79 0.87 0.59 0.71 0.97 0.77 0.86 0.75 0.82 0.64
kN-mm 4427.08 15754.24 25670.81 25670.81 25670.81 38382.54 38382.54 54633.60 54633.60 54633.60
Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Strength Ratio 0.022 0.070 0.030 0.020 0.023 0.021 0.052 0.040 0.064 0.003
IV-24
φMn3 kN-mm 18941.40 33548.54 53904.38 53904.38 53904.38 80908.17 80908.17 115459.20 115459.20 115459.20
Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Strength Ratio 0.047 0.021 0.007 0.005 0.005 0.004 0.004 0.007 0.006 0.010
Strength Ratio Kombinasi 0.85 0.96 0.62 0.73 0.99 0.80 0.91 0.79 0.88 0.65
Status OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Nilai strength ratio pada tabel di atas sangat beragam mulai dari 0,62 hingga 0,99. Hal ini disebabkan oleh pertimbangan bahwa ragam profil bresing diusahakan tidak terlalu banyak tetapi masih dalam kisaran strength ratio yang mendekati nilai optimum.
1). Distribusi beban lateral SRBKB Berikut ini adalah hasil analisis distribusi beban lateral secara tabulasi Tabel 4.24 Distribusi beban lateral per lantai arah Y Lantai
Bidang F
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Diafragma
D10
D9
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
FY
345.2819
251.3379
227.2721
200.0236
173.331
147.153
117.6212
91.0888
61.7796
33.7982
H
345.2819
596.6198
823.8919
1023.916
1197.247
1344.4
1462.021
1553.11
1614.889
1648.687
EY
Bidang A
10
a
30.96376
30.96376
30.96376
30.96376
30.96376
30.96376
30.96376
30.96376
30.96376
33.69007
H x cos a
296.0768
511.5973
706.4815
878.0003
1026.63
1152.813
1253.672
1331.78
1384.756
1371.791
Bresing
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D19
D23
P
32.35
70.21
91.37
105.98
136.92
156.02
172.93
196.03
212.62
172.08
Bresing
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D27
D31
P
32.27
69.65
90.78
105.48
135.76
154.56
171.32
194.24
210.78
171.26
Bresing
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D67
D71 198.58
P
37.51
80.14
104.36
121.24
156.05
177.61
196.76
222.42
240.85
Bresing
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D79
D75
P
37.35
79.5
103.72
120.68
154.81
176.1
195.14
220.68
239.07
197.67
Jumlah
139.48
299.5
390.23
453.38
583.54
664.29
736.15
833.37
903.32
739.59
Persentase
47.11%
58.54%
55.24%
51.64%
56.84%
57.62%
58.72%
62.58%
65.23%
53.91%
Status
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
Dengan total gaya geser dasar sebesar 1648,687 kN. Tabel 4.25 Distribusi beban lateral per lantai arah X Lantai
Bidang 6
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Diafragma
D10
D9
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
FX
509.83
371.12
335.58
295.35
255.93
217.28
173.68
134.50
91.22
49.91
H
509.83
880.95
1216.53
1511.88
1767.81
1985.09
2158.77
2293.27
2384.49
2434.40
EX
Bidang 1
10
a
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
30.96
0.00
H x cos a
437.18
755.41
1043.17
1296.43
1515.88
1702.20
1851.13
1966.46
2044.68
2025.54
Bresing
D51
D51
D51
D51
D51
D51
D51
D51
D51
D55 280.90
P
45.92
107.45
127.19
159.73
215.75
245.57
272.31
313.76
344.52
Bresing
D63
D63
D63
D63
D63
D63
D63
D63
D63
D59
P
45.62
106.06
125.79
158.62
213.26
242.46
268.90
310.04
340.73
279.22
Bresing
D35
D35
D35
D35
D35
D35
D35
D35
D35
D39 239.87
P
38.65
92.55
107.53
137.12
186.59
212.17
235.10
272.05
299.40
Bresing
D47
D47
D47
D47
D47
D47
D47
D47
D47
D43
P
38.19
90.98
106.00
135.90
184.10
209.16
231.85
268.55
295.88
238.32
Jumlah
168.38
397.04
466.51
591.37
799.7
909.36
1008.16
1164.4
1280.53
1038.31
Persentase
38.52%
52.56%
44.72%
45.62%
52.75%
53.42%
54.46%
59.21%
62.63%
51.26%
Status
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
OK !
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-25
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Dengan total gaya geser dasar sebesar 2434,40 kN Persentase gaya horizontal yang dipikul oleh batang bresing tarik pada tabel di atas berkisar pada (38 – 65) %. Maka, batang bresing telah memenuhi syarat distribusi beban lateral sesuai SNI 03 – 1729 -2002 butir 15.11.2.3. yakni minimum 30% dan maksimum 70% Di bawah ini adalah salah satu contoh perhitungan untuk analisis bresing konsentrik biasa. Untuk lantai 1 sampai lantai 3 digunakan profil WF 200.200.8.12. Tabel 4.26 Properti profil bresing WF 200.200.8.12 H (mm) 200
B (mm) 200
tw (mm) 8
tf (mm) 12
r (mm) 13
h efektif (mm) 150
Ix (mm4) 4,72.107
Iy (mm4) 1,60.107
Ag (mm2) 6353
ix (mm) 86,2
iy (mm) 50,2
Zx (mm3) 4,72.105
2). Kuat Rencana Aksial Bresing SRBKB
Cek kelangsingan penampang Pelat sayap
λf =
b 200 135 135 = = 8,33 sedangkan λ r = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *12 fy 250
Pelat badan
λw =
665 665 h 150 = = 18,75 sedangkan λ r = = = 42,058 λ w < λ r tw 8 fy 250
Maka, penampang bresing kompak. Cek kelangsingan batang Persyaratan kelangsingan batang bresing untuk SCBF sesuai SNI 03 – 1729 – 2002 Butir 15.12.2.1 yaitu : k c L 1900 ≤ r fy
1 * 3498,71 1900 ≤ ⇒ 69,7 < 120,17 50,2 250 HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-26
Zy (mm3) 1,60.105
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Maka, batang bresing memenuhi persyaratan kelangsingan.
Cek terhadap panjang tekuk k L 1 * 3498,57 Arah-x λ x = c = = 41,83 ix 86,2
Arah-y λ y =
k c L 1 * 3498,57 = = 71,82 iy 50,2
Maka, arah tekuk y menentukan.
λc =
1 Lky . π ry
fy E
=
1
π
.71,82
0,25 < λc < 1,2 ⇒ ω =
250 = 0,81 bersifat tekuk inelastik 2.10 5
1,43 = 1,35 1,6 − 0,67(0,81)
maka, kuat rencana batang bresing terhadap gaya aksial adalah,
N n = Ag . f cr = Ag .
fy
ω
= 6353.
250 = 999,23 kN 1,35
Nu 744,89 = = 0,75 φN n 0,85 * 999,23 Kuat tekan rencana didasarkan pada gaya aksial dan selanjutnya merupakan acuan untuk mendesain rencana sambungan.
3). Kuat Rencana Lentur Bresing SRBKB
Cek kelangsingan penampang Pelat sayap
λf =
135 135 b 200 = = 8,33 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *12 fy 250
Pelat badan
λw =
N h 150 = = 18,75 , dari tabel 4.22 nilai u = 0,75 > 0,125 φN n tw 8
Maka, nilai batasan perbandingan lebar terhadap tebal untuk pelat badan sesuai tabel 15.71 SNI 03 – 1729 – 2002 adalah sebagai berikut :
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-27
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
N u 665 500 500 [2,33 − 0,75] = 50,11 ⇒ 2,33 − ≥ φN n fy fy 250 sedangkan λ p =
665 fy
=
665
= 42,058 , maka batasan λp diambil 50,11.
250
λw < λp penampang kompak.
Cek terhadap tekuk lateral terhadap X (tegak lurus bidang bresing) L p = 1,76 * i y *
E 2.10 5 = 1,76 * 50,2 * = 2498,97 m m L > Lp fy 250
X 2 Lr = i y * 1 1 + 1 + X 2 f L fL dengan X 1 =
π Sx
2
EGJA S I dan X 2 = 4 x w Iw = Iy * h2/4 2 GJ I y
E 200000 = = 76923,08 N mm 2 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 260437,33 mm 4 3
G=
129 2 1,6.10 7 x 4 Iw = 8836 = Iy 1,6.10 7 X1 =
π 4,72.10 5
2.10 5 x76923,08 x 260437,33 x6353 = 23745,28 N mm 2 2 2
4,72.105 x 8836 = 1,96.10−5 X 2 = 4 76923,08x260437,33 23745,28 2 −5 Lr = 50,2 * 1 + 1 + 1,96.10 x(129 ) = 10251,8 mm 129 Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-28
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Faktor pengali momen (Cb)
Cb =
2,5M max
12,5M max = 1,25 dari hasil analisis momen (lampiran) + 3M A + 4M B + 3M C
M r = f L .S x = 129 x 472000 = 82600 kNmm
1 1 Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w h − t f h − t f = 513152 mm 3 2 2 M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 128288 kNmm
Momen nominal penampang ditentukan dari jenis tekuk yang terjadi. Oleh karena Lp < Lb < Lr maka, kapasitas penampang adalah
Lb − L p ≤ M p M n = C b M p − (M p − M r ) L − L p r
3605,55 − 2498,37 M n = 1,23128288 − (128288 − 82600) = 151973,89 kNmm 10251 , 8 − 2498 , 37 Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 128288 kNmm
M ux 800,656 = = 0,007 hampir tidak berpengaruh terhadap kapasitas lenturnya. φM nx 0,9 *128288 Cek terhadap tekuk lentur terhadap Y (sejajar bidang bresing) L p = 1,76 * i x *
E 2.10 5 = 1,76 * 86,2 * = 4291,06 m m L < Lp fy 250
Maka, bresing bersifat plastik sempurna. M p = Z y . f y = 242216 * 250 = 60704 kNmm M n = 60704 kNmm M uy
φM ny
=
2205,536 = 0,04 sangat kecil 0,9 * 60704
Interaksi aksial-lentur menjadi, M uy N u 8 M ux + + φN n 9 φM nx φM ny
= 0,75 + 8 .(0,007 + 0,04 ) = 0,79 (OK) 9
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-29
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
4.3.2.2 Analisis Elemen Balok SRBKB Berikut ini adalah hasil keluaran gaya-gaya dalam dari program ETABS 9.0. Tabel 4.27 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu-Y model pada SRBKB Lantai
Balok
Kombinasi
10
B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B45 B44
12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL16LL
9 8 7 6 5 4 3 2 1
V2 (kN)
-61.16 63.43 68.96 77.52 68.93 67.75 66.56 64.1 60.21 -78.7
M3 (kN-mm)
-81477.631 -107624.5 -119008.94 -144467.78 -118788.93 -113866.7 -109904.24 -102605.82 -91594.557 -88425.847
Tabel 4.28 Gaya dalam maksimum balok tengah arah sumbu X-model pada SRBKB Lantai
Balok
Kombinasi
10
B16 B16 B16 B16 B16 B16 B16 B16 B16 B12
12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL16LL 12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL05LL22EYMIN 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL
9 8 7 6 5 4 3 2 1
V2 (kN)
-21.65 -27.95 -38.5 -27.71 -27.72 -27.46 -27.1 -37.42 -37.25 36.45
M3 (kN-mm)
-26821.621 -40102.461 -36730.99 -37180.887 -37188.166 -36037.062 -34833.923 -34146.333 -33646.979 -31503.967
Tabel 4.29 Gaya dalam maksimum balok tepi tanpa bresing pada SRBKB Lantai
Balok
Kombinasi
10
B38 B38 B38 B38 B38 B38 B38 B38 B38 B40
12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL16LL
9 8 7 6 5 4 3 2 1
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
V2 (kN)
-50.62 -55.39 -56.59 -84.76 -85.58 -78.74 -80.01 -49.14 -39.99 -47.93
M3 (kN-mm)
-86495.633 -104477.72 -118416.34 -179244.67 -199170.9 -179801.34 -169881.94 -97032.689 -71484.8 -51899.702
IV-30
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.30 Gaya dalam maksimum balok tepi dengan bresing pada SRBKB Lantai
Balok
10
B39 B39 B39 B39 B39 B39 B39 B37 B39 B37
9 8 7 6 5 4 3 2 1
V2 (kN)
Kombinasi
12DL05LL22EX 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL
M3 (kN-mm)
-40.82 48.37 40.99 47.59 40.61 40.64 47.41 40.45 40.44 -47.28
-62199.6 -58456.546 -49827.567 -51873.447 -46423.604 -46572.171 -52399.902 -46162.581 -46137.932 -50696.456
Tabel 4.31 Profil balok rencana berikut nilai strength ratio lentur, geser, dan interaksi lentur dan geser pada SRBKB Kapasitas Lentur
Properti Profil
H
Lantai
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
x
mm 175 175 150 150 150 150 150 150 150 150
x x x x x x x x x x x
B
tw
tf
mm
mm
mm
175 175 150 150 150 150 150 150 150 150
7.5 7.5 7 7 7 7 7 7 7 7
11 11 10 10 10 10 10 10 10 10
φ Mn
Kapasitas Geser
φ Vn
Strength Ratio
Status
0.77 0.72 0.92 0.96 0.86 0.86 0.97 0.86 0.86 0.94
OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
kNmm
kN-mm
80908.17 80908.17 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38 53904.38
Kombinasi
Strength Ratio
Status
Interaksi lentur &geser
Status
0.23 0.27 0.29 0.34 0.29 0.29 0.33 0.29 0.29 0.33
OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
0.91 0.89 1.11 1.17 1.04 1.04 1.18 1.03 1.03 1.15
OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
177.19 177.19 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75 141.75
Tabel 4.32 Properti profil untuk balok bentang bresing lantai 2 pada SRBKB H (mm) 150
B (mm) 150
tw (mm) 7
tf (mm) 11
Ix (mm4) 1,34.107
Iy (mm4) 5,63.106
Ag (mm2) 4014
ix (mm) 63,9
iy (mm) 37,5
Sx (mm3) 2,19.105
Sy (mm3) 7,51.104
Properti bresing yang akan dicek adalah profil WF 150.150.7.11 pada lantai 2.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-31
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
1). Kuat Rencana Lentur Balok Cek kelangsingan penampang Pelat sayap
λf =
150 135 135 b = = 6,82 sedangkan λ p = = = 8,54 λ f < λ p 2t f 2 *11 250 fy
Pelat badan
λw =
h 108 1680 1680 = = 15,43 , sedangkan λ p = = = 106,25 λ w < λ p tw 7 fy 250
Maka, penampang bresing kompak.
Cek pengaruh tekuk lateral L = 6000 mm , pada struktur SRBK ini panjang tak terkekang diasumsikan sama dengan
nol (Lb = 0) karena lantai merupakan pelat beton yang kaku dan menyatu dengan balok sehingga sifat balok adalah plastis sempurna. M n = Z x . f y = 239575 * 250 = 59893,75 kNmm
Mu 50701,976 = = 0,94 φM n 0,9 * 59893,75 2). Kuat Rencana Geser Balok
Cek kelangsingan penampang terhadap geser
λw =
h 150 − 2 * 10 − 2 * 11 108 = = = 15,43 < 260 tw 7 7
kn = 5 +
1,10
5
(a h )
2
= 5+
5 = 5,001 6000 108
(
)
h k E < 1,10 n tw fy
kn E 5,001 * 2.10 5 = 1,10 = 69,58 fy 250
Oleh karena leleh pelat badan bersifat plastis sempurna. Maka, kapasitas geser nominal adalah. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-32
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Vn = 0,6. f yw . Aw = 0,6 x 250 x 1050 = 157,5 kN
Vu 40,44 = = 0,29 rasio kapasitas memenuhi. φVn 0,9 * 157,5 3). Interaksi lentur dan geser
Mu V + 0,625 n ≤ 1,375 φM n φVn 0,94 + 0,625 * 0,29 = 1,03 ≤ 1,375 memenuhi syarat kombinasi lentur geser
4.3.2.3 Analisis Elemen Kolom SRBKB Profil kolom dibedakan berdasarkan tiga jenis yakni kolom tengah, kolom tepi, dan kolom sudut. Kolom tengah adalah semua kolom yang terdapat pada bidang B, C, D, E, 2, 3, 4, dan 5. Kolom tepi adalah kolom yang terdapat pada bidang A, F, 1, dan 6. Sedangkan kolom sudut adalah semua kolom yang merupakan keempat titik-titik sudut struktur gedung. Selain itu, kolom-kolom juga dibedakan tiap lantainya karena semakin ke bawah, kolom menerima beban aksial tekan semakin besar. Tabel 4.33 Gaya dalam kolom tengah SRBKB Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Kolom C27 C27 C27 C15 C15 C15 C15 C15 C15 C15
Kombinasi 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL 12DL16LL
P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
-182.7 -421.4 -660 -898.1 -1138 -1379 -1622 -1865 -2108 -2352
227.741 121.437 129.048 87.396 52.317 35.002 17.82 30.786 8.028 16.329
1149.294 1540.082 6757.662 223.511 37.124 6.11 -6.401 -11.867 7.871 0.514
Tabel 4.34 Gaya dalam kolom tepi SRBKB Lantai 10 9 8 7 6
Kolom C7 C7 C7 C7 C7
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
Kombinasi 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN
P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
-129.7 -368.2 -685.9 -1095 -1560
11707.15 12930.38 18089.69 66855.53 49665.92
-11422.2 -6855.03 -7571.04 -15208.3 -11363.4
IV-33
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
5 4 3 2 1
C7 C7 C7 C7 C7
12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN
-2126 -2778 -3495 -4303 -5167
57934.83 43605.18 34625.49 19165.38 140710.5
-13493.6 -15296.3 -17263.4 -14778.4 -102055
Tabel 4.35 Gaya dalam kolom sudut SRBKB Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Kolom C36 C36 C36 C36 C36 C36 C36 C36 C36 C36
Kombinasi Beban 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EX
P
M2
M3
kN
kN-mm
kN-mm
-70.49 -148.3 -211.9 -309.6 -389.8 -468.9 -576.1 -645.6 -706.2 -781.5
-35916 -19035 -40490.4 -37375.3 -48803.9 -36879.8 -50855.6 -44009.8 -36491.4 -49944.2
24421.36 12068.29 26966.28 24069.91 28536.1 21568.84 28632.13 26434.88 21168.12 51816.87
Tabel 4.36 Profil kolom sudut dan nilai kuat rencana aksial lentur per lantai pada SRBKB Properti Profil Lantai
10
H
x
B
φ Nn
tw
Strength
φ Mny
Strength
tf
Ratio
Ratio
Nu/ φ Nn
Muy/ φ Mny
mm
x
mm
mm
mm
200
x
200
8
12
kN 897.93
kN-mm
φ Mnx kN-mm
Strength
Strength
Ratio
Ratio
Mux/ φ Mnx
Kombinasi
Status
0.08
115459.20
0.212
54633.60
0.657
0.91
OK!
0.149
38382.54
0.496
0.91
OK!
9
175
x
175
7.5
11
440.40
0.34
80908.17
8
208
x
202
10
16
1061.98
0.20
157046.40
0.172
74437.20
0.544
0.82
OK!
7
208
x
202
10
16
1061.98
0.29
157046.40
0.153
74437.20
0.502
0.87
OK!
0.36
227421.68
0.125
124947.90
0.391
0.82
OK!
304391.03
0.071
142036.76
0.260
0.61
OK!
6
249
x
302
12
12
1085.27
5
298
x
299
9
14
1462.02
0.32
4
344
x
343
10
16
899.44
0.64
459770.40
0.062
213523.20
0.238
0.91
OK!
0.15
3236527.13
0.008
1510442.44
0.029
0.11
OK!
0.007
1510442.44
0.024
0.29
OK!
0.113
213523.20
0.234
0.83
OK!
3
498
x
432
45
70
4265.25
2
498
x
432
45
70
2729.76
0.26
3236527.13
1
344
x
343
10
16
1510.71
0.52
459770.40
Tabel 4.37 Profil kolom tepi dan nilai kuat rencana aksial lentur per lantai SRBKB Properti Profil Lantai
φ Nn
H
x
B
tw
tf
mm
x
mm
mm
mm
Strength
φ Mny
Ratio kN
Nu/ φ Nn
kN-mm
Strength Ratio Nu/ φ Nn
φ Mnx kN-mm
Strength
Strength
Ratio
Ratio
Nu/ φ Nn
Kombinasi
Status
10
150
x
150
7
10
405.99
0.32
25670.81
0.456
53904.38
0.212
0.91
OK!
9
175
x
175
7.5
11
656.36
0.56
38382.54
0.337
80908.17
0.085
0.94
OK!
8
248
x
249
8
13
1427.22
0.48
91475.66
0.198
193334.18
0.039
0.69
OK!
7
300
x
305
15
15
2411.14
0.45
160396.88
0.417
354881.25
0.043
0.86
OK!
6
300
x
305
15
15
2411.14
0.65
160396.88
0.310
354881.25
0.032
0.95
OK!
5
350
x
350
12
19
3277.69
0.65
264370.95
0.219
560965.95
0.024
0.86
OK!
4
356
x
352
14
22
3704.18
0.75
310102.20
0.141
658620.00
0.023
0.90
OK!
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-34
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
3
400
x
400
13
21
4073.12
0.86
381403.24
0.091
810029.93
0.021
0.96
OK!
2
414
x
405
18
28
5434.75
0.79
523203.30
0.037
1114645.05
0.013
0.84
OK!
1
458
x
417
30
50
9645.44
0.54
996249.38
0.141
2130306.75
0.048
0.70
OK!
Tabel 4.38 Profil kolom tengah dan nilai kuat rencana aksial lentur pada SRBKB Properti Profil Lantai
φ Nn
H
x
B
tw
tf
mm
x
mm
mm
mm
Strength
φ Mny
Strength
Ratio kN
Nu/ φ Nn
kN-mm
φ Mnx
Ratio Nu/ φ Nn
kN-mm
Strength
Strength
Ratio
Ratio
Nu/ φ Nn
Kombinasi
Status
10
175
x
175
7.5
11
297.30
0.61
38382.54
0.006
80908.17
0.014
0.63
OK!
9
248
x
249
8
13
607.61
0.69
91475.66
0.001
193334.18
0.008
0.70
OK!
8
300
x
300
10
15
777.55
0.85
153393.75
0.001
329568.75
0.021
0.87
OK!
7
344
x
343
10
16
899.44
1.00
213523.20
0.000
459770.40
0.001
1.00
OK!
6
400
x
408
21
21
1166.49
0.98
402151.84
0.000
882029.93
0.001
0.98
OK!
5
428
x
407
20
35
1616.24
0.85
660297.94
0.000
1403798.63
0.001
0.85
OK!
4
458
x
417
30
50
2381.74
0.68
996249.38
0.000
2130306.75
0.001
0.68
OK!
3
458
x
417
30
50
2149.52
0.87
996249.38
0.000
2130306.75
0.001
0.87
OK!
2
458
x
417
30
50
2720.48
0.77
996249.38
0.000
2130306.75
0.001
0.77
OK!
1
400
x
408
21
21
3194.88
0.74
402151.84
0.000
882029.93
0.001
0.74
OK!
Berikut ini disajikan salah satu contoh perhitungan untuk kolom SRBKB. Perhitungan secara tabulasi selengkapnya terdapat pada lampiran. Tabel 4.39 Profil kolom tepi lantai 9 SRBKB H (mm) 175
B (mm) 175
tw (mm) 7,5
tf (mm) 11
r (mm) 12
h efektif (mm) 129
Ix (mm4) 2,88.107
Iy (mm4) 9,84.106
Ag (mm2) 5121
ix (mm) 75
iy (mm) 43,8
Sx (mm3) 3,33.106
Cek terhadap kelangsingan global kc L < 200 , nilai kc didapatkan dari hasil analisis struktur bergoyang. kcx = 1,98 i
dan kcy = 1,29, dengan L = 3600 mm. 1,98 * 3600 = 40,73 < 200 arah X memenuhi syarat kelangsingan global 175 1,29 * 3600 = 45,98 < 200 arah Y memenuhi syarat kelangsingan global. 101 Maka, nilai kuat tekan aksial ditentukan berdasarkan λy = 45,98
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-35
Sy (mm3) 1,12.106
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
1). Kuat Rencana Aksial Kolom Cek kelangsingan penampang Pelat sayap
λf =
b 175 135 135 = = 7,954 sedangkan λr = = = 8,54 λ f < λ r 2t f 2 *11 fy 250
Pelat badan
λw =
665 665 h 175 = = 25 , sedangkan λ r = = = 42,058 λ w < λ r tw 7 fy 250
Maka, penampang bresing kompak.
Cek kelangsingan batang Arah-x λx =
k c. Lkx 1,9 * 3600 = = 91,2 rx 75
Arah-y λy =
Lky ry
=
1,19 * 3600 = 97,81 43,8
Maka, arah-y menentukan terhadap tekuk. E 1 2.10 5 = .97,81. = 1,1 ⇒ bersifat tekuk inelastik λc = .λ y . π fy π 250
1
maka, ω =
1,43 = 1,66 1,6 − 0,67(1,1)
N n = Ag . f cr = Ag .
fy
ω
= 5121.
250 = 771,23 kN 1,66
Nu 368,2 = = 0,56 φN n 0,85 * 771,23
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-36
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
2). Kuat Rencana Lentur Kolom
Cek terhadap tekuk lateral terhadap sumbu X lokal E 2.10 5 = 1,76 * 43,8 * = 2180,8 m m L > Lp, plastik sempurna. fy 250
L p = 1,76 * i y *
X 2 Lr = ry * 1 1 + 1 + X 2 f L fL dengan X 1 =
π
2
Sx
EGJA S I dan X 2 = 4 x w Iw = Iy * h2/4 2 GJ I y
E 200000 = = 76923,08 2(1 + ν ) 2(1 + 0,3) 1 3 J = ∑ bi t i = 176798,96 3
G=
129 2 9,84.10 6 x Iw 4 = Iy 9,84.10 6 X1 =
π 3,3.10 5
= 6724
2.10 5 x76923,08 x176798,96 x5121 = 25123,58 2 2
3,3.105 x 6724 = 1,58.10−5 X 2 = 4 76923,08x176798,96 25123,58 2 −5 Lr = 43,8 * 1 + 1 + 1,58.10 x(129 ) = 9366,05 mm 129 Maka, panjang balok berada di antara Lp dan Lr yakni bersifat tekuk torsi lateral inelastik. Faktor pengali momen (Cb)
Cb =
2,5M max
12,5M max = 2,23 < 2,3 maka Cb = 2,23 + 3M A + 4M B + 3M C
Perhitungan nilai faktor pengali momen secara tabulasi Cb terdapat dalam lampiran. M r = f L .S x = 129 x 330000 = 46387,24 kNmm
1 1 Z x = (b.t f )(h − t f ) + t w h − t f h − t f = 359591 mm 3 2 2 M p = Z x . f y = 359591 x 250 = 89897,97 kNmm HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-37
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Momen nominal penampang ditentukan dari jenis tekuk yang terjadi. Oleh karena Lp < Lb < Lr maka, kapasitas penampang adalah
Lb − L p ≤ M p M n = C b M p − (M p − M r ) L − L p r
3600 − 2180,38 M n = 2,2389897,97 − (89897,97 − 46387,24 ) = 186415,42 kNmm 9366,05 − 2180,38 Disebabkan Mn melebihi Mp, maka kapasitas penampang adalah Mp = 89897,97 kNmm
M ux 6855,03 = = 0,085 φM nx 0,9 * 89897,97 Cek terhadap tekuk lentur terhadap sumbu Y lokal L p = 1,76 * i x *
E 2.10 5 = 1,76 * 75 * = 3733,52 m m L < Lp, plastik sempurna fy 250
M p = Z y . f y = 170589,06 * 250 = 42647,27 kNmm M uy
φM ny
=
12930,38 = 0,337 0,9 * 42647,27
Interaksi aksial-lentur menjadi, M uy N u 8 M ux + + φN n 9 φM nx φM ny
= 0,56 + 8 .(0,085 + 0,337 ) = 0,94 (OK) 9
4.3.3 Perencanaan Sambungan 4.3.3.1 Sambungan SRBKB Sambungan Bresing Sambungan batang bresing direncanakan berdasarkan kuat tarik rencana batang bresing, kuat lentur pada bidang kritis bresing, dan gaya maksimum hasil analisis yang dapat dipindahkan dari struktur ke batang bresing. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-38
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Perencanaan sambungan dilakukan pada salah satu bagian pertemuan antara batang bresing, kolom, dan balok. Analisis sambungan dilakukan pada lantai 7 bidang bresing. Berikut ini adalah perhitungan secara manual desain sambungan. Tabel 4.40 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan bresing
Lantai
H mm
Profil x B tw x mm mm
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
125 125 150 150 150 175 175 200 200 200
x x x x x x x x x x
125 125 150 150 150 175 175 200 200 200
RyfyAg tf mm
kN
9 9 10 10 10 11 11 12 12 12
1136.63 1136.63 1505.25 1505.25 1505.25 1920.38 1920.38 2382.38 2382.38 2382.38
7 7 7 7 7 8 8 8 8 8
Kapasitas tumpu baut
Diameter Baut
A
m
n
Baut
(mm) (mm^2) 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16
201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06 201.06
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 4 6 6 8 10 10 12 12 10
Hasil Etabs Brace Load D51 D51 D51 D51 D51 D51 D51 D51 D51 D55
09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX 09DL22EX
Loc
P
Kuat Tarik Perlu
3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3498.57 3605.55
96.9 219.66 265.48 342.72 458.64 521.01 575.8 661.55 725.96 602.54
96.90 219.66 265.48 342.72 458.64 521.01 575.80 661.55 725.96 602.54
Perencanaan Pelat Buhul φRn
Lebar
Tebal rencana
Ag
φRn(Leleh)
Ae
φRn (fraktur)
φRn (Tumpu)
φRn
Baut
Pelat
Pelat
Pelat
Pelat
Pelat
Pelat
Pelat
Penentu
kN
mm
mm
(mm^2)
kN
(mm^2)
kN
kN
kN
124.41 248.81 373.22 373.22 497.63 622.04 622.04 746.44 746.44 622.04
87 87 108 108 108 129 129 150 150 150
7 16 14 18 23 21 23 21 23 20
609 1,392 1,512 1,944 2,484 2,709 2,967 3,150 3,450 3,000
131.54 300.67 326.59 419.90 536.54 585.14 640.87 680.40 745.20 648.00
357 816 1,008 1,296 1,656 1,953 2,139 2,394 2,622 2,280
99.07 226.44 279.72 359.64 459.54 541.96 593.57 664.34 727.61 632.70
149.18 681.98 895.10 1,150.85 1,960.70 2,237.76 2,450.88 2,685.31 2,941.06 2,131.20
99.07 226.44 279.72 359.64 459.54 541.96 593.57 664.34 727.61 622.04
Status
Strength Ratio
OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK ! OK !
Contoh perhitungan lantai 7 Sesuai peraturan SNI 03 – 1729 – 2002 butir 15.11.3 mengenai kuat perlu sambungan dinyatakan bahwa kuat perlu sambungan merupakan nilai terkecil dari kuat nominal aksial tarik batang bresing dan nilai terbesar dari hasil analisis yang ditetapkan sebagai nilai di bawah ini.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-39
0.98 0.97 0.95 0.95 1.00 0.96 0.97 1.00 1.00 0.97
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Kuat tarik perlu :
Ry f y Ag = 1.5 × 250 × 40.14 = 1505.25kN P( Etabs ) = 342.72kN
Kuat perlu = 342.72 kN
Sambungan direncanakan dengan menggunakan sambungan baut berdiameter 16 mm dan tebal pelat penyambung 18 mm. Baut disusun 2 baris pada bagian web bresing. 1).Kekuatan Tarik Pelat Pelat menggunakan baja BJ-37 Lebar pelat = 150 − 2 *(10 + 11) = 108mm t p = 18mm Ag = 108 ×18 = 1944mm 2 Ae = An = (108 − 2 *(16 + 2)) *18 = 1296mm 2
Kondisi leleh :
φ Rn = 0.9 f y p Ag = 0.9 × 240 ×1944 = 419.90kN Kondisi fraktur :
φ Rn = 0.75 f u p Ae = 0.75 × 370 × 1296 = 359.64kN Menentukan 2).Kekuatan Geser Baut Baut yang digunakan adlah baut A-325 Baut direncanakan dengan satu bidang geser dengan jumlah 6 buah baut. 1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 201.06mm 2 4 m =1 n=6
φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 × 1× 201.06) × 6 = 373.22kN 3).Kekuatan Tumpu Pelat
φ Rn = 0.75(2.4 fu p dbt p )n = 0.75(2.4 × 370 ×16 ×18) × 6 = 1150.85kN
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-40
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Kuat rencana yang paling kecil adalah kuat rencana yang paling menentukan yaitu kekuatan fraktur pelat φ Rn = 359.64kN 4).Pengecekan tekuk pada pelat buhul Panjang tak terkekang pelat buhul mendekati nol untuk struktur SRBKB sehingga sehingga akan terjadi tekuk leleh umum.
ω =1 φ Nn = 0.85 Ag
fy 1
= (108 × 18) ×
250 = 413.10kN 1
dari perhitungan sebelummya kapasitas tekuk bresing untuk lantai 7 :
φ Nn = 521.94kN < 413.10 kN. Dengan demikian saat terjadi gempa besar yang dapat menyebabkan terjadi tekuk pada bresing pada pelat buhul terjadi kelelehan (sendi plastis) terlebih dahulu, sehingga bresing dapat bergerak bebas secara bolak-balik.
Gambar 4.4.
Mekanisme terjdi sendi plastis pada pelat buhul akibat tertekuknya batang bresing
Akibat terjadinya sendi plastis (terjadi kelelehan), maka energi gempa yang diterima oleh bangunan dapat diserap oleh bagian-bagian yang leleh tersebut. Semakin banyak bagian yang leleh maka akan semakin banyak pula energi yang terserap.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-41
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Sambungan Balok Tabel 4.41 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan balok Kapasitas tumpu baut Profil H x B Lantai
M3
tw
tf
Diameter
A
Baut
Baut
Perlu
(mm)
(mm^2)
r Kuat Tarik
mm x mm mm mm mm
m n
φRn Baut kN
10
-62199.6 175 x 175 7.5 11 12
710.85
20
314.16
1 8
777.54
9
-58456.546 175 x 175 7.5 11 12
668.07
20
314.16
1 8
777.54
8
-49827.567 150 x 150 7
10 11
664.37
20
314.16
1 8
777.54
7
-51873.447 150 x 150 7
10 11
691.65
20
314.16
1 8
777.54
6
-46423.604 150 x 150 7
10 11
618.98
20
314.16
1 8
777.54
5
-46572.171 150 x 150 7
10 11
620.96
20
314.16
1 8
777.54
4
-52399.902 150 x 150 7
10 11
698.67
20
314.16
1 8
777.54
3
-46162.581 150 x 150 7
10 11
615.50
20
314.16
1 8
777.54
2
-46137.932 150 x 150 7
10 11
615.17
20
314.16
1 8
777.54
1
-50696.456 150 x 150 7
10 11
675.95
20
314.16
1 8
777.54
Perencanaan Pelat Buhul Lebar
Ag
Ae
Tebal perlu
Tebal rencana
Ag
Pelat
Perlu
Perlu
Pelat
Pelat
Pelat
φRn(Leleh)
Ae
Pelat
Pelat
φRn(fraktur)
φRn(Tumpu)
φRn
Pelat
Pelat
Penentu
Strength Ratio
mm
(mm^2)
(mm^2)
mm
mm
(mm^2)
kN
(mm^2)
kN
kN
kN
175
3,290.98
2,561.63
19.55
20
3,500
756.00
2,620
727.05
2,131.20
727.05
0.98
175
3,092.94
2,407.48
18.38
19
3,325
718.20
2,489
690.70
2,024.64
690.70
0.97
150
3,075.78
2,394.12
22.59
23
3,450
745.20
2,438
676.55
2,450.88
676.55
0.98
150
3,202.06
2,492.42
23.51
24
3,600
777.60
2,544
705.96
2,557.44
705.96
0.98
150
2,865.65
2,230.56
21.04
22
3,300
712.80
2,332
647.13
2,344.32
647.13
0.96
150
2,874.83
2,237.70
21.11
22
3,300
712.80
2,332
647.13
2,344.32
647.13
0.96
150
3,234.56
2,517.71
23.75
24
3,600
777.60
2,544
705.96
2,557.44
705.96
0.99
150
2,849.54
2,218.02
20.92
21
3,150
680.40
2,226
617.72
2,237.76
617.72
1.00
150
2,848.02
2,216.84
20.91
21
3,150
680.40
2,226
617.72
2,237.76
617.72
1.00
150
3,129.41
2,435.87
22.98
23
3,450
745.20
2,438
676.55
2,450.88
676.55
1.00
contoh perhitungan lantai 7 Kuat perlu : Ru =
Mu 51873.447 = = 691.65kN h 150 2 2
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-42
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Sambungan direncanakan dengan menggunakan sambungan baut berdiameter 20 mm dan tebal pelat penyambung 24 mm. Baut akan dipasang 2 baris (masing-masing satu baris untuk setiap sisi pelat sayap). 1).Kekuatan Tarik Pelat Pelat menggunakan baja BJ-37 Lebar pelat = 150mm t p = 24mm Ag = 150 × 24 = 3600mm2 Ae = An = (150 − 2 *(20 + 2)) * 24 = 2544mm 2 Kondisi leleh :
φ Rn = 0.9 f y p Ag = 0.9 × 240 × 3600 = 777.60kN Kondisi fraktur :
φ Rn = 0.75 f u p Ae = 0.75 × 370 × 2544 = 705.96kN Menentukan 2).Kekuatan Geser Baut Baut direncanakan dengan satu bidang geser dengan jumlah 6 buah baut. 1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 314.16mm 2 4 m =1 n =8
φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 ×1× 314.16) × 8 = 777.54kN 2).Kekuatan Tumpu Pelat
φ Rn = 0.75(2.4 fu p dbt p )n = 0.75(2.4 × 370 × 20 × 24) × 8 = 2557.44kN Kuat rencana yang paling kecil adalah kuat rencana yang paling menentukan yaitu kekuatan fraktur pelat φ Rn = 705.96kN
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-43
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
d20
d20
d16
Gambar 4.5.
d16
Pemasangan sambungan bresing balok dan kolom pada lantai 7 SRBKB
Pelat dudukan balok dan bresing dilas ke kolom. Selain untuk kepraktisan pemasangan, diharapkan juga gaya geser yang terjadi pada balok dapat ditahan oleh sistem sambungan ini.
4.3.3.2 Sambungan pada SRBKK Perhitungan sambungan bresing pada SRBKK secara umum sama dengan SSRBKB. Akana tetapi, pada kenyataannya di lapangan ada pemberian ruang gerak 2tp (dua kali tebal pelat) antar ujung bresing dengan bagian ujung pelat buhul yang terkekang. Dengan demikian bresing dapat bergerak lebih bebas pada saat terjadi tekuk (di saat gempa besar). Dengan demikian bangunan tipe SRBKK lebih ductile. Contoh perhitungan untuk lantai 7 Batang bresing yang dianalisis adalah profil WF 150.150.7.10. Kolom pada perencanaan sambungan adalah profil WF 250.250.11.11 pada lantai 8 dan WF 300.300.12.12 pada lantai 7. Sedangkan balok adalah profil IWF 250.125.5.8
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-44
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Kuat perlu R y f y Ag 1,5 * 250 * 4014 = 1505,25 kN Gaya maksimum batang bresing hasil analisis yang dipindahkan sistem struktur ke batang bresing adalah sebesar 326,16 kN. Diameter baut yang direncanakan adalah sebesar 16 mm (A=201,6 mm2) A-325 dengan kuat ultimit fu = 825 MPa. Maka, kuat tahanan baut yang direncanakan adalah
φRn = 0,75.(0,5.m. Ab ).n / 1000 φRn = 0,75 * (0,5 *1 * 201) * 6 / 1000 = 373,22 kN Untuk menjamin kekuatan sambungan, maka direncanakan kuat tarik sambungan dengan konfigurasi sebagai berikut : Lebar pelat yang dibutuhkan adalah tinggi efektif web (h) dari bresing, yakni H – 2(tf + r) = 150 – 2(10 + 11) = 108 mm Kebutuhan luas pelat buhul (Ag) minimum adalah
326,16 * 1000 = 1449,6 mm 2 0,9 * 250
Kebutuhan luas efektif pelat buhul dalam mengantisipasi kegagalan fraktur akibat dari gaya aksial tarik adalah sebagai berikut.
N u . 326,16 * 1000 = = 1060,68 mm 2 φf u 0,75 * 410 Kebutuhan tebal pelat buhul sebagai berikut. Ag perlu 1449,6 Ae 1060,68 = = 14,73 mm atau = = 14,73 ≈ 15 mm lp 108 l p − 2(d + 2) 108 − 2(16 + 2)
Agp = l p .t p = 108 *15 = 1060,68 mm 2
φRn leleh = 0,9. f y . Ag = 364,5 kN Luas efektif pelat buhul rencana
(l p − 2(d + 2)).t p = (108 − 2(16 + 2)) *15 = 1080 mm 2
φRn fraktur = 0,75. f u . Aep = 0,75 * 410 *1080 = 332,1 kN φRn tumpu = 0,75.(2,4. f u .d .t p ).n = 0,75 * 2,4 * 410 *16 *15) * 6 = 1062,72 kN Nilai yang menentukan adalah yang terkecil yakni 332,1 kN. Ru 326,16 = = 0,98 < 1 OK φRn 332,10 HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-45
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
2(tp
)
d20 2(t
p)
d16
Gambar 4.6.
Pemasangan sambungan bresing balok dan kolom pada lantai 7 SRBKK
Dari gambar terlihat ada perbedaaan dalam pemasangan sambungan untuk SRBKK dan SRBKB. Pada sambungan SRBKK diberikan jarak sebesar 2 kali tebal pelat (tp). Jarak inilah yang menjamin adanya ruang gerak untuk bresing SRBKK pada saat skenario tekuk terjadi bila terjadi gempa besar di atas gempa rencana.
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-46
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.42 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan bresing Kapasitas tumpu baut
RyfyAg Kuat Tarik
Profil Lantai
H x B
tw
A
φRn Lebar
Perlu
Baut
Baut
Baut
kN
kN
(mm)
(mm^2)
kN
tf
mm x mm mm mm
Diameter
m n
Perencanaan Pelat Buhul Tebal rencana
Pelat
Pelat
mm
mm
φRn(Leleh) Ag
φRn(fraktur)
φRn(Tumpu)
φRn
Pelat
Penentu
Ae
Pelat
Pelat
Pelat
Pelat
(mm^2)
kN
(mm^2)
kN
kN
kN
Status
Strength Ratio
10
100 x 100
6
8
821.25
71.92
16
201.06 1 2 124.41
64
9
576
129.60
252
77.49
212.54
77.49
OK !
0.93
9
125 x 125
7
9
1136.63
187.70
16
201.06 1 4 248.81
87
12
1,044
234.90
612
188.19
566.78
188.19
OK !
1.00
8
125 x 125
7
9
1136.63
213.16
16
201.06 1 4 248.81
87
14
1,218
274.05
714
219.56
661.25
219.56
OK !
0.97
7
150 x 150
7
10 1505.25
326.16
16
201.06 1 6 373.22 108
15
1,620
364.50
1,080
332.10
1,062.72
332.10
OK !
0.98
6
150 x 150
7
10 1505.25
366.87
16
201.06 1 6 373.22 108
17
1,836
413.10
1,224
376.38
1,204.42
373.22
OK !
0.98
5
175 x 175
8
11 1920.38
472.62
16
201.06 1 8 497.63 129
17
2,193
493.43
1,581
486.16
1,605.89
486.16
OK !
0.97
4
175 x 175
8
11 1920.38
503.76
16
201.06 1 10 622.04 129
18
2,322
522.45
1,674
514.76
2,125.44
514.76
OK !
0.98
3
175 x 175
8
11 1920.38
563.88
16
201.06 1 10 622.04 129
20
2,580
580.50
1,860
571.95
2,361.60
571.95
OK !
0.99
2
200 x 200
8
12 2382.38
630.15
16
201.06 1 12 746.44 150
19
2,850
641.25
2,166
666.05
2,692.22
641.25
OK !
0.98
1
175 x 175
8
11 1920.38
536.23
16
201.06 1 10 622.04 129
19
2,451
551.48
1,767
543.35
2,243.52
543.35
OK !
0.99
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-47
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.43 Kuat tarik perlu dan perencanaan sambungan balok Kapasitas tumpu baut Profil H x B Lantai
M3
tw
tf
r
mm x mm mm mm mm
Diameter
A
Kuat Tarik
Baut
Baut
Perlu
(mm)
(mm^2)
Perencanaan Pelat Buhul φRn Lebar
m n Baut Pelat kN
Tebal rencana Pelat
Ag Pelat
φRn(Leleh) Pelat
Ae Pelat
φRn(fraktur) φRn(Tumpu)
φRn Status
Pelat
Pelat
Penentu
mm
mm
(mm^2)
kN
(mm^2)
kN
kN
kN
Strength Ratio
10
-57029.264 248 x 124
5
8
12 459.91
20
314.16 1 6 583.16 124
21
2,604
562.46
1,680
466.20
1,678.32
466.20
OK !
0.99
9
-57745.317 248 x 124
5
8
12 465.69
20
314.16 1 6 583.16 124
21
2,604
562.46
1,680
466.20
1,678.32
466.20
OK !
1.00
8
-48460.497 150 x 150
7
10 11 646.14
20
314.16 1 8 777.54 150
22
3,300
712.80
2,332
647.13
2,344.32
647.13
OK !
1.00
7
-54756.455 248 x 124
5
8
12 441.58
20
314.16 1 6 583.16 124
20
2,480
535.68
1,600
444.00
1,598.40
444.00
OK !
0.99
6
-47017.177 150 x 150
7
10 11 626.90
20
314.16 1 8 777.54 150
22
3,300
712.80
2,332
647.13
2,344.32
647.13
OK !
0.97
5
-46763.436 150 x 150
7
10 11 623.51
20
314.16 1 8 777.54 150
22
3,300
712.80
2,332
647.13
2,344.32
647.13
OK !
0.96
4
-50701.976 150 x 150
7
10 11 676.03
20
314.16 1 8 777.54 150
23
3,450
745.20
2,438
676.55
2,450.88
676.55
OK !
1.00
3
-44746.712 150 x 150
7
10 11 596.62
20
314.16 1 8 777.54 150
21
3,150
680.40
2,226
617.72
2,237.76
617.72
OK !
0.97
2
-44739.534 150 x 150
7
10 11 596.53
20
314.16 1 8 777.54 150
21
3,150
680.40
2,226
617.72
2,237.76
617.72
OK !
0.97
1
-50698.17
150 x 150
7
10 11 675.98
20
314.16 1 8 777.54 150
23
3,450
745.20
2,438
676.55
2,450.88
676.55
OK !
1.00
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-48
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
4.3.3.3 Perencanaan sambungan pada pertemuan bresing 1). Kuat perlu lentur terhadap sumbu lemah penampang Tabel 4.44 Gaya dalam pada sumbu lemah pertemuan bresing lantai 7 bidang 1
Lantai
Bresing
Kombinasi Beban
P kN
M2 kN-mm
M3 kN-mm
7 7 7 7
D50 D51 D52 D53
12DL05LL22EX 12DL05LL22EX 12DL05LL22EXMIN 14DL
334.08 336.03 329.07 -16.45
612.494 750.872 298.397 362.322 2024.085
-177.375 -176.909 153.282 8.811 -192.191
Pada perhitugan sebelumnya telah didapatkan tebal pelat dan jumlah baut untuk system sambungan yang menahan gaya tarik di lantai 7, yaitu baut diameter 16 mm sebanyak 6 buah. Berikut ini adalah rencana pemasangan baut di daearah pertemuan bresing. Pada joint digunakan baut 4 buah baut pada masing-masing sayap bresing.
D53
d16
D51
tp=18
d20
IWF 150.150.7.10
IWF 150.150.7.10 Nu 1 4
2
3
D50
D52
IWF 150.150.7.10
Gambar 4.7.
IWF 150.150.7.10
Pemasangan sambungan bresing balok dan kolom pada lantai 7 SRBKB
Pengecekan baut dengan analisis elastik (terhadap sumbu lemah penempang)
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-49
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
2
∑ xi 2 = 732 × 2 = 10658mm 2
i =1
2
∑ yi 2 = 442 × 2 = 3872mm 2
i =1
Mu = 2024.085 kN-mm My
R2 x → = R2 y ↑ =
2
2
i =1
i =1
∑ xi 2 + ∑ yi 2 Mx 2
2
i =1
i =1
∑ xi 2 + ∑ yi 2
=
2024.085 × 44 = 6.13 10658 + 3872
=
2024.085 × 73 = 10.17 10658 + 3872
Nu = 342.72 kN N u × cos 30.96o = 73.47 kN 4 N × sin 30.96o = u = 44.08kN 4
R2 H → = R2V ↑
Ru 2 =
( 6.13 + 85.68 ) + (10.17 + 44.08 ) 2
2
Ru 2 = 48.16kN Kapasitas baut 2 1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 314.16mm 2 4 m=2
φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 × 2 × 314.16) = 124.407kN φ Rn ≥ Ru ⇒ OK !
1). Kuat perlu lentur terhadap sumbu kuat penampang HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-50
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Tabel 4.45 Gaya dalam pada sumbu kuat pertemuan bresing lantai 7 bidang 1
Ru =
Lantai
Bresing
Kombinasi Beban
P kN
M2 kN-mm
M3 kN-mm
7 7 7 7
D50 D51 D52 D53
09DL22EXMIN 09DL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN 12DL05LL22EXMIN
-361.5 -360.55 329.07 330.09
-186.19 -167.26 298.397 360.93 305.877
162.57 163.159 153.282 152.328 631.339
M u 631.339 = = 8.42kN sangat kecil tidak terlalu berpengaruh. h 150 2 2
1 d b = 16mm ⇒ Ab = π d 2 = 314.16mm 2 4 m=2
φ Rn = 0.75(0.5 f u b mAb )n = 0.75(0.5 × 825 × 2 × 314.16) × 2 = 248.814kN φ Rn ≥ Ru ⇒ OK !
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-51
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
4.4 Perbandingan Struktur SRBKK dengan SRBKB 4.4.1 Perbandingan Simpangan Elastis dan Inelastis SRBKK dengan SRBKB
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Simpangan Inelastik SRBKK Simpangan Inelastik SRBKB Simpangan elastik SRBKK
60 0. 00
50 0. 00
40 0. 00
30 0. 00
20 0. 00
Simpangan elastik SRBKB 10 0. 00
0. 00
Lantai ke-
Perbandingan Simpangan Gempa Arah X
Simpangan (mm)
Gambar 4.8.
Grafik perbandingan simpangan elastik dan inelastik antara struktur SRBKK dengan SRBKB pada arah gempa X
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Simpangan Inelastik SRBKK Simpangan Inelastik SRBKB
60 0. 00
50 0. 00
40 0. 00
30 0. 00
20 0. 00
Simpangan elastik SRBKK 10 0. 00
0. 00
Lantai ke-
Perbandingan Simpangan Gempa Arah Y
Simpangan elastik SRBKB
Simpangan (mm)
Gambar 4.9.
Grafik perbandingan simpangan elastik dan inelastik antara struktur SRBKK dengan SRBKB pada arah gempa Y
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-52
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
Berdasarkan grafik di atas terlihat bahwa simpangan elastik dan inelastik struktur SRBKK lebih besar dibandingkan SRBKB. Hal ini terjadi dikarenakan oleh profil-profil yang digunakan pada SRBKK lebih kecil dan langsing daripada SRBKB. Dengan demikian, struktur SRBKB bersifat lebih kaku daripada SRBKK hal ini berbanding dengan nilai R (faktor modifikasi respon). . Semakin besar nilai R, maka kekakuan struktur akan semakin kecil. Sebaliknya semakin kecil nilai R, maka kekakuan struktur akan semakin besar. R. Simpangan inelastik didapatkan dengan mengalikan simpangan elastik dengan faktor modifikasi respon (R). Sedangkan beban lateral gempa yang diperhitungkan dibagi dengan faktor. Dari hasil perencanaan, didapatkan bahwa berat struktur SRBKB lebih besar daripada SRBKK. Kemudian, nilai R untuk SRBKB lebih kecil daripada SRBKK sehingga gaya lateral gempa untuk SRBKB akan lebih besar daripada SRBKK. Akan tetapi hal ini berbanding terbalik dengan simpangan elastik dan inelastik yang dihasilkan karena seperti terlihat di atas, simpangan SRBKK lebih besar daripada SRBKB (elastik dan inelastik). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa nilai R tidaklah ditetapkan berdasarkan pebandingan gaya luar yang diterima oleh suatu bangunan, akan tetapi ditetapkan berdasarkan kekakuan bangunan tersebut.
4.4.2
Perbandingan Distribusi Beban Lateral pada SRBKK dan SRBKB Distribusi Beban Lateral Arah X 10
Lantai ke-
9 8 7
SRBKK Ex SRBKB Ex Minimum 30%
6 5 4
Maksimum 70%
3 2 1
%
% 10 0%
90
%
%
%
%
%
%
%
80
70
60
50
40
30
20
10
0%
0
Tingkat Penyerapan
Gambar 4.10. Distribusi beban lateral arah X
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-53
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
SRBKK Ey SRBKB Ey Minimum 30%
90 % 10 0%
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
Maksimum 70%
10 %
0%
Lantai ke-
Distribusi Beban Lateral Arah Y
Tingkat Penyerapan
Gambar 4.11. Distribusi beban lateral arah Y
Distribusi beban lateral akibat gempa arah X model paling efektif terjadi pada lantai 2 yakni mencapai 62%, sedangkan yang paling rendah yakni hanya berkisar pada angka 35% terjadi pada lantai 10. Untuk pembebanan arah Y model paling efektif juga terdapat pada lantai 2 yakni kisaran 66% dan yang paling rendah juga terjadi pada lantai 10 pada kisaran 45%. Beban lateral antar lantai lebih dominan didistribusikan ke bidang bresing bagian bawah struktur karena profil penampang lebih besar sehingga lebih kaku dibandingkan bagian atas struktur. Bila dilihat dari perbandingan tingkat distribusi beban lateral gempa antara SRBKK dengan SRBKB, maka untuk arah Y model, tingkat pendistribusian beban lateral gempa oleh batang bresing lebih efektif pada struktur SRBKK dibandingkan SRBKB. Namun, untuk pembebanan arah X model relatif sama.
4.4.3
Perbandingan Hasil Desain antara SRBKK dengan SRBKB Tabel 4.46 Rekapitulasi hasil desain pada berbagai elemen struktur dalam satuan mm. Elemen
Lantai
Kolom tepi pada bentang bresing
10 9 8 7 6 5 4 3 2
HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
H
x
200 175 208 208 249 298 338 344 400
x x x x x x x x x
SRBKK B tw 200 175 202 202 302 299 351 343 408
8 7.5 10 10 12 9 13 10 21
tf
H
x
12 11 16 16 12 14 13 16 21
150 175 248 300 300 350 356 400 414
x x x x x x x x x
SRBKB B tw 150 175 249 305 305 350 352 400 405
7 7.5 8 15 15 12 14 13 18
tf 10 11 13 15 15 19 22 21 28
IV-54
LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB IV PERENCANAAN ELEMEN STRUKTUR DAN ANALISIS
x x x x x x x x x x x
299 124 124 150 124 150 150 150 150 150 150
9 5 5 7 5 7 7 7 7 7 7
14 8 8 10 8 10 10 10 10 10 10
x
417
30
50
Balok bentang bresing
298 248 248 150 248 150 150 150 150 150 150
458
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
1
175 175 150 150 150 150 150 150 150 150
x x x x x x x x x x
175 175 150 150 150 150 150 150 150 150
7.5 7.5 7 7 7 7 7 7 7 7
11 11 10 10 10 10 10 10 10 10
Bresing
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
100 125 125 150 150 175 175 175 200 175
x x x x x x x x x x
100 125 125 150 150 175 175 175 200 175
6 6.5 6.5 7 7 7.5 7.5 7.5 8 7.5
8 9 9 10 10 11 11 11 12 11
100 125 150 150 150 175 175 200 200 200
x x x x x x x x x x
100 125 150 150 150 175 175 200 200 200
6 6.5 7 7 7 7.5 7.5 8 8 8
8 9 10 10 10 11 11 12 12 12
Dari tabel di atas perbedaan hasil desain untuk elemen-elemen struktur pada SRBKK dan SRBKB jelas terlihat pada kolom hampir tiap lantainya. Sedangkan untuk elemen balok dengan bentang bresing justru terlihat perbedaan sedikit antara SRBKK dengan SRBKB yakni profil yang digunakan pada SRBKB untuk lantai 9 dan 10 merupakan profil WF yang simetri sedangkan pada SRBKK adalah profil IWF. Untuk elemen bresing perbedaan jelas terlihat untuk lantai 3 dan 1.
4.4.4
Perbandingan Berat Struktur Hasil Desain SRBKK dengan SRBKB Tabel 4.47 Berat struktur hasil perhitungan manual pada SRBKK
BRESING kg 38034.1
BALOK kg 124116.0
KOLOM kg 203185.6
DINDING kg 556920.0
DINDING PARTISI kg 218400.0
LANTAI kg 1669350.0
TOTAL kg 2810005.74
Tabel 4.48 Berat struktur hasil perhitungan manual pada SRBKB
BRESING kg 41101.309
BALOK kg 145408.8
KOLOM kg 243725.44
DINDING kg 556920
DINDING PARTISI kg 218400
LANTAI kg 1669350
TOTAL kg 2874905.55
Selisih berat struktur hasil perhitungan manual menunjukkan perbedaan yakni hanya sebesar 64900 kg (64,9 ton) antara berat struktur SRBKK dengan SRBKB. Perhitungan selengkapnya terdapat pada lampiran. HERI AHMADI (15004095) RAVI OCTAVIANA (15004153)
IV-55