MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR STADION FUTSAL INDOOR ITS DENGAN METODE STRUKTUR BETON PRACETAK
Oleh :
Ibnu Salwani NRP. 3107 100 626
Dosen Pembimbing :
Budi Suswanto, ST. MT. PhD.
DAFTAR PEMBAHASAN A.PENDAHULUAN 1. LATAR BELAKANG 2. TUJUAN 3. BATASAN PERENCANAAN B.TINJAUAN PUSTAKA 1. PERATURAN 2. DATA PERENCANAAN 3. PEMBEBANAN DAN KOMBINASI BEBAN C.METODOLOGI D.PRELIMINARY DESIGN 1. DIMENSI BALOK + TRIBUN 2. DIMENSI PLAT 3. DIMENSI KOLOM E.PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT 2. PERENCANAAN BALOK ANAK 3. PERENCANAAN TRAP TRIBUN 4. PERENCANAAN TANGGA F.PERENCANAAN STRUKTUR ATAP G.PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER 1. PERENCANAAN BALOK INDUK 2. PERENCANAAN KOLOM H.PERENCANAAN SAMBUNGAN I. PERENCANAAN PONDASI
A. PENDAHULUAN 1. LATAR BELAKANG Stadion Futsal Indoor akan dibangun di area kampus, sehingga diperlukan suatu metode yang pelaksanaan konstruksinya tidak mengganggu lingkungan Terdapat keseragaman model dan dimensi komponen struktur sehingga dimungkinkan untuk menggunakan beton pracetak Metode beton pracetak dapat lebih efisien dari segi biaya dan waktu pelaksanaan konstruksi → (penggunaan bekisting & scaffolding)
Metode beton pracetak ini efektif dalam hal pengawasan mutu material → pabrikasi → menjamin mutu yang direncanakan tercapai
A. PENDAHULUAN 2. TUJUAN Secara garis besar perencanaan ulang ini adalah bertujuan untuk memberikan alternatif perencanaan paling representatif terhadap struktur stadion futsal ITS dengan metode struktur beton pracetak yang memenuhi syarat-syarat keamanan struktur berdasarkan peraturan-peraturan struktur.
A. PENDAHULUAN 2. TUJUAN (lanjutan) Dapat menganalisa kelebihan dari metode konstruksi beton pracetak sehingga dapat mejadi dasar yang kuat untuk mengaplikasikan metode tersebut pada perencanaan ini. Memodifikasi dari permodelan maupun dimensi eksisting yang perlu disesuaikan untuk perencanaan struktur beton pratekan Merinci beban-beban tambahan yang perlu diperhitungkan dalam disain Mendesain dimensi dan penulangan elemen pracetak yang kuat dan efisien berdasarkan peraturan Merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur Melakukan perhitungan kontrol-kontrol kekuatan struktur pracetak sehubungan dengan proses pengangkatan, assembling (pre-komposit), dan terpasang (komposit) Memvisualisasikan semua hasil perhitungan struktur yang telah direncanakan dalam gambar teknik
A. PENDAHULUAN 3. BATASAN PERENCANAAN Elemen struktur eksisting yang dimodifikasi menjadi struktur beton pracetak meliputi : balok, pelat, trap tribun dan tangga. Kolom dan pondasi (poer & sloof) adalah beton cast insitu Perhitungan analisa struktur menggunakan program SAP 2000 versi 14. Tidak memperhitungakan analisa biaya pembangunan stadion Tidak membahas perbandingan kecepatan pelaksanaan konstruksi menggunakan metode beton pracetak dengan beton konvensional, maupun metode pelaksanaannya
B. TINJAUAN PUSTAKA 1. PERATURAN SNI 03-1726-2002 : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional SNI 03-2847-2002 : Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional SNI 03-1729-2002 : Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983, Departemen Pekerjaan Umum Disain Beton Bertulang, Charles G. Salmon, Chu-Kia Wang Beton Bertulang; Suatu Pendekatan Dasar, Edward G. Nawy Daya Dukung Pondasi Dalam, Herman Wahyudi PCI Design Handbook, Precast/Prestressed Concrete Institute
B. TINJAUAN PUSTAKA 2. DATA PERENCANAAN DATA UMUM BANGUNAN Nama gedung : Stadion Futsal Indoor ITS Lokasi : Kampus ITS Sukolilo Surabaya Fungsi : Fasilitas Olahraga (fasor) Jumlah lantai : 1 tingkat tribun, 1 tingkat lantai lobby Tinggi bangunan : ±10,15 m (elevasi portal), ±22,55 m (elevasi struktur atap) Ketinggian tribun : 5.60 m Zona gempa :2 Jenis tanah : tanah sedang DATA MATERIAL Mutu Beton (fc’) : 35 MPa (kuat tekan kubus 350 kg/cm2) Baja Tulangan (fy) : Ø.tul. < 13mm dipakai baja tulangan polos BJTP 24 (fy = 240 Mpa) Ø.tul. > 13mm dipakai baja tulangan deform BJTD 40 (fy = 400 Mpa) Baja Struktur (fy)
: BJ 41, tegangan putus minimum fu = 410 Mpa.= 4.100 kg/cm2
mutu las
tegangan leleh minimum fy = 250 MPa = 2.500 kg/cm2 tegangan dasar σ = 1.600 kg/cm2, E = 200.000 Mpa : FE70XX → kuat Tarik = 70ksi (1ksi = 70,3 kg/cm2)
B. TINJAUAN PUSTAKA 3. PEMBEBANAN dan KOMBINASI BEBAN KLASIFIKASI BEBAN UNTUK STRUKTUR STADION 1. BEBAN GRAVITASI JENIS BEBAN
Mati
Hidup
BEBAN-BEBAN
BESAR BEBAN
1. Berat volume beton bertulang 2.400 kg/m3 2. Penutup lantai ubin, per cm tebal 24 kg/m3 3. Spesi dari campuran semen, per cm 21 kg/m3 tebal 4. Dinding partisi 30 kg/m3 5. Plafon asbes tebal 4mm dengan 18 kg/m3 rangka dan penggantung dari kayu 6. Pipa-pipa dan ducting untuk C kg/m3 pekerjaan mekanikal dan elektrikal 30 0.20 7. Berat tanah urug 0.13 8. Aspal, per cm tebal 0.10 9. Pasangan dinding setengah bata 1.7000.08 kg/m3 0.05 10. Pasangan dinding batako, tebal 140.04 kg/m3 3 0 0.2 10cm berlubang 250 kg/m 120 kg/m3 1. Beban hidup pada lantai gedung olahraga 2. Beban hidup tribun 3. Beban hidup tangga 4. Beban hidup tempat duduk tetap
400 kg/m3
2. BEBAN LATERAL Untuk struktur gedung tak beraturan, pengaruh Gempa Rencana ditinjau sebagai Gempa Dinamik, sehingga analisisnya dilakukan berdasarkan metoda Analisis Spektrum Respons. Zona gempa : 2 Jenis tanah : tanah sedang
REFERENSI
PPIUG’1983 PPIUG’1983 PPIUG’1983 PCI PPIUG’1983
Wilayah Gempa 1
C=
C=
PCI
0.20 (Tanah lunak) T
C=
0.45
C 0.30 0.23 0.18
PPIUG’1983 PPIUG’1983 PPIUG’1983
C=
0.15 (Tanah keras) T
C 0.20
0.05 (Tanah keras) T
0.15 0.12
PPIUG’1983 PPIUG’1983 0.5PPIUG’1983 0.6 1.0 T PPIUG’1983 PPIUG’1983
0.23 (Tanah sedang) T
0.30
0.08 (Tanah sedang) T
C=
0.50 (Tanah lunak) T C=
0.38
2.0
3.0
0 0.2
0.5 0.6
1.0
2.0
3.0
T
T C
Wilayah Gempa 3
0.75
500 kg/m3 5000.55 kg/m3 250 kg/m3
Wilayah Gempa 2
0.50
C=
0.75 (Tanah lunak) T
C=
0.33 (Tanah sedang) T
C=
0.23 T
0.00 0.20 0.15 0.38 0.85
0.60 0.38
1.00 0.23
1.50 0.15
2.00 0.12
2.50 0.09
Wilayah Gempa 4
3.00 0.08
0.85 C = Faktor (TanahResponse lunak) Interaksi Perioda (T) dengan T 0.70 Gempa (C) WG 2-Tanah0.42Sedang 0.60
C=
T
(Tanah sedang)
Pembebanan gempa horizontal dibagi dalam dua arah, 0.30 C= (Tanah keras) T yaitu: (Tanah keras) GempaC arah x dengan komposisi 100% Vx + 30% Vy 0.34 y dengan komposisi 100% Vy + 30% Vx Gempa arah 0.28 0.24
B. TINJAUAN PUSTAKA 3. PEMBEBANAN dan KOMBINASI BEBAN (lanjutan) KOMBINASI PEMBEBANAN (SNI 03-2847-2002 pasal 11.2)
U = 1,4D U = 1,2D U = 1,2D U = 0,9D U = 1,2D U = 0,9D
+ 1,6L + 0,5(A atau R) + L ± 1,6W + 0,5(A atau R) ± 1,6W + 1,0L ± 1,0E ± 1,0E
Keterangan : U = beban ultimate; L = beban hidup; E = beban gempa; R =
D = beban mati W = beban angin A = beban atap beban hujan
C. METODOLOGI FLOW CHART PERENCANAAN STRUKTUR PRACETAK START
Pengumpulan Data dan Penentuan Kriteria Disain
Studi Literatur Preliminary Design
Perencanaan Struktur Sekunder
Pembebanan Struktur Utama
Permodelan Rangka Bidang (2dimensi) Analisa Manual
Permodelan Rangka Ruang & Analisa Struktur dengan SAP 2000
Perencanaan Penulangan & Detailing Struktur Utama
Kontrol Disain
Not Ok
Ok
Penggambaran Hasil Perencanaan ke dalam Gambar Teknik
FINISH
D. PRELIMINARY DESIGN 1. DIMENSI BALOK + TRIBUN Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Tabel..8 bahwa, tebal minimum untuk balok non prategang dengan berat jenis beton normal (Wc = 2400 kg/ m3) dan mutu tulangan BJ 40 (fy = 400 Mpa) adalah : h ≥ L/16 → untuk perletakan dua tumpuan h ≥ L/18,5 → untuk perletakan satu ujung menerus h ≥ L/21 → untuk perletakan kedua ujung menerus h ≥ L/8 → untuk struktur kantilever Dengan modifikasi nilai sebagai berikut : Dikalikan [1,65 – (0,0003)*Wc] untuk beton ringan (Wc = 1500 kg/ m3 ~ 2000 kg/ m3) Dikalikan [0,4+fy/700] untuk fy ≠ 400Mpa Diperoleh :
BALOK INDUK B.1 = 35/55 B.2 = 40/60 B.2d = 50/70 B.3 = 30/50 BALOK ANAK B.A = 25/35
BALOK PEMIKUL TRIBUN B.4 = 30/50 B.5 = 50/75 B.6 = 40/55 BALOK TRAP TRIBUN BT = 30/45
D. PRELIMINARY DESIGN 2. DIMENSI PLAT MenurutC.K.Wang,Desain beton bertulang.jilid.2 hal 135 Tentang Rasio Kekakuan Balok asumsi perletakan tumpuan ditentukan sbb : αm ≤ 0,375 : pelat tanpa balok tepi 1,875 > αm ≤ 0,375 : pelat dengan balok tepi fleksibel αm ≥ 1,875 : pelat dengan balok tepi kaku Tebal minimum pelat yang pada tiap sisinya tedapat balok yang menghubungkan tumpuan – tumpuan : ..SNI03-28472002.11.5.3.(3) Untuk αm ≤ 0.2 : berlaku ketentuan tebal minimum dari tabel 2.4, tidak boleh kurang dari : Untuk pelat tanpa penebalan = 120 mm Untuk pelat dengan penebalan = 100 mm fy 0,m8 ≤ 2,0 Untuk 0,2n<α 1500 36 5. (m 0,2) h = dimana : λn = panjang bentang β = rasio panjang bentang arah memanjang dengan arah dan tidak boleh kurang fy dari 120 mm memendek Untuk αmn 0>,82,0 1500 αm = nilai rata - rata dari untuk semua balok pada tepi dari suatu 36 9. panel h= α = rasio dari kekuatan lentur penampang balok terhadao kekakuan pelat dan tidak boleh kurang dari 90 mm
tebal plat rencana = 120 mm = 12 cm terdiri dari : tebal pelat pracetak = 7 cm tebal beton topping = 5 cm
Diperoleh :
D. PRELIMINARY DESIGN 3. DIMENSI KOLOM Berdasarkan buku Dasar Perencanaan Beton Bertulang Pada Struktur dan Fondasi Gedung (Tumilar, Steffie.2008) untuk perkiraan awal (preliminary design) dalam menentukan dimensi kolom beton bertulang biasa: Akolom > dimana : A P fc’
P (0.30fc' ~ 0,45fc' )
= Luas penampang kolom (mm2) = Gaya Aksial (tanpa momen) yang bekerja terhadap suatu kolom pada lantai tertentu, beban juga berasal dari beban lantai-lantai diatasnya yang bekerja sebesar Tributary Area pada satu titik kolom yang sama (N) = Mutu beton (MPa)
Diperoleh :
Kolom type A penampang persegi dengan panjang sisi 500 mm. Kolom type B penampang lingkaran dengan diameter 900 mm. Kolom type C penampang lingkaran dengan diameter 550 mm.
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT DENAH PANEL PLAT LANTAI B
B
B
B
B
B
0.95
7
B
B
C
C
C
B
B
C
5
6.00
C
6
C
8.00
C
2.00 2.20
D
6.45
E D
9.60
E B
C
B
4
8.00
C
43.20
B
C
C
C
B D B
E
6.45
D
9.60
B
3
C
6.00
B
2.20 2.00
C
8.00
C B
E
2
0.95 B
A
A
A
A
4.00
4.00
B
B
B
1
B
8.00
B
6.45
2.20 2.00
6.00
6.00
2.00 2.20
6.45 0.95
0.95 9.60
A
8.00
B
8.00
C
8.00
D
8.00
E 59.20
8.00
F
9.60
G
H
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT MOMEN MAKSIMUM dan HASIL PENULANGAN type plat
L
Momen menurut arah sb.
pre Komposit
post Komposit
Saat Pengangkatan
M = 1/8*Qu*L2
M = 0,001*Qu*L2 *X
Mx=0,0107*w*a2 *b
kg.m
kg.m
kg.m -745.57 1,011.20 -745.57 1,011.20
A
4.00 Mtx Mlx 4.00 Mty Mly
0.00 1,011.20 0.00 1,011.20
-745.57 745.57 -745.57 745.57
My=0,0107*w*a*b2 -115.05 115.05 -115.05 115.05
B
1.00 Mtx Mlx 8.00 Mty Mly
0.00 63.20 0.00 4,044.80
-81.55 81.55 -3,147.98 1,076.94
-14.38 14.38 -115.05 115.05
C
1.20 Mtx Mlx 8.00 Mty Mly
0.00 91.01 0.00 4,044.80
-117.43 117.43 -3,147.98 1,076.94
D
4.96 Mtx Mlx 5.94 Mty Mly
0.00 1,556.70 0.00 2,229.92
E
1.83 Mtx Mlx 5.94 Mty Mly
F
4.00 Mtx Mlx 4.00 Mty Mly
m
Momen Maksimum
tulangan pasang Ø12 Ø12 Ø12 Ø12
-
300 300 300 300
-81.55 81.55 -3,147.98 4,044.80
Ø12 Ø12 Ø16 Ø16
-
300 300 100 100
-20.71 20.71 -138.06 138.06
-117.43 117.43 -3,147.98 4,044.80
Ø12 Ø12 Ø16 Ø16
-
300 300 100 100
-1,944.85 1,944.85 -1,598.49 1,598.49
-263.01 263.01 -314.78 314.78
-1,944.85 1,944.85 -1,598.49 2,229.92
Ø12 Ø12 Ø12 Ø12
-
200 200 200 100
0.00 210.50 0.00 2,229.92
-271.60 271.60 -1,735.50 593.72
-35.56 35.56 -115.75 115.75
-271.60 271.60 -1,735.50 2,229.92
Ø12 Ø12 Ø12 Ø12
-
300 300 200 100
0.00 1,011.20 0.00 1,011.20
-331.32 331.32 -331.32 331.32
-115.05 115.05 -115.05 115.05
-331.32 1,011.20 -331.32 1,011.20
Ø12 Ø12 Ø12 Ø12
-
300 300 300 300
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT
Ø12 - 300mm
Ø12 - 300mm
DETAIL PENULANGAN PANEL PLAT PRACETAK
Ø12 - 300mm Ø12 - 300mm
Ø12 - 300mm
Ø12 - 300mm
PLAT TYPE - A
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 2. PERENCANAAN BALOK ANAK JENIS PEMBEBANAN
1. Beban ekivalen segitiga
qek. = 1/3.q.Lx
2. Beban ekivalen dua segitiga
qek. = 1/4.q.Lx
3. Beban ekivalen trapesium
qek. = 1/2.q.Lx.
1 Lx 2 1 . 3 Ly
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 2. PERENCANAAN BALOK ANAK TINJAUAN KONDISI PEMBEBANAN PRE KOMPOSIT
POST KOMPOSIT ..SNI-2847-2002; Ps.10.3.3) A
B
-
Mmax = 1/8.Qu. L2 Vu
+
+
C
C
Momen negatif pada tumpuan ujung dua bentang : MuA = 1/9.Qu.L2 Momen negatif pada tumpuan bentang dalam : MuB = 1/11.Qu.L2 Momen positif pada lapangan bentang ujung : MuC = 1/14.Qu.L2 Gaya Geser pada ujung bentang : Vumax = 1/2.Qu.L
= 1/2.Qu. L
PERHITUNGAN GAYA DALAM Gaya Dalam
L m
Gaya Geser Vu
4.00
Momen
4.00
Mu
Pre Komposit V Mlap. kg kg.m 1,342.40
V kg
Post Komposit Mtump.A Mtump.B kg.m kg.m
Mlap.C kg.m
Momen Max Mtump. Mlap. kg.m kg.m
3,092.80 1,342.40
A
V max kg 3,092.80
2,749.16
2,249.31
1,767.31
2,749.16
1,767.31
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 2. PERENCANAAN BALOK ANAK DETAIL PENULANGAN BALOK ANAK
50 70 Ø10-150 3D12
250
250
Potongan melintang
B
H
B
H
TUL. TARIK (As)
TUL. TEKAN (As')
TUL. TARIK (As)
TUL. TEKAN (As')
TUL. GESER(Av)
TUL. TORSI (At)
TUL. GESER(Av)
TUL. TORSI (At)
2D12
Ø10-150
230
2D12
230
120
70 Ø10-150
2D12
350
350
3D12
230
120
50
BA.(25/35)
3D12
250
Potongan memanjang
