Latar Belakang Perkembangan teknologi dan informasi membuat kita mendapatkan informasi secara cepat dan mudah, akan tetapi hal tersebut juga memerlukan sebuah sarana untuk menunjangnya. Untuk itulah perlu adanya pembangunan suatu gedung yang mampu memonitor segala aktivitas yang diperlukan. Gedung Balai Monitoring Spektrum Frekuensi Radio dan Orbit Satelit Klas II yang terdiri dari 7 lantai dan luasnya ± 540 m2. Pembangunan gedung tersebut direncanakan di Palembang yang merupakan salah satu kota di Sumatra Selatan yang terletak di zone gempa 5. Banyaknya gedung-gedung roboh akibat gempa yang terjadi dengan skala besar menimbulkan banyak kerugian, baik itu korban jiwa maupun secara materi. Hal tersebut dikarenakan dalam perancangan struktur gedungnya tidak mempedulikan tata cara yang ada, apalagi apabila gedung tersebut berada di zone gempa tinggi, tentunya harus dirancang dengan metoda yang tepat. Untuk daerah yang berada di zone gempa tinggi maka harus dirancang dengan konstruksi gedung yang tahan gempa. Karena perancangan dengan metoda yang tahan gempa memiliki fungsi yang sangat fital, apalagi untuk suatu gedung yang bertingkat banyak. Agar pada saat terjadi gempa, gedung tidak langsung mengalami keruntuhan sehingga memberikan waktu kepada para penghuninya agar menyelamatkan diri, sehingga korban jiwa dapat dikurangi. Perancangan struktur beton bertulang menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen. SRPMK ini merupakan sistem rangka ruang dalam dimana komponen struktur dan jointnya menahan gaya-gaya yang bekerja melalui aksi lentur, geser, dan aksial. Sistem Rangka Pemikul Momen terdiri dari tiga yaitu 1. Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) dirancang agar tetap berperilaku elastis pada saat terjadi gempa. Termasuk zona gempa 1-2. 2. Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dirancang dengan pendetailan khusus sehingga mampu berperilaku terhadap beban gempa tanpa mengalami keruntuhan getas. Termasuk zona gempa 3-4.
3.
Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dirancang terhadap beban gempa kuat dengan pendetailan khusus untuk bangunan tahan gempa, pada zone gempa 5-6. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) Sistem rangka pemikul momen adalah sistem rangka ruang dalam dimana komponen-komponen struktur dan join-joinnya menahan gaya-gaya dalam yang bekerja melalui aksi lentur, geser dan aksial, dimana perhitungan struktur dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus dirancang dengan menggunkan konsep Strong Column Weak Beam yang merancang kolom sedemikian rupa agar bangunan dapat berespon terhadap beban gempa dengan mengembangkan mekanisme sendi plastis pada ujung balok-baloknya dan bukan di kolom-kolom (kecuali pada dasar kolom). Pembebanan 1. Beban Mati • Beban mati pada balok, terdiri dari : - Berat sendiri balok - Beban mati pelat atap - Berat dinding setengah bata • Beban mati pada pelat atap, terdiri dari : - Berat sendiri pelat - Beban plafond dan rangka - Lapisan penutup atap kedap air - Instalasi listrik, dan Pipa-pipa air • Beban mati pada pelat lantai, terdiri dari : Berat sendiri pelat - Beban pasangan keramik - Beban spesi - Beban plafond dan rangka 2. Beban Hidup • Beban hidup atap : 100 kg/m2 • Beban hidup lantai : 250 kg/m2 3. Beban Gempa Beban gempa adalah semua beban dinamis yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu
Konsep Desain 1. Mutu Bahan Æ f’c > 20MPa 2. Wilayah Gempa Æ Zone gempa 5
13. Waktu Getar Alami Fundamental (Ti) a. Memakai rumus empiris Method A dari UBC section 1630.2.2 b. Kontrol pembatasan nilai T = ζn > T empiris c. T1 > 20% T Rayleigh. 14. Batas Penyimpangan Lateral a. Kinerja Batas Layanan (KBL) struktur gedung yang besarnya dibatasi ≤ 0,03 hi atau R
3. Ketentuan Umum Syarat Pendetailan 4. Jenis Tanah Æ Tanah Keras 5. Kombinasi Pembebanan a. U = 1,4 D b. U = 1,2 D + 1,6 L c. U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 Ex ± 0,3 Ey d. U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 Ey ± 0,3 Ex e. U = 0,9 D ± 1,0 Ex ± 0,3 Ey f. U = 0,9 D ± 1,0 Ey ± 0,3 Ex 6. Faktor Reduksi Gempa Æ Rm = 8,5 7. Sistem Struktur Æ SRPMK 8. Kategori Gedung Æ Kantor, Faktor Keutamaan I=1 Tabel 2.3 Faktor Keutamaan I Bangunan SNI-03-1726-2002
30 mm b. Kinerja Batas Ultimit (KBU) struktur gedung akibat gempa rencana untuk struktur gedung beraturan dibatasi sebesar ≤ 0,1 Rx (KBL) atau ≤ 0,02 hi 15. Arah pembebanan gempa Dari Arah X dan Arah Y dianggap terjadi pada waktu yang bersamaan, a. ± 1,0 Ex ± 0,3 Ey b. ± 1,0 Ey ± 0,3 Ex 16. Integritas Struktur Data –data bangunan Tipe bangunan : Kantor b. Letak bangunan : Dekat pantai c. Zona gempa : Zona 5 d. Jumlah lantai : 7 lantai e. Struktur bangunan : Beton bertulang f. Struktur pondasi : Pondasi Tiang Pancang g. Mutu beton (f’c) : 30 Mpa h. Mutu baja (fy) : 400 Mpa Perancangan Awal Struktur 1. Dimensi Balok Induk : 40/60 cm (L = 6 m) 2. Dimensi Balok Anak : 30/40 cm (L = 3 m) 3. Dimensi Kolom : 60/60 cm h tiap lantai = 4 m 4. Dimensi Pelat Æ
Ly
= 1 Æ Pelat satu arah
Lx
5. Tebal Pelat α m = 13,0125 > 2 9. Konfigurasi Struktur Gedung Æ Beraturan Æ Statik Ekivalen 10. Eksentrisitas Rencana 11. Syarat Kekakuan Komponen Struktur 12. Pengaruh P – ∆ Æ Tidak di perhitungkan H gedung < 40 m
fy ⎞ ⎛ ⎟ Ln ⎜⎜ 0,8 + 1500 ⎟⎠ ⎝ h= = 65 mm 36 + 9β
pakai t = 120 mm
Penulangan Arah Y Mu = 423,6336 kgm = 4.236.336 Nmm
Perancangan Struktur Sekunder 1 Pelat • Dimensi pelat 300 x 300 • Tebal pelat 120 mm • Tebal decking 20 mm • Diameter tulangan rencana 10 mm • Mutu tulangan baja f y = 300 MPa β1
ρ = 0,001989 Direncanakan tulangan lentur D10 – 200 mm (As pakai = 392,5 mm2)
= 0,85
0,85× 0,85× 30 ⎛ 600 ⎞ = 0,0482 ⎜ ⎟ 300 ⎝ 600 + 300 ⎠ ρ max = 0,75 x 0,0645 = 0,0361 ρ min = 0 , 002 fy 300 m= = = 11,77 0,85× f ' c 0,85× 30 Ly 300 = =1 Lx 300
ρb =
Beban Mati : 421 kg/m2 Beban Hidup : 250 kg/m2
Tumpuan Mtx = - 0,001 q lx2 x ; dengan nilai x = 52 Mu = 423,6336 kgm = 4.236.336 Nmm Rn =
• Elevasi Lantai : 400 cm • Tinggi bordes : 200 cm (jarak lantai dasar ke bordes) • Lebar injakan (i) : 30 cm • Tanjakan (t) : 18 cm • Tebal Pelat Tangga : 15 cm • Tebal Pelat Bordes : 15 cm • Lebar Bordes : 400 cm • Lebar Tangga : 180 cm • Sudut Kemiringan Anak Tangga : Arc tg o 18 30 = 30,96° ≈ 31 • Jumlah tanjakan bordes kebawah = keatas ( n.t ) =
Lapangan Mlx = 0,001 q lx2 x ; dengan nilai x = 21 Mu = 171,083 kgm = 1.710.830 Nmm R n = 0,58975Mpa Æ ρ = 0,001989 Maka digunakan ρ min = 0,002 Asperlu = ρ b d = 0,002 × 1000 × 95 = 190 mm2 Direncanakan tulangan lentur D10 – 200 mm (As pakai = 392,5 mm2)
= 11,11 ≈ 12 buah
( n.i )
= n.t – 1
= 12 – 1 = 11 buah
400
1 ⎛ 2 ×11,765× 0,58975 ⎞ ⎜1 − 1 − ⎟= ⎟ 11,765 ⎜⎝ 300 ⎠
0,001989→ ρ < ρ min Maka digunakan ρ min = 0,002 Asperlu = ρ b d = 0,002 × 1000 × 95 = 190 mm2 Direncanakan tulangan lentur D10 – 200 mm (As pakai = 392,5 mm2)
200 18
180
40
180
BORDES +2.00 m
200
600 330
Naik ±0,00 KOLOM 60/60
+4.00
+4.00
30 18 15
ρ=
Mu 4236336 = = 0,58975Mpa 2 0,8 ×1000 × dx 0,8 ×1000× 95 2
2 Tangga : 30 MPa • Mutu beton ( f 'c ) • Mutu baja tulangan ( f y ) : 400 MPa
7,7 2
Mutu beton f ' c = 30 MPa, U = 905,2 kg/m2 dx = 95 mm dy = 85 mm
Mu 4236336 = = 0,58975 Mpa 2 0,8 ×1000 × dx 0,8 ×1000 × 95 2
Rn =
+2.00
A 31°
+0.00
DETAIL A 200
330
22,72
Analisis Struktur Tangga Perletakan sendi-sendi, rol pada bagian bordes. q1 = 991,2 kg/m q2=1348,44 kg/m
MA
MB MB
A
B
200 MC
31.22°
C
330
200
Mmax MB = 2993,694×2 – (991,2×2×2/2) = 4004,988 kg m (momen Maks pada bordes) Mmax = (3438,56.2,55) – (1348,44. ½.2,552) = 0 = 4384,212 kg m (momen maks pada tangga) Bidang D DC = RC cos α = 3438,56 cos 31,22 = 2940,6 kg DB kiri = (RC – q2.L2)cos α = (3438,56 – 1348,44 . 3,3) cos 31,22 = – 864,84 kg DB kanan = q1.L1 – RA = 991,2.2 – 2993,694 = – 1011,294 kg = – RA = – 2993,694 kg DA 864,84 kg A
B 1011,294 kg
2940,6 kg
+
2993,694 kg
C
B 4004,988 kgm 4384,212 kgm
C
A
Penulangan Pelat Tangga Data Perancangan : = 30 MPa • f 'c • fy = 300 MPa • ∅ tul = 13 mm • dx = 150 – 20 – (13/2) = 123,5 mm • dy = 150 – 20 – 13 – (13/2) = 110,5 mm ρ b = 0,0482 ρ max = 0,75× 0,0482 = 0,03613 ρ min = 0 , 002 m = 11,765 3,593 Mpa Æ ρ = 0,012966 Rn = Asperlu = ρ b d = 0,012966 × 1000 × 122 = 1601,29 mm2 Digunakan tulangan lentur ∅13 – 75 mm (1768,87 mm2 ) Arah Y Penulangan arah y di pasang tulangan susut sebesar : As tulangan susut = 0,002 × b × h = 0,002 × 1000 × 150 = 300 mm2 Digunakan tulangan lentur ∅10 – 200 mm (392,5 mm2 ) Penulangan Pelat Bordes Arah X Mu = 4004,988 kgm = 40.049.880 Nmm Æ Digunakan tulangan lentur ∅13 – 75 mm (1768,87 mm2 ) Arah Y Mu = 4004,988 kgm = 40.049.880 Nmm Æ Digunakan tulangan lentur ∅13 – 75 mm (1768,87 mm2 )
• f y = 400 MPa (tulangan utama) • Diameter sengkang = 10 mm • Diameter tulangan utama = 13 mm (deform) d = 400 – 40 – 10 – 13/2 = 343,50 mm ρ b = 0,0325 ρ max = 0,0244 ρ min =
1,4 1,4 = = 0,0035 f y 400
m = 11,765 Tumpuan Mu = 26.261.960 Nmm 26.261.960 Mn = = 32.827.450 Nmm 0 ,8 R n = 3,593 Mpa Æ ρ = 0,0026 → ρ min > ρ Tulangan Tumpuan Atas : Asperlu = ρ . b . d = 0,0035 × 300 × 343,50 = 360,675 mm2 Tulangan pasang 3 – D13 (As = 397,995 mm2) Tulangan Tumpuan bawah : ratio tulangan tekan ρ ’ = 0,0035 × 0,50 = 0,00175 As’ = ρ ’ b d = 0,00175 × 300 × 343,50 = 248,35 mm2 Tulangan pasang 2 – D13 (As = 265,46 mm2) Lapangan Tulangan Lapangan Bawah : Asperlu = ρ . b . d = 0,00482 × 300 × 343,50 = 496,613 mm2 Tulangan pasang 4 – D13 (As = 530,66 mm2) Tulangan Lapangan Atas : ratio tulangan tekan ρ ’ = 0,00482x 0,50 = 0,00241 As’ = ρ ’ b d = 0,00241 × 300 × 343,50 = 248,35 mm2 Tulangan pasang 2 – D13 (As = 265,46 mm2)
1 1 . fc' . b . d = 6 6
Vc =
30 . 300 . 343,5 =
94.071,35 N φ .(Vc + Vs min) < Vu ≤ φ . ( Vc + 1 . 3
fc'
. bw . d
) 77.052,81N < 78.785,88 N < 169.328,43 N → maka Masuk kondisi 4 (perlu tulangan geser) Pakai tulangan geser ∅10–150 (157,08 mm2)
120
120
3 - D 13
2 - D 13
Ø 10 - 150
400
Ø 10 - 150
400 2 - D 13
280
40
220
4 - D 13
280
40
40
220
300
300
Tumpuan
Lapangan
40
Perhitungan Balok Lift D
D'
C
3000
3000
1100
1100
1350
• f y = 300 MPa (sengkang)
Penulangan Geser Balok Bordes Daerah Tumpuan Vu tump. = 78.785,88 N b = 300 mm d = 343,5 mm
2500
Penulangan Lentur Balok Bordes Data Perancangan : • f 'c = 30 MPa
2090 2600
Beban mati -Berat sendiri balok = 0,35 × 0,5 × 2400 = 240 kg/m qd = 240 kg/m -Berat terpusat lift = 26522 kg Mmax = 21309 kg.m Untuk penentuan momen yang akan dipakai ditentukan dengan menggunakan koefisien momen seperti pada PBI ‘ 71 Ps. 13.2.4 : M tump =1/3 x Mmax =1/3× 21309 =7.103 kg.m M lap= 4/5 x Mmax = 4/5× 28812 =17.047,2 kg.m
Tumpuan Tulangan tumpuan atas: Asperlu = ρ . b . d = 0,0035 × 350 × 440,5 = 539,61 mm2 Tulangan pasang: 3 – D19 (As = 816,15 mm2) Tulangan tumpuan bawah: ratio tulangan tekan ρ ’ = 0,0035 × 0,5 = 0,00175 As’ = ρ ’ b d = 0,00175 × 350 × 440,50 = 269,81 mm2 Tulangan pasang 2 – D19 (As’ = 544,099 mm2)
Distribusi beban pada balok sekunder pelat lantai.
Vc = 1 . fc' . b . d = 1 6 6
30 . 350 . 440,5 =
30/40
40/60
Distribusi beban pada balok anak ada tiga yaitu: 1. Beban Ekivalen Segitiga 1 qeq = .q.Lx 3
2. Beban Ekivalen Dobel Segitiga
1 . fc' . bw . d ) 3
qeq =
115.280,128 N < 130.891 N < 253.335,39 N → maka Masuk kondisi 4 (perlu tulangan geser) Pakai tulangan geser ∅10–150
Pembebanan Balok Sekunder Beban yang bekerja pada balok sekunder adalah berat sendiri dari balok sekunder dan semua beban merata pada pelat
30/40
40/60
140.741,88 N Karena φ . ( Vc + Vs min ) < Vu ≤ φ . ( Vc +
Perhitungan Balok Sekunder Balok sekunder merupakan struktur sekunder sehingga bukan merupakan elemen yang menerima gaya lateral, tetapi lebih berfungsi sebagai struktur yang mendukung beban gravitasi dari pelat.
40/60
30/40
30/40
Lapangan Tulangan lapangan bawah: Asperlu = ρ . b . d = 0,0084 × 350 × 440,5 = 1295,07 mm2 Tulangan pasang: 5 – D19 (As = 1417,64 mm2) Tulangan lapangan atas : ratio tulangan tekan ρ ’ = 0,0084 × 0,5 = 0,0042 As’ = ρ ’ b d = 0,0042 × 350 × 440,50 = 647,54 mm2 Penulangan Geser Daerah Tumpuan Vu = 13.891 kg = 130.891 N bw = 350 mm d = 440,50 mm
30/40
30/40
30/40
40/60
1 .q.Lx 4
3. Beban Trapesium qeq =
⎡ 1 ⎛ Lx ⎞ 2 ⎤ 1 .q.Lx ⎢1 − ⎜⎜ ⎟⎟ ⎥ 2 ⎣⎢ 3 ⎝ Ly ⎠ ⎦⎥
Gaya – gaya dalam yang terjadi
Perancangan Struktur Utama
Titik Pusat Massa Bangunan Utama adalah titik tangkap resultante beban mati, berikut beban hidup yang sesuai, yang bekerja pada lantai tingkat itu. 2.50
3.50
24.00
6.00
A1
VOID
VOID
A2
4.00
Ya=8.92
6.00
TITIK PUSAT MASSA
Yb=7.08
Tributari Area pada Pelat Atap dan Lantai
A3
VOID
Xa=14.54
Xb=15.46
LIFT
LIFT
TANGGA
TANGGA
bentuk pelat dan mekanisme beban segitiga dan trapesium pelat atap dan lantai
VOID
Pusat Kekakuan Bangunan adalah suatu titik pada masing-masing tingkat yang bila beban geser disemua tingkat bekerja padanya bersamaan, seluruh gedung itu tidak berotasi tetapi hanya bertranslasi. Pusat Pusat rotasi Lantai Elevasi (m) Massa Koordinat Koordinat X(m) Y(m) X(m) Y(m) 1 4 15 8,92 15 8 2 8 15 8,92 15 8 3 12 15 8,92 15 8 4 16 15 8,92 15 8 5 20 15 8,92 15 8 6 24 15 8,92 15 8 7 28 15 8,92 15 8 Eksentrisitas antara pusat massa bangunan dan pusat kekakuan struktur eksentrisitas adalah jarak dari pusat massa (center of mass) ke pusat kekakuan (center of rigidity ).
(b)
(c)
qD = qd × h = 358 kg/m2 × 1,5 m = 537 kg/m qL = ql × h = 100 kg/m2 × 1,5 m = 150 kg/m
Lantai
Elevasi (m)
1 2 3 4 5 6 7
4 8 12 16 20 24 28
Koordinat ex ey (m) (m) 0 0,92 0 0,92 0 0,92 0 0,92 0 0,92 0 0,92 0 0,92
Eksentrisitas rencana Sesuai dengan SNI 03-1726-2002 Ps. 5.4.3 dan Ps. 5.4.4, antara pusat massa dan rotasi lantai (e) harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed. Dari denah struktur didapat nilai : bx = 30 m dan by = 16 m. 0,3 bx = 9 m 0,3 by = 5,4 m Karena 0 < e ≤ 0,3 b, maka eksentrisitas rencana (ed) : ed = 1,5 e + 0,05 b atau ed = e - 0,05 b Dari eksentrisitas rencana maka diperoleh pusat massa baru ed = 1.5 e + 0.05 b ed = e - 0.05 b edx edy edx edy (m) (m) (m) (m) 1,5 2,18 -1,5 0,12 1,5 2,18 -1,5 0,12 1,5 2,18 -1,5 0,12 1,5 2,18 -1,5 0,12 1,5 2,18 -1,5 0,12 1,5 2,18 -1,5 0,12 1,5 2,18 -1,5 0,12 Pusat massa baru
Lantai 1 2 3 4 5 6 7
Elevasi (m) 4 8 12 16 20 24 28
ed = 1.5 e + 0,05 b Koordinat X (m) Y (m) 16,5 11,1 16,5 11,1 16,5 11,1 16,5 11,1 16,5 11,1 16,5 11,1 16,5 11,1
ed = e – 0,05b Koordinat X Y (m) (m) 13,5 9,04 13,5 9,04 13,5 9,04 13,5 9,04 13,5 9,04 13,5 9,04 13,5 9,04
Perhitungan gaya geser dasar 1. Periode waktu getar alami fundamental Empiris (T1) Tinggi gedung hn = 28 m Ct = 0,0731 = 0,0731 × 283/4 = 0,89 Tempiris = Ct × untuk wilayah gempa 5: ξ = 0,16 n=7 Dimana : ξ = ditetapkan menurut tabel 8. SNI 03 – 1726 – 2002 n = jumlah tingkat T=ξ×n = 0,16 × 7 = 1,12 detik > Tempiris = 0,89 2. Faktor Respon Gempa(C) C = 0,35 = 0 ,35 = 0 ,393 0 ,89
T
3. Faktor Reduksi Gempa(R) Gedung ini direncanakan menggunakan Rangka Terbuka Beton Bertulang R = 8,5 4. Faktor Keutamaan (I) Gedung ini direncanakan berfungsi sebagai tempat untuk perkantoran I = 1. 5. Gaya Geser Dasar Nominal ( V ) V1 =
C .I
W R. V1 = 0,393 × 1 × 3.045.548,8 = 140.811,84 kg 8,5
6. Distribusi Fi Fi =
Wi.zi n
∑ Wi.zi
.V
i =1
7. Perhitungan terhadap T Rayleigh n
T1 = 6,3
∑ Wi.di
2
i =1
n
g ∑ Fi.di i =1
Perancangan Struktur Utama Ada tiga balok yang di tinjau antara lain : 1. Balok Interior Melintang 2. Balok Exterior Memanjang 3. Balok Exterior Sudut Perhitungan Balok 40/60 Interior Melintang BALOK INTERIOR YANG DI TINJAU
KLM 60/60
B ANAK 30/40
3.00 3.00
4.00
TANGGA
TANGGA
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
(
= 600 − 40 − 10 − 1 .19 2
LIFT
LIFT
(
= h − cc − ϕ s − 1 2 .Dtul .utama
d
3.00
3.00
3.00
B INDUK 40/60
Balok memanjang 40/60 dengan data-data sebagai berikut: b = 400 mm Dimensi balok: h = 600 mm Selimut beton (cc) = 40 mm Tulangan utama (Dtul.utama) = D 19 Sengkang (∅s) = ∅10 Mutu beton f 'c = 30 MPa Mutu baja = 400 MPa fy
)
)
= 540,50 mm d’ = cc + ϕ s + 1 2 .Dtul .utama
( ) = 40 + 10 + (1 2 .19)
3.00
= 59,50 mm Momen Envelope end span
24057,71
21929,70
20097,05 18401,01
18286,52 16704,04
14440,35
13060,85 9785,29 7692,598
10678,09 8440,91
3587,75
5444,507 5743,63 9360,45
9244,45
3170,37
20881,68
17883,54 16456,35 12844,193
17388,7 16017,91 12524,927
9773,53 7766,27
9432,18
2858,98
7898,33 8396,03
9884,63 10183,76 11918,15 12283,79 12752,85
11286,18
=
400
ρmax = 0,75 × ρ b 576,57
8364,01 9006,97 9045,1 10517,33
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
600 ⎞ ⎟ = 0,0325 ⎝ 600 + 400 ⎠
= 0,75× 0,0325 = 0,0244 < 0,025
7473,29
5122,07 5160,2
0,85× f 'c × β1 ⎛⎜ 600 ⎜ 600 + f fy y ⎝
= 0,85 × 30 × 0,85 ⎛⎜
21495,69
753,17 472,819
372,906
ρb
interior span
ρmin = 1,4 = 1,4 = 0,0035
7780,19
400
fy
2916,42
m=
fy 0,85 × f 'c
=
400 =15,686 0,85 × 30
11287,2
Penulangan Tumpuan Atas Mn = 240.577.050 ..............................................(ETABS) KET:
1.4 D
Mn = 240.577.050 0,8
1.2 D + 1.6 L 1.2 D + 1.0 L + 1.0 Ex + 0,3 Ey 1.2 D + 1.0 L + 0,3 Ex + 1,0 Ey
Rn =
0.9 D + 1.0 E + 1.0 Ex + 0,3 Ey 0.9 D - 1.0 E + 0,3 Ex + 1,0 Ey
Momen ini diperoleh dari kombinasi beberapa beban yang terjadi pada balok yang ditinjau. Diperoleh dari program Bantu Etabs v 9.
ρ=
Nmm
= 300.721.312,5 Nmm
Mu 300.721.312,5 = = 3,22 2 φ .b.d 0,8 × 400 × 540,50 2
2 × m × Rn 1 ⎛⎜ 1− 1− m ⎜⎝ fy
⎞ ⎛ ⎟ = 1 × ⎜1 − 1 − 2 ×15,686 × 3,22 ⎟ 15,686 ⎜ 400 ⎝ ⎠
ρ > ρ min Dipakai ρ = 0,00864 Tulangan tumpuan atas: As = ρ b d = 0,00864 × 400 × 540,50 = 1866,84 mm2 Dipakai tulangan 7 – D19 (As pakai = 1983,695 mm2)
Penulangan Tumpuan Bawah M U+ ≥ 0,5 ….(ok) MU Mn = 127.528.460 = 159.410.575 Nmm 0,8 Mu 159.410.575 = = 1,705 Rn = 2 φ .b.d 0,8 × 400 × 540,50 2 ρ=
2 × m × Rn 1 ⎛⎜ 1− 1− ⎜ m⎝ fy
⎞ ⎛ ⎟ = 1 × ⎜1 − 1 − 2 × 15,686 × 1,70 ⎟ 15,686 ⎜ 400 ⎝ ⎠
ρ > ρ min Dipakai ρ = 0,00442 Tulangan tumpuan bawah: As’ = ρ ’ b d = 0,00442 × 400 × 540,50 = 954,73 mm2 Dipakai tulangan 4 – D19 (As’ pakai = 1133,54 mm2)
Perhitungan Penulangan Lentur Lapangan Mlap. (+) = 11.918,149 kg.m Mtump =24.057,705Kg.m × 0,25 = 6014,43 Kg.m Mlap. (+) > 0,25 Mtump Dipakai Mu = 11.918,149 Kg.m = 119.181.490 Nmm Mu 119.181.49 0 Mn = = = 148.976.862,5 N .mm 0.8 Φ Mn 148.976.862,5 Rn = = = 1,59 2 0,8 × 400 × 540,50 2 φ .b.d fy 400 =15,686 m= = 0,85 × f 'c 0,85 × 30 2 × m × Rn 1⎛ ρ = ⎜1 − 1 − m ⎜⎝ fy
⎞ ⎛ ⎟ = 1 × ⎜1 − 1 − 2 × 15,686 × 1,59 ⎟ 15,686 ⎜ 400 ⎝ ⎠
ρ > ρ min Dipakai ρ min = 0,00412 Tulangan lapangan bawah: As = ρ b d = 0,00412 × 400 × 540,50 = 890,077 mm2 Dipakai tulangan 4 – D19 (As pakai = 1133.54 mm2) Tulangan lapangan atas: ratio tulangan tekan ρ ’ = 0,00412 x 0,5 = 0,00206 As’ = ρ ’ b d = 0,00206 × 400 × 540,50 = 445,37 mm2 Dipakai tulangan 2 – D19 (As’ pakai = 567,77 mm2)
Perhitungan Penulangan Geser 1) Momen tumpuan negatif a=
As (1,25 × f y ) 0,85 × f c × b
=
1983,695 × (1,25 × 400) = 97,24 mm 0,85 × 30 × 400
a⎞ ⎛ − M pr = As ×1,25 × 400⎜ d aktual − ⎟ 2⎠ ⎝ 97,24 ⎞ ⎛ − M pr = 1983,695 ×1,25 × 400⎜ 540,5 − ⎟ 2 ⎠ ⎝ = 487.569.972,6 Nmm
2) Momen tumpuan positif a=
As (1,25 × f y ) 0,85 × f c × b
=
1133,54 × (1,25 × 400) = 55,57 mm 0,85 × 30 × 400
a⎞ ⎛ + M pr = As ×1,25 × 400⎜ d aktual − ⎟ 2⎠ ⎝ 55,57 ⎞ ⎛ + M pr = 1133,54 × 1,25 × 400⎜ 540,5 − ⎟ 2 ⎠ ⎝ = 290.592.703 Nmm
Gaya geser total pada muka tumpuan (muka kolom s/d 2h) : Wu × L = 100.818 N 2
Ve,A
= =
(ETABS ; 1,2 DL + 1 LL)
M pr - + M pr + Ln
+
Wu .L 2
487 .569 .972,6 + 290 .592 .703 5.400
+100.818
= 244.922,2 N Ve,B = =
M pr - + M pr + Ln
− Wu .L
487 .569 .972,6 + 290 .592 .703 5.400
- 100.818
= 43.286,2 N Vc = 0 apabila :
a. Gaya geser akibat gempa saja (yaitu akibat Mpr) > 0,5 total geser (akibat Mpr + beban gravitasi) Mpr > 0,5 Ve 487.569.972,6 Nmm > 0,5 × 244.922,2 = 122 .461,1 N
b. Gaya aksial tekan <
Ag × f 'c
20
Dan gaya aksial yang kecil sama sekali maka Vc = 0
φ (Vc + Vsmin )< Vu < φ (Vc + 1/3
fc b×d )
54.050 N < 244.922,2 N < 296.044,04 N → kondisi 4 (Perlu tulangan geser) Ve
Vs =
φ
Koefisien reduksi φ diambil 0,75 karena Vn diperoleh dari Mpr balok (SNI 03 – 2847 – 2002 Psl. 11.3.2.3) Vs =
244.922,2 = 326.562,93 N 0,75
Kontrol kuat geser nominal tidak boleh lebih besar dari Vs max (SNI 03 – 2847 – 2002 Psl.13.5.6.8) 1. V s max = 2 3 × f ' c × b × d V s max = 2 × 30 × 400 × 540 ,5 3
s maks
540,50
= 135,125 mm
4
mm
8 × 19 = 152
=
tulangan memanjang
= 24 × 10 = 240 mm
smaks = 24 × ϕ sengkang
Sehingga dipasang beugel 2 ∅ 10 – 100 sejauh 2 x h = 2 x 600 = 1200 mm dari muka kolom, dimana tulangan geser pertama dipasang 50 mm dari muka kolom. 7-D19
2-D19
120 440 40
600
φ fc' ⎛ A 2 cp ⎞ ⎜ ⎟ 12 ⎜⎝ Pcp ⎟⎠
(SNI-2847-2002
0,75 30 ⎛ 240.000 2 ⎜ 12 ⎜⎝ 2000
⎞ ⎟⎟ ⎠
Kontrol Lendutan Sesuai dengan SNI 03 – 2847 – 2002 tabel 8, maka tebal minimum balok: - balok satu ujung menerus hmin =
s maks = 300 mm
2Ø16
2Ø16
2Ø10-100
2Ø10-200 4-D19
4-D19 40
=
= 9.859.006,035 Nmm Tu < φTc 8.385.200 Nmm > 9.859.006,035 Nmm → tidak perlu tulangan torsi, pasang tulangan praktis 2 D 16
326.562,93 N < 1 × 30 × 400 × 540,5 3 326.562,93 N < 394.725,39 N
=
Tc
=
2. Vs < 1 3 × f ' c × bw × d
4 =8 x D
Cek Keperluan Torsi
Pasal 13.6.1)
Vs max = 789.450,78 N > Ve = 326.562,93 N
s maks = d
Penulangan Torsi Perhitungan kebutuhan tulangan torsi dilakukan sesuai syarat pasal 13.6.1 SNI 03-2847-2002. Contoh perhitungan diambil pada Story 7 As GH5: Tu = 8.385.200 Nmm(output Etabs Comb 4) Vu = 244.922,2 N = 400 × 600 = 240.000 mm2 A2cp Pcp = 2 × (400+600) = 2000 mm2 x1 = 400 – 2(40+6) = 308 mm y1 = 600 – 2(40+6) = 508 mm Ph = 2 × (308+508) = 1.362 mm = 308 × 508 = 156.464 mm2 Aoh Ao = 0,85 × Aoh = 0,85 × 156.464 = 132.994,4 mm2 θ = 450 cot θ = 1,0 d = 540,5 mm
320
40
40
320
40
L 18,5
- untuk f y selain 400 MPa, maka harus dikalikan dengan 0,4 +
fy 700
Perhitungan Kolom B INDUK 40/60
Pemeriksaan persyaratan ”strong column weak beam”
KLM 60/60
3.00
3.00
3.00
KOLOM YANG DI TINJAU
B ANAK 30/40 LIFT
TANGGA
3.00
3.00
TANGGA
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
4.00
3.00
LIFT
3.00
Gaya Axial dan Momen pada Kolom Interior (C20)Lt. No 1 2 3 4 5 6
Kombinasi Beban 1,4 D 1,2 D + 1,2 L 1,2 D + 1,0 L + 1,0 E1 1,2 D + 1,0 L + 1,0 E2 0,9 D + 1,0 E1 0,9 D + 1,0 E2
Axial (kN)
Momen (kNm) 2692,98496 2,592727 3144,93632 4,61674 2836,87644 66,628565 2827,45524 35,706934 1736,89355 68,680651 1727,47235 37,75902
Kuat Rencana Diagram Interaksi Kolom C20 Lt. 1
kolom memerlukan tulangan memanjang sebanyak 1,26 % atau 16 D 19. Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 02-2847-2002 ps.23.4.3.1 yaitu antara 1% - 6% telah dipenuhi.
ΣMc ≥ 6 ΣMg
5 Nilai ∑ M g adalah jumlah Mg+ dan Mg- balok
yang menyatu dengan kolom, yang dapat dihitung dengan rumus : Mg = As × fy × d − a × 0,80 a
=
As × fy 0,85 × f ' c × b
2
Perancangan Pondasi Dari hasil pembacaan data sondir pada kedalaman 6 m, di mana nilai conus yang diambil merupakan ratarata dari nilai conus pada 8D di atas ujung tiang pancang yaitu : Tabel 7.1 Nilai Conus dan JHP
(P1+P2) =
Cr × Atiang 3
+
JHP (kg/cm)
n=
∑P
= 300.930
= 3,75 ≈ 6 buah
80.363,475
Pijin
Momen yang bekerja pada poer akibat adanya gaya horisontal : Mx = Mx + Hy × d poer = 8810,77 + (3549,5 × 2) = 15.909,77 kg.m My = My - Hx × d poer = 18.864,95 + (7580,5 × 2) = 34.025,95 kg.m Jarak antar tiang pancang • Jarak tiang ke tepi poer 1,5 D ≤ s ≤ 2 D 1,5 × 50 ≤ s ≤ 2 × 50 75 ≤ s ≤ 100 ⇒ s = 75 cm • Jarak antar tiang pancang: 2,5 D < S < 3 D 2,5 × 50 < S < 3x50 125 < S < 150 ⇒ s = 150 cm
850
My
JHP × Kell = 5
1
2
4
Analisis pembebanan P = 262.986 kg Mx = 8810,77 kg.m My = 18.864,95 kg.m Hx = 7580,5 kg Hy = 3549,5 kg
3 Y
Hx 6
5 Hy
75
= 80.363,475 kg dibandingkan dengan P ijin tiang berdasarkan kekuatan bahan lalu diambil yang terkecil.
75
2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8 6 Jumlah C rata-rata (Cr)
Nilai Conus (kg/cm2) 40 65 60 58 60 52 60 55 50 60 51 61 68 67 80 74 80 79 85 87 110 1402 66,76
150
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Kedalaman (m)
350
No
Perhitungan Beban Pondasi • Berat poer = 1 × 4,5 × 3 × 2400 =32400 kg • Berat Sloof = (0,4× 0,6 × 16 × 2400) = 5544 kg • Pkolom =262.986 kg+ ΣP = 300.930 kg Kebutuhan tiang pancang
Mx
X 75
150
150
75
450
Gaya yang dipikul untuk 1 tiang pancang P=
P
∑n
±
M y × xi
∑ x2
±
M x × yi ∑ y2
P maks = P3 = 60.129,25 Kg
75
Penulangan Lentur Arah Sb.X Penulangan ditinjau dari arah X 2
3
150
350
1
Y 4
6
75
5 X
75
150
150
75
450
Gambar 7.3 Pembebanan Poer (arah x) h = 1000 mm b = 4,5 m dx = t.poer – t.selimut – (½ ∅) = 1000 mm – 50 mm – (1/2 × 16) = 939 qu = 3 x 1 x 2400 kg/m3 = 7200 kg/m Pt1 = P1 + P4 = 49.787,265 + 39.180,75 = 88.968,015 Kg Pt2 = P2 + P5 = 55.458,26 + 44.851,74 = 100.310 Kg Pt3 = P3 + P6 = 60.129,25 + 50.522,735 = 110.651,98 Kg Sehingga didapat momen : Mu = (Pt × x)-(1/2 × qu × x2) = (110.651,98 × 1,5) – (1/2 × 7200 kg/m × 2,252) = 147.752,98 kg.m = 147.752.980 N.mm ρperlu = 0,00116 ρperlu < ρmin Asperlu = ρmin × b × d = 0,0035 × 4500 × 939 = 11639,25 mm2 Dipasang D22 – 137,5 mm (As pasang = 12158,08 mm2)
