HALAMAN JUDUL
MAKALAH TUGAS AKHIR
MODIFIKASI PERANCANGAN GEDUNG RUMAH SAKIT ROYAL SURABAYA MENGGUNAKAN BALOK PRATEKAN
DADANG PRAMONO NRP 3107 100 130
Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu Raka. Dr. Techn. Pujo Aji, ST.,MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011
modifikasi ini dapat diaplikasikan dalam perencanaan gedung sejenis di daerah lain..
ABSTRAK
Latar belakang dibangunnya Gedung Rumah Sakit Royal ini adalah didasarkan pada keperluan akan kurangnya fasilitas kesehatan di daerah Rungkut Industri. Rumah Sakit Royal Surabaya ini memang sangat perlu untuk didirikan di daerah sekitar Rungkut Industri, karena akses yang cukup jauh dari rumah sakit terdekat. Awalnya dalam pembangunan gedung rumah sakit tersebut konstruksinya menggunakan beton bertulang konvensional, maka sebagai bahan studi, perencanaan dilakukan memodifikasi terhadap struktur atap gedung serta lantai gedung. Gedung rumah sakit ini memiliki 3 lantai, yang selanjutnya akan dimodifikasi menjadi 11 lantai dengan struktur atap menggunakan balok pratekan karena pada lantai 10 akan digunakan sebagai ruangan Multifunction Hall/pertemuan serta sebagai tempat ruang penyimpan/ gudang sehingga didapatkan ruangan luas tanpa kolom mengingat panjang bentangnya berjarak 18 m . Modifikasi menggunakan beton pratekan merupakan salah satu teknologi struktur yang dikembangkan dan sering digunakan untuk pembangungan gedung bertingkat yang memiliki bentang panjang bebas kolom. Perancangan struktur atap Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya dengan beton pratekan ini, merupakan salah satu aplikasi penggunaan beton pratekan pada gedung bertingkat. Permasalahan yang dibahas dalam modifikasi perancangan gedung Rumah Sakit Royal Surabaya meliputi : permodelan struktur, perencanaan struktur utama (balok beton pratekan), kontrol struktural. Dalam perhitungan mengacu pada peraturan SNI : 03 – 1726 – 2002 dan 03-2847-2002 mengenai tata cara perhitugan struktur beton pratekan untuk gedung. Dalam penyelesaian perhitungan modifikasi struktur ini menggunakan metodologi belajar pustaka, pengumpulan data, perhitungan analisa, permodelan alternatif serta penyelesaian. Diharapkan perhitungan
Sehingga berangkat dari hal tersebut, dalam Tugas Akhir ini akan membahas mengenai “Modifikasi perancangan gedung rumah sakit royal surabaya menggunakan beton pratekan pracetak”. BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Pada tugas akhir ini meninjau perencanaan proyek Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya yang terletak di Jl. Rungkut IndustriISurabaya. Gedung dalam perencanaan awalnya memiliki 3 lantai akan dimodifikasi menjadi 10 lantai. Selain itu, gedung tersebut belum memiliki Multifunction Hall yang akan digunakan sebagai ruang pertemuan serta digunakan sebagai ruang penyimpanan atau gudang. Oleh karena itu diperlukan ruang yang cukup besar untuk fungsi tersebut, sehingga perlu diadakan perencanaan ulang. Modifikasi dilakukan pada lantai atap sehingga pada lantai 10 tidak terdapat kolom yang nantinya akan difungsikan sebagai ruang pertemuan dan ruang penyimpanan atau gudang. Alasan menggunakan balok beton prategang pada gedung ini karena jarak antar kolom cukup panjang 18 m. selain itu untuk mendapatkan dimensi balok yang tidak begitu besar dan perencanaan kuat terhadap tarik karena selama ini sifat beton lemah terhadap tarik. PERMASALAHAN Permasalahan yang ditinjau dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana merencanakan struktur utama balok pratekan untuk lantai atap. 2. Bagaimana perhitungan struktur sekunder meliputi perhitungan pelat lantai, pelat atap, tangga, dan balok lift 3. Bagaimana permodelan pembebanan setelah adanya modifikasi perancangan dan analisanya menurut SRPMM. 4. Bagaimana menganalisa model struktur utama. 5. Bagaimana menghitung pendetailan struktur utama meliputi : balok induk, kolom, dan hubungan balok kolom dengan SRPMM, serta balok pratekan pracetak dengan metode pasca tarik(Post tension). 6. Bagaimana perhitungan struktur akibat bebanbeban gempa yang terjadi.
1
1. 2. 3. 4.
5.
6. Perancangan ini tidak termasuk memperhitungkan sistem utilitas bangunan, perencanaan pembuangan saluran air bersih dan kotor, instalasi listrik/jaringan listrik, finishing, dsb
Bagamana menentukan permodelan struktur dengan asumsi pembebanan sesuai peraturan yang ada? Bagaimana perencanaan gedung tersebut dengan adanya modifikasi balok pratekan? Bagaimana merencanakan struktur sekunder seperti pelat lantai, pelat atap, tangga, balok anak dan balok penggantung lift? Bagaimana menghitung pendetailan struktur utama yang meliputi: balok induk, kolom, serta balok pratekan pracetak dengan metode postenssion (pasca tarik)? Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan ke dalam gambar teknik?
MANFAAT Adapun manfaat yang diperoleh dari pengerjaan tugas akhir ini adalah :
TUJUAN
Tujuan secara rinci dari pembahasan tugas akhir ini yaitu: 1. Menentukan permodelan struktur dengan asumsi pembebanan sesuai dengan peraturan yang ada. 2. Melakukan perencanaan gedung tersebut dengan adanya modifikasi menggunakan balok pratekan. 3. Merencanakan struktur sekunder seperti pelat lantai, pelat atap , tangga, dan balok penggantung lift. 4. Menghitung pendetailan struktur utama yang meliputi: balok induk, kolom, serta balok pratekan pracetak dengan metode postenssion (pasca tarik)? 5. Menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan ke dalam gambar teknik.
2. 3.
Perancangan tidak meninjau Arsitektural Gedung.
dari
3.
Dapat digunakan sebagai pengalaman sebelum memasuki dunia kerja
4.
Dapat digunakan sebagai acuan untuk perhitungan desain beton pratekan kedepannya
wx hxk
n
wi hik
(RSNI 03-1726-2010 Pasal 7.8.11)
i 1
Geser tingkat disain gempa di semua tingkat (Vx) (kN) harus ditentukan dari persamaan berikut:
Perancangan beton bertulang biasa pada lantai 1 hingga 10 menggunakan desain SRPMM (Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah).
5.
Dapat merencanakan gedung bertingkat dengan menggunakan sistem balok pratekan.
Cvx
Balok pratekan direncanakan pada lantai atap.
Perancangan tidak meninjau manajemen konstruksi dan analisa biaya.
2.
BEBAN GEMPA Menurut RSNI 03-1726-2010, peluang dilampauinya beban dalam kurun waktu umur bangunan 50 tahun adalah 2 persen dan gempa yang menyebabkannya disebut Gempa Rencana (dengan perioda ulang 2500 tahun). Nilai faktor modifikasi respons struktur dapat ditetapkan sesuai dengan kebutuhan Gaya gempa lateral (Fx) (kN) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dari persamaan berikut: (RSNI 03-1726-2010 Pasal 7.8.10) Fx = CvxV dan
Konstruksi balok pratekan yang digunakan adalah konstruksi balok pracetakdengan tumpuan konsol pendek.
4.
Memahami aplikasi penggunaan beton pratekan pada pembangunan gedung bertingkat.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
BATASAN MASALAH Agar pembahasan tidak melebar, maka dalam tugas akhir ini penulis membatasi permasalahan pada : 1.
1.
n
V x Fi
di mana:
i x
(RSNI 03-1726-2010 Pasal 7.8.12)
Fi = bagian dari geser dasar seismik (V) (kN) yang timbul di Tingkat i.
segi
2
mengurangi defleksi dan akan menambah kekuatan untuk setiap prategang (Bijan O Aalami, 2000).
Gambar 2.1 Spektrum Respon Desain (RSNI 03-1726 Gambar 6.4.1)
Gambar 2.2 Harga SS, Percepatan Respons Spektral 0,2 detik (RSNI 03-1726-2010 Gambar 14.1)
Gambar 2.3 Harga S1, Percepatan Respons Spektral 1 detik (RSNI 03-1726-2010 Gambar 14.2)
PERENCANAAN BETON PRATEGANG Struktur beton pratekan mempunyai banyak keuntungan, seperti menunda retak, menghemat bahan material, mengurangi defleksi dan secara luas digunakan untuk struktur yang mempunyai jangka waktu lama(Xiao-Han Wu; Shunsuke Otani; Hitoshi Shiohara. 2001). Pratekan juga digunakan untuk mengontrol keretakan didalam beton,
3
Tahap Pembebanan 1. Tahap Awal : Tahap dimana struktur diberi gaya prategang tetapi tidak dibebani oleh beban eksternal. 2. Tahap Akhir : Merupakan tahapan dimana beban mati tambahan dan beban hidup telah bekerja pada struktur Tegangan Ijin 1. Segera setelah peralihan gaya prategang untuk tegangan tekan sesuai SNI032847-2002 Ps.20.4.1.(1) dan untuk tegangan tarik sesuaiSNI 03-2847-2002 Ps.20.4.1.(2)) 2. Pada beban kerja setelah terjadi kehilangan gaya prategang Kehilangan Prategang 1. Kehilangan Langsung : Kehilangan yang terjadi sesaat setelah transfer terdiri dari a. Perpendekan Elastis b. Gesekan dan wobble effect c. Slip Angkur 2. Kehilangan Tak Langsung : kehilangan yang terjadi berdasar fungsi waktu a. Rangkak beton b. Susut beton c. Relaksasi baja Kontrol Lendutan Merupakan control kemampuan layan struktur beton prategang ditinjau dari perilaku defleksi teridiri dari a. Lendutan Akibat Tekanan Tendon b. Lendutan Akibat Berat Sendiri Momen Batas penampang dilakukan untuk mengetahui kekuatan batas penampang rencana apakah mampu menahan momen ultimate yang terjadi. Nilai momen nominal yang terjadi bergantung desain penampang apakah menggunakan tulangan lunak terpasang ataupun tidak. Selain itu juga bergantung kepada jenis penampang balok apakah termasuk balok bersayap atau penampang persegi. Hal ini di atur dalam SNI 03-28472002 pasal 20.7. Momen Retak Perhitungan kuat ultimate dari balok prategang harus memenuhi peryaratan SNI 03-2847-2002 pasal 20.8.3 mengenai jumlah total baja tulangan non prategang dan
prategang harus cukup untuk dapat menghasilkan beban terfaktor paling sedikit 1.2 beban retak yang terjadi berdasarkan nilai modulus retak sebesar 0.7 fc sehingga
Flowchart metodologi Perencanaa struktur gedung.
didapat Mu ≥ 1.2 MCr dengan nilai = 0.85 Penulangang Geser Kuat geser balok prategang sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 13.4.2 dimana terdapat Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton pada saat terjadinya keretakan diagonal akibat kombinasi momen dan geser (Vci ) dan Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton pada saat terjadinya keretakan diagonal akibat tegangan tarik utama yang berlebihan pada badan penampang (Vcw ) Pengangkuran Balok pratekan pasca tarik, kegagalan bisa disebabkan oleh hancurnya bantalan beton pada daerah tepat dibelakang angkur tendon akibat tekanan yang sangat besar. Kegagalan ini diperhitungkan pada kondisi ekstrim saat transfer, yaitu saat gaya pratekan maksimum dan kekuatan beton minimum. Kuat tekan nominal beton pada daerah pengankuranglobal di isyaratkan oleh SNI 03-2847-2002 pasal 20.13.2.2. Bila diperlukan, pada daerah pengangkuran dapat dipasang tulangan untuk memikul gaya pencar, belah dan pecah yang timbul akibat pengankuran tendon sesuai pasal 20.13.1.2 BAB III METODOLOGI
Perhitungan Balok Prategang Pemilihan Jenis Prategang Gaya Pratekan Awal Tata Letak Kabel Kehilangan Prategang
•Kontrol Tegangan •Kekuatan Batas Balok Prategang •Kontrol Lendutan •Kontrol Momen Retak •Kontrol Momen Batas
Not Ok
Ok
Perhitungan Geser Daerah Pengangkuran Output Gambar
Flowchart metodologi Perencanaa struktur pratekan
Mulai
STUDY LITERATUR
Mempelajari literatur/pustaka yang berkaitan dengan perencanaan, diantaranya tentang : a. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983. b. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI03-2847-2002) c. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-2010). d. Beton Prategang edisi ketiga (T.Y. Lin, 2000).
Pengumpulan data Shop Drawing Gedung Studi literatur Preliminary desain Struktur Sekunder yang meliputi pelat, rencana tangga, dan balok lift Pembebanan Berdasarkan PPUG 1987, RSNI 031726-2010 Analisa struktur Analisa struktur menggunakan program ETABS 9.6.0 Perhitungan struktur primer •Balok induk •Kolom •Hubungan balok kolom Kontrol desain
ok
Perhitungan balok prategang
Not Ok
Penggambaran hasil perencanaan kedalam gambar teknik Selesai
4
e. f. g. h.
Beton Prategang edisi ketiga ( E.G. Nawy, 2001). Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa (Rachmat Purwono, 2005) Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar (E.G Nawy,1998) Daya Dukung Pondasi Dalam ( Herman Wahyudi, 1999)
1. Data Perancangan Berikut ini adalah data – data perancangan yang akan digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini, yaitu : Tipe bangunan : Rumah Sakit Lokasi : Surabaya Ketinggian Lantai : 4,5 m Lebar bangunan : 18 m Panjang bangunan : 35 m Tinggi Bangunan : ± 49,5 m Mutu beton (f’c) :35 MPa Mutu baja (fy) : 400 Mpa
ANALISA PEMBEBANAN
Jenis beban yang diperhitungkan dalam perancangan ini adalah sebagai berikut: 1. Beban Mati Beban mati berasal dari berat sendiri struktur, dinding, tegel, berat finishing arsitektur, dan berat ducting. (PPIUG 1983) 2. Beban Hidup Menurut SNI 03-1727-2002 beban hidup untuk gedung rumah sakit digunakan kg / m 2 , sebesar 250 ruang 2
2. Perencanaan Dimensi Komponen Struktur 2.1 Perencanaan dimensi balok induk Penentuan tinggi balok minimum (hmin) dengan kedua ujung terdukung / tertumpu sederhana, maka dihitung berdasarkan SNI 032847-2002 Ps. 11.5.2 Tabel 8, di mana bila persyaratan ini telah dipenuhi maka tidak perlu dilakukan kontrol terhadap lendutan. hmin
2
petermuan400 kg / m dan 100 kg / m untuk beban pekerja (Atap). 3. Beban Gempa Beban gempa yang digunakan berdasarkan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-2010).
1 L 16
Untuk fy selain 400 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy /700). Balok induk dengan L = 600cm
h
1 1 L 600 37,5 40 cm 16 16
b
2 2 h 40 26.67cm 30 cm 3 3
Balok induk dengan L = 500cm
KOMBINASI PEMBEBANAN
Kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 11.2 : 1. 1,4 D
h
1 1 L 500 31,25 40 cm 16 16
2 2 b h 40 26.67cm 30 cm 3 3
2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R ) 3. 1,2 D + 1,0 1,6 W + 0,5 (A atau R ) 4. 0,9 D 1,6 W 5. 1,2 D + 1,0 L 1,0 E 6. 0,9 D 1,0 E BAB IV PRELIMINARY DESAIN
Sehingga, untuk balok induk dengan L = 600 dan 500 cm digunakan dimensi yang sama yaitu30/40cm2. 2.2 Perencanaan dimensi balok induk pratekan Dimensi balok pratekan pada dua tumpuan sederhana untuk preliminary desain direncanakan sebagai berikut:
5
h
L 1800 x 80% 112.5 x 0.8 90cm 16 16
akan digunakan dimensi awal kolom sebagai berikut, W 483790 (4.5) Rencana :A 3949,31 cm 2 ' fc 0,35 350
b
2h 2 90 60 3 3
Dimensi awal : A b h , karena b h maka,
Untuk balok pratekan diambil 60-80 % dari tinggi balok tumpuan sederhana (Ty Lin)
Sehingga, untuk balok induk pratekan dengan L =1800 cm digunakan dimensi 60/90 cm2.
b 2 3949,31 cm 2 b 62,842 cm 80 cm
2.2 Perencanaan ketebalanpelat
Tebal rencana : 15 cm
Data Perencanaan
Data perancangan mutu bahan dan dimensi sesuai dengan preliminary diambil sebagai berikut:
PERENCANAAN PELAT
BAB V STRUKTUR SEKUNDER
Jenis Balok
Luas Pelat
Letak Pelat
I balok
I pelat
αm
Tengah
306250
140625
2,18
30/40
500 x 600
Tepi
299490,16
140625
2,13
30/40
500 x 600
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 bila didapat nilai αm ≥ 2 diambil ketebalan pelat dengan rumus sesuai Pers. 4.8 dan tidak boleh kurang dari 90 mm.
- Tebal Pelat Lantai
: 15 cm
- Tebal Decking
: 20 mm
- Diameter Rencana
: 10 mm
Tulangan lentur :
Arah x = φ 8-200 Arah y = φ 8-200 Tulangan susut : Arah x = φ 8-200 Arah y = φ 8-200
: 15 cm
- Tebal Pelat Atap
1.)Pelat atap
: 35 MPa
Dari perhitungan diperoleh penulangan
2.3 Perencanaan dimensi kolom
- Mutu Beton (f’c)
2) Pelat Atap (Pracetak)
Beban-beban yang diterima kolom
Tulangan lentur :
Arah x = φ 8-150 Arah y = φ 8-50
W = 483790 kg Dengan f’c beton yang digunakan dalam perancangan ini adalah 35MPa = 350 kg/cm2
3.)Pelat Lantai 1-9 Tulangan lentur :
6
Arah x = φ 10-200
Pelat bordes:
Arah y = φ 10-250
o Tebal pelat
= 150 mm.
Tulangan susut :
o Decking
= 20 mm.
Arah x = φ 10-200
o Tulangan pokok = Ø16.
Arah y = φ 10-200
o Mutu beton, f’c = 35 MPa. o Mutu baja, fy
3.)Pelat Lantai 10
= 400 MPa.
o Tulangan Utama = Ø16 – 140
Tulangan lentur :
o Tulangan Susut = Ø8 – 200
Arah x = φ 10-250 Arah y = φ 10-250
Balok bordes (30/40):
Tulangan susut :
o Tulangan Tumpuan : 3Ø16
Arah x = φ 10-200
o Tulangan Lapangan : 3Ø16
Arah y = φ 10-200
o Tulangan Geser
PERENCANAAN TANGGA Data Perancangan Pada Tugas Akhir ini, struktur tangga dari lantai dasar sampai lantai 10 diasumsikan tipikal,karena tinggi tiap lantainya sama.Sehingga dilakukan perhitungan sekali desain.
PERENCANAAN BALOK LIFT Data dan Perancangan
Tipe Lift
: Lift Passanger
Merk
: Young Jin
Kapasitas
: 8 orang (550 kg)
Kecepatan
: 60 m/menit
Lebar Pintu
: 800 mm
Dimensi Sangkar
Dimensi Anak Tangga
Dari perhitungan diperoleh: = 150 mm.
o Decking
= 20 mm.
- Outside
: 1460 × 1185 mm2
- Inside
: 1400 × 1030 mm2
Beban Reaksi Ruang Mesin - R1 = 4050 kg
Pelat tangga: o Tebal pelat
: 2Ø8-150mm
- R2 = 2250 kg Dari perhitungan didapat:
o Tulangan pokok = Ø16.
Balok penumpu depan (30/40)
o Mutu beton, f’c = 35 MPa.
- Tulangan tumpuan 4 D16
o Mutu baja, fy
- Tulangan Lapangan 4D16
= 400 MPa.
o Tulangan Utama = Ø16 – 100
- Tulangan Geser Ø10-200 mm
o Tulangan Susut = Ø8 – 200
Balok penumpu Belakang (30/40) - Tulangan tumpuan 4 D16
7
- Tulangan Lapangan 4D16 - Tulangan Geser Ø10-200 mm
BAB VI PEMBEBANAN GEMPA
Dalam menganalisa struktur, struktur utama merupakan komponen utama yang yang kekakuannya mempengaruhi perilaku gedung tersebut. Struktur Utama berfungsi untuk menahan pembebanan yang berasal dari beban gravitasi dan beban lateral berupa beban angin maupun gempa. Pada perencanaan Tugas akhir ini, permodelan struktur dan persyaratannya mengacu pada peraturan gempa terbaru yakni RSNI 031726-2010.
Gambar 6.3 Peta Periode Pendek
Dari peta 6.3 diatas, diperoleh nilai Ss=0,55g untuk daerah Madura.
1. Peride 1 detik
Data Gedung:
Berikut data gedung yang akan direncanakan: Mutu Beton (f’c) Mutu baja tulangan Fungsi bangunan Perkantoran+gym Tinggi Bangunan Jumlah Lantai Atap Tinggi tingkat tiap lantai Jenis Bangunan Arah Pembebanan
30 % 100 %
: 35 Mpa : 400 Mpa :
: 49,5 meter : 10 +1Lantai
Gambar 6.4 Peta Periode 1 detik
: 4,5 m : Beton bertulang
Dari peta 6.4 diatas, diperoleh nilai S1=0,2g untuk daerah Madura.
100 % 30 %
Gempa X :100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y
Gempa Y : 100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X
Parameter Respon Terkombinasi
Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Klasifikasi Kelas Tanah 1. Periode pendek
8
Periode 2,654663 2,329192 2,219628 0,774514 0,695365 0,662583 0,380057 0,352512 0,335915 0,223118 0,211999
Selisih % 0,325471 32,5471 0,109564 10,9564 1,445114 144,5114 0,079149 7,9149 0,032782 3,2782 0,282526 28,2526 0,027545 2,7545 0,016597 1,6597 0,112797 11,2797 0,011119 1,1119 0,211999 21,1999
Dari Tabel diatas, selisih waktu getar alami yang melebihi 15% hanya terdapat pada dua mode atau tidak cukup dominan untuk keseluruhan mode yang ada. Sehingga asumsi awal perhitungan metode penjumlahan ragam respon dengan menggunakan CQC (pada saat pemodelan etabs) sudah benar.
Partisipasi gempa Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Period UX UY UZ 2,654663 0 75,1131 2,329192 76,232 0 2,219628 0 0 0,774514 0 11,4365 0,695365 10,9101 0 0,662583 0 0 0,380057 0 5,0845 0,352512 4,8034 0 0,335915 0 0 0,223118 0 2,9004 0,211999 2,7645 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
SumUX
0 76,232 76,232 76,232 87,1421 87,1421 87,1421 91,9455 91,9455 91,9455 94,71
Tingkat h x (m)
SumUY 75,1131 75,1131 75,1131 86,5496 86,5496 86,5496 91,6342 91,6342 91,6342 94,5346 94,5346
Tax Tay
= 0,0466 (49,5 m)0,9 = 1,56 s = 0,0466 (49,5 m)0,9 = 1,56 s
30%F y (kg)
4,5 9 13,5 18
23.939,83 33.738,89 41.237,85 47.548,92
7.181,95 10.121,67 12.371,36 14.264,68
23.939,83 33.738,89 41.237,85 47.548,92
7.181,95 10.121,67 12.371,36 14.264,68
5 6 7 8 9 10 11 Total
22,5 27 31,5 36 40,5 45 49,5
53.102,03 58.117,36 62.725,56 67.011,69 71.034,78 81.425,63 45.696,92 585.579,47
15.930,61 17.435,21 18.817,67 20.103,51 21.310,43 24.427,69 13.709,08 161.964,76
53.102,03 58.117,36 62.725,56 67.011,69 71.034,78 81.425,63 45.696,92 539.882,55
15.930,61 17.435,21 18.817,67 20.103,51 21.310,43 24.427,69 13.709,08 161.964,76
hi m 49,5 45 40,5 36 31,5 27 22,5 18 13,5 9 4,5
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
δxe mm 159,4 151 141,1 129,6 116,8 102,9 87,3 69,4 49 27,6 8,8
δx Drift (Δs) Syarat Drift Δs mm mm mm 478,2 25,2 74,3 453 29,7 74,3 423,3 34,5 74,3 388,8 38,4 74,3 350,4 41,7 74,3 308,7 46,8 74,3 261,9 53,7 74,3 208,2 61,2 74,3 147 64,3333 74,3 82,8 56,4 74,3 26,4 26,4 74,3
Ket OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
Drift Arah Sumbu Y (Utara-Selatan) Tingkat
Tabel 6.11 Nilai perioda ETABS
Sehingga :
F y (kg)
1 2 3 4
Tingkat
Waktu Getar Alami Hasil analisa software etabs v9.7.1 pada tabel berikut:
Periode 2,654663 2,329192 2,219628 0,774514 0,695365 0,662583 0,380057 0,352512 0,335915 0,223118 0,211999
30%F x (kg)
Drift Arah Sumbu X (Barat-Timur)
Dari Tabeldiatas menunjukkan bahwa dalam penjumlahan respon ragam menghasilkan respon total 94,6973% untuk arah X dan 94,5214% untuk arah Y. Dengan demikian ketentuan RSNI-1726-2010 ps 7.9.1 terpenuhi
Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
F x (kg)
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Selisih % 0,325471 32,5471 0,109564 10,9564 1,445114 144,5114 0,079149 7,9149 0,032782 3,2782 0,282526 28,2526 0,027545 2,7545 0,016597 1,6597 0,112797 11,2797 0,011119 1,1119 0,211999 21,1999
hi m 49,5 45 40,5 36 31,5 27 22,5 18 13,5 9 4,5
δxe mm 178,6 165,6 152 138 124,1 110,1 94,7 76,2 54,3 30,6 9,7
δx mm 535,8 496,8 456 414 372,3 330,3 284,1 228,6 162,9 91,8 29,1
Drift (Δs) Syarat Drift Δs mm mm 39 74,3 40,8 74,3 42 74,3 41,7 74,3 42 74,3 46,2 74,3 55,5 74,3 65,7 74,3 71,1 74,3 62,7 74,3 29,1 74,3
BAB VII STRUKTUR UTAMA NON PRATEGANG Data dan perancangan untuk gedung yang telah didapat pada prelimnary desain untuk analisa struktur utama adalah sebagai berikut:
Mutu beton (f’c)
: 35 MPa
Arah X Tx = 1,56 < 2,05 detik.........OK!!! Arah Y Ty = 1,56 < 2,05 detik.........OK!!!
Mutu Baja (fy)
: 400 MPa
Jumlah Lantai
: 10 Lantai + 1 lt.atap
Tinggi Lantai
: 4,5 Meter
Distribusi Gaya Tiap Lantai
Tinggi Bangunan
: 49,5 Meter
Dimensi Kolom
: 800×800 cm
9
Ket OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK
Dimensi Balok induk
: 40 x 60 cm 800
Diperoleh dari hitungan penulangan: 1. Balok Induk Interior
800
3. Konsol Pendek -𝐴𝑠 perlu = 1855,44mm2,digunakan tulangan 6 D20 - 𝐴 perlu = 757,27mm2,digunakan tulangan 6D16 (Ah=12,1 cm2) yang 2 disebarkan pada 3 𝑑 = 35,7 𝑐𝑚 jarak vertikal, sehingga jarak antar as tulangan ke as tulangan adalah 7.13 cm. Juga digunakan tulangan 6D16 sebagai tulangan kerangka dan 1 angker D25 yang dilas ke tulangan.
2. Balok Induk Eksterior
As=6D20
6D16 Ah=6D16
800
BAB VIII STRUKTUR UTAMA PRATEGANG
3. Kolom (80/80)
Data Perancangan Data – data yang akan digunakan dalam merancang balok induk pratekan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut, - Mutu beton (f’c) : 55 MPa - Mutu baja (fy) : 400 MPa - Dimensi balok induk pratekan : 60/90 cm
Tulangan memanjang = 24 D29 Tulangan Geser -
Didaerah sendi plastis=316-150mm
-
Diluar sendi plastis= 416 – 100mm
BAB VIII
10
𝑦𝑡 = 2381 7,5 5400 45 15
Tegangan Ijin Untuk mendapatkan nilai kuat tekan beton pada saat beton belum keras, maka digunakan kuat tekan beton pada umur 14 hari, dimana menurut PBI’71 tabel 4.1.4 nilainya sebagai berikut, fc’ (curing 14 hari) = 0,88 55 = 48,4 Mpa
𝑦𝑏 = (105)-yt = 105-43,94 = 61,06 cm
15 = 36,44cm 2 90 𝑑𝑏 = 61,06 = 16,06cm 2 1 𝐼𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡 = 𝑏3 + 𝐴𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 × 𝑑𝑏 2 12 1 + 𝑏𝑒 𝑡 3 + 𝐴𝑝𝑒𝑙𝑎𝑡 × 𝑑𝑡 2 12 𝑑𝑡 = 43,94
Tegangan ijin beton sesaat sesudah penyaluran gaya prategang (saat jacking) sesuai SNI 03-2847-2002Ps. 20.4(1): -
Tegangan tekan: σci= 0,60 fci σci = 0,60 48,4 =29,04 MPa 1 Tegangan tarik : σti = f ci' 2 1 σti= 48,4 3,48 MPa 2
-
Tegangan tarik
σt=
f
1 1 60 90 3 (5400 16,06 2 ) 158,7 15 3 23 12 12
= 8244088, 86 cm4 I Komposit 8244088,86 Wt 187621,50cm 3 yt 43,94
Tegangan ijin beton sesaat sesudah kehilangan prategang (saat beban bekerja)sesuai SNI 032847-2002Ps. 20.4(2): - Tegangan tekan : σc = 0,45 fc’ σc= 0,45 50 = 22,5 MPa
1 : σt = 2
7781
=43,94 cm
Wb
' c
1 50 3,54 MPa 2
Dimensi Penampang 1.Sebelum Komposit 1 1 yt = h 900 450 mm = 4,5 cm 2 2 1 1 yb = h 900 450 mm = 4,5 cm 2 2 1 1 IBalok = bw h 3 60 90 3 = 645000 12 12 cm
I Komposit yb
8244088,86 135016,19cm 3 61,06
Kt
Wb 135016,50 17,35cm ATotal 7781
Kb
Wt 187621,50 24,11cm ATotal 7781
Daerah Limit Kabel Hasil Analisa etabs: M = 326709,35 kgm Dari kedua analisa etabs diatas, diperoleh: Momen Maksimum : Mmax = 326709,35 kgm Momen Minimum : Mmin = 165897,01 Kgm
I I Wt Balok Balok 81000cm yt yt I I Wt Balok Balok 81000cm yb yb
Di coba Gaya sebesar : F= 700000 kg Feff=560000 kg (Asumsi 80% Fo)
ABalok 600 900 5400cm 2
Sehingga :
2.Sesudah Komposit
Sehingga penampang balok komposit adalah, Apelat = 15×158,7 = 2381cm2 Abalok = 60×90 = 5400 cm2 + Atotal = 7781cm2 Garis netral pada penampang komposit : 11
runtuh fr yang terjadi lebih besar dari fr yang disyaratkan diatas Kontrol Momen Batas Besaran momen ultimit yang diperoleh dari perhitungan dibandingkan dengan nilai momen retak untuk batas layan (serviceability), kuat lentur rencana penampang balok beton pratekan dapat melebihi momen retaknya, sehingga,
Dipakai e0 Lapangan = 350 mm e0 Tumpuan = 0 mm
𝑀𝑢 ≥ 1,2𝑀𝑐𝑟
493461kgm ≥ 1,2 × 262341,343 493461kgm ≥ 314809kgm................OK! Sehingga perhitungan momen dengan software etabsdidapatkan besar momen ultimate akibat beban – beban diatas yaitu, Mu bahan = 326709,350kgm Maka sebagai batas , nilai momen diatas dibandingkan dengan kemampuan ultimate bahan, sehingga
Penentuan Jumlah Strands Digunakan kabel dengan jenis dan karakteristik sebagai berikut, Diameter nominal 15,2 mm Luas penampang strand As 143,3 mm2 Nominal massa 1,125 kg/m Minimum Breaking Load 250 KN Dari perhitungan, dari tabel VSL menggunakan jumlah strands dalam tendon adalah 35buah yang ditarik dengan gaya prategang dengan menggunakan tendon 6 – 37
𝑀𝑢 ≥ 𝑀𝑢 𝑏𝑎 𝑎𝑛
493461 kgm ≥ 326709,350kgm ...................OK! Oleh karena itu, penampang memenuhi kriteria layan (serviceability) maupun kriteria runtuh (ultimate). Kontrol Lendutan 1. Pada saat jacking pertama pertama dengan 𝐹𝑜 = 380000 𝐾𝑔 dengan beban yang bekerja hanya beban sendiri. Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
Tabel 8.1 Total kehilangan Pratekan
1
2
Tahap kehilangan % Kehilangan Langsung Perpendekan Elastis Slip Angkur 0,5 Wobble Efek 5,5 Kehilangan Tidak langsung Tahap 1 0,65 tahap 2 0,885 Tahap 3 0,34 Tahap 4 4,2 12,08 Total kehilangan
2. Pada saat pengangkatan dengan gaya prategang jacking pertama dan beban sendiri dikalikan faktor kejut. 𝑞 = 1555,2𝑘𝑔/𝑚 = 15,552 𝑘𝑔/𝑐𝑚 Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
3. Pada saat setelah pengecoran balok anak dan pelat (belum komposit) dengan Fo total = 700000 kg Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
Total kehilangan 12,08 % < 20 %... OK!! Momen Retak Dariperhitungan diperoleh : Mr =189843,52 𝑘𝑔𝑚 Sehingga jika beban – beban yang terjadi dapat menimbulkan momen sebesar 189843,52kgm maka akan terjadi retak – retak rambut, sebaliknya jika momen yang terjadi lebih dari angka diatas maka retak yang lebih lebar dan lebih terlihat akan terjadi dikarenakan tegangan
4. Pada saat beban hidup serta beban mati tambahan telah bekerja pada komponen struktur (setelah komposit), tetapi pada tahap ini dilakukan pengecekan terhadap 𝐹𝑒𝑓𝑓 = 5600 𝐾𝑁.
12
Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
Perencanaan Poer Arah X = Digunakan Tulangan Lentur D25-100 Arah Y = Digunakan Tulangan Lentur D25-100 Tidak perlu tulangan geser.
Tulangan Geser Tumpuan = dipasang tulangan geser ∅12 - 600 mm Lapangan = dipasang tulangan geser ∅12–600mm Pengangkuran: Dengan spasi antar sengkang di sepanjang daerah angkur adalah,
BAB X METODE PELAKSANAAN
𝑑𝑝𝑒𝑛𝑐𝑎𝑟 450 = = 56,24 mm 𝑠= 8 𝑛 > 25 𝑚𝑚 … … 𝑂𝐾! Sehingga digunakan 𝑠 = 50 𝑚𝑚 disepanjang 450 mm dari ujung balok.
1.
BAB IX PONDASI Berikut ini, spesifikasi tiang pancang yang akan digunakan, Diameter outside : 400 mm Thickness : 75 mm Kelas : A2 Modulus : 18263.4 cm3 Bending momen crack : 29 tm Bending momen ultimate : 5,5 tm Allowable axial : 121,10 ton
Sistem yang digunakan pada balok prategang adalah sistempasca – tarik, yaitu sistem prategang dimana kabel prategangditarik ketika beton telah mengeras.
3. Balok prategang dicetak di lantai 10 dengan dimensiawal 60/90 cm2 menggunakan bekisting kayu, pada saatdicetak tulangan geser telah dipasang, demikian jugaselongsong yang akan disambung dengan balok prategang.
Dari perhitungan tiang panjang diperoleh:
QU=Pijin1tiang=
QL 402,543 134,181t ton SF 3
4. Penarikan tendon dilakukan pada saat beton berumur 14 hari setelah pengecoran dilakukan dengan Fo = 3800 KN
Daya dukung 1 pondasi berdiameter 60 cm pada kedalaman 27 m adalah 157,558 ton, sehingga untuk beban aksial total sebesar 902,217 ton dibutuhkan minimal tiang pancang 6 buah. Sehingga digunakan tiang pancang sebanyak 9 buah.
5. Setelah dilakukan penarikan tendon tahap I, maka dilakukan pengangkatan dengan menggunakan Tower Crane
600 cm 800 cm
6. Kemudian ditaruh dengan tumpuan berupa konsol pendek yang dicor setempat bersama dengan kolom
800 cm
600 cm
600
800
800
600 cm
13
7. Setelah itu, dilakukan jacking kedua dengan Fo total = 7000 KN disertai dengan pemberian beban pasir tambahan sebesar 2800 kg/m.
selama beban-beban mati belum bekerja pada balok pratekan. 3. Balok Pratekan Pracetak lebih mudah pelaksanaannya bila menggunakan pelat pracetak. Ini dikarenakan pelat pracetak mudah untuk lebih mudah pelaksanaannya dibandingkan pelat cor setempat, sehingga tidak membutuhkan waktu lama dalam pelaksanaannya.
8. setelah saat jacking kedua, pengecoran kolom dihentikan sementara sampai tinggi konsol, kemudian setelah jacking baru dilakukan pengecoran kembali
4. Penggunaan balok pratekan pracetak pada gedung menjadi efektif dan efisien karena dengan sistem pracetak balok akan menumpu sederhana pada konsol pendek, sehingga tidak mengalami kehilangan gaya prategang akibat kekangan kolom.
9. Tulangan balok induk30/40 ditata pada tempatnya dan dilakukan pengecoran 10. Pelat pracetak ditata dengan adanya tulangan menerus dari tumpuan pelat sebagai sambungan dengan balok induk.
SARAN Berdasarkan pada hasil pengalaman dalam merencanakan gedung ini, penulis menyarankan : 1. Dalam pengerjaan balok pratekan, sebaiknya Perlu dilakukan formulasi pada program Microsoft excel untuk merancang balok pratekan, baik dalam dimensi, gaya jacking, maupun eksentrisitas gayanya. Hal tersebut perlu dilakukan karena mengingat banyaknya trial and error yang harus dilakukan untuk mendapatkan dimensi, gaya dan eksentrisitas yang efektif dan efisien. 2. Pada waktu balok pratekan dijacking, harus diperhatikan benar-benar beban apa saja yang bekerja pada balok tersebut. Apabila gaya jacking melebihi dari beban yang ada, balok pratekan mungkin bisa pecah. Untuk itu, perlu adanya kontrol-kontrol tegangan disetiap kondisi agar gaya jacking memenuhi beban yang ada.
BAB XI KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN
3. Perlu dilakukan pengawasan dilapangan yang ketat dalam pelaksanaan dilapangan mengingat setiap kondisi balok pratekan sangat mempengaruhi kekuatan balok tersebut.
Dari hasil perencanaan yang dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari hasil perhitungan balok pratekan diperoleh dimensi balok yang efektif yaitu 60/90 cm dengan bentang 18 m sehingga dapat mengatasi tantangan arsitektural yang luas tanpa kolom.
4. Dalam merencanakan struktur bangunan, sebaiknya perencana benar–benar memikirkan kemudahan pelaksanaan di lapangan, sehingga hasil perencanaan dapat dilaksanakan oleh pelaksana lapangan
2. Pada pelaksanaannya, untuk menghindari retak pada balok pratekan maka digunakan beban pengganti tambahan berupa beban pasir basah pada awal jacking. Beban pasir basah ini yang menjadi beban sementara
.
14
DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-2010). Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perhitungan struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002). Departemen Pekerjaan Umum. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983. Nawy,Edward G,Dr.P.E 1998 . BETON BERTULANG Suatu Pendekatan Dasar. Wahyudi,Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi Dalam, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Purwono, Rahmat. 2005. PerencanaanStruktur Beton Bertulang Tahan Gempa.Surabaya: ITS Press Nawy,Edward G,Dr.P.E prategang edisi ketiga. .
2001
.
Beton
Lin T.Y. 2000 Beton Prategang edisi ketiga
15
