yang baik dan efisien. Keistimewaan yang nyata dalam sistem adalah: (1) Penghematan berat baja, (2) Penampang balok baja dapat lebih rendah, (3) Kekakuan lantai meningkat, (4) Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar, (5) Kapasitas pemikul beban meningkat. (Salmon, 1991). Pada tugas akhir ini penulis merencanakan struktur komposit sehingga nantinya dapat diperoleh hasil yang efisien tanpa mengabaikan faktor keselamatan dan fungsi bangunan tersebut. Penulis menggunakan SNI 03-2847-2002 tentang tata cara perhitungan beton untuk bangunan gedung dan SNI 031726-2002 tentang tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung, dan SNI-03-1729-2002 tentang tata cara perhitungan baja.
MODIFIKASI PERANCANGAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA DAN BETON PADA GEDUNG RSUD KEPANJEN – MALANG Zainul arifin Nrp : 3107 100 619
LATAR BELAKANG Berdasarkan PP No. 18 Tahun 2008, Kota Kepanjen ditetapkan sebagai ibukota Kabupaten Malang dengan Luas wilayah administasi 4.576 km² dan Dengan jumlah penduduk pada Tahun 2003 sebanyak 2,239 Juta jiwa serta Kepadatan Penduduk 511 Jiwa/Km². Maka Pemerintah Kab. Malang segera membenahi diri dalam banyak aspek yang menyangkut penyelenggaraan pemerintahan & pelayanan terhadap masyarakat. Dan salah satunya adalah penyelenggaraan pelayanan kesehatan kepada masyarakat. Guna menunjang aktivitas pelayanan kesehatan di Kota Kepanjen, maka diperlukan pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) yang diharapkan dapat memberikan pelayanan kesehatan secara menyeluruh bagi segenap masyarakat Kabupaten malang yang khususnya masyarakat yang tinggal di sekitar Kota Kepanjen. Proyek pembangunan gedung RSUD Kepanjen berlokasi di Jalan Panggung No. 1 Kepanjen – Malang yang memiliki Ukuran Bangunan 18 m x 30 m (540 m2) adalah proyek milik Dinas Pemukiman, Kebersihan & Pertamanan Kabupaten Malang, merupakan gedung berlantai 2 yang direncanakan oleh Karya Nugraha Consultant. Perencanaan ulang diajukan karena struktur yang direncanakan sebelumnya masih menggunakan metode konvensional yaitu pelat dua arah dengan balokbalok penumpu. Pada tugas akhir ini bangunan gedung RSUD Kepanjen tersebut direncanakan ulang dengan menggunakan perencanaan struktur komposit di wilayah gempa menengah. Dengan memperhatikan kemungkinan penambahan kapasitas ruang pelayanan di kemudian hari, maka diperlukan juga modifikasi bangunan yang semula 2 lantai menjadi 10 lantai dengan ukuran bangunan hasil modifikasi 18 m x 30 m. Struktur komposit terbukti mampu memberikan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan struktur biasa menjadi makin populer dalam rekayasa struktur (Rinaldi dan Ruslailang, 2005). Balok komposit merupakan campuran beton dengan baja profil, dimana pada beton bertulang gayagaya tarik yang dialami suatu elemen struktur dipikul oleh besi tulangan tapi pada beton komposit ini gayagaya tarik yang terjadi pada suatu elemen struktur di pikul oleh profil baja. Komposit balok baja dan pelat adalah suatu usaha dalam mendapatkan suatu konstruksi
Kriteria Desain Pokok-pokok pedoman atau syarat umum analisa dan desain bangunan yang terkena beban gempa sesuai dengan SNI 03-2847-2002 : 1. Mutu bahan Kuat tekan beton (f’c) sesuai SNI 03-2847-2002 dilengkapi Ps. 23.2.4.1 tidak boleh kurang dari 20 Mpa, dan sesuai SNI 03-2487-2002 dilengkapi penjelasan Ps. 23.2.4.2 idealnya tidak boleh melebihi 30 Mpa. Untuk perencanaan gedung ini digunakan kuat tekan beton (f’c) sebesar 25 Mpa = 250 kg/cm2,+ Sedangkan untuk mutu baja (fy) digunakan 250 Mpa = 2500 kg/cm2 Data-data bondek: Pelat bordes menggunakan pelat bondek. Data-data perencanaan berdasarkan brosur PT.PLANTECH HOKAYU INDONESIA (PHI) – Steel. Dipakai pelat komposit bondek dengan tebal pelat = 0,85 mm 2. Wilayah Gempa Wilayah gempa untuk perancangan gedung ini berada pada wilayah gempa 4. 3. Jenis Tanah Setempat Menurut data tanah, tanah tergolong tanah sedang 4. Kategori Gedung Menurut SNI 03-1726-2002 tabel 1, gedung Rumah Sakit mempunyai faktor keutamaan I = 1,4 5. Konfigurasi Struktur gedung Tinggi gedung 10 lantai ini adalah 40 m, sehingga menurut SNI 03-1726-2002 Ps.4.2.2 analisa gempa yang digunakan yaitu analisis respons dinamik diatur SNI 03-1726-2002 Ps 7.1.1. 6. Sistem Struktur
1
2 Sesuai SNI 03-1726-2002 tabel 3 termasuk SRPMT dengan nilai R=6 Nilai C = 0,31 didapat dari grafik Respon Spektrum Gempa Rencana di wilayah gempa 4 pada tanah sedang 7. Eksentrisitas Rencana (ed) Menentukan Eksentrisitas Rencana Bangunan (ed) Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps. 5.4.3, bahwa antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed 8. Syarat Kekakuan Komponen Struktur (Syarat Pemodelan) Pengaruh akibat beban gempa juga harus diperhitungkan pada analisa struktur untuk distribusi beban, dan memperhitungkan Kinerja Batas Layan (Δs). 9. Waktu Getar Alami Fundamental(Ti) T dihitung dengan menggunakan rumus empiris dengan tinggi gedung 40 meter. Pada arah X Tx = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Pada arah Y Ty = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung harus dibatasi dengan nilai ζ dari tabel 8 SNI 03-1726-2002 dan n adalah jumlah lantai gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi, T<ζn Untuk WG 4 maka nilai ζ= 0,17 nilai n = 10 tingkat jadi, T = 1,36 detik < 0,17 x 10 T = 1,36 detik < 1,7 detik..(ok) Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami.
10. Batasan Penyimpangan Lateral Simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis, maksimum, Δm, dihitung sebagai berikut: Δm = 0,7 R.Δs Dengan R adalah factor modifikasi respons Δs adalah respons statis simpangan elastic struktur yang terjadi dititik-titik kritis akibat beban gempa horisontal rencana. Simpangan elastic struktur dihitung menggunakan analisa dinamis. Batasan simpangan antar lantai Simpangan antar lantai yang dihitung berdasarkan persamaan diatas tidak boleh melebihi 2,5% dari
jarak lantai untuk struktur dengan waktu getar dasar lebih kecil daripada atau sama dengan 0,7 detik, sedangkan untuk struktur bangunan dengan waktu getar dasar lebih besar daripada 0,7 detik, simpangan antar lantai tidak boleh melebihi 2,0% dari jarak antar lantai, secara singkat batasan simpangan antar lantai dapat dituliskan: 2,5 T < 0,7 detik, maka Δm < 𝑥𝑥ℎ 100 2,0
T > 0,7 detik, maka Δm < 100 𝑥𝑥ℎ Simpangan elastis struktur Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps 8.1.2 simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktru 0,03 gedung tidak boleh melampaui dikalikan tinggi 𝑅𝑅 antar tingkat atau dibatasi sebesar 30mm diambil nilai yang terkecil. 11. Pengaruh Arah Pembebanan Gempa Beban gempa yang bekerja pada struktur bangunan terjadi dalam arah sembarang (tidak terduga) baik dalam arah x dan y secara bolak-balik dan periodikal. Menurut SNI 03-1726-2002 ps 5.8.2. untuk mensimulisasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh pembebanan gempa rencana dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa yang arahnya tegak lurus dengan arah utama dengan efektifitas 30%. Gempa respons spektrum X : 100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y Gempa respons spektrum Y : 100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X
3 METODOLOGI Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir : Hasil Perencanaan Mulai A. Struktur Sekunder Pengumpulan Data Studi Literatur Perencanaan Struktur Sekunder Preliminary Desain dan Pembebanan Pemodelan dan Analisa Struktur Kontrol Desain Ok Perencanaan Sambungan Perencanaan Pondasi Penggambaran Hasil Perencanaan
Selesai Gambar 1. Sistematika Metodologi Penulisan Tugas Akhir DATA GEDUNG • Data umum bangunan sebelum dimodifikasi 1. Nama Gedung : Gedung RSUD Kepanjen Malang 2. Lokasi : Kabupaten Malang 3. Fungsi : Rumah sakit 4. Jumlah lantai : 2 lantai 5. Panjang bangunan : 30 m 6. Lebar bangunan : 18 m 7. Struktur gedung menggunakan beton bertulang • Data umum bangunan setelah dimodifikasi 1. Nama Gedung : Gedung RSUD Kepanjen Malang 2. Lokasi : Kabupaten Malang 3. Fungsi : Rumah Sakit 4. Jumlah lantai : 10 lantai 5. Panjang bangunan : 30 m 6. Lebar bangunan : 18 m 7. Struktur gedung menggunakan komposit baja dan beton
1. Tangga Tinggi antar lantai = 400 cm Tinggi bordes = 200 cm Panjang tangga = 360 cm Panjang bordes = 300 cm Lebar bordes = 153 cm Tebal Bordes = 10 cm Lebar injakan trap tangga = 30 cm Tinggi injakan trap tangga = 16,67 cm Tebal Plat trap tangga = 10 cm Not Ok Mutu Beton (fc’) = 25 Mpa = 250 kg/cm2 Mutu Baja (fy) = 250 Mpa = 2500 kg/cm2 α = 29,05º Pelat bordes menggunakan pelat bondek. Data-data perencanaan berdasarkan brosur PT. PLANTECH HOKAYU INDONESIA (PHI) – Steel. Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang tunggal tanpa penyangga dengan beban berguna = 300 kg/m2 didapatkan data-data sebagai berikut: Dipakai pelat komposit bondek dengan tebal pelat = 0,85 mm Bentang 1,5 m, tanpa penyangga Bentang menerus dengan tulangan negatif, tebal pelat beton =10 cm, tulangan negatif = 0,26 cm2/m Direncanakan memakai tulangan dengan Ø = 8 mm Dipasang tulangan Ø8 – 200 mm Balok Tangga digunakan profil WF 200.100.5,5.8 Balok Tumpuan Tangga profil WF 200.100.5,5.8 153 8
140
360 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
300 285 5
12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01
140
8
8
505
600
Gambar 2 Denah Tangga
A Naik
87
4 4. Perencanaan Balok Anak
16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67
A +4,00
+2,00
145
6.00
200 29.05°
Balok Induk
C Balok Anak
±0,00
D
30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 360
Gambar 3 Potongan tangga 2. Pelat Lantai Atap Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang menerus dengan tulangan negatif dengan satu baris penyangga didapatkan data-data sebagai berikut : Bentang (span) = 3 m Tebal pelat beton = 10 cm Tulangan negatif = 0,69 cm2/m Dipasang tulangan negatif Ø 8 mm – 200 mm Plat Bondek t 0,85 Tulangan Ø8-200
2
6.00
3
6.00
4
6.00
5
Gambar 5 Denah Pembalokan Balok Anak Menggunakan profil WF 300.150.6,5.9 dengan data sebagai berikut: BJ – 41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 f’c = 250 kg/cm2 Panjang balok span (span) L = 6000 mm = 6,00 m 5. Balok Lift A=25,5
AS=224
AH = 565 S=15 A=25,5
AM =600
A=25,5
AS=224
BR=40
100
Balok Penumpu
BN=160
BH = 230 BS=178,5
BM = 300
Balok Penggantung
BN=160
16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67
B 18.00 6.00
200
6.00
16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67400
AN=215
AN=215
OP=110
OP=110
Gambar 4 Potongan plat lantai atap 3. Pelat Lantai 1-9 Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang menerus dengan tulangan negatif dengan satu baris penyangga didapatkan data-data sebagai berikut : Bentang (span) = 3 m Tebal pelat beton = 10 cm Tulangan negatif = 1,8 cm2/m Dipasang tulangan negatif Ø 10 mm – 200 mm Plat Bondek t 0,85 Tulangan Ø10-200 100
Gambar 4 Potongan plat lt. 1-9
Gambar 6 Denah Lift Balok Penggantung Lift Digunakan profil WF 350.175.7.11 BJ-41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Balok Penumpu Lift Digunakan Profil WF 400.200.8.13 BJ-41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2
A=25,5
5 B. -
Struktur Utama Mutu baja Mutu beton (fc') Tinggi tipikal lantai Tebal pelat lantai 1-9 Tebal pelat lantai atap Profil balok induk Profil balok anak Profil kolom lantai 1-4 Profil kolom lantai 5-7 Profil kolom lantai 8-10 Wilayah gempa Kategori tanah Faktor keutamaan (I)
: : : : : : : : : : : : :
Bj 41 25 Mpa 4m 10 cm 10 cm WF 500x200x10x15 WF 300x150x6,5x9 KC600x200x11x17 KC500x200x10x15 KC 450x200x9x14 WG4 Tanah sedang 1,4
Pembebanan gempa secara dinamis menggunakan bantuan program SAP 2000 dengan analisa dinamis respons spektrum. Sebelumnya dilakukan permodelan 3D struktur terlebih dahulu, bentuk pemodelan sebagai berikut :
dari struktur gedung harus dibatasi dengan nilai ζ dari tabel 8 SNI 03-1726-2002 dan n adalah jumlah lantai gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi, T<ζn Untuk WG 4 maka nilai ζ= 0,17 nilai n = 10 tingkat jadi, T = 1,36 detik < 0,17 x 10 T = 1,36 detik < 1,7 detik.........(ok) Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami. Kontrol Gaya Geser Dasar (Base shear) Nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat gempa rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh diambil kurang 80% nilai respons ragam yang pertama, sesuai SNI 031726-2002 Ps. 7.1.3 dengan nilai waktu getar alami fundamental (T) perkiraan awal dengan rumus empiris sebagai berikut; T= 1,36 detik dari gambar diagram 5.3 didapat nilai C = 0,31 (kondisi tanah sedang) nilai berat total bangunan Wt = 7.455.910,44 kg Untuk arah x/y 𝐶𝐶𝑥𝑥 .𝐼𝐼 0,31 𝑥𝑥 1,4 V1 = 𝑊𝑊𝑡𝑡 = x 7.455.910,44 kg = 559.193,28 𝑅𝑅 6 kg Setelah dilakukan analisa struktur dengan asumsi-asumsi yang telah dijelaskan diatas, maka didapatkan output untuk nilai gaya geser dasar (base shear) sebagai berikut: Vtx = 485.780,89 kg Vty = 474.811,71 kg Maka untuk arah x, Vtx > 0,8.V1x 485.780,89 kg > 0,8 x 559.193,28 kg............(Ok) 485.780,89 kg > 447.354,62 kg......................(Ok) Maka untuk arah y, Vty > 0,8.Vys 474.811,71 kg > 447.354,62 kg ......................(Ok)
Gambar 7Permodelan Struktur Kontrol waktu getar alami fundamental (T) T dihitung dengan menggunakan rumus empiris Method A dari UBC 1997 section 1630.2.2 dengan tinggi gedung 40 meter. Pada arah X T1x = Ct x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Pada arah Y T1y = Ct x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T)
Kontrol Partisipasi Massa Sesuai dengan SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.1 jumlah ragam vibrasi (jumlah mode shape) yang ditinjau dalam penjumlahan respons ragam harus sedemikian rupa sehingga partisipasi massa (modal participating mass ratio) dalam menghasilkan respons total harus mencapai sekurang-kurangnya 90%.
6 TABLE: Modal Participating Mass Ratios Mode Period UX UY UZ 1 2,29031 2,55E-06 7,57E-01 2,14E-09 2 2,00804 7,61E-01 3,33E-06 1,37E-09 3 1,77809 2,05E-05 9,72E-04 1,01E-11 4 1,52429 2,28E-05 1,10E-01 3,65E-09 5 1,32693 1,09E-01 2,38E-05 1,38E-08 6 1,14738 4,66E-06 3,77E-04 5,84E-09 7 0,99116 1,19E-04 4,70E-02 4,40E-09 8 0,87038 4,60E-02 1,19E-04 1,61E-08 9 0,75169 5,53E-06 2,54E-04 4,36E-08 10 0,66172 2,15E-04 3,00E-02 8,56E-05
SumUX 2,5E-06 0,76100 0,76100 0,76100 0,87000 0,87000 0,87000 0,91700 0,91700 0,91700
SumUY 0,75700 0,75700 0,75800 0,86800 0,86800 0,86800 0,91500 0,91500 0,91500 0,94500
SumUZ 2,14E-09 3,51E-09 3,52E-09 7,16E-09 2,09E-08 2,68E-08 3,12E-08 4,72E-08 9,09E-08 8,57E-05
Dari tabel diatas didapatkan bahwa dalam penjumlahan respons ragam menghasilkan respons total mencapai 91,x% untuk arah X dan 94,5% untuk arah Y. Dengan demikian ketentuan menurut SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.1 dapat dipenuhi. Metode Penjumlahan Respons Ragam Menurut SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.2 untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berdekatan yaitu apabila selisih nilainya kurang dari 15%, harus dilakukan dengan metoda Kombinasi Kuadratik Lengkap (CQC). Untuk struktur gedung yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan, penjumlahan respons ragam dapat dilakukan dengan metoda Akar Jumlah Kuadrat (SRSS). Tabel Selisih Periode Antar Mode yang Berdekatan Mode
Selisih
1
2,2903
2
2,0080
3
1,6181
4
0,7243
5
0,6269
6
0,5474
%
0,28227 12,32457 0,3900 19,4196 0,8938 55,2380 0,0974 13,4420
Δm = 0,7 R.Δs Dengan R adalah factor modifikasi respons (tabel 12.21) Δs adalah respons statis simpangan elastic struktur yang terjadi dititik-titik kritis akibat beban gempa horisontal rencana. Simpangan elastic struktur dihitung menggunakan analisa dinamis. Batasan simpangan antar lantai Simpangan antar lantai yang dihitung berdasarkan persamaan diatas tidak boleh melebihi 2,5% dari jarak lantai untuk struktur dengan waktu getar dasar lebih kecil daripada atau sama dengan 0,7 detik, sedangkan untuk struktur bangunan dengan waktu getar dasar lebih besar daripada 0,7 detik, simpangan antar lantai tidak boleh melebihi 2,0% dari jarak antar lantai, secara singkat batasan simpangan antar lantai dapat dituliskan: 2,5 T < 0,7 detik, maka Δm < 𝑥𝑥ℎ T > 0,7 detik, maka Δm
100 2,0 < 𝑥𝑥ℎ 100
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps 8.1.2 simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur 0,03 gedung tidak boleh melampaui dikalikan tinggi 𝑅𝑅 antar tingkat atau dibatasi sebesar 30mm diambil nilai yang terkecil.Nilai R didapatkan sebesar 6 sehingga batasan simpangan elastis struktur gedung didapat : Untuk h = 4 m : 0,03 0,03 Δs = . hi = x 4.000 = 20 mm 𝑅𝑅 6 Nilai simpangan struktur gedung didapat dari hasil running SAP 2000 dengan memilih satu titik pada setiap gedung yang direncanakan. Sedangkan nilai simpangan antar tingkat diambil dari selisih nilai simpangan antar gedung yang terjadi. Nilai simpangan gedung yang terjadi dapat dilihat pada tabel :
0,0796 12,6895
Tabel Simpangan 0,0662 12,0963
7
0,4812
8
0,4104
9
0,3617
0,0708 14,7110 0,0487 11,8637 0,0445 12,3060
10 0,3172
Karena selisih waktu getar alami dominan kurang dari 15% maka metoda penjumlahan ragam respons menggunakan metoda CQC. Simpangan Antar Lantai Simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis, maksimum, Δm, dihitung sebagai berikut:
Lantai 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
∆x (cm) ∆y (cm) 13,341 14,229 12,771 13,590 11,909 12,647 10,745 11,387 9,360 9,892 7,765 8,178 5,983 6,276 4,145 4,324 2,324 2,410 0,769 0,791
Setelah didapat nilai simpangan gedung, ditinjau nilai Δs (batas layan) antar tingkat arah X dan arah Y dapat diperoleh pada tabel berikut :
7 Arah X Lantai Ke
Tabel Analisa Δs akibat gempa arah x hx (m)
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
40 36 32 28 24 20 16 12 8 4
drift Δs drift Δs tiap tingkat antar tingkat (cm) (cm) 13,34070 0,90100 12,77140 1,89310 11,90860 1,80140 10,74510 1,69720 9,36020 1,88750 7,76480 1,75790 5,98310 1,70670 4,14510 1,64790 2,32440 1,80330 0,76850 0,67620
Syarat Drift (cm) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Keterangan
Lantai
ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok
Ke
hy (m)
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
40 36 32 28 24 20 16 12 8 4
Arah Y
Keterangan
Simpangan Antar Lantai Maksimum Sesuai SNI 1729 Ps 15.4.1 simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis maksimum, Δm (batas layan ultimate), dihitung sebagai berikut: Δm = 0,7 R.Δs Dengan batasan simpangan antar lantai: Waktu getar dasar yang terjadi T = 1,36 detik 2 T > 0,7 detik, maka Δm < . ℎ 2,0
100
Lantai Ke
ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok
Dari tabel tersebut dapat dilihat nilai simpangan antar tingkat dalam arah X maupun arah Y tidak ada yang melebihi syarat batas yang telah ditentukan.
Δm <100 . 4.000 = 80 mm
(m) 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Tabel Analisa Δs akibat gempa arah y drift Δs drift Δs Syarat tiap tingkat antar tingkat Drift (cm) (cm) (cm) 14,22940 0,63900 2 13,59040 0,94300 2 12,64740 1,26020 2 11,38720 1,49560 2 9,89160 1,71380 2 8,17780 1,90210 2 6,27570 1,95130 2 4,32440 1,91420 2 2,41020 1,61930 2 0,79090 0,79090 2
hx
Ke
Arah Y
Lantai
Nilai simpangan antar tingkat dapat diperoleh pada tabel berikut: Arah X Tabel Analisa Δm akibat gempa arah x
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
drift Δs drift ΔM Syarat antar tingkat antar tingkat Drift ΔM Keterangan (cm) (cm) (cm) 0,90100 3,78420 8 ok 1,89310 7,95102 8 ok 1,80140 7,56588 8 ok 1,69720 7,12824 8 ok 1,88750 7,92750 8 ok 1,75790 7,38318 8 ok 1,70670 7,16814 8 ok 1,64790 6,92118 8 ok 1,80330 7,57386 8 ok 0,67620 2,84004 8 ok
Tabel Analisa Δm akibat gempa arah y
hy (m) 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4
drift Δs drift ΔM Syarat antar tingkat antar tingkat Drift ΔM Keterangan (cm) (cm) (cm) 0,63900 2,68380 8 ok 0,94300 3,96060 8 ok 1,26020 5,29284 8 ok 1,49560 6,28152 8 ok 1,71380 7,19796 8 ok 1,90210 7,74916 8 ok 1,95130 7,94960 8 ok 1,91420 7,79845 8 ok 1,61930 6,80106 8 ok 0,79090 3,32178 8 ok
Dari tabel tersebut dapat dilihat nilai simpangan Δm antar tingkat dalam arah X maupun arah Y tidak ada yang melebihi syarat batas yang telah ditentukan. 1. Perencanaan Balok Induk Balok induk direncanakan dengan profil WF 500x200x10x16. Penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud dengan :ds = 16 mm Asc = 201,06 mm2 fu = 410 Mpa Setiap gelombang deck dipasang 1 stud dipasang sejarak 29 cm sebanyak 22 buah. 2. Kolom Komposit Kolom komposit menggunakan profil KC 600.200.11.17 (digunakan pada lantai 1,2,3 dan 4 BJ – 41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Beton : fc’ = 25 Mpa = 250 kg/cm2
8 KC 600.200.11.17 Tulangan Longitudinal 4Ø16
C. SAMBUNGAN 1. Sambungan Balok-Kolom
Tulangan Geser Ø8-300
800
Selimut Beton 4cm Cor Beton
800
Gambar 8 Detail Kolom Komposit Lantai 1-4 KC 500.200.10.16 Tulangan Longitudinal 4Ø16 Tulangan Geser Ø8-300
700
Selimut Beton 4cm Cor Beton
700
Gambar 9 Detail Kolom Komposit Lantai 5-7 KC 450.200.9.14 Tulangan Longitudinal 4Ø16 Tulangan Geser Ø8-300
650
Selimut Beton 4cm Cor Beton
650
Gambar 10 Detail Kolom Komposit Lantai 8-10
1
2
3
4
5
6
Gambar 11 Sambungan Balok – Kolom yang direncanakan
Sambungan antara balok induk (B-5) dengan kolom direncanakan dengan menggunakan baut (rigid connection). Berdasarkan LRFD Pasal 15.9.2.1 tentang persyaratan untuk sambungan balok ke kolom disebutkan bahwa sambungan kaku yang merupakan bagian dari sistem pemikul beban gempa harus mempunyai kuat lentur perlu Mu yang besarnya paling tidak sama dengan yang terkecil dari : a) 1,1.Ry.Mp balok atau gelagar, atau b) Momen terbesar yang dapat disalurkan oleh sistem rangka pada titik tersebut. Mp = Zx. fy = 2096 . 2500 = 5240000 kgcm Mu = 1,1.1,5. Mp = 1,1.1,5. 5240000 = 8646000 kgcm Untuk sambungan kaku, gaya geser terfaktor Vu pada sambungan balok ke kolom harus ditetapkan berdasarkan kombinasi pembebanan 1,2 D + 0,5 L ditambah gaya geser yang berasal dari Mu seperti yang ditentukan pada butir 15.9.2.1(a). Vu = 25647,11kg (kombinasi 1,2 D + 0,5 L) Momen lentur rencana sambungan berdasarkan kemampuan balok. Elemen – elemen sambungan : • Balok melintang menggunakan profil WF 500.200.10.16
9 •
= 23,72 mm Anv = Lnv.t = (L – n. Ølubang).t = (28 – 4.2,37).0,8 = 14,82 cm2 φPn = φ(0,6.fu.Anv) = 0,75.0,6.4100 Kg/cm2. 14,82 cm2 = 27335,52 Kg Karena ada 2 siku, maka ; 2 φPn > Vu 2 . 27335,52 > 54467,11 kg
Kolom menggunakan profil K 450.200.9.14 Gaya geser terfaktor V pada sambungan kaku harus diambil berdasarkan kombinasi pembebanan 1,2D + 0,5L ditambah gaya geser yang berasal dari Mu diatas (LRFD ps 15.9.2.2), sehingga besarnya :
Vutambah =
8646000 + 8646000 = 28820 Kg 600
Vutotal = 25647,11 Kg + 28820 Kg = 54 467,11 Kg
54671,04 kg > 54467,11 kg ......OK Balok T 456.302.18.34
Plat Beton
Baut Ø31mm
200 50 100 50
Baut Ø34mm
Shear Connector Plat Combidex
65 300
100
170
65 70 280
70 70 70
Dobel Siku 80x80x8 35 70
Baut Ø22mm
70 280
500
Balok Induk WF 500.200.10.16
70 35
850
Potongan WF 500.200.10.16
350
D. Sambungan pada sayap profil T dengan sayap kolom Direncanakan : Baut Ø 5/4“ = 31,75 mm (fu = 8250 kg/cm2) Ab = 7,91 cm2 Menggunakan Profil T 456.302.18.34 E. Sambungan pada badan profil T dengan sayap balok Kontrol Kekuatan Baut • Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1 = 0,5) • Direncanakan : Baut Ø 11/8“ = 34,93 mm (fu = 8250 kg/cm2) Ab = 9,58 cm2 Kuat Geser (φRn)
Plat Rib
Gambar 7.2 Sambungan Balok – Kolom A. Sambungan geser pada badan balok • Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1 = 0,5) • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325 ; mutu 825 MPa ∅ = 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,87 cm2 •
Direncanakan memakai : pelat siku 80x80x8 n = 4 buah baut
B. Sambungan geser pada sayap kolom • Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1 = 0,5) • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325, mutu 825 MPa ∅ = 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,87 cm2 Dipasang pada setiap sisi 3 buah baut C. Kontrol siku penyambung fu = 4100 Kg/cm2. Ølubang = 22,22 mm + 1,5 mm (lubang dibuat dengan bor)
= 0,75. r1. fu. Abaut. m = 0,75 x 0,5 x 8250 x 9,58 x 1 = 29622,9 kg (menentukan) Kuat Tumpu (φRn) = 0,75. 2,4. db. tp. fu (tebal pelat terkecil dipakai tp = 11 mm) = 0,75 x 2,4 x 3,49 x 1,1 x 5100 = 35267,27 kg Jumlah baut yang diperlukan : 2T 2 × 50858,82 n= = = 3,4 ~ sehingga φRn 29622,9 dipasang 4 buah baut pada 2 sisi, sehingga pada 1 sisi menjadi 2 baut.
10 d = 60 cm direncanakan diameter baut : Ø31,75 mm h’ > we + c1 we = jarak baut ke tepi = 1,75.db = 1,75.2,86 = 5,6 cm, dipakai 6,5 cm c1 = jarak minimum untuk kunci = 27/16.db= 5,36 cm, dipakai 6 cm h' > 6,5 + 6 = 12,5 cm h = H – 0,5h’ = 85 – 0,5. 12,5 = 78,75 cm
Sambungan Kolom – Kolom Baut Ø22 mm Plat t = 12mm
Baut Ø22mm Plat t= 12mm
A
dimensi beton : panjang = 90 cm lebar = 90 cm
A Baut Ø22mm
fcu = 0,85. f'c. �
Baut Ø22mm Baut Ø22mm
Baut Ø22mm
2
50
50
100
100
100
100
100
100
100
100
50 1000 50
50 100 50 200
(90𝑥𝑥90) (85𝑥𝑥85)
= 0,85. 250. �
100
100 100
100
100
100
100
50
50 50 100 50 200
= 225
Vu Mu
50 1000 50
100
Plat t=12mm Plat t=12mm
kg/cm
𝐴𝐴2 𝐴𝐴1
Kolom
Tu h
Plat t=12mm Plat t=12mm
a
VIew A VIew A
Gambar 12 Detail sambungan kolom – kolom Pada Sayap Kolom Dipakai tebal pelat penyambung 12 mm • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325, mutu 825 Mpa ∅ 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,88 cm2 Pada badan Kolom • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325, mutu 825 MPa ∅ 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,88 cm2 3. Sambungan Kolom dengan Base Plate Direncanakan B = 85 cm H = 85 cm f’c = 25 MPa fy = 250 MPa Vu = 21527,58 kg 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 12.908320 ,23 e= = = 27,46 cm > 1/6.H 𝑃𝑃𝑃𝑃
466528 ,1
= 13,33 cm eksentrisitas besar
d H
h'
h'
Gambar 7.10 Desain Base Plate
a
= h − h2 − =
a
Pu (2h − H ) + 2Mu ϕc × fcu'×B
78,75 − 78,75 2 −
466528,1 (2 × 78,75 − 85) + 2 × 12908320 0,6 × 225 × 85
= 47,06 cm Tu = (0,6. f'cu. B. a) - Pu = (0,6. ,225. 90. 47,06) – 466528,1 = 105264,88 kg t
> 2,108 �
> 2,108 � > 3,63 cm
𝑇𝑇𝑇𝑇 .(ℎ ′ −𝑤𝑤𝑤𝑤 ) 𝑓𝑓𝑓𝑓 .𝐵𝐵
;
105264 ,88 (10−5) 2500 . 80
11 Maka base plate dengan ukuran 85 x 85 cm dengan tp = 3,8 cm dapat digunakan sebagai alas kolom KC600.200.11.27 KC 600.200.11.17 Angker Ø31,8mm Base Plate t=38 mm 60 182.5
18mm
182.5
182.5
Data Tiang Pancang Kekuatan dan Dimensi Tiang - Dipakai tiang pancang beton pratekan (Prestressed Concrete Pile) dengan bentuk penampang bulat berongga (Round Hollow). - Mutu beton tiang pancang K-600 (concrete cube compressive strength is 600 kg/cm2 at 28 days). - Tiang pancang yang direncanakan adalah menggunakan alternatif jenis tiang dengan spesifikasi WIKA Pile sebagai berikut : • Diameter : 400 mm • Tebal : 75 mm • Type : A3 • Luas : 766 cm2 • Allowable axial : 117,60 ton • Momen Crack : 6,5 ton
182.5
40 60
60 25
125
120
65 60 25
600 850 900
360 120
Gambar 14 Detail Base Plate
60
KC 600.200.11.17
60
60
240
Selubung Beton Base Plate t = 30mm 38mm Angker Ø 31,8-750 mm 50
70
60
120
120
60
Gambar 15 Detail Base Plate
Gambar 16 Susunan Tiang Pada poer Data perancangan poer : Dimensi poer (B x L) = 240 x 360 cm Dimensi kolom = 800 × 800 mm ∑ tiang pancang group = 6 buah Diameter tulangan = 25 mm Selimut beton = 50 mm Tebal poer = 70 cm Tinggi effektif balok poer : dx = 700 – 50 – (½ × 25) = 637,5 mm dy = 700 – 50 – 25 – (½ × 25) = 612,5 mm f’c = 25 Mpa = 250 Kg/cm2
12 1
2
6.00
3
6.00
6.00
4
6.00
5
6.00
6
6Ø22
30.00
6.00
D
500
Ø10-200
120 60
18.00
6.00
C
6.00
60 120
B
360
A 60
PANCANG Ø40cm-800cm
120
60
240
Gambar 17 Denah Pondasi B 03 Ø19-200 70
Ø25-120
Ø19-120
Ø25-200
240 POTONGAN A-A
360
Skala 1 : 50
Ø19-200
Ø19-120
A 02
70
Ø25-120 Ø25-200
360 POTONGAN B-B
240
Skala 1 : 50
DENAH PENULANGAN POER Skala 1 : 50
Gambar 18 Penulangan Poer 1
6.00
2
6.00
3
6.00
4
30.00
6.00
D
6.00 18.00
C
6.00
B
A
POER 240X360 SLOOF 35X50
Gambar 19 Denah Sloof
6.00
5
6.00
6
350
Gambar 20 Penulangan Sloof
