MODIFIKASI PERENCANAAN STADION FUTSAL INDOOR ITS DENGAN METODE STRUKTUR BETON PRACETAK Oleh : Ibnu Salwani 3107 100 626 Dosen Pembimbing : Budi Suswanto, ST. MT. PhD. ABSTRAK Dari beberapa pilihan metode dalam pelaksanaan pekerjaan konstruksi beton untuk bangunan gedung, metode beton pracetak merupakan salah satu yang dapat mengakomodir lebih banyak keunggulan yang dibutuhkan stakeholders. Bagi owner tentunya sangat menginginkan kontrol mutu yang efektif untuk menjamin mutu bangunan yang handal. Sedangkan bagi pelaksana, metode ini dapat lebih menghemat cost untuk pekerjaan bekisting (formwork) dan scaffolding, serta dapat lebih mempersingkat durasi pekerjaan karena bisa dilaksanakan secara fabrikasi. Konstruksi yang akan direncanakan dalam Tugas Akhir ini adalah struktur stadion futsal indoor ITS. Bentuk gedung relatif asimetris dengan sebagian besar bidang denah merupakan bukaan. Terdapat 2 lantai tingkat pada bagian lobby dan susunan tribun yang bertingkat pada keliling bangunan utama stadion. Kondisi struktur merupakan sistem rangka terbuka [open frame], tidak terdapat sistem bressing maupun dinding geser. Oleh karena struktur pracetak tidak dapat memberikan tingkat layanan daktilitas yang besar maka disain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) yang diproyeksikan mampu terhadap kekuatan gempa rendah. (Wilayah Gempa 1&2) Dilakukan modifikasi menjadi struktur pracetak pada struktur plat lantai, plat atap, balok anak, balok induk, tangga dan tribun, sedangkan pada struktur kolom dan pondasi direncanakan cast insite. Semua ketentuan perencanaan pracetak mengacu pada SNI.03-2847-2002 dan PCI Design Handbook kata kunci : Pracetak, SRPMB I.PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kampus sebagai lingkungan pembelajaran yang terpadu tidak hanya menyediakan fasilitas utama akademik, tetapi juga perlu ditunjang dengan sarana kegiatan mahasiswa non-akademik, misalkan fasiltas olahraga. Beberapa jenis olahraga yang pada perkembangannya saat ini sangat diminati di kalangan mahasiswa, salah satunya adalah Futsal. Futsal (berasal dari akronim futbol de salon-spanish = hall football-english, wikipedia) adalah permainan sepak bola dalam ruangan lapang/hall (indoor). Oleh karena bangunan stadion ini akan dibangun di area kampus, maka perencanaannya harus memperhatikan efek yang akan timbul dari pelaksanaan konstruksi terhadap lingkungan itu. Berdasarkan disain awal, struktur ini direncanakan dengan beton konvensional. Ditinjau dari segi pekerjaan bekisting (formwork) tidak cukup ekonomis, karena akan banyak menyerap cost dan memakan durasi yang panjang, selain itu pekerjaan tersebut juga akan banyak menimbulkan noise yang tidak diinginkan. Hal yang juga mempengaruhi biaya dalam pelaksanaan konstruksi ini adalah dimensi elemenelemen struktur yang terlalu variatif/kurang tipikal. Selain itu, sebagai suatu bangunan yang memiliki tingkat keutamaan dari segi fungsi bangunan maka sangat perlu kontrol mutu yang ketat selama tahap pelaksanaannya. Untuk mengakomodasi beberapa hal
diatas maka struktur tersebut akan direncakan ulang dengan menggunakan metode beton pracetak/precast sebagai suatu alternatif dari beberapa metode disain lain yang banyak dipakai saat ini. Sasaran dari disain ulang dengan metode pracetak ini adalah sebuah struktur yang efisien dan efektif. Efisien oleh karena dengan re-disain ini akan dilakukan penataan ulang dimensi elemen struktur (plat, balok, kolom) agar lebih seragam, yang kemudian tentu akan dapat mengurangi biaya untuk bekisting dan scaffolding. Dari segi waktu pun akan lebih efisien karena pabrikasi elemen pracetak dapat dilakukan bersamaan dengan tahapan yang lain, misalkan bersamaan dengan tahap pekerjaan pondasi, selain itu pracetak juga akan memangkas waktu untuk setting perancah dan bekisting di lokasi. Metode beton pracetak ini efektif dalam hal pengawasan mutu dalam pelaksanaan, pengecoran yang dilakukan dalam pabrikasi menjamin mutu material yang direncanakan dapat tercapai daripada pengecoran cast insitu. Efek terhadap lingkungan dari pelaksanaan konstruksi dengan metode beton pracetak ini relatif lebih tidak mengganggu, sebab yang dilakukan di site hanya perakitan elemen-elemen struktur pratekan yang sudah jadi. Berdasarkan beberapa tinjauan diatas, maka cukup beralasan untuk mengaplikasikan metode struktur beton pracetak pada re-disain dan sistem konstruksi stadion futsal ITS ini. Dari sekian alternatif metode struktur
1
yang dipakai saat ini, metode struktur beton pracetak merupakan metode yang cukup tepat untuk mengakomodir kebutuhan akan pelaksanaan konstruksi yang ramah terhadap lingkungan (kampus), pelaksanaan yang lebih mudah, proses pengerjaan yang relatif lebih singkat, ekonomis dan tetap terjamin mutu materialnya. Oleh karena itu, sudah cukup objektif untuk merekomendasikan metode struktur beton pracetak menjadi alternatif yang paling relevan terhadap beberapa kebutuhan diatas. Stadion ini dibangun dengan desain dan perhitungan yang paling efisien dan tepat. Mengingat dana yang tersedia sangatlah terbatas. Karena adanya keseragaman bentuk struktur dalam jumlah yang banyak, maka digunakan metode pelaksanaan dan material beton pracetak. Beton pracetak yang bertujuan untuk memudahkan pekerjaan di lapangan dan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat karena elemen-elemen stadion berupa beton sudah dicetak terlebih dahulu di pabrik dengan perhitungan yang matang. Selain itu, beton pracetak dapat mengatasi masalah pengadaan material di Kalimantan Timur. Sistem pracetak memiliki kelebihan dan kekurangan jika dibanding dengan sistem konvensional. Kelebihannya adalah dapat mempercepat waktu penyelesaian proyek sehingga pengembalian investasi lebih cepat, lebih praktis, dan biaya semakin hemat pada jumlah pemakaian elemen yang semakin banyak dengan tipe yang berulang. Kekurangannya adalah pada ketidakmampuannya didalam menahan gaya lateral, dan pelaksanaan pemasangan elemen stadion di lapangan karena kurangnya jumlah tenaga pelaksana di Indonesia yang terlatih dan berpengalaman pada proyek konstruksi dengan menggunakan sistem ini. 1.2. Permasalahan 1. Apakah kelebihan dari metode konstruksi beton pracetak sehingga dapat diaplikasikan untuk perencanaan ini ? 2. Apa saja yang harus dimodifikasi dari permodelan maupun dimensi eksisting dalam perencanaan struktur beton pracetak ? 3. Beban-beban tambahan apa saja yang perlu diperhitungkan dalam disain ? 4. Bagaimana mendesain dimensi dan penulangan elemen pracetak yang kuat dan efisien ? 5. Bagaimana merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur ? 6. Bagaimana perhitungan kontrol-kontrol kekuatan struktur pracetak sehubungan dengan proses pengangkatan, penyimpanan, dan pemasangan ? 7. Bagaimana semua hasil perhitungan struktur yang telah direncanakan divisualisasikan dalam gambar teknik ? 1.3. Tujuan 1. Dapat menganalisa kelebihan dari metode konstruksi beton pracetak sehingga dapat mejadi dasar yang kuat untuk mengaplikasikan metode tersebut pada perencanaan ini.
2. Memodifikasi dari permodelan maupun dimensi eksisting yang perlu disesuaikan untuk perencanaan struktur beton pracetak 3. Merinci beban-beban tambahan yang perlu diperhitungkan dalam disain 4. Mendesain dimensi dan penulangan elemen pracetak yang kuat dan efisien berdasarkan peraturan 5. Merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur 6. Melakukan perhitungan kontrol-kontrol kekuatan struktur pracetak sehubungan dengan proses pengangkatan, penyimpanan, dan pemasangan 7. Memvisualisasikan semua hasil perhitungan struktur yang telah direncanakan dalam gambar teknik 1.4. Lingkup Bahasan 1. elemen struktur eksisting yang dimodifikasi menjadi struktur beton pratekan meliputi : balok, pelat, trap tribun dan tangga. Kolom dan pondasi (poer & sloof) adalah beton cast insitu 2. Perhitungan analisa struktur menggunakan program SAP 2000 versi 14. 3. Tidak memperhitungakan analisa biaya pembangunan stadion 4. Tidak membahas perbandingan kecepatan pelaksanaan konstruksi menggunakan metode beton pracetak dengan beton konvensional, maupun metode pelaksanaannya II.TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum sistem pracetak ini memiliki perbedaan berarti dengan sistem beton insitu yaitu pada metode konstruksinya meliputi : pabrikasi, mobilisasi, assembling dan erection struktur. Beton pracetak memiliki keunggulan dalam hal efisiensi waktu dan biaya, serta kontrol mutu yang lebih baik daripada pengecoran ditempat (Gibb, 1999) 2.2. Peraturan Perencanaan 1. SNI 03-1726-2002 : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional 2. SNI 03-2847-2002 : Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional 3. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983, Departemen Pekerjaan Umum 4. Disain Beton Bertulang, Charles G. Salmon, ChuKia Wang 5. Beton Bertulang; Suatu Pendekatan Dasar, Edward G. Nawy 6. Perencanaan Beton Bertulang Tahan Gempa, Rahmat Purwono 7. Daya Dukung Pondasi Dalam, Herman Wahyudi 8. Ekplorasi Teknologi dalam Proyek Konstruksi, Wulfram Ervianto 9. PCI Design Handbook, Precast/Prestressed Concrete Institute
2
2.3. Perbandingan Sistem Konvensional dengan Sistem Pracetak ITEM Desain
KONVENSIONAL Sederhana
Bentuk dan ukurannya
Efisien untuk bentuk yang tidak teratur dan bentang-bentang yang tidak mengulang.
Waktu Lebih lama. pelaksanaan Teknologi Konvensional pelaksanaan Koordinasi Kompleks pelaksanaan Bersifat kompleks, Pengawasan serta dilakukan /kontrol dengan cara terus kerja menerus.
Kondisi lahan
Kondisi cuaca Ketepatan/ akurasi ukuran
Kualitas
Butuh area yang relatif luas karena butuh adanya penimbunan material dan ruang gerak. Banyak dipengaruhi oleh keadaan cuaca. Sangat tergantung keahlian pelaksana. Sangat tergantung banyak faktor, terutama keahlian pekerja dan pengawasan.
PRACETAK Membutuhkan wawasan yang luas terutama yang ada kaitannya dengan fabrikasi sistem, transportasi serta pelaksanaan atau pemasangan komponen, sistem sambungan dan sebagainya. Efisien untuk bentuk yang teratur/relatif besar dengan jumlah bentuk-bentuk yang berulang Lebih cepat, karena dapat dilaksanakan secara pararel sehingga hemat waktu 2025% Butuh tenaga yang mempunyai keahlian Lebih sederhana, karena semua pengecoran elemen struktur pracetak telah dilakukan di pabrik. Sifatnya lebih mudah karena telah dilakukan pengawasan oleh kualitas kontrol di pabrik. Tidak memerlukan lahan yang luas untuk penyimpanan material selama proses pengerjaan konstruksi berlangsung, sehingga lebih bersih terhadap lingkungan. Tidak dipengaruhi cuaca karena dibuat di pabrik. Karena dilaksanakan di pabrik, maka ketepatan ukuran lebih terjamin. Lebih terjamin kualitasnya karena di kerjakan di pabrik dengan menggunakan sistem pengawasan pabrik.
2.4. Elemen Struktur Pracetak yang Umum Dipakai 2.4.1. Pelat Pelat dianggap sebagai diafragma yang sangat kaku untuk mendistribusikan gempa. Pada waktu pengangkutan atau sebelum komposit, beban yang bekerja adalah berat sendiri pelat, sedangkan beban total yang diterima oleh pelat terjadi saat pelat sudah komposit. Untuk pelat pracetak (precast slab), ada beberapa jenis yang umum digunakan yaitu : 1. Pelat pracetak berlubang (Hollow Core Slab) Pelat pracetak dimana ukuran tebal lebih besar dibanding dengan pelat pracetak tanpa lubang. Biasanya pelat tipe ini menggunakan kabel pratekan. Keuntungan dari pelat jenis ini adalah lebih ringan, tingkat durabilitas yang tinggi dan ketahanan terhadap api sangat tinggi. Pelat jenis ini memiliki lebar ratarata 2 hingga 8 feet dan tebal rata-rata 4inchi hingga 15 inchi.
2. Pelat pracetak tanpa lubang (Solid Slabs) Adalah pelat pracetak dimana tebal pelat lebih tipis dibandingkan dengan pelat pracetak dengan lubang. Keuntungan dari penggunaan pelat ini adalah mudah dalam penumpukan karena tidak memakan banyak tempat. Pelat ini bisa berupa pelat pratekan atau beton bertulang biasa dengan ketebalan dan lebar yang bervariasi. Umumnya bentang dari pelat ini antara 5 hingga 35 feet.
3. Pelat pracetak Double Tees dan Single Tee Pelat ini berbeda dengan pelat yang sudah dijelaskan sebelumnya. Pada pelat ini ada bagian berupa dua buah kaki sehingga tampak seperti dua T yang terhubung.
2.4.2. Balok Balok memikul beban pelat dan berat sendiri. Selain itu, balok juga berfungsi untuk memikul bebanbeban lain yang bekerja pada struktur tersebut. Untuk balok pracetak (Precast Beam), ada dua jenis balok yang sering atau umum digunakan : 1. Balok berpenampang persegi (Rectangular Beam) :
2. Balok berpenampang L (L-Shaped Beam)
3. Balok berpenampang T terbalik (Inverted Tee Beam)
2.5. Sambungan 2.5.1. Perencanaan Over Topping Beton Kebutuhan baja tulangan pada topping dalam menampung gaya geser horisontal direncanakan dengan menggunakan geser friksi (shear friction concept). Avf
Vn Avf min f y .
A vf
= luas tulangan geser friksi
Vn
= luas geser nominal < 0,2 fc Ac
Ac
< 5,5 Ac = luas penampang beton yang memikul
fy
= kuat leleh tulangan
Avf
= koefisien friksi min
= 0,018 Ac untuk baja dengan mutu 400 Mpa = 0,018 400 A untuk tulangan fy > 400 Mpa c
fy
STUD PELAT STUDBALOK PELAT PRACETAK
BALOK INDUK PRACETAK
OVERTOPPING
3
2.5.2. Perencanaan Sambungan Balok Dan Kolom 1. Perencanaan Konsol Pada Kolom Pada perancangan sambungan balok dan kolom ini menggunakan konsol pendek. Balok induk diletakkan pada konsol pendek pada kolom kemudian dirangkai menjadi satu kesatuan. Perencanaan konsol berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13.9 mengenai
ketentuan khusus untuk konsol pendek. 2. Sambungan Balok dan Kolom CO R D IT E M P AT O VE R T O P P IN G
SE N G K A NG CO R D IT E M P AT
K O N SO L
3. Perencanaan Sambungan Balok Induk - Balok Anak
1.Perancangan Konsol pada Balok Induk
pengelasan pada kedua pelat tersebut untuk menyambungnya dengan balok. Keuntungan dari cara ini adalah dari segi pengerjaan dan pelaksanaannya, karena elemen-elemennya tunggal dan berbentuk lurus, pengangkutan dan pengangkatannya lebih mudah sehingga lebih ekonomis. Kerugiannya adalah sambungan pada balok kolom sangatlah rawan, biaya relatif besar dan pekerjaan lebih sulit karena memerlukan ketelitian dalam pengelasan.
2.5.4. Sambungan Daktail Mekanik French and Friends (1989) mengembangkan sambungan yang menggunakan post-tension untuk menghubungkan antara balok dan kolom. Pada sambungan post-tension ini dirancang pelelehan terjadi pada daerah lokasi antara pertemuan balok dan kolom. Sebagai alat penyambung, digunakanlah treaded coupler yang dipasang pada ujung tulangan. Dengan adanya treaded coupler, maka ujung tulangan baja dapat dimasukkan pada lubang tersebut. Satu hal yang perlu mendapat perhatian adalah ketelitian, ketrampilan dan keahlian khusus dalam memasang alat ini. post-tensioning rod
grout coupler
OVERTOPPING COR SETEMPAT
PELAT PRACETAK bearing strips
BALOK ANAK PRACETAK BALOK INDUK PRACETAK
2.5.3. Sambungan Daktail Menggunakan Las Ochs dan Ehsani (1993) mengusulkan dua sambungan las pada penempatan di lokasi sendi plastis pada permukaan kolom sesuai dengan konsep Strong Column Weak Beam. Pada konsep ini, sendi plastis direncanakan terjadi pada ujung balok dekat kolom. Sebagai gambaran, akan dicontohkan sambungan balok dengan kolom dengan menggunakan las. Untuk pertemuan antara balok dengan kolom, pada balok dan kolom dipasang pelat baja yang ditanam masuk pada daerah tulangan kolom dan kemudian di cor pada waktu pembuatan elemen pracetak. Pada kedua ujung balok, pelat baja ditanam pada bagian atas dan bawah. Pada perakitan komponen pracetak yang menggunakan las, untuk kolom terlebih dahulu berdiri kemudian dilakukan
2.5.5. Sambungan Daktail Dengan Menggunakan Baut Englekirk dan Nakaki, Inc. Irvine California dan Dywidag System International USA, Inc. Long Beach California telah mengembangkan sistem dengan menggunakan penyambungan daktail yang dikenal dengan DPCF System (Ductile Precast Concrete Frame System). Penyambungan ini dilakukan menggunakan baut untuk menghubungkan elemen satu dengan yang lain. Dari hasil percobaan, system DPCF ini berperilaku monolit lebih baik, khususnya untuk moment Resisting Space Frame karena memberikan drift gedung 4% tanpa kehilangan kekuatan pada saat terjadi post yield cycles.
4
2.6. Penanganan Produk Pracetak 2.6.1. Titik-titik angkat dan sokongan
III.METODOLOGI START
1. Pengangkatan Lantai Pracetak pen am
a amp pe n
g yan ng
men
n aha
p an gy ang
men a ha nM y
Pengumpulan Data dan Penentuan Kriteria Disain
Mx
07.b 0.2
Studi Literatur
8 6.b 0.5 b
0 .2 07.a
Preliminary Design
+My
0.5 86.a a
07 .b 0 .2
0.20 7.a
-My
+Mx pen am
-Mx
a ng gy p an am p en
an nah me
Perencanaan Struktur Sekunder pan gy an
Mx
Pembebanan Struktur Utama 0 7.b 0.2 9 2.b 0 .2 0 8.b 0.2 b
0 .2 07.a 0.5 86 a
gm ena han My
92.b 0.2
.a 0 .2 0 7. .20 7.b a 0
+My -My
+Mx
Permodelan & Analisa Struktur dengan SAP 2000 Perencanaan Penulangan & Detailing Struktur Utama
-Mx
Kontrol Disain
2. Pengangkatan Balok Pracetak
Not Ok
Ok
Penggambaran Hasil Perencanaan ke dalam Gambar Teknik
Data Umum Bangunan Nama gedung : Stadion Futsal Indoor ITS Lokasi : Kampus ITS Sukolilo Surabaya Fungsi : Fasilitas Olahraga Zone gempa :2 Jumlah lantai : 1 tingkat tribun Tinggi Bangunan : ± 22.6 m Ketinggian tribun : 5.38 m Jenis tanah : tanah sedang Data Bahan : Beton mutu 35 MPa (kuat tekan kubus 350 kg/cm2) Baja Tulangan : untuk Diameter < 13 mm memakai baja tulangan polos BJTP 24 (f y = 240 Mpa) untuk Diameter ≥ 13 mm dipakai baja tulangan deform BJTD 40 (f y : 400 Mpa)
Data Tanah Data tanah yang dipakai merupakan hasil penyelidikan tanah yang berupa sondir boring (lihat lampiran).
5
IV. PRELIMINARY DESIGN Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Tabel..8 diperoleh dimensi elemen struktur sebagai berikut : 4.1. Balok Induk
h ≥ L → perletakan dua tumpuan 16 h ≥ L → perletakan satu ujung menerus 18,5 h ≥ L → perletakan kedua ujung menerus 21 L h ≥ → struktur kantilever 8 diperoleh : B.1 = 35/55 B.2 = 40/60 B.2d = 50/70 B.3 = 30/50 4.2. Balok Anak B.A = 25/35 4.3. Balok Pemikul Tribun B.4 = 30/50 B.5 = 50/75 B.6 = 40/55 4.4. Balok Trap Tribun BT = 30/45 4.5. Plat Lantai & Atap Untuk α m = 8,59 > 2,0. maka tebal pelat adalah : fy n 0,8 1500 h= 36 9.
direncanakan tebal plat = 120 mm = 12 cm terdiri dari : tebal pelat pracetak = 7 cm tebal beton topping = 5 cm 4.6. Kolom Akolom >
P x fc'
kolom type A penampang persegi dengan panjang sisi 500 mm. type B penampang lingkaran dengan diameter 900 mm. kolom type C penampang lingkaran dengan diameter 550 mm. V. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 5.1. Perencanaan pelat pracetak Desain Pelat direncanakan pada beberapa kondisi, antara lain: 1. Sebelum Komposit Pada keadaan sebelum komposit ini diambil nilai kritis dari : a. Beban Pelaksanaan b. Beban Beton Topping saja 2. Sesudah Komposit 3. Saat Pengangkatan Pelat Beton mutu (fc’) = Baja Tulangan (fy) =
35 MPa 400 Mpa
Tebal pelat pracetak = 120 mm Tebal decking = 15 mm Dia. Tulangan rencana = 12 mm Penulangan Pelat Lantai
A
Mtx Mlx Mty Mly
tulangan pasang Ø12 - 300 Ø12 - 300 Ø12 - 300 Ø12 - 300
C
Mtx Mlx Mty Mly
Ø12 Ø12 Ø16 Ø16
-
300 300 100 100
E
Mtx Mlx Mty Mly
Ø12 Ø12 Ø12 Ø12
-
300 300 200 100
type plat
momen
B
Mtx Mlx Mty Mly
tulangan pasang Ø12 - 300 Ø12 - 300 Ø16 - 100 Ø16 - 100
D
Mtx Mlx Mty Mly
Ø12 Ø12 Ø12 Ø12
type plat
momen
-
Penulangan Pelat Atap type plat
F
Mtx Mlx Mty Mly
tulangan pasang Ø12 - 300 Ø12 - 300 Ø12 - 300 Ø12 - 300
5.2. Perencanaan balok anak pracetak 5.2.1. 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 = q. ( 1 2 .Lx) - 1 6 .Lx3/Ly2 5.2.2. Penulangan Mutu beton(fc’) Dimensi Balok =
= 35 MPa b = 250 mm h = 350 mm Tebal decking = 30 mm Baja Tulangan (fy) = 400 Mpa Dia. Tulangan Lentur = 12 mm d = 304 mm d’ = 46 mm Jarak antar lapis tulangan = 50 mm > 25 mm Tumpuan : As = 3D12, As’ = 2D12, Av = Ø10-150 Lapangan : As = 3D12, As’ = 2D12, Av = Ø10-200
5.3. Perencanaan tap tribun 5.3.1. Perhitungan momen 1. Saat pengangkatan 1 Arah x : MB = .qu. L2 2 2 Arah y : MA = MB = 1 2 .qu. a
MMAX =
1 8
.qu.(b 2 – 4.a2)
6
200 200 200 100
5.4.3.Penulangan
2.Setelah terpasang Ml = 0,001 x qu x Lx2 x X Mt = -0,001 x qu x Lx2 x X 5.3.2. Perhitungan Penulangan
1.Penulangan pelat tangga x: Tump. : Ø13 – 200 (As = 663,66 mm2) Lap. : Ø13 – 200 (As = 663,66 mm2) y: Tump. : Ø13 – 150 (As = 796,39 mm2) Lap. : Ø13 – 250 (As = 530,93 mm2)
1.Penulangan pelat tribun x: Tump. : Ø12 – 300 (As = 452,39 mm2) Lap. : Ø12 – 300 (As = 452,39 mm2) y: Tump. : Ø12 – 100 (As = 1.130,9 mm2) Lap. : Ø12 – 200 (As = 622,04 mm2)
2.Penulangan pelat bordes x: Tump. : Ø13 – 200 (As = 663,66 mm2) Lap. : Ø13 – 200 (As = 663,66 mm2) y: Tump. : Ø13 – 150 (As = 796,39 mm2) Lap. : Ø13 – 250 (As = 530,93 mm2)
2.Penulangan balok tribun
5.4. Perencanaan tangga pracetak 5.4.1.Perhitungan Dimensi Panjang bordes = 1,20 m Lebar bordes = 1,20 m Lebar tangga = 1,20 m Tinggi bordes [h] = 1,75 m Lebar injakan [i] = 0,30 m Tinggi injakan [t] = Syarat :0,60m < ( 2.t + i ) < 0,65m Direncanakan t = 0,175m Syarat kemiringan : 25° < α < 40° Kemiringan tangga (α) =30,256° Jumlah injakan [ni] = nt – 1 = 9 Panjang horisontal [l]= ni x i =2,70m
VI. PERENCANAAN STRUKTUR ATAP 6.1. Perhitungan Gording Gording direncanakan memakai profil Circular Hollow Sections (CHS) dengan spesifikasi sebagai berikut : -
Mutu Baja = BJ-41 Kuat Putus (fu) = 410 Mpa = 4.100 kg/cm 2 Kuat Leleh (fy) = 250 Mpa = 2.500 kg/cm 2 Modulus Elastisitas(E) = 2,1*106 kg/cm2 Dimensi Profil : -q -A -I -S
= 15,00 kg/m = 19,12 cm2 = 283 cm4 = 49,6 cm3
Bentang miring (r) = h 2 l 2 = 3,217m Ketebalan Tebal pelat tangga rencana = 12 cm Tebal pelat bordes rencana = 12 cm 5.4.2.Analisa Gaya
D = 114,30 mm t = 5,60 mm r = 3,85 cm y
D
Tump : As = 2D16, As’ = 2D16, Av = Ø10-180 Lap : As = 5D16, As’ = 3D16, Av = Ø10-190
x
x t
y
Potongan penampang profil CHS. 6.2. Perhitungan Penggantung Gording & ikatan angin
1.Kondisi saat pengangkatan Menurut PCI Design Handbook, (6th edition) halaman 5-24 5 6
C
3 4
60 0,
1
*B
B
0* 0,2
2
1.Kontrol kekuatan Kuat leleh : Ø.Pn = Ø.fy.Ag Kuat putus : Ø.Pn = Ø.fu.Ae 2.Dimensi batang tarik Penggantung gording : D =16mm Ikatan Angin : D =16mm 6.3. Perhitungan Rangka Batang Kuda-kuda 6.3.1. Perencanaan struktur tekan
A
0 ,6
0*
A
0 ,3
0*
B
A 0,2
0*
A
0 ,1
0 *B
1.Kontrol kelangsingan 22.000 λ = D ; λr = t
2.Kondisi terpasang (tertumpu balok)
fy
2.Kontrol kekuatan Ø.Pn = Ø. fcr.Ag > Pu 6.3.2. Perencanaan struktur tarik 1.Kontrol kelangsingan; L < 500 D
2.Kontrol kekuatan Kuat leleh : Ø.Pn = Ø.fy.Ag Kuat putus : Ø.Pn = Ø.fu.Ae
7
6.3.3. Dimensi Rangka Batang Kuda-kuda Batang atas; L = 160cm, D = 89,1 mm
Batang diag.; L = 165cm, D = 89,1 mm Batang bawah; L = 160 cm, D = 165,2 mm Pendel ; L = 427(max) cm, D = 318,5 mm 6.4. Perhitungan Sambungan Sambungan Type A :
a
Batang Bawah Truss
30
VII. PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER 8.1. Data Perencanaan Beton mutu (fc ’) = 35 MPa Baja Tulangan (fy) = 400 Mpa Berat per unit volume = 2.400 kg/m3 (Beton) Berat per unit volume = 7.850 kg/m3 (Baja) Modulus Elastisitas (E) = 200.000 MPa Modulus Geser (G) = 80.000 MPa Nisbah Poison (μ) = 0,3 Koefisien Muai (α) = 11,7 x 10-6 Density (ρ) = 7.850 kg/ m3 = 250 MPa Kuat Lelah Baja (fy) Kuat Putus Baja (fy) = 410 MPa
a
Potongan a-a P
P
Pe nd
el
20
P
Sambungan Type B :
Pe nd
el
Kolom
P
a
20
Permodelan Rangka Struktur Stadion pada SAP.2000v.14
39 ° 51°
a
30
Potongan a-a
Kolom
Sambungan Type C :
11
110
0
0 11
0 10 1 s
s
15 0 42°
150
18 °
s2
318.5
10
0 s 10 11 s
8 .5
50
P1
31
50
A
A
10
0
P2
8.2. Perencanaan Balok Induk Pracetak Perencanaan Balok Induk pracetak meliputi beberapa tahapan sebagai berikut : 1. Menentukan dimensi awal balok induk (preliminary design) 2. Perhitungan pembebanan dalam dua kondisi (analisa sebagai rangka bidang dan rangka ruang-dengan program SAP) 3. Perhitungan penulangan (lentur + geser + torsi) balok induk berdasarkan hasil analisa sebagai rangka bidang 4. Perhitungan penulangan (lentur + geser + torsi) balok induk berdasarkan hasil analisa sebagai rangka ruang, apabila kebutuhan tulangan pada kondisi sebagai rangka bidang < sebagai rangka ruang, maka digunakan hasil perhitungan tulangan pada kondisi sebagai rangka ruang 5. Perhitungan kebutuhan tulangan angkat balok induk pracetak
Penulangan balok tribun Tump : As = 5D19 Av = Ø10-240 Lap : As = 12D19 Av = Ø10-240
As’ = 2D19 At = 2D12 As’ = 4D19 At = 2D12
8
8.3. Perencanaan Kolom Panjang kolom (λc) = 5.600 mm Dimensi : diameter = 900 mm Beton mutu (fc’) = 35 MPa Baja Tulangan (fy) = 400 Mpa
2. Analisis manual
Hitung parameter kekakuan EI. Pu (1, 4 D ) βd = Pu (max) Ec = 4.700.
fc '
Ec.( 0,35 * Ig ) EI.b3740 = 1 d Faktor panjang efektif, k Diagram interaksi N-M; analisis menggunakan E.I c program PCA-Col Ψ = E.I b VIII. PERENCANAAN SAMBUNGAN Ψ = 0 → ujung jepit Ψ = 1 → ujung kolom yang ditumpu pondasi 8.1. Perencanaan Sambungan Antara Balok dan Kolom Ψ = ∞ → ujung sendi teoritis 8.1.1 Perencanaan konsol pada kolom Radius girasi, r
I = A kontrol kelangsingan : k .u > 22 ; kolom langsing r Perbesaran momen-untuk portal bergoyang M1 = M1NS + δs.M1S M2 = M2NS + δs.M2S 1 dimana : δs = Pu 1 0,75.Pc gaya aksial kritis Euler:
r =
2 . E. I ( k .u ) 2 Periksa Kapasitas Aksial Kolom 1. Analisis manual Kondisi beban aksial sentris Kondisi keruntuhan seimbang (balanced) Kondisi lentur murni Pc =
Vu
Detail dimensi dan tulangan konsol pendek 8.1.2 Sambungan balok kolom dengan panjang penyaluran Panjang Penyaluran Tulangan Deform Dalam Tekan d = 310mm Panjang Penyaluran Kait Standar Dalam Tarik dh = 330mm 8.2. Perencanaan Sambungan Antara Balok Induk dan Balok Anak 8.2.1. Perencanaan Beam Ledge pada balok induk
Vu
Detail dimensi dan tulangan bema ledge balok induk Diagram interaksi N-M; analisis manual, diagram plooting N-M menggunakan program MS.Excel
9
8.2.2. Sambungan balok induk – balok anak dengan panjang penyaluran Panjang Penyaluran Tulangan Deform Dalam Tekan d = 200mm Panjang Penyaluran Kait Standar Dalam Tarik dh = 210mm 8.3. Perencanaan Reinforced Concrete Bearing Hal ini karena berkaitan dengan koefisienkoefisien yang akan dipakai. Menurut SNI 032847-2002, bearing streght on plain concrete adalah :
V n C r (0,8 . fc ' As )
A2 2 . fc’ A1 A1
Efisiensi tiang group menurut formula Converse Labarre : (n 1).n2 (n2 1).n1 -1 d η=1- 1 . ; θ = tan 90.n1 .n2 s Daya dukung ijin dalam tiang group : Qijin(group) = η*Qijin(tunggal) Kontrol stabilitas terhadap beban aksial maksimum : Qmax =
V Mx.Ymax My. X max + + X2 n Y 2
Kontrol stabilitas terhadap momen maksimum : Sebelum tiang dipancang M1
=
1 *q*L2 8
Setelah tiang dipancang (akibat gaya horizontal yang terjadi) Mmax = H (e + 1,5d + 0,5f) ; f =
Gambar 8.3 Detail concrete bearing pada balok induk B1 IX. PERENCANAAN PONDASI 9.1. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Pondasi Dalam : (L/D > 10) Pondasi Semi Dalam : (4 < L/D < 10) Dimensi tiang pancang yang akan dipakai berdasarkan Wika Pile Classification adalah : Diameter = 350 mm Tebal = 70 mm Kelas = A1 Allowable axial = 92,15 ton Bending Momen crack = 3,50 ton.m Bending Momen ultimate = 5,25 ton.m
H 9 .Cu .d
Perencanaan Poer 9.2. 9.2.1. Kontrol geser pons Tegangan yang diterima poer : p σu = Apoer 1 Aksi geser satu arah Beban gaya geser Vu (N) Vu = σu.Ac Gaya Geser yang mampu dipikul oleh beton 1 Vc = . fc'.b0 .d 6 Ø.Vc ≥ Vu 2 Aksi geser dua arah Vc harus memenuhi persamaan berikut dengan mengambil nilai Vc terkecil. 2 1 Vc = 1 . . fc '.b0 .d c 6 .d
1
Vc = s 2. . fc '.b0 .d b0 12 Vc
= 1 . fc '.b0 .d 3
Daya dukung ijin : Qijin=
Q P Q S AP Cn Ps JHP = SF1 SF2 SF1 SF2
Jumlah tiang pancang perlu : n=
Q Qijin
Syarat jarak antar tiang pancang (s) : 2,5.D ≤ s ≤ 3.D Syarat jarak tepi poer ke tiang (s’) 1,5.D ≤ s’ ≤ 2.D
10
X. KESIMPULAN DAN SARAN 10.1. Kesimpulan Dari hasil perencanaan ulang struktur stadion futsal indoor ITS menggunakan metode pracetak yang dibahas dalam Tugas Akhir ini, dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Pada tahap pelaksanaan, metode pracetak ini sangat efisien dari segi biaya dan durasi, tetapi untuk tahap perencanaan diperlukan lebih dari satu tinjauan perhitungan, yaitu : pada kondisi pengangkatan, sebelum komposit dan setelah komposit 2. Dimensi elemen struktur eksisting yang dilakukan penyesuaian dimensi antara lain : a. struktur balok induk; eksisting direncanakan sebagai bentang menerus dalam satu portal, sedangkan pada disain pracetak dimodelkan sebagai bentang diantara dua tumpuan sederhana dengan memperhatikan momen akibat titik pengangkatan. b. Struktur plat, pada eksisting bekerja sebagai plat menerus yang ditunjang oleh balok-balok tumpuan. Sedangkan pada perencanaan pracetak dimodelkan sebagai panel slab tunggal dengan memperhatikan momen akibat titik pengangkatan. c. Struktur tangga, antara eksisting dan pracetak sama-sama direncanakan sebagai shell, tetapi pada disain pracetak memperhatikan momen akibat titik pengangkatan. d. Struktur tribun, didalam eksisting berupa plat beton yang dicetak menurut kemiringan tertentu dan dibuat pasangan batu bata sebagai trapnya. Sedangakan pada perencanaan pracetak dimodelkan sebagai balok L dengan dimensi balok 30*45 dan plat 12*90 3. Terjadi pembesaran gaya-gaya dalam (N,D,M) pada sisi lapangan akibat perubahan permodelan struktur menjadi bentang sederhana (tumpuan sendi-rol), yang mana nilai momen lapangannya lebih besar dari pada tumpuan jepit-jepit 4. Karena gaya yang bekerja lebih besar, maka luas tulangan yang diperlukan juga makin besar 5. Elemen-elemen pracetak di-assembling dengan bagian struktur lainnya melalui sambungansambungan berupa konsol dan dihitung juga panjang penyalurannya
10.2. Saran Berdasarkan besarnya gaya di tengah bentang (lapangan) akibat permodelan sebagai struktur sederhana dalam disain pracetak yang berimplikasi pada bertambahnya jumlah kebutuhan tulangan, maka penggunaan metode beton pracetak ini perlu melibatkan pertimbangan dari stakeholder terkait bertambahnya volume tulangan yang dibutuhkan. Oleh karena itu sangat dibutuhkan estimasi biaya ang membandingkan total cost antara metode konvensional dengan pracetak. Metode beton pracetak ini bisa digunakan apabila Total cost metode pracetak yang dihitung dengan memperhitumgkan penambahan tulangan masih lebih kecil (lebih murah) dari total cost metode koncensional yang menghitung penambahan bekisting, formwork, upah, sewa alat dll. Jadi, metode beton pracetak disarankan dengan terlebih terlebih dilakukan perbandingan anggaran biaya total dengan dua metode berbeda. DAFTAR PUSTAKA Panitia Teknik Standardisasi Bidang Konstruksi dan Bangunan. 2002, SNI 03-1726-2002 : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung. Bandung : Badan Standarisai Nasional Panitia Teknik Standardisasi Bidang Konstruksi dan Bangunan. 2002, SNI 03-2847-2002 : Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Bandung : Badan Standarisai Nasional Departemen Pekerjaan Umum. 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Bangunan Gedung [PPIUG]. Bandung : Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Purwono,rahmat. 2006. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Sesuai SNI-1726 dan SNI2847 Terbaru. Surabaya : ITS-press Departemen Pekerjaan Umum. 1971. Peraturan Beton Bertulang Indonesia [PBBI] , Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pekerjaan Umum,. Wang, C.K, & Salmon, C. G. 1993. Disain Beton Bertulang.. Jilid 2. Jakarta : Erlangga, Edisi-4 Wang, C.K, & Salmon, C. G. 1993. Disain Beton Bertulang.. Jilid 1. Jakarta : Erlangga, Edisi-4 Husin,N.A. 2002. Buku Ajar Struktur Beton Dasar. TS0503. Surabaya : FTSP-ITS. Gunawan,rudy & Morisco.1987. Tabel Profil Konstruksi Baja. Yogyakarta : Kanisius. Pasaribu,patar m. 1996. Konstruksi Baja. Medan : Universitas HKBP Nommensen. Dewobroto,wiryanto. 2004. Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP 2000. Jakarta : Elex Media Komputindo. Laboratorium Beton dan bahan Bangunan FTSP ITS. 1992. Tabel grafik dan Diagram interaksi Untuk Perhitungan Struktur Beton Berdasarkan SNI 1992. Surabaya : Lab.Beton Tek.Sipil.FTSP.ITS
11
