1
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR BAJA KOMPOSIT PADA GEDUNG FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS MATARAM Abstrak - Dalam Tugas Akhir ini dibahas mengenai desain struktur bangunan Gedung Fakultas Pertanian Universitas Mataram yang berlokasi di provinsi Nusa Tenggara Barat, Lombok. Adapun data awal gedung terdiri dari 4 lantai dengan struktur balok, kolom terbuat dari beton, sedangkan modifikasi perencanaan menjadi struktur komposit baja-beton diharapkan ada suatu hasil perencanaan yang lebih baik. Spesifikasi bangunan di desain ulang menjadi 10 lantai dengan struktur atap. Tugas Akhir ini penulis hanya akan membahas perencanaan struktur gedungnya saja. Dalam Tugas Akhir ini memakai asumsi analisa open frame, dimana rangka utamanya adalah balok dan kolom. Perhitungan struktur komposit adalah pada rangka utama (balok dan kolom). Perhitungan analisa struktur tangga menggunakan mekanika teknik biasa yang beban-bebannya ditranformasikan ke balok utama , dimana struktur tangga tersebut berbeda. Untuk analisa struktur utamanya menggunakan bantuan program computer SAP 2000. Perencanaan struktur baja komposit nantinya akan diharapkan mampu menekan lamanya waktu pelaksanaan pekerjaan struktur, tanpa mengurangi mutu bangunan. Kata Kunci : Komposit, balok, kolom, gedung I. PENDAHULUAN Keterbatasan lahan dan kegiatan pembangunan yang semakin intensif akhir–akhir ini menyebabkan gedung–gedung bertingkat yang menjadi pilihan untuk dibangun. Dahulu gedung bertingkat yang dibangun pada umumnya menggunakan material beton bertulang. Seiring dengan perkembangan teknologi memungkinkan engineer untuk dapat membangun gedung yang lebih tinggi. Semakin tinggi suatu bangunan maka semakin besar pula gaya dan beban yang diterimanya, serta menyebabkan waktu pengerjaan juga akan semakin lama. Gedung Fakultas Pertanian Universitas Mataram merupakan gedung dengan kondisi awal terdiri atas 4 lantai menggunakan struktur beton bertulang, kemudian direncanakan ulang menjadi 10 lantai menggunakan struktur komposit antara baja dan beton. Penggunaan balok baja untuk menopang suatu pelat telah ditemukan sejak lama, namun pada saat itu pelat beton dan balok baja tidak dihubungkan dengan suatu penghubung geser sehingga yang dihasilkan adalah suatu penampang non komposit. Pada pelat non komposit, pelat beton akan mengalami lendutan yang cukup besar disebabkan oleh besarnya beban yang diterima oleh berat pelat itu sendiri. Dengan ditemukannya metode pengelasan yang lebih baik dan ditemukannya penghubung geser horizontal, maka lekatan antara pelat beton dan balok baja dapat ditingkatkan. Pada akhirnya kedua material ini ( baja dan beton ) akan menjadi
satu komponen struktur yang disebut dengan komponen struktur komposit. Komponen struktur komposit dapat menahan beban sekitar 30% - 50% lebih besar daripada beban yang dapat diterima balok baja saja, tanpa adanya prilaku komposit. (Agus Setiawan,2008). Struktur komposit merupakan campuran beton dengan baja profil, di mana pada beton bertulang gaya–gaya tarik yang dialami suatu elemen struktur diterima oleh besi tulangan tetapi pada struktur komposit ini, gaya–gaya tarik yang terjadi pada suatu elemen struktur diterima oleh profil baja. Komposit balok baja dengan pelat beton adalah suatu usaha dalam mendapatkan suatu konstruksi yang baik dan efisien. Keistimewaan yang nyata dalam sistem komposit adalah 1. Penghematan berat baja. 2. Penampang balok baja yang digunakan dapat lebih kecil. 3. Kekakuan lantai meningkat 4. Kapasitas menahan beban lebih besar 5. Panjang bentang utuk batang tertentu dapat lebih besar (Salmon dan Johnson, 1995) Gedung Fakultas Pertanian Unversitas Mataram terletak di daerah Lombok direncanakan (termasuk wilayah gempa 5) dengan menggunakan sistem SRPMT (Struktur Rangka Pemikul Momen khusus) berdasarkan SNI 03 - 1729 - 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, SNI 03 - 1726 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung dan PPIUG 1989 tentang Peraturan Pembebanan.
2
II. METODOLOGI
B. Struktur Sekunder 1. Pelat lantai dan atap
Permodelan dan analisa struktur START
1 . Struktur primer 2. Struktur sekunder 3. Bangunan bawah
Pelat lantai dan atap menggunakan pelat bondek dengan ketebalan bondek 0,75 mm berat 8,08 kg/m2
Pengumpulan data
Tipe A Kontrol desain
Tipe B
Studi literatur YES NO Gambar output
Tipe C
Preliminary design
Gambar 4.2.1 pembagian tipe pelat FINISH
Pembebanan
Penjelasan lengkap tentang Metodologi dapat dilihat pada buku Tugas Akhir penulis [1]. III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data gedung Data umum bangunan sebelum dimodifikasi 1. Nama Gedung
: Gedung Fakultas Pertanian UNRAM 2. Lokasi : Kota Mataram, Lombok 3. Fungsi : Perkantoran 4. Jumlah lantai : 4 lantai 5. Panjang bangunan : 52 meter 6. Lebar bangunan : 25 meter 7. Tinggi gedung : 17, 20 meter 8. Struktur gedung menggunakan beton bertulang
Gambar 4.2.2. arah pemasangan pelat bondek Terdapat 3 tipe plat yang memiliki dimensi berbeda - beda Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang menerus dengan tulangan negatif den gan satu baris penyangga didapatkan data - data sebagai berikut :
Plat atap tipe A - Bentang ( span ) = 2,75 m - Tebal pelat beton = 11 cm - Tulangan negatif =2,57 cm2/m - Beban super imposed = 306 kg/m2 - Beban hidup berguna =1000 kg/m2 Dipasang tulangan negatif ɸ 8 mm - 160 mm
Plat lantai tipe A - Bentang ( span ) = 2,75 m - Tebal pelat beton = 11 cm - Tulangan negatif =2,57 cm2/m - Beban super imposed = 368 kg/m2 - Beban hidup berguna =1000 kg/m2 Dipasang tulangan negatif ɸ 8 mm - 160 mm
Data umum bangunan setelah dimodifikasi 1. Nama Gedung
: Gedung Fakultas Pertanian UNRAM 2. Lokasi : Kota Mataram, Lombok 3. Fungsi : Perkantoran 4. Jumlah lantai : 10 lantai 5. Panjang bangunan : 52 meter 6. Lebar bangunan : 25 meter 7. Tinggi bangunan : 43 meter 8. Struktur gedung menggunakan baja komposit
3 3. Lift tulangan negatif D8 - 160 mm 110 mm
plat floordeck t = 0,75 mm Gambar 4.2.2.1 rencana penulangan plat atap tipe A tulangan negatif D8 - 160 mm
plat floordeck t = 0,75 mm Gambar 4.2.2.1 rencana penulangan plat lantai tipe A 2.Tangga baja
Gambar 4.4.2.2.4. perencanaan lift
Gambar 4.3.1.1 perencanaan tangga -
Tinggi lantai Tinggi tanjakan (t) Lebar pijakan (i) Lebar tangga Tebal pelat tangga (tp) Tebal pelat bordes
- Jumlah tanjakan (nT) = -
430 16.5
: 430 cm : 16.5 cm : 30 cm : 189 cm : 12 cm : 12 cm
: 26 buah
Jumlah injakan( ni ) = 26 – 1 : 25buah Jumlah tanjakan ke bordes : 13 buah Jumlah tanjakan dari bordes ke lantai 2 : 13 buah Elevasi bordes = 13 x 16,5 : 215 cm Lebar bordes : 140 cm Panjang bordes : 400 cm Panjang horisontal pelat tangga = 30 x 13 : 390 cm
- Kemiringan tangga (α) = arc tan α = - Mutu baja (fy) = 2500 kg/cm2 - Mutu beton (fc') = 250 kg/cm2 Direncanakan profil balok bordes WF 350 .175 . 6 .9 Direncanakan profil balok tangga WF 250 . 125 . 5 . 8
214,5 360
: 30,79°
Tipe lift : Passenger lift Sistem kerja : Simplex Merk : GOLDSTAR Kapasitas : 15 Orang Kecepatan : 60m/menit Lebar pintu ( opening width ) : 900 mm Dimensi sangkar ( car size ) - Outside : 1650 x 1682 mm2 : 1600 x 1500 mm2 -Inside Dimensi ruang luncur ( Hoistway ) : 2050 x 2150 mm2 Dimensi ruang mesin : 2350 x 2850 mm2 Beban ruang mesin : R1 = 5450 kg (berat mesin penggerak lift + beban kereta + perlengkapan) R2 = 4300 kg (berat bandul pemberat + perlengkapan)
Direncanakan profil penggantung lift WF 350 .175 . 6 .9 Direncanakan profil balok memanjang lift WF 250 . 125 . 5 . 8 Direncanakan profil balok melintang lift WF 100 . 50 . 5 .7
4 C. Struktur primer
1. 1,4 D 2. 1,2 D + 1,6 L 3. 1,2 D + 1,0 L + 1,0 Ex + 0.3 Ey 4. 1,2 D + 1,0 L + 1,0 Ex - 0.3 Ey 5. 1,2 D + 1,0 L - 1,0 Ex + 0.3 Ey 6. 1,2 D + 1,0 L - 1,0 Ex - 0.3 Ey 7. 1,2 D + 1,0 L + 0.3 Ex + 1,0 Ey 8. 1,2 D + 1,0 L + 0.3 Ex - 1,0 Ey 9. 1,2 D + 1,0 L - 0.3 Ex + 1,0 Ey 10. 1,2 D + 1,0 L - 0.3 Ex - 1,0 Ey 11. 0,9 D + 1,0 Ex + 0,3 Ey 12. 0,9 D + 1,0 Ex - 0,3 Ey 13. 0,9 D - 1,0 Ex + 0,3 Ey 14. 0,9 D - 1,0 Ex - 0,3 Ey 15. 0,9 D + 0,3 Ex + 0,1 Ey 16. 0,9 D + 0,3 Ex - 0,1 Ey 17. 0,9 D - 0,3 Ex + 0,1 Ey 18. 0,9 D - 0,3 Ex - 0,1 Ey 19. ENVELOPE
Struktur primer terdiri dari balok induk, balok anak atap dan lantai , kolom serta bangunan bawah Untuk balok induk dan balok anak menggunakan profil WF, kolom menggunakan inti baja King Cross. Tabel .5.5.1.1 data bangunan Mutu baja BJ 41 Mutu beton
25 MPa
Tinggi tipikal lantai
430 cm
Tebal pelat lantai 1 s/d 9
11 cm
Tebal pelat lantai atap
11 cm
Profil balok induk (B1)
WF 700 . 300 . 13 . 20
Profil balok induk ( B2 )
WF 300 . 200 . 8 . 12
Profil balok anak ( b1 )
WF 300 . 200 . 8 . 12
Profil balok anak ( b2 )
WF 200 . 150 . 6 . 9
Profil balok tangga
WF 250 . 125 . 5 . 8
Profil balok bordes
WF 350 . 175 . 6 . 9
Profilbalok penggantung lift (L1) Profil balok melintang lift
WF 350 . 350 . 12 . 9
Profil balok memanjang lift
WF 250 . 125 . 5 . 8
Profil kolom lantai 1 s/d 4 ( K1) Profil kolom lantai 4 s/d 7 ( K2)
K 800 . 300 . 14 . 26
Profil kolom lantai 7 s/d 10 ( K3)
K 450 . 200 . 9 . 14
WF 100 . 50 . 5 .7
T<ζn dimana : ζ = 0,16 (untuk wilayah gempa 5) n = 10 (jumlah tingat gedung) T < 0,16(10) 1,43 detik < 1,6 detik ... OK Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami.
K 600 . 200 . 11 . 17
Data perencanaan gempa - Letak geografis 116’04’116’10’ BT dan 08’33-08’38’ LS - Wilayah gempa - Jenis tanah - Faktor keutamaan gedung (I) - Sistem gedung
Kombinasi pembebanan yang digunakan
Kontrol waktu getar alami fundamental ( T ) T dihitung dengan menggunakan rumus empiris method A dari UBC 1997 section 1630.2.2 dengan tinggi gedung 43 meter. Pada arah X T1x = CI(hn)3/4 = 0,0853(43)3/4 = 1,43 detik Pada arah Y T1y = Ct(hn)3/4 = 0,0853(43)3/4 = 1,43 detik Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung harus dibatasi denagn nilai ζ dari tabel 8 SNI - 1726 - 2002 dan n adalah jumlah lantai gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi :
: :5 : keras :1 : SRPMK
Kontrol partisipasi massa Sesuai dengan SNI - 1726 - 2002 Ps. 7.2.1 jumlah ragam vibrasi ( jumlah node shape ) yang ditinjau dalam penjumlahan respons ragam harus sedemikian rupa sehingga partisipasi massa ( modal participatin ratio ) dalam menghasilkan respons total harus mencapai sekurang kurangnya 90 %.
Tabel .5.5.1.1 respon total rasio partisipasi masa arah x dan y
5 Maka untuk arah x, Vtx ≥ 80% V1x 172692,40 kg > 0,8 . 115006 kg 172692,40 kg > 92004,80 kg ......................................OK Maka untuk arah y, Vty ≥ 80% V1y 172692,40 kg > 0,8 . 115006 kg 172692,40 kg > 92004,80 kg ......................................OK
Dari tabel diatas diperoleh bahwa dalam penjumlahan respon ragam menghasilkan respon total mencapai 90,54 % untuk arah X dan 90,21 % untuk srsh Y. Dengan demikian ketentuan menurut SNI - 1726 - 2002 Ps. 7.2.1 dapat dipenuhi. Kontrol gaya geser dasar ( Base shear) T = 1,46 detik C = 0,35/T = 0,25 ( wilayah gempa 5, tanah keras ) I = 1 (faktor keutamaan untuk gedung perkantoran ) Dari progran SAP 2000 diperoleh output dengan data data sebagai berikut : Tabel .5.5.1.2 masa dan berat bangunan TABLE: Groups 3 - Masses and Weights GroupName SelfMass SelfWeight TotalMassX TotalMassY TotalMassZ Text Kgf-s2/m Kgf Kgf-s2/m Kgf-s2/m Kgf-s2/m ALL 582145.5392 5708897.808 582145.5392 582145.5392 582145.5392 BASE SHEAR 17269.24718 169353.4705 17269.24718 17269.24718 17269.24718
Berdasarkan SNI 03 - 1729 - 2002 ps. 15.2 - 1 bahwa, gaya geser rencana total, V, pada suatu daerah ditetapkan sebagai berikut :
Simpangan antar lantai Simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis maksimum, ∆m, dihitung sebagai berikut : ∆m = 0,7 R . ∆s Nilai R = 8,5yang diperoleh dari SNI - 1729 - 2002 tabel 15.2.1 ∆s adalah respons statis simpangan elastis struktur yang terjadi di titik - titik ( joint - joint ) kritis akibat beban gempa rencana. Simpangan elastis struktur dihitung menggunakan analisa dinamis Batasan simpangan antar lantai : T ≤ 0,7 detik
∆m ≤
T ≥ 0,7 detik
∆m ≤
2,5 100 2,0 100
h h
Batasan simpangan elastis struktur gedung : 0,03
∆s = .h 𝑅 ∆s = 30 mm
ambil nilai yang terkecil
Nilai simpangan struktur gedung diperoleh dari hasil running SAP 2000 sebagai berikut : Tabel .5.5.1.2 simpangan tiap lantai arah x dan arah y
Untuk arah x/y Nilai berat total bangunan Wt = 5708897,81 kg V1 =
C .I R .T
Wt =
0,25 .1 8,5 .1,46
5708897,81 = 115006 kg
2
Vtx = 17269,24 . 10 m/s = 172692,40 kg Vty = 17269,24 kg . 10 m/s2 = 172692,40 kg Nilai akhir respon dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat gempa rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh diambil kurang 80% nilai respon ragam yang pertama, sesuai SNI 03 - 1726 - 2002 Ps. 7.1.3
Setelah nilai simpangan diperoleh kita cek batas layan ∆s = =
0,03 .h 𝑅 0,03 . 4300 8,5
= 15,18 mm
= 1,52 cm menentukan) ∆s = 30 mm Jadi kita ambil ∆s = 15,18 mm = 1,52 cm
6
Dari tabel tersebut dapat dilihat nilai simpangan antar tingkat dalam arah X maupun arah Y tidak ada yang melebihi syarat batas layan yang telah ditentukan. Kinerja batas ultimate m ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur gedung diambang keruntuhan. Dimaksudkan untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa dan benturan antar gedung. Sesuai SNI 1729 Ps.15.4.1 simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis maksimum, ∆m ( batas layan ultimate ), dihitung sebagai berikut : ∆m = 0,7 R . ∆s Batasan simpangan antar lantai : T ≤ 0,7 detik
∆m ≤
T ≥ 0,7 detik
∆m ≤
2,5 100 2,0 100
h h
Waktu getar dasar yang terjadi T = 1,36 detik T > 0,70 detik, maka ∆m ≤ ∆m ≤
2 100
2 100
h
4300 = 86 mm = 8,6 cm
7
1000
50 1000 Gambar 5.6.2.1.1 penampang kolom komposit lantai 1 s/d 4 4D22
Gambar 5.5.1 struktur gedung Fakultas Pertanian UNRAM 1. Kolom
Ø12-250
Berikut contoh data - data perencanaan kolom lantai 1 s/d 4 Dari hasil output SAP 2000 diperoleh data - data sebagai berikut : Frame label = 1505 Lantai =1 Bentang (L) = 4,30 m Tipe = Kolom Kombinasi pembebanan = ENVELOPE Pu = - 456782,61 kg Mux = - 39525,36 kgm Muy = - 31673,47 kgm
Gambar 5.6.2.2.1 penampang kolom komposit lantai 4 s/d 7
Kolom komposit direncanakan dengan menggunakan profil K 800 . 300 . 14 . 28 dengan spesifikasi sebagai berikut : A = 534,80 cm2 d = 800 mm b = 300 mm Sx= 7592,5cm3
Ix = 303700 cm4 Iy = 315027 cm4 r = 28 mm Sy= 7740,2cm3
ix = 23,83 cm iy = 24,27 cm tw = 14 mm tf = 26 mm
Bahan : BJ 41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Beton : fc’ = 25 Mpa = 250 kg/cm2 Berat jenis beton : w = 2400 kg/m3 Tulangan sengkang terpasang : Ø12 – 250 Tulangan utama : 4 D 22 fyr : 290 MPa
550
40 550
Gambar 5.6.2.3.1 penampang kolom komposit lantai
7 s/d 10
8 2. Sambungan balok- kolom KOLOM : K 800 . 300 . 13 . 28 Kolom lantai 1 Tinggi kolom 4,3 meter BL.A : WF 300 . 200 . 8 . 12 Zx = 823 cm3, fy = 2500 kg/cm2 Balok induk interior lantai 1 Bentang 4 m BL. B : WF 700 . 300 . 13 . 20 Zx = 5414 cm3, fy = 2500 kg/cm2 Balok induk interior lantai 1 Bentang 11 m Mu
= 1,1 . Ry . Mp = 1,1 . Ry . ( Zx . fy ) = 1,1 . 1.5 . (5414 . 2500) = 22332750 kgcm = 223327,50 kgm
Vu akibat kombinasi 1,2D + 0,5L : Beban mati (D) = 2901,80 kg/m Beban hidup (L) = 1000,00 kg/m 1,2(2901,80) + 0,5(1000,00) = 3982,16 kg/m Vu1 = 3982,16(11)/2 = 21901,88 kg
Gambar 6.3.3 tampak samping sambungan balok induk ( BL.B) dengan kolom
Vu akibat Mu : Vu2 = 2/7 . 223327,50 = 63807,86 kg Vu total : Vutotal = Vu1 + Vu2 = 21901,88 kg + 63807,86 kg = 85709,74 kg Kontrol jarak baut : Jarak baut terluar ketepi pelat yang terbebani (S1) : 1,5db ≤ S1≤ (4tp+ 100) atau 200 mm 33 mm ≤ S1≤ 140 mm atau 200 mm Jadi digunakan S1 = 50 mm Jarak baut terluar ketepi pelat yang tak terbebani (S2) : 1,25db ≤ S2 ≤ 12tp atau 150 mm 27,50mm ≤ S2 ≤ 120 mm atau 150 mm jadi digunakan S2 = 50 mm Jarak baut antara baut ( S ) 3db ≤ S ≤ 15 tp 66 mm ≤ S ≤ 150mm jadi digunakan S = 80 mm
Gambar 6.3.4 tampak depan sambungan balok induk ( BL.B) dengan kolom
9 3. Sambungan kolom- kolom lt. 4 - lt. 5 Sambungan kolom yang direncanakan pada lantai 5, berdasarkan hasil SAP 2000 diperoleh gaya – gaya yang bekerja : Frame = 1905 Kombinasi = ENVELOPE Tinggi = 430 cm Pu = 254192,34 kg Vux = 2155,15 kg Vuy = 14891,48 kg
Gambar 6.4.1 posisi kolom yang ditinjau terhadap portal bangunan Dari SNI 03-1729-2000 ps. 15.5.2 diperoleh: Mu= Ry. fy. Z Ry = 1.5untuk mutu profil baja BJ 41 atau yang lebih kecil dan Z diperoleh dari perhitungan kontrol profil kolom Maka: K 600 . 200 . 13 . 24 Mux = 1,5 . 2500 kg/cm2 . 2243,01 cm3 = 8411287,50 kgcm Muy = 1,5 . 2500 kg/cm2 . 2602,44 cm3= 9759150,00 kgcm K 800 . 300 . 14 . 26 Mux = 1,5 . 2500 kg/cm2 . 5419,71 cm3= 20323912,50 kgcm Muy = 1,5 . 2500 kg/cm2 . 5786,75 cm3= 21700312,50 kgcm BJ 41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Alat penyambung : Baut tipe A490 (tanpa ulir pada bidang geser) : fu = 150 ksi = 150/1 . 70,3 kg/cm2 = 10545 kg/cm2 Ø 28 mm ; Ab = ¼ . π . 2,82 = 6157 cm2 Pelat penyambung : Tebal 15 mm Pelat pengisi : Tebal 85 mm BJ 50 ; fu = 5000 kg/cm2 ; fy = 2900 kg/cm2
Gambar 6.4.2 sambungan Antar Kolom Lantai 4 & 5
10 4. Sambungan kolom- kolom lt. 3 - lt. 4 Sambungan kolom yang direncanakan pada lantai 3, berdasarkan hasil SAP 2000 diperoleh gaya – gaya yang bekerja : Frame = 1729 Kombinasi = ENVELOPE Tinggi = 430 cm Pu = 355278,45 kg Vux = 2877,85 kg Vuy = 18223,38 kg
Gambar 6.4.3 posisi kolom yang ditinjau terhadap portal bangunan Dari SNI 03-1729-2000 ps. 15.5.2 diperoleh: Mu= Ry. fy. Z Ry = 1.5untuk mutu profil baja BJ 41 atau yang lebih kecil dan Z diperoleh dari perhitungan kontrol profil kolom Maka: K 800 . 300 . 14 . 26 Mux = 1,5 . 2500 kg/cm2 . 5419,71 cm3= 20323912,50 kgcm Muy = 1,5 . 2500 kg/cm2 . 5786,75 cm3= 21700312,50 kgcm BJ 41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Alat penyambung : Baut tipe A490 (tanpa ulir pada bidang geser) : fu = 150 ksi = 150/1 x 70,3 kg/cm2 = 10545 kg/cm2 Ø 28 mm ; Ab = ¼ . π . 2,82 = 6157 cm2 Pelat penyambung : Tebal 15 mm
Gambar 6.4.4 sambungan Antar Kolom Lantai 3 & 4 5. Desain base plate Perencanaan base plate dibawah ini menggunakan fixed basedari katalog P.T Gunung Garuda untuk profil K 800 . 300 . 14 . 26 dengan data - data sebagai berikut : No. part = BMK - 17 H = 100 cm B = 100 cm tp = 5,5 cm Dari output SAP 2000 gaya yang bekerja pada perletakan adalah : Pu = 407386,83 kg Mux = 4121,20 kgm Muy = 210960,63 kgm Hx = 8254,21 kg Hy = 9060,96 kg
11
Perhitungan Jumlah Baut Angkur Direncanakan diameter baut : D34 mm fu = 5000 kg/cm2 φRn= 0.75 . fub . (0,5 Ab) = 0,75 . 5000(0.5 . ¼ . π .3,42) = 17023,51 kg n >
tu ɸ Rn
=
126710 ,67 17023 ,51
= 7,44
Digunakan baut angker 16 buah, agar pembagian merata serta panjang baut angker tak terlalu panjang
Perhitungan Tebal Plat Baja t ≥ 2,108
Tu .(h′− we) fy .B
≥ 2,108 . 1,74 5,5 cm > 3,68 cm ......... OK
Perhitungan Panjang Baut Angker Tu pada baut angkur =
126710 ,67 16
= 7919,42 kg
Dimana : Tu = Gaya pada tiap baut angkur D = Diamater baut angkur L = Panjang baut angkur τ = Gaya lekatan baut angkur =
fc ' 300 = 17,32
Tu
= 0.9 . π . D . L . τ
L
= =
L
Tu 0.9. .D. 7919,42
0,9 . 𝜋 . 3.4 . 17,32
= 47,56 cm ≈ 60 cm
Jadi panjang angker digunakan 60 cm
Digunakan baut angker diameter D34 dengan panjang 940 mm 6. Pondasi Dari hasil perhitungan denagan program bantu SAP 2000 diperoleh gaya - gaya pada perletakan sebagai berikut : Axial : Beban mati (D) = 266533,50 kg Beban hidup (L) = 74432,11 kg Pn = 340965,61 kg Momen : Mux = 45043,29 kgm Muy = 52479,48 kgm Gaya horizontal : Hx = 4980,58 kg Hy = 12885,04 kg
Dari data tanah yang diperoleh, tanah termasuk tanah keras monolayer maka direncanakan menggunakan tiang tipe Bore pile , dengan spesifikasi rencana sebagai berikut : - Pile Diameter : 800 mm - Mutu beton (f'c) : 25 MPa - Panjang : 4000 mm - Selimut beton : 50 mm - Kedalaman : 5000 mm Direncanakan menggunakan poer dengan tebal 1000 mm Perhitungan jarak tiang berdasarkan Dirjen Bina Marga Dept.PU Untuk jarak antar tiang : 2,5D ≤ S ≤ 3D 2,5 ( 800 ) ≤ S ≤ 3 (800) 2000 mm ≤ S ≤ 2400 mm Ambil S = 2200 mm Data - data perencanaan tiang :
Dimensi sloof
: Diameter
= 800 mm
Kedalaman Mutu bahan
: Ag : L : fc'
= 502654,82 mm2 =5m = 25 MPa
Selimut beton Tulangan utama Tulangan sengkang
: fy : : :
= 400 MPa = 50 mm = D 22 = ø 10
Tinggi efektif . 22)
:
= 800 - (50 + 10 + 2 = 729 mm
1
Beban aksial (P total ) diterima oleh 1 tiang :
Gambar 6.5.1.1 desain base plate
Beban nominal yang bekerja Berat sendiri poer : 5 . 5 . 1 . 2400 Berat Sloof : 0,3 . 0,5 .6,25 . 2400 Berat axial kolom : ƩP
= 60000,00 = 2250,00 =340965,61 =403215,61
kg kg kg
12 Ptot
=
Ʃ𝑃 n
+
Mx Yi ƩYi 2
+
My .xi Ʃxi 2
Dimana ƩP = 403215,61 kg Mx = Mux + (Hx . tpoer ) = 45043,29 + (4980,58 . 1 ) = 50023,87 kgm My = Muy + (Hy . tpoer) = 52479,48 + (12885,04 . 1) = 65364,52 kgm Yi = 2,2 m Xi = 2,2 m Ʃ Xi2 = 4(1,1)2 = 4,84 m2 Ʃ Xi2 = 4(1,1)2 = 4,84 m2 Sehingga diperoleh : Ptot
=
403215 ,61 4
+
50023 ,87 . 2,2 4,84
+
65364 ,52 . 2,2 4,84
= 100803,90 + 22738,12 + 29711,15 = 153253,17 kg 153253,17 kg < P ijin = 225836,15 kg .......................OK Momen (M ) yang diterima oleh 1 tiang Mx = 4,8 . 4980,58 = 23906,78 kgm My = 4,8 . 12885,04 = 61848,19 kgm Cek Interaksi kolom dengan menggunakan program spColumn, yang hasilnya dapat diperoleh :
Gambar 7.5.3 rencana pondasi tiang bore pile DAFTAR PUSTAKA
P ( kN) 10000 (Pmax)
1.
Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Perhitungan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002).
2.
Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Perhitungan StrukturBeton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002).
Dari diagram interaksi untuk : f'c = 25 MPa fy = 400 ρ = 1,386 %
3.
Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempauntuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002).
Dipasang tulangan utama : 18 D 22 (6966 mm2) Jarak antar tulangan utama : 92,20 mm Dipasang tulangan sengkang spiral : ø 10 - 150 mm
4.
Dapartemen Pekerjaan Umum. Peraturan Pembebanan Indonesian untuk Gedung (PPIUG) 1988.
5.
Salmon, G. Charles & F,.Johnson, John 1997.Struktur BajaDesain dan Prilaku Jilid 2 Edisi kedua. Diterjemahkan oleh : Ir. Wira M.S.CE. Jakarata : Erlangga.
6.
Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Jakarta : Erlangga.
7.
Mulanto, Sri. 2010. Analisa Struktur Bangunan dan Gedung dengan SAP 2000 Versi 14. Yogyakarta : C.V ANDI OFFSET
fs=0
fs=0.5fy
1
0
1200 M x ( k N m)
-3000
(Pmin)
