STUDI PERBANDINGAN PENGGUNAN PROFIL CIRCULAR HOLLOW SECTIONS DENGAN SQUARE HOLLOW SECTIONS PADA RANGKA UTAMA BANGUNAN BAJA GUDANG
MAKALAH TUGAS AKHIR
RC09-1380
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG GRAHA PENA SURABAYA DENGAN METODE FLAT SLAB
M. HASAN TAUFIQ NRP 3105 100 116
DOSEN PEMBIMBING Ir. KURDIAN SUPRAPTO, MS
JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG GRAHA PENA SURABAYA DENGAN METODE FLAT SLAB Nama Mahasiswa NRP Jurusan Dosen Pembimbing
: M. Hasan Taufiq : 3105 100 116 : Teknik Sipil FTSP - ITS : Ir. Kurdian Suprapto, MS ABSTRAK
Bangunan yang dibangun menggunakan SRPM dengan balok interior di wilayah gempa menengah masih mempunyai kekurangan jika dibandingkan dengan SRPM tanpa balok interior, ditinjau dari segi ekonomi dan tinggi gedung. Dari segi ekonomi, diperlukan biaya untuk beton, besi dan bekisting untuk komponen balok. Dari segi tinggi gedung, SRPM dengan balok interior mempunyai tinggi lebih jika dibandingkan dengan SRPM tanpa balok interior. Flat slab/lantai cendawan adalah suatu sistem bangunan tanpa balok, namun balok-balok tepi pada tepi-tepi luar lantai boleh jadi ada atau tidak ada. Flat slab mempunyai kekuatan gaya geser cukup dengan adanya salah satu atau kedua hal berikut : (a) drop panel, pertambahan tebal pelat di dalam daerah kolom; atau (b) kepala kolom (column capital), pelebaran yang mengecil dari ujung kolom atas. Untuk menahan beban gempa di wilayah gempa 3, flat slab direncanakan sebagai struktur rangka pemikul momen menengah (SRPMM). Sistem struktur dalam menerima beban gempa berperilaku dengan mekanisme lentur. Dari hasil analisa, drop panel mempunyai peranan penting dalam menahan momen tumpuan yang besar serta gaya geser pelat di sekitar kolom. Jumlah pondasi tiang pancang yang dibutuhkan kolom eksterior lebih banyak dibandingkan kolom interior. Kata kunci : flat slab, SRPMM.
5. Bagaimana melakukan analisa struktur gedung yang dibangun dengan metode flat slab? 1.3 TUJUAN Tujuan yang ingin dicapai dalam merencanakan ulang gedung ini dengan metode flat slab adalah : 1. Mengetahui asumsi transfer beban pada struktur dengan metode flat slab. 2. Mendapatkan dimensi plat dengan drop panel dan kolom dengan metode flat slab. 3. Mendapatkan dimensi pondasi yang mampu mentransfer beban struktur ke tanah. 4. Mampu mengetahui analisa struktur gedung yang dibangun dengan metode flat slab. 5. Mendapatkan perancangan struktur gedung yang daktail. 1.4 BATASAN MASALAH 1. Perencanaan ini tidak memperhitungkan segi arsitektur. 2. Perencanaan ini tidak membandingkan dari segi ekonomi terhadap sistem struktur awal gedung. 3. Perhitungan struktur menggunakan program bantu ETABS versi 9. 1.5 MANFAAT 1. Dapat dijadikan alternatif desain struktur gedung bertingkat. 2. Penghematan biaya proyek jika dibandingkan dengan SRPM dengan balok yang dibangun di wilayah gempa ≤ 3.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Gedung yang dibangun dengan sistem rangka pemikul momen (SRPM) dengan balok masih mempunyai kekurangan bila ditinjau dari segi tinggi per lantai dan ekonomi. Dari segi tinggi per lantai, tinggi gedung sedikit berkurang dikarenakan finishing plafond (jika diperlukan) untuk menutup atap karena adanya balok. Finishing dilakukan untuk memperindah tampilan gedung. Dari segi ekonomi, beton yang diperlukan untuk membentuk struktur lebih banyak karna adanya balok jika dibandingkan dengan SRPM tanpa balok. Ditambah lagi biaya untuk keperluan bekisting balok. Salah satu solusi yang digunakan untuk menutupi kekurangan SRPM dengan balok adalah penggunaan metode flat slab. Struktur flat slab merupakan struktur gedung tanpa menggunakan balok. Ada penebalan plat di sekitar kepala kolom yang disebut dengan drop panel. Di ujung kepala kolom bisa dibuat semakin membesar atau tidak. Fungsi keduanya adalah untuk menahan geser pons dan momen negative tumpuan karna tidak adanya balok. Keunggulan dari flat slab jika dibandingkan dengan SRPM dengan balok adalah lantai yang didapatkan terasa lebih luas dan tinggi karna jika dibutuhkan, tidak perlu finishing dengan plafond; hemat biaya proyek karna mengurangi pemakaian beton dan bekisting untuk elemen balok. 1.2 RUMUSAN MASALAH Dalam merencanakan gedung graha pena dengan metode flat slab, permasalahan yang timbul selama perencanaan yaitu : 1. Bagaimana merencanakan transfer beban pada struktur dengan tidak adanya balok? 2. Bagaimana merencanakan dimensi plat dengan drop panel menggunakan metode flat slab? 3. Bagaimana merencanakan pondasi yang mampu mentransfer beban struktur ke tanah? 4. Bagaimana merencanakan sistem struktur daktail yang mampu menahan beban gempa menengah?
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Slab Dalam konstruksi beton bertulang, slab digunakan untuk menyediakan permukaan rata dengan berbagai macam penggunaan. Sebuah slab beton bertulang haruslah luas, slab datar, biasanya horizontal dengan permukaan atas dan bawah parallel. Slab bisa jadi didukung oleh balok beton bertulang (biasanya dicor secara monolit dengan balok), dinding beton bertulang, baja struktural, langsung dengan kolom, atau langsung ke tanah (Nilson 2004). Slab mungkin didukung hanya pada dua sisinya, seperti ditunjukkan gambar 2.1a, yang aksi struktural slabnya hanya terjadi pada satu arah (slab satu arah). Ini terjadi karna
1
perbandingan bentang terpanjang dengan bentang terpendek plat lebih besar dua. Beban-beban yang terjadi sebagian besar disalurkan ke balok terpanjang, balok terpendek menerima sebagian kecil beban secara langsung. Bila perbandingan bentang panjang terhadap bentang pendek seperti pada gambar 2.1b kurang pada sekitar dua. Permukaan lendutan dari slab akan mempunyai dua lendutan. Beban lantai dipikul dalam kedua arah oleh balok pendukung sekeliling slab, dengan demikian plat menjadi suatu slab dua arah (Wang dan Salmon 1989).
a. Slab satu arah
2.2
Kolom Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktural yang memikul beban dari balok (jika ada). Kolom meneruskan beban-beban dari elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui pondasi. Karna kolom merupakan komponen tekan, maka keruntuhan pada satu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan collapse (runtuhnya) lantai yang bersangkutan, dan juga runtuh total seluruh strukturnya. Oleh karena itu, dalam merencanakan kolom perlu diwaspadai, yaitu dengan memberikan kekuatan cadangan yang lebih tinggi daripada yang dilakukan pada balok dan elemen struktural horisontal lainnya, terlebih lagi karna keruntuhan tekan tidak memberikan peringatan awal yang cukup jelas (Nawy 1985). 2.3 Analisa Struktur Flat Slab Dalam melakukan analisa struktur, ada alternatif dua metode yang bisa digunakan, yaitu metode perencanaan langsung dan metode rangka ekivalen. Asumsi yang digunakan dalam analisa adalah bahwa bidang vertikal memotong simetri seluruh segi empat dalam denah bangunan bertingkat banyak, baik arah x maupun arah y di tengah-tengah jarak kolom. Dengan potongan ini diperoleh sebuah rangka (frame) dalam arah x maupun y. Solusi yang berupa rangka ideal yang terdiri atas balok horisontal atau slab ekuivalen dan kolom-kolom tumpuannya memungkinkan slab untuk dihitung sebagai bagian dari balok pada rangka tersebut (Nawy 1985).
b. Slab dua arah
BAB III METODOLOGI
d. Flat Plate
c. Flat Slab
3.1
Pengumpulan Data Data-data perencanaan secara keseluruhan mencakup data umum bangunan, data bahan dan data tanah. Data Umum Bangunan 1. Nama gedung : Gedung Graha Pena 2. Lokasi :Jl.A.Yani, Surabaya 3. Fungsi : Perkantoran 4. Zona gempa : 3 ( menengah ) 5. Jumlah lantai : 11 lantai 6. Tinggi Bangunan : 43,75 m 7. Ketinggian basement: 3,75 m 8. Ketinggian lantai 1-10: 4 m 9.Struktur utama :Struktur beton bertulang Data Bahan :
e. Wafel Slab Gambar 2.1 Tipe-tipe Pelat
2
Kekuatan tekan beton (f’c) = 30 MPa Tegangan leleh baja (fy) = 400 Mpa Data Tanah Data tanah digunakan untuk merencanakan pondasi gedung. 3.2 Preliminary Design 3.2.1 Perencanaan Dimensi Pelat dan Drop Panel
diambil h = 230 mm Jadi tebal pelat untuk keseluruhan lantai direncanakan h = 230 mm 300
95
300
95
15
L1
LA / 6
L2
LB / 6
Keterangan : 1 1 tx y 4 4
23
95
Gambar 4.1 Dimensi pelat, drop panel, kolom 4.2 Perencanaan Dimensi Balok hmin =
1 l 16
Balok dengan L = 800 cm hmin =
1 x 800 16
= 50 cm b
Keterangan : A 1= B 1= 0,25 L1 A 2= B 2= 0,25 L1 2A1=2A2= Jalur kolom 2B1=2B2= Jalur tengah
3.2.2
Perencanaan Dimensi Balok Menurut SNI 03-2847-2002 tabel 8 : balok pada 2 tumpuan sederhana memiliki tebal minimum (bila lendutan tidak dihitung) : hmin
5.1
1 = L 16
a. Untuk struktur ringan dengan berat jenis 1500 Kg/m3 – 2000 kg/m3, nilai diatas harus dikalikan dengan (1,65 – (0,0003)Wc) tetapi tidak kurang dari 1,09. b. Untuk fy selain 400 Mpa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy/700)
diambil h = 70 cm
1 = h 2 1 = x 70 = 35 cm diambil b = 40 cm 2 BAB V PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER Data – data perencanaan : a. Mutu beton ( fc’) : 30 b. Mutu Baja (fy) : 400 c. Panjang horisontal tangga: 322 d. Lebar tangga : 125 e. Tebal pelat dasar tangga: 15 f. Lebar bordes : 100 g. Tebal pelat bordes : 15 h. Tebal selimut beton : 20 l. Tinggi injakan ( t ) : 18 m. Lebar injakan ( i ) : 30 300
BAB IV PERENCANAAN DIMENSI STRUKTUR 4.1
Mpa Mpa cm cm cm cm cm mm cm cm
100
30 18 200
Perencanaan Dimensi Pelat
322
ln 8000 h= 222,22 mm 36 36
turun
15
naik
32° 100
3
10
10
125
10
125
322
18
c. Gaya Normal (N) NB-C = 0 Kg Penulangan Lentur Pelat Tangga Mu = 30133500 Nmm
30 15 q1 =1391,65 Kg/m
Rn
q2 =1051,2 Kg/m
2
B
C
ρ = 200
=
A
322
Mx1 0 x1 VA – ( q1 x X1) = 0
V A 2896,04 2,08 m < 3,22 m q1 1391,65
Maka momen maksimum terjadi dititik X1 = 2,08 m Mmax = VA x X1 – (0,5 x q1 x X12) = 3013,35 Kgm Titik A , MA = 0 kg.m MCkiri = 2110,66 Kgm b. Gaya Lintang (D) Dx = VA cos 30,96°– (q1 cos 30,96°x X1) Titik A (X1 = 0) ;DA = 2483,43 Kg Titik C (X1 = 3,22) ;DC = -1359,24 Kg c. Gaya Normal (N) Titik A ;NA = -VA sin 30,96° = -1489,84 Kg Titik C ;NC = -VA sin 30,96° + q1 sin 30,96° x 3,22 = 815,42 Kg Pelat Bordes C – B ( 1 m) a. Gaya Momen (M) MCkanan
= VB x X2 –
1 2 m Rn 1 - 1 m fy 1 2 15,69 2,45 1 - 1 15,69 400
= 0,0065 ternyata ρmin = 0,0035 < ρ < ρmax = 0,025 dipakai ρ = 0,0065 Asperlu = ρ.b.d = 0,0065 x 1000 x 124 = 806 mm2 Digunakan Tulangan Lentur Ø12 - 135 Asada = 830 mm2 > Asperlu = 806 mm2 Ok Tulangan Pembagi = 0,0018 x 1000 x 124 = 223,2 mm2 Pakai tulangan Ø8- 200( 251 mm2 ) Penulangan Lentur Pelat Bordes Mu = 21092800 Nmm
100
Pelat Tangga A-C ( 3,22 m) a. Gaya Momen (M) Mx1 = VA x X1 – (0,5 x q1 x X12) Momen Maksimum bila :
X1 =
Mu 30133500 2,45 N/mm 2 bd 0,8 x1000 124 2
Rn ρ =
=
Mu 21092800 1,71 N/mm2 2 bd 0,8 x1000 124 2
1 2 m Rn 1 - 1 m fy
1 2 15,69 1,71 1 - 1 15,69 400
= 0,0044 ternyata ρmin = 0,0035 < ρ < ρmax = 0,025 dipakai ρ = 0,0044 Asperlu = ρ.b.d = 0,0044 x 1000 x 124 = 545,6 mm2 Digunakan Tulangan Lentur Ø12 - 200 Asada = 565 mm2 > Asperlu = 545,6 mm2 Ok Tulangan Pembagi = 0,0018 x 1000 x 124 = 223,2 mm2 Pakai tulangan Ø8- 200 ( 251 mm2 )
1 q2 x X22 2
= 2109,28 Kgm b. Gaya Lintang (D) Titik B DBkiri = -VB = 2634,88Kg Titik C DCkanan = - 2634,88 + (1 x 1051,2) = - 1583,68 Kg
4
BAB VI PEMBEBANAN DAN ANALISA BEBAN GEMPA
Lantai
9 35.75 124.035 9.453 21.82 OK 8 31.75 114.582 11.742 21.82 OK 7 27.75 102.840 13.916 21.82 OK 6 23.75 88.925 15.817 21.82 OK 5 19.75 73.107 17.275 21.82 OK 4 15.75 55.832 18.016 21.82 OK 3 11.75 37.817 17.469 21.82 OK 2 7.75 20.348 14.334 21.82 OK 1 3.75 6.013 6.013 20.45 OK 6.1.2 Kinerja Batas Ultimate Sesuai SNI 1726 Pasal 8.2.1 simpangan dan simpangan antar-tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu faktor pengali () sebagai berikut:
Tabel 6.1 Berat Bangunan Total Wl (reduksi Wd Jumlah 20%) (kg) (kg) (kg)
Lantai 11 2182806.4 179200 2362006.4 Lantai 10 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 9 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 8 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 7 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 6 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 5 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 4 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 3 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 2 2637206.4 430080 3067286.4 Lantai 1 2584214.4 430080 3014294.4 Berat bangunan keseluruhan 32981878.4 6.1.1 Kinerja Batas Layan Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps 8.1.2, untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui 0.03 dikali R tinggi antar tingkat atau dibatasi sebesar 30 mm diambil nilai yang terkecil. Nilai R didapat sebesar 5,5 (SRPMM). Sehingga batasan Simpangan Batas Layan gedung didapat : - Untuk h = 3,75 m :
Untuk gedung tidak bearturan 0.7 R FS
-
ζx = -
Δs = 0,03 hi 0,03 4 R 5,5 = 0,02182 meter = 21,82 mm Tabel 6.2 Analisa ∆s Akibat Gempa Arah X Drift Drift Δs Syarat Δs Lantai hx drift tiap antar Ket ke (m) tingkat tingkat Δs 11 10
43.75 136.818 39.75 131.290
(mm)
(mm)
5.529 7.254
21.82 21.82
0,7 R 0,7 5,5 1,75 Faktor Skala 2,2
Maka nilai ∆m tiap lantai = ζy ∆s Pada KBU syarat besarnya drift : - Untuk lantai dengan h = 3,75 m yang terjadi adalah, Syarat m = 0,02 × 3,75 meter = 0,075 meter = 75 mm - untuk lantai dengan h = 4 m yang terjadi adalah, Syarat m = 0,02 × 4 meter = 0,08 meter = 80 mm Tabel 6.3 Analisa ∆m Akibat Gempa Arah X Drift Drift Syarat Δs Δm Lantai hx drift antar antar Ket ke (m) tingkat tingkat Δm
= 0,02045 meter = 20,45 mm Untuk h = 4 m :
(mm)
0,7 R 0,7 5,5 1,79 Faktor Skala 2,15
maka nilai ∆m tiap lantai = ζx ∆s Arah y ζy =
Δs = 0,03 hi 0,03 3,75 R 5,5 -
Arah x
11 10 9 8 7 6 5
OK OK
5
43.75 39.75 35.75 31.75 27.75 23.75 19.75
(mm)
(mm)
(mm)
5.529 7.254 9.453 11.742 13.916 15.817 17.275
9.896 12.985 16.921 21.018 24.909 28.313 30.922
80 80 80 80 80 80 80
OK OK OK OK OK OK OK
4 3 2 1
15.75 18.016 32.248 11.75 17.469 31.270 7.75 14.334 25.658 3.75 6.013 10.764
80 80 80 75
Tulangan bawah minimum yang harus dipasang menerus sepanjang bentang arah x = 1/3 x As = 1/3 x 4502,1 = 1500,7 mm2 As’ = ’x b x d = 0,0066 x 1000 x 349 = 2303,4 mm2 > 1500,7 mm2 (OK) Digunakan tulangan D 22 – 160 (As = 2376 mm2) Lapangan Mu = 12536,52 kgm = 125365200 Nmm
OK OK OK OK
BAB VII PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER 7.2.1 Perencanaan Lentur Pelat data- data sebagai berikut : Mutu beton ( fc’ ) = 30 Mpa Mutu baja tulangan ( fy ) = 400 Mpa h pelat = 23 cm h drop panel = 15 cm Ukuran plat = 800 x 800 cm2 Ukuran drop panel = 300 x 300 cm2 7.2.2 Penulangan Lajur Kolom Pelat 7.2.2.1 Daerah Tumpuan dan Lapangan Arah x Tumpuan Mu = 46961,81 kgm = 469618100 Nmm
As ' 0,5 As (1 ) Mu (1 0,50) 125365200 Rn 1,98 bd 2 0,8 1000 199 2
ρ =
=
As ' 0,5 As (1 ) Mu (1 0,50) 469618100 Rn 2,41 bd 2 0,8 1000 349 2
=
=
’ =
Mu fy (d d ' )bd 0,50 125365200 = 0,8 400 (199 31) 1000 199
0,0059 = ρ + ’ = 0,0052 + 0,0059 = 0,011 As = x b x d = 0,011 x 1000 x 199 = 2189 mm2 Digunakan tulangan D 22 – 170 (As = 2236 mm2) As’ = ’x b x d = 0,0059 x 1000 x 199 = 1174,1 mm2 Digunakan tulangan D 16 – 170 (As = 1182 mm2) Rekapitulasi tulangan lentur pelat Arah x Tulangan tumpuan lajur kolom : Tulangan atas : D22-80 Tulangan bawah: D22-160 Tulangan lapangan lajur kolom : Tulangan atas : D16-170
1 2 15,69 2,41 1 - 1 15,69 400
= 0,0063 ’ =
1 2 15,69 1,98 1 - 1 15,69 400
= 0,0052
=
1 2 m Rn ρ = 1 - 1 m fy
1 2 m Rn 1 - 1 m fy
Mu fy (d d ' )bd 0,50 469618100 0,8 400 (349 31) 1000 349
= 0,0066 = ρ + ’ = 0,0063 + 0,0066 = 0,0129 As = x b x d = 0,0129 x 1000 x 349 = 4502,1 mm2 Digunakan tulangan D 22 – 80 (As = 4751 mm2) Tulangan atas minimum yang harus dipasang menerus sepanjang bentang arah x = ¼ x As = ¼ x 4502,1 = 1125,53 mm2
6
Tulangan bawah: D22-170 Tulangan tumpuan lajur tengah : Tulangan atas : D22-80 Tulangan bawah: D22-155 Tulangan lapangan lajur tengah : Tulangan atas : D22-160 Tulangan bawah: D22-85 Arah y Tulangan tumpuan lajur kolom : Tulangan atas : D22-85 Tulangan bawah: D22-170 Tulangan lapangan lajur kolom : Tulangan atas : D16-170 Tulangan bawah: D22-170 Tulangan tumpuan lajur tengah : Tulangan atas : D22-90 Tulangan bawah: D22-170 Tulangan lapangan lajur tengah : Tulangan atas : D16-145 Tulangan bawah: D22-145 7.3 Perencanaan Balok Tepi 7.3.1 Data Perencanaan fc = 30 MPa fy = 400 Mpa h = 700 mm b = 400 mm Dtul. longitudinal = 25 mm Dsengkang = 10 mm d’ = 40 + 10 + ½ 25 = 62,5 mm dx = h – d’ = 700 – 62,5 = 637,5 mm 7.3.2 Penulangan Daerah Tumpuan Kiri Balok Tepi Memanjang Akibat Gempa ke Kanan Mu = + 37245,761 kgm = + 372457610 Nmm = 0,50
Rn
(1 ) Mu (1 0,50) x372457610 1,43 bd 2 0,8 x 400 637,5 2
ρ =
1 2 m Rn 1 - 1 m fy
=
1 2 15,69 1,43 1 - 1 15,69 400
= 0,0037 ’ = =
Mu fy (d d ' )bd 0,50 x372457610 0,8 x 400 x(637,5 62,5) x 400 x637,5
7
= 0,0040 = ρ + ’ = 0,0037 + 0,0040 = 0,0077 ternyata ρmin < ρ < ρmax = 0,025 dipakai ρ = 0,0077 As = x b x d = 0,0077 x 400 x 637,5 = 1963,5 mm2 Digunakan Tulangan Lentur 5 D25 Asada = 2455 mm2 > Asperlu = 1963,5 mm2 (Ok) As’ = ’ x b x d = 0,0040 x 400 x 637,5 = 1020 mm2 Digunakan Tulangan Lentur 3 D25 As’ada = 1473 mm2 > As’perlu = 1020 mm2 ( Ok) Rekapitulasi tulangan lentur pada daerah tumpuan kiri Tulangan atas = 6 D25 (As = 2946 mm2 ) Tulangan bawah = 5 D25 (As = 2455 mm2 ) Rekapitulasi tulangan lentur pada daerah lapangan Tulangan atas = 2 D25 (As = 982 mm2 ) Tulangan bawah = 2 D25 (As = 982 mm2 ) Rekapitulasi tulangan lentur pada daerah tumpuan kanan Tulangan atas = 7 D25 (As = 3437 mm2 ) Tulangan bawah = 4 D25 (As = 1964 mm2 ) 7.3.3 Penulangan Geser Balok Tepi Syarat spasi maksimum tulangan geser balok sepanjang 2h dari muka kolom menurut SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.4(2) : s < d/4 = 637,5/4 = 159,375 mm s < 8Ø tulangan memanjang = 8 x 25 = 200 mm s < 24Ø tulangan sengkang = 24 x 10 = 240 mm s < 300 mm Sengkang pertama harus dipasang tidak lebih lebih dari 50 mm dari muka tumpuan. Dan menurut SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.4(3) sengkang harus dipasang di sepanjang bentang balok dengan spasi tidak melebihi : d/2= 637,5/2 = 318,75 mm Vu = 389,622 kN
Vc =
7.4.1 Kolom Eksterior
1 x fc' xbwxd 6
Perhitungan penulangan memanjang kolom menggunakan program bantu PCACOL v3.64 sebagai berikut :
= 1 x 30 x 400 x637,5 6 = 232782,09 N = 232,78209 kN 0.5ΦVc = 0.5x0.75x232,78209 = 87,293 kN Karena Vu > 0.5ΦVc maka perlu penulangan geser Harus disediakan tulangan geser. V 389,622 Vn = u 519,496 kN 0,75 Vs = Vn -Vc = 519,496 – 174,59 = 344,906 kN = 344906 N Diameter sengkang = 10 mm, direncanakan 2 kaki.
9865,7 kN
2351 kNm
1 x 102 = 157 mm2 ; fy = 400 Mpa 4 Asxfyxd 157 x 400 x637,5
As = 2 x S =
=
Vs
344906
Gambar 7.3 Diagram Interaksi Kolom Eksterior Lt. 2 Berdasarkan kombinasi beban di atas, tulangan memanjang sebanyak 1,36 % atau 24D25. Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 03-2847-2002 pasal 12.9 yaitu antara 1 % - 8 % telah terpenuhi. 7.4.2 Kolom Interior Perhitungan penulangan memanjang kolom menggunakan program bantu PCACOL v3.64 sebagai berikut :
= 116,075
mm pakai jarak sengkang 115 mm Vs
=
Asxfyxd s
=
157 x 400 x637,5 = 115
348130,43 N Kontrol kuat geser Vs tidak boleh diambil lebih besar dari Vs max Berdasarkan SNI 03-28472002 pasal 13.5.6.8 : 2 2 Vs max b d f ' 400 637,5 w c 3 3
30
= 931128,35 N > 348130,43 N ....OK
Juga SNI 03-2847-2002 pasal 13.5.4.3 : 1 Vs .bw .d fc' 3
1190 kN
1 348130,43 N < 400 637,5 30 3 348130,43 N < 465564,17 N ....OK
1861 kNm
Gambar 7.5 Diagram Interaksi Kolom Interior Lt. 2 Berdasarkan kombinasi beban di atas, tulangan memanjang sebanyak 1,03 % atau 24D22. Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 03-2847-2002 pasal 12.9 yaitu antara 1 % - 8 % telah terpenuhi.
Maka : (Vc + Vs) = 0,75 (232782,09 + 348130,43) = 435684,39 N > Vu = 389622 N OK Jadi dipasang Ø10 - 115 mm sepanjang 2h = 2.700 = 1400 mm 7.4 PENULANGAN KOLOM Dimensi kolom = 950 x 950 mm2 Mutu beton, fc’ = 30 MPa Mutu baja, fy = 400 MPa Diameter tul utama = D25 mm Diameter tul sengkang = Ø12 mm
8
BAB VIII PERENCANAAN STRUKTUR BAWAH
=
= 0,000987 ρ < ρmin pakai ρmin = 0,0035 As = x b x d = 0,0035 x 1000 x 242 = 847 mm2 Digunakan tulangan D16 – 200 (As = 1005 mm2) 8.2 Perencanaan Pondasi Kolom 8.2.1 Perencanaan Pondasi Kolom Eksterior Spesifikasi tiang pancang yang akan digunakan adalah sebagai berikut: Diameter : 600 mm Tebal : 100 mm Type :C Allowable axial : 211,6 ton Bending Momen crack : 29 ton m Bending Momen ultimate : 58 ton m Reaksi-reaksi perletakan eksterior adalah sebagai berikut : D : 1044,539 ton Mx : 103,397 ton m My : 156,005 ton m Hx : 69,896 ton Hy : 18,109 ton
8.1 Perencanaan Pelat Lantai Basement Pembebanan qu = 1,2D + 1,6L = 1,2 (γw – 0,27x2400) + 0 = 1,2 (1000 - 648) = 422,4 kg/m 2
qu . 2 . n 8 422,4.8.(8 0,95) 2 = = 20994,34 kgm 8
Mo =
Tabel 8.1 Momen distribusi pada pelat basement Momen Momen negatif positif 13646.32 7348.02 Mu (kgm) 75% 75% Faktor distribusi Momen rencana 10234.74 5511.01 lajur kolom (kgm) Momen rencana 3411.58 1837 lajur tengah (kgm) Penulangan Lajur Kolom Tumpuan Mu = 10234,74 kgm = 102347400 Nmm
Rn ρ =
Mu 102347400 2,18 2 bd 0,8 1000 242 2
AP 0,25 D 2 0,25 0,6 2 0,2826 m 2 K = 25 t/m2 (untuk tanah dominan lanau berpasir) Q P N p K A p 37,67 25 0,2826 266,14 ton
1 2 m Rn 1 - 1 m fy
AS H D 2 13 0,6 2 14,70 m 2
1 2 15,69 2,18 1 - 1 = 15,69 400
N 18,86 QS S 1 AS 1 14,70 107,11 ton 3 3
= 0,0057 ρ > ρmin pakai ρ = 0,0057 As = x b x d = 0,0057 x 1000 x 242 = 1379,4 mm2 Digunakan tulangan D16 – 145 (As = 1387 mm2) Penulangan Lajur Tengah Mu = 1837 kgm = 18370000 Nmm
Rn ρ =
1 2 15,69 0,392 1 - 1 15,69 400
QL = QP + QS = 266,14 + 107,11 = 373,25 ton QU = Pijin 1 tiang =
QL 373,25 124,42 ton SF 3 90
150
150
150
150
90
90
150
Mu 18370000 0,392 2 bd 0,8 1000 242 2
480 150
1 2 m Rn 1 - 1 m fy
90 780
9
Pmax =
1044,539 156,005 3 103,397 1,5 2 2 (6 1,5 ) (6 3 ) (10 1,5 2 ) 15 = 83,46 ton ≤ Pijin 1 tiang = 211,6 ton…....OK
Perencanaan Poer Pondasi Kolom Eksterior Batas geser pons
Vc = 0,6 1
2 35 9550 1437,5 1 6
= 24365004,83 N = 2436,50 ton Vc = 0,6 ⅓. 35 9550 1437,5 = 16243336,55 N = 1624,33 ton Pu = 1044,539 ton < Vc = 1624,33 ton Jadi dimensi poer memenuhi syarat gaya geser pons. Penulangan Poer
AP 0,25 D 2 0,25 0,5 2 0,19625 m 2 K = 25 t/m2 (untuk tanah dominan lanau berpasir) QP N p K A p 37,67 25 0,19625 184,82 ton
q
AS H D 2 13 0,5 2 10,205 m 2
N 18,86 QS S 1 AS 1 10,205 74,36 ton 3 3
150
90
QL = QP + QS = 184,82 + 74,36 = 259,18 ton QU = Pijin 1 tiang =
113.95
QL 259,18 86,393 ton SF 3
Gambar 8.3 Analisa Poer Kolom Eksterior Sebagai Balok Kantilever Arah y Pmax = 83,46 ton q = 7,8 2,40 1,5 = 28,08 ton/m Momen momen yang bekerja : M =(5 83,46 1,14) – (1/2 28,08 x 2,042) = 417,293 ton m = 417,293 107 Nmm
Rn
75
125
75
275
125
75
400
Gambar 8.5 Konfigurasi Rencana Tiang Pancang Kolom Interior Pmax =
2
/mm
=
125
75
Mu 417,293 × 10 7 2,52 N bd 2 0,8 × 1000 1437,5 2
ρperlu =
8.2.2 Perencanaan Pondasi Kolom Interior Spesifikasi tiang pancang yang akan digunakan adalah sebagai berikut: Diameter : 500 mm Tebal : 90 mm Type :C Allowable axial : 155,64 ton Bending Momen crack : 17 ton m Bending Momen ultimate : 34 ton m Reaksi perletakan adalah sebagai berikut : D : 113,831 ton Mx : 90,207 ton m My : 92,309 ton m Hx : 15,444 ton Hy : 5,672 ton
1 2 m Rn 1 - 1 m fy
113,831 92,309 1,25 90,207 0,625 4 1,25 2 6 0,625 2 6
1 2 13,45 2,52 1 - 1 13,45 400
= 61,489 ton ≤ Pijin 1 tiang = 155,64 ton…....OK
Perencanaan Poer Pondasi Kolom Interior
= 0,00659 ternyata ρmin = 0,0018 < ρperlu dipakai ρ = 0,00659 Asperlu = ρ.b.d = 0,00659 × 1000 × 1437,5 = 9473,125 mm2 Digunakan Tulangan Lentur D25 – 50 (As pakai = 10303,125 mm2)
Batas geser pons
Vc = 0,6 1
2 35 7510 927,5 1 6
= 12362580,49 N = 1236,25 ton Vc = 0,6 ⅓. 35 7510 927,5
10
Dimensi balok tepi dan penumpu lift = 40 x 70 cm Dimensi balok sangkar = 30 x 40 cm Dimensi kolom = 95 x 95 cm 2. Dari hasil analisa struktur, ternyata kontrol drift masih sesuai syarat Kinerja Batas Layan (SNI 03-17262002 pasal 8.1) dan Kinerja Batas Ultimate (SNI 03-1726-2002 pasal 8.2). 3. Dalam perancangan struktur yang terletak pada daerah yang memiliki intensitas gempa perlu dipertimbangkan adanya gaya lateral yang bekerja terhadap struktur. Hal ini dikarenakan beban gempa ini sangat mempengaruhi dalam perancangan struktur. 4. Tiang pancang yang dibutuhkan untuk kolom eksterior lebih banyak jumlahnya dibanding kolom interior. Hal ini dikarenakan tidak adanya elemen struktur horizontal yang secara signifikan mendistribusikan beban gempa dari eksterior ke interior. 5. Tiang pancang group yang dibutuhkan : Kolom eksterior : 15 tiang pancang @ Ø60 cm Kolom interior : 6 tiang pancang @ Ø50 cm 9.2 Saran Berdasarkan hasil perancangan yang telah dilakukan, maka disarankan : 1. Perancangan dimensi kolom hendaknya dibagi menjadi beberapa bagian. Hal ini dikarenakan gaya aksial pada kolom akan semakin kecil pada kolom yang lebih tinggi. Sehingga dimensi kolom dapat diperkecil. 2. Diusahakan dalam merencanakan denah bangunan, dibuat sesimetris mungkin dengan tujuan untuk menghindari adanya konsentrasi gaya pada elemen struktur tertentu ketika beban bekerja.
= 8241720,326 N = 824,17 ton Pu = 113,831 ton < Vc = 824,17 ton Jadi dimensi poer memenuhi syarat gaya geser pons. q Penulangan Poer
100
75
83.95
Gambar 8.6 Analisa Poer Kolom Interior Sebagai Balok Kantilever Arah x Pmax = 61,489 ton q = 2,75 2,40 1 = 6,6 ton/m Momen momen yang bekerja : M = ( 2 61,489 0,84) – (1/2 6,6 x 1,592) = 94,959 ton m = 94,959 107 Nmm
Rn
Mu 94,959 ×10 7 1,38 N/m bd 2 0,8 ×1000 927,5 2
m2 ρperlu =
=
1 2 m Rn 1 - 1 m fy 1 2 13,45 1,38 1 - 1 13,45 400
= 0,00353 ternyata ρmin = 0,0018 < ρperlu dipakai ρ = 0,00353 Asperlu = ρ.b.d = 0,00353 × 1000 × 927,5 = 3274,075 mm2 Digunakan Tulangan Lentur D25 – 160 (As 2 pakai = 3434,375 mm )
BAB IX KESIMPULAN DAN SARAN 9.1 Kesimpulan Berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Didapatkan dimensi elemen struktur : Dimensi pelat lantai dan atap= 800 x 800 x 23 cm Dimensi drop panel= 300 x 300 x 15 cm
11
DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002). Jakarta : Badan Standarisasi Nasional. Badan Standarisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002). Bandung : Badan Standarisasi Nasional. Departemen Pekerjaan Umum. 1987. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung ( PPIUG ) 1987. Jakarta : Departemen Pekerjaan Umum. Wang, Chu-Kia, Charles G. Salmon. 1992. Binsar Hariandja. Disain Beton Bertulang. Nawy, Edward G.P.E. 1998 . BETON BERTULANG Suatu Pendekatan Dasar. Wahyudi, Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi Dalam. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanan, ITS Surabaya. Purwono, Rahmat. 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya: ITS Press Ferguson, Phil.M, Budianto Sutanto ; Kris Setianto 1991. Dasar - dasar Beton Bertulang versi S1 edisi keempat. W.H.Mosley ; J.H Bungey 1984 . Perencanaan Beton Bertulang edisi kedua. George Winter;Arthur H.Nilson.1993. Perencanaan Struktur Beton Bertulang. McCormac, Jack.C. 2001. Design of Reinforced Concrete fifth edition. Diterjemahkan oleh Sumargo. Jakarta : Penerbit Erlangga.
12
