JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
PERENCANAAN LAPANGAN TENIS INDOOR DENGAN KONSTRUKSI RANGKA ATAP BAJA BERBENTUK LENGKUNG Mizan Insani Novandalu 1, Yusep Ramdani S.T.,M.T. 2, Iman Handiman S.T.,M.T. 2
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Siliwangi Jalan Siliwangi No. 24, Tasikmalaya, Indonesia Email :
[email protected] ABSTRAK Lapangan tenis indoor baiknya direncanakan dengan baik dan dengan perhitungan yang benar. Karena bangunan tersebut dipakai sebagai tempat olahraga dan untuk jangka waktu yang lama, bangunan yang dihasilkan juga harus aman kuat dan sesuai dengan peraturan. Tugas akhir ini membahas perencanaan struktur lapangan tenis indoor menggunakan konstruksi baja. Pengolahan data dianalisis dengan menggunakan program SAP 2000 v.18 untuk perhitungan portal, balok dan kolom. Dengan lingkup bahasan meliputi perencanaan struktur atas dan struktur bawah. Berdasarkan dari peritungan, dapat disimpulkan bahwa perencanaan lapangan tenis indoor menggunakan struktur profil baja IWF 400.200.8.13 untuk struktur kolom dan untuk sruktur balok menggunakan Profil Baja Pipa 3”, 4” dan 6”, sedangkan untuk gording digunakan profil baja kanal C 150.75.6,5.10. Kata kunci : Lapangan tenis indoor, Struktur, Baja, SAP 2000 v.18. 1
Mahasiswa Jurusan S1 Teknik Sipil, FT, Unsil
2
Dosen Pembimbing I Tugas Akhir
Dosen Pembimbing II Tugas Akhir ABSTRACT
1
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
Indoor tennis courtshould be planned well with the correct calculation, because the building is used as a sport venue and for a long time. The building mjust be safety, strong and as according to with the regulation. This thesis disscuss about planning a indoor tennis court using steel construction. Processing the data were analyzed by using the SAP 2000 v.18 program for calculation of portal, beams and columns. With discussion include planning upper structure and lower structure. Base on the calculation can be concluded the planning indoor tennis court use structural steel profile IWF 400.200.8.13 for columns structure, and Steel Profile 3”, 4”and 6”, for beams structure and for gording use steel profile Channel C 150.75.6,5.10. . 1. PENDAHULUAN Baja adalah paduan logam yang tersusun dari besi sebagai unsur utama dan karbon sebagai unsur penguat, unsur karbon inilah yang banyak berperan dalam peningkatan performan, perlakuan panas dapat mengubah sifat baja dari lunak seperti kawat menjadi keras seperti pisau.Sifat Baja mempunyai kekuatan yang tinggi dan sama kuat pada kekuatan tarik maupun tekan dan oleh karena itu bajamenjadi elemen struktur yang memiliki batasan sempurna yang akan menahan beban jenis tarik aksial, tekan aksial, dan lentur dengan fasilitas yang hampir sama pada konstruksi (struktur) nya. Pembangunan gedung olahraga tenis indoor,umumnya struktur bangunannya menggunakan material baja. Hal ini karena kebutuhan jarak antar kolom yang jauh, sedangkan tidak memungkinkan adanya kolom di tengah bentang.Selain itu atap yang di gunakan biasanya merupakan atap metal. Baja juga merupakan bahan dasar vital untuk industry, semua segmen kehidupan, mulai dari peralatan dapur, transportasi, generator pembangkit listrik, sampai kerangka gedung dan jembatan menggunakan baja.Eksploitasi besi baja menduduki peringkat pertama di antara barang tambang logam dan produknya
melingkupi hampir 95 persen dari produk barang berbahan logam. 2. LANDASAN TEORI a. Beban Mati/Dead Load qx = q . sin a…………(2.1) qy = q . cos a ……….(2.2) Momen maksimum akibat beban mati : Mx = 1/8 . qx . (l)2….(2.3) My = 1/8 .qy . (l)2 ….(2.4) b. Beban Hidup/Live Load Px = P . sin a……….(2.5) Py = P . cos a……….(2.6) Momen hidup
maksimum
akibat
beban
Mx = 1/4 . Px . l …….(2.7) My = 1/4 . Py . l….…(2.8) c. Beban Angin
Angin Tekan 2
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
Wtekan=
.W.r (2.9) ……..(2.20)
M tekan
.…(2.10)
i. Tiang Pancang
Angin Hisap
……..(2.21)
Wtekan = - 0,4 .W.r………...(2.11) Mtekan
………….(2.12)
d. Kontrol Tegangan dan Lendutan Terhadap Beban Tetap
…….(2.13) Terhadap Beban Sementara
(2.14) e. Kontrol Balok Wx = Mmax /
Dalam Tugas Akhir ini, penulis mencoba untuk merencanakan lapangan tenis indoor dengan konstrukdi rangka atap baja berbentuk pelana. Data-data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dengan cara library research, dimana penulis memperoleh data dari bahan-bahan referensi seperti buku, diktat kuliah, dokumen perencanaan proyek, dan referensi lain yang berkaitan dengan topik yang akan penulis bahas. Metode analisa struktur lapangan tenis indoor dengan menggunakan SAP 2000 V.14. Mutu bahan yang digunakan yaitu :
………..(2.15)
Mutu beton (f’c)
= 250 kg/cm2
Mutu tulangan polos (fy)= 2400 kg/cm2
f. Kontrol Kolom Lk = 0,7 x H………..(2.16) rmin ≥
3. METODE PENELITIAN
………..(2.17)
g. Base Plate
……..(2.18)
Tegangan Ijin Baja
= 1600 kg/cm2
Pembebanan yang diperhitungkan pada perencanaan struktur lapangan tenis indoor secara garis besar adalah beban mati, beban hidup, beban angin, dan beban gempa. Peraturan yang menjadi pedoman perencanaan dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : • SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung.
h. Sambungan Ab= .π.
……..(2.19)
• SNI 03-1726-1989 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung atau penggantinya. • SNI 03-1727-1989 tentang Berat Sendiri Bahan Bangunan. 3
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
Bagan alur perencanaan diperlihatkan pada Gambar 1. MULAI MULAI
Gambar 1. Diagram alur perencanaan
4. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Perencanaan Awal Struktur
Asumsi Data
Import Gambar dari AutoCad
Tidak Tentukan Beban
Perencanaan struktur lapangan tenis indoor yang kuat dan aman harus berdasarkan kebutuhan tata ruang dan desain secara arsitektural tentang lapangan tenis indoor. Hal ini dilakukan agar adanya kesesuaian antara elemen struktur yang direncanakan dan fungsinya. Berikut ini adalah data teknis perencanaan : Gording : Light Lip Channel profil baja C 150.50.20.2,3 Ikatan Angin : 16 mm Trackstang : 16 mm Balok : IWF 400.200.8.13
Masukan Kombinasi
Kolom : IWF 700.300.13.24
Analisa Model Analisa SAP 2000 Model v.14 SAP 2000 v.14
Ya Output Gaya Batang dan Gaya Dalam
b. Perhitungan Berat Struktur Perhitungan berat struktur digunakan sebagai beban gempa yang akan bekerja pada bangunan. Berat struktur didapat dari output SAP 2000 v.14 Tabel 1. perlantai
Rekapitulasi
berat
struktur
Konstruksi
Wi ( kg )
hi ( kg )
Wi. hi
H (W)
6656
12
79872
∑W
6656
∑ W.h
79872
Check Desain Struktur
Lokasi = Ciamis( wilayah gempa zona 4) Struktur di atas tanah sedang SELESAI SELESAI
I
= 1
R
= 5,6
4
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
T
3
= 0,085.H . 4 3
= 0,085.12 4
Gambar 2. Struktur Tenis Indoor
= 0,55 Tabel 2 Hitungan Gaya Dalam
Didapat, C
=
0.42 T (untuk tanah sedang)
C
=
0,42 0,76 0,55
V
=
C .I .Wt R
=
0,76.1 .6656 5,6
d. Perhitungan Balok Balok yang direncanakan menggunakan
= 903,31 kg Perhitungan beban gempa ekivalen untuk joint pada portal Untuk joint H( F) F
=
profil Baja Pipa 4” = 10,2 cm Cek profil berubah bentuk atau tidak
W .H .V = 79872 .903,31 W .h 79872
-
= 903,31 kg
c. Perhitungan Momen Kombinansi pembebanan dijabarkan sebagai berikut :
-
1) 1,4 D 2) 1,2D + 1,6L 3) 1,2D + 0,5L + 0,8 Angin Kanan 4) 1,2D + 0,5L - 0,8 Angin Kanan
Penampang tidak berubah
5) 1,2D + 0,5L + 0,8 Angin Kiri
bentuk
6) 1,2D + 0,5L - 0,8 Angin Kanan
Terhadap bahaya lipatan KIP C1 =
=
6496
Y
Z X
5
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
C2 = 0,63.
= 0,63.
=
= …………. OK
826,875
e. Perhitungan Kolom
C1 > C2maka :
Dari hasil analisa SAP didapatkan Pu kolom sebesar 3989,23
kg
Dimana nilai kc pada kolom dengan asumsi ujung jepit sendi :
= 142,55 kg/cm2
0,7
C1x C2 x
Tinggi kolom = 12 m = 1200 cm x
Lk = 0,7 x 1200 = 840 cm 0,042 x 826,875
x
x
x
rmin ≥ Mencari luas bruto minimum : Min
1600 142,55 kg/cm2
Ag
=
1253
kg/cm2................. OK
Nilai
berdasarkan nilai
:
Cek Tegangan Syarat (PPBBI) P = 8682,3 (output SAP 2000 v18)
Karena nilai Dimana
> 1,2 maka nilai =
dimana
1,25
Lkx = 16 m Maka nilai Ag =
= = 1,363 . = 117,62 kg/cm 2 < 1600 kg/cm2.........OK Kontrol
terhadap
lentur yang terjadi
tegangan
Kolom
yang
menggunakan
direncanakan I
WF
400.200.8.13 f. Perencanaan Base Plate
Gaya normal dengan gaya hitung yang terjadi adalah : DA = 8040,31 kg(output SAP) NA = 8210,22 kg(output SAP) 6
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
Mmax = 12109,2 kgcm(output SAP)
kgm
=
1210920
Ukuran base plate ditaksir 80 cm x 40 cm dan tebal = 12 mm = 1,2 cm Kontrol tegangan yang timbul
237 237
F = a . b = 80 . 40 = 3200 cm2
Tegangan ideal baut
Wn = 1/6 . a2 . b = 1/6 . 80 2.40 = 42666,67 cm2
.
= …ok Angker baut
Sambungan di titik buhul
Angker baut yang digunakan sebanyak 4 buah Akibat beban gaya geser tiap baut memikul beban
Diameter angker baut d=
=
126,61 Ambil baut ø19 mm sebanyak 4 buah Fgs= 4 . ¼ .
. d2
= 4 . 0,25 . 3,14 . (1,9)2
126,61
Tegangan ideal baut
= 11,3354 cm2
g. Sambungan Perhitungan sambungan balok miring Pertemuan balok dan kolom
7
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
Ln = lbr – 3a = 100 – (3 . 0,4) =98,8 cm e = 1/3 . h + ¼ . 0,4 . = 1/3 . 63,85 + ¼ . 0,4 . 78,96 78,96
= 21,42 cm D=
Tegangan ideal baut
D = N = D sin 45o
.
Perhitungan las pelat kolom
=
sin 45o = 10278,3 kg
Kontrol :
Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm Panjang las (lbr) = 36 cm P = N balok = 2563,44 kg(output SAP) Beban ditahan oleh las kiri dan las kanan, masing-masing sebesar P kiri dan P kanan, dimana : Pki = Pka = ½ . P = ½ . 2563,44= 1281,72 kg Ln = lbr – 3a = 36 – (3 . 0,4) = 34,8 cm D= Pki . sin 45o = 1281,72 sin 45o = 906,31 kg
h. Perhitungan Tiang Pancang Adapun spesifikasi dari tiang pancang tersebut adalah:
Mutu beton (f’c) = 25 Mpa Mutu baja (fy) = 400 Mpa Ukuran = 3∆32 cm Luas penampang = 443,40 cm2 Keliling = 96 cm
Daya Dukung Tiang Pancang
Kontrol :
Perhitungan las pelat balok
Tegangan tekan beton yang diijinkan yaitu: σb = 0,33 . f’c ; f’c =25 Mpa = 250 kg/cm2 σb = 0,33 . 250 = 82,5 kg/cm2 Ptiang = σb . Atiang Ptiang = 82,5 . 443,40 = 36580,5 kg = 36,58 t
Tebal las ditaksir a = 4 mm = 0,4 cm Panjang las (lbr) = 100 cm MC = 3113,55 kgm(output SAP)
+ 8
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
Ptiang = 33809,2 kg = 33,80 t
Pmax
+
+
Ptiang Sehingga daya dukung yang menentukan adalah daya dukung berdasrkan data sondir 33,80 t ~ 34 t.
Pmax = 31,75 t < Ptiang= 33,80 t ........OK
Menentukan Jumlah Tiang Pancang
Karena kolom tidak tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P kolom.
Untuk menentukan jumlah tiang pancang yang dibutuhkan digunakan rumus acuan sebagai berikut:
P = 186,017 t
Beban maksimum yang diterima pondasi adalah :
tijin = 0,65 2 kg/cm
∑Pv = 186,017 t
t =
Kontrol Terhadap Geser Pons
h = 0,9 m = 0,65
= 10,28
Y = mx + c t=
0,9 = m.1,35 + 0 mx = 1,35/0,90
= 33,34 t/m2
mx = 1,50 tm
= 3,334 kg/cm2 < 10,28 kg/cm2.............ok!
5. Kesimpulan dan Saran
X = my + c
1,35 = m.0,9 + 0
Kesimpulan
my = 0,90/1,35
1.
my = 0,67 tm Xmaks = 90 cm = 0,9 m Ymaks = 45 cm = 0,45 m n=6 ∑x2 = 2x2+ 2x2 = 2 (0,902) + 2 (0,902)
2.
= 3,24 m2 ∑y2 = 3y2 + 3y2 = 3 (0,452) + 3 (0,452) =1,21 m2 Pmax
+
3. +
Profil baja yang digunakan dalam perencanaan struktur atap ini menggunakan baja berbentuk pipa sengan diameter 4”. untuk struktur Balok Lengkung dan IWF 400.200.8.13 untuk struktur Kolom, sedangkan untuk gording digunakan profil baja kanal C 150.75.6,5.10. Alat sambung yang diguakan untuk lapangan tenis indoor ini menggunakan tipe baut A-325 diameter 19 mm dan tebal las 4 mm dengan panjang las yang berbeda-beda. Keadaan tanah setempat dengan kategori tanah sedang dan daya dukung tanah tidak begitu baik maka pondasi 9
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
4.
yang digunakan adalah pondasi tiang pancang. Kedalaman rata-rata pondasi adalah 12 meter, dengan ukuran pondasi tiang pancang berbentuk segitiga sama sisi yaitu 32 cm. Perbandingan konstruksi rangka atap baja lengkung dengan konstruksi rangka atap baja pelana adalah : a. Rangka atap baja lengkung memiliki nilai artistik serta keindahan dibandingkan rangka atap baja pelana b. Rangka atap baja lengkung memiliki beban yang lebih ringan sehingga mengurangi beban pada kolom dan pondasi c. Rangka atap baja lengkung lebih lama dalam pemasangan serta memiliki kesulitan untuk pengerjaan di lapangan d. Sambungan di rangka atap baja lengkung menggunakan las sehingga memerlukan tingkat ketelitian yang baik
3. Pada saat melakukan input data perencanaan menggunakan aplikasi program SAP 2000 versi 18 harus dilakukan dengan benar. Pemodelan harus sama dengan gambar perencanaan, pembebanan sesuai dengan SNI dan material yang digunakan, arah gaya yang terjadi, dan yang terakhir kontrol hasil data perhitungan program SAP secara manual. 4. Untuk merealisasikan hasil perhitungan struktur mulai dari rangka atap, kolom, sambungan dan pondasi dalam pelaksanaan di lapangan maka diperlukan pengawasan yang baik, agar setiap pekerjaan yang dilaksanakan sesuai mutu, waktu dan biaya yang direncanakan. 5. Pemilihan rangka atap baja baik itu berbentuk lengkung dan pelana memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Maka dari itu pemilihan rangka atap harus sesuai dengan fungsi bangunan, biaya yang tersedia, waktu pengerjaan, serta keberadaan bahan material. DAFTAR PUSTAKA
Saran
1.
Dalam segi keindahan struktuk atap lengkung memiliki kelebihan dam segi arsitektur, namun tetap harus mengutamakan aspek kenyamanan, keamanan, serta dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama. 2. Pembangunan lapangan tenis indoor ini harus menggunakan material terbaik. Artinya jangan sampai ada pengurangan baik kualitas maupun kuantitas dari perencanaan material yang digunakan.
Asroni Ali, 2010, Kolom, Fondasi dan Balok Beton Bertulang, Yogyakarta : Graha Ilmu. Departemen Pekerjaan Umum, (1984). Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia, Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Departemen Pekerjaan Umum, (1984). Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, Bandung : Standar Nasional Indonesia. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung, 10
JURNAL TUGAS AKHIR | 2016
Bandung : Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.
Fauzi Pahma Ardian, 2014, Laporan Tugas Akhir Perencanaan Gedung Lapangan Futsal Dengan Konstruksi Rangka Atap Baja Berbentuk Lengkung, Universitas Siliwangi, Tasikmalaya Siliwangi, Tasikmalaya. Gunawan Rudy, Ir, 1988, Tabel Profil Konstruksi Baja, Yogyakarta : Kanisius. Setiawan Agus, 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LFRD, Jakarta: Penerbit Erlangga.
11
