PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUMAHSAKIT TELUK BAYUR KOTA PADANG

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUMAHSAKIT TELUK BAYUR KOTA PADANG   Reza Caesario, Suhendrik Hanwar, Khadavi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta, Padang E-mail : [email protected], [email protected], [email protected] Abstrak Sejalan dengan berkembangnya pelabuhan Teluk Bayur, perekonomian masyarakat dan populasi penduduk di sekitar pelabuhan juga mengalami peningkatan, seiring dengan peningkatan tersebut, harus diiringi oleh sarana dan prasarana pendukung, yakni rumahsakit. Perencanaan ini dibuat agar didapatkan struktur yang memenuhi kriteria disain aman gempa, sesuai SNI 28472013 dan SNI 1726-2012. Perencanaan struktur gedung rumahsakit Teluk Bayur yang terletak di zona gempa 5 ini menggunakan beton bertulang, memakai mutu beton f’c 25 MPa untuk setiap elemen struktur kecuali kolom f’c 30 MPa dengan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Hasil perhitungan adalah sbb: pelat lantai dengan sistem two way slab tebal 15 centimeter dan 10 centimeter untuk lantai atap, balok 40x50 centimeter dengan tulangan tarik dan tekan pada daerah tumpuan, 7D19 dan 5D19 sedangkan pada daerah lapangan didapat 2D19 untuk tulangan tekan dan 4D19 untuk tulangan tarik, kolom 70x70 centimeter dengan tulangan 24D25, sloof 30x50 centimeter dengan tulangan 6D19, pile cap 310x310 centimeter dan fondasi sumuran diameter 3 meter dengan kedalaman 12 meter. Kata kunci: beton bertulang, rumahsakit, struktur rangka pemikul momen khusus

Pembimbing I

Ir. Suhendrik Hanwar, MT

Pembimbing II

Khadavi, ST.,M

BUILDING STRUCTURE DESIGN HOSPITAL PORT TELUK BAYUR PADANG CITY Reza Caesario, Suhendrik Hanwar, Khadavi Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning Bung Hatta University, Padang E-mail : [email protected], [email protected], [email protected] Abstract In line with expansion of the harbor Teluk Bayur, economy and population around the harbor also increased, along with the increase, must be accompanied by supporting facilities and infrastructure, namely the hospital. This plan was made to have a structure which satisfies the design criteria for earthquake-safe, appropriate code SNI 2847-2013 and SNI 1726-2012. Planning Teluk Bayur hospital building structure located in an earthquake zone 5 using reinforced concrete, wearing the quality of concrete f'c 25 MPa for each element of the structure except column f’c 30 MPa with a special moment frame system (SRPMK). The result of the calculation is: slab with two way slab system thickness 15 centimeters and 10 centimeters for flat roof, beams 40x50 centimeters with tensile reinforcement and compressive in the joint, 7D19 and 5D19 while in the field area get compressive reinforcement 2D19 and 4D19 for tensile reinforcement, columns 70x70 centimeters with longitudinal reinforcement 24D25, tie beam 30x50 centimeters with reinforcement 6D19, pile cap 310x310 centimeters and caisson diameter of 3 meters with a depth of 12 meters. Keywords: reinforced concrete, hospitals, special moment frame system

Supervisor I

Supervisor II

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUMAHSAKIT TELUK BAYUR KOTA PADANG   Reza Caesario, Suhendrik Hanwar, Khadavi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Bung Hatta, Padang E-mail : [email protected], [email protected], [email protected] Abstrak Sejalan dengan berkembangnya pelabuhan Teluk Bayur, perekonomian masyarakat dan populasi penduduk di sekitar pelabuhan juga mengalami peningkatan, seiring dengan peningkatan tersebut, harus diiringi oleh sarana dan prasarana pendukung, yakni rumahsakit. Perencanaan ini dibuat agar didapatkan struktur yang memenuhi kriteria disain aman gempa, sesuai SNI 28472013 dan SNI 1726-2012. Perencanaan struktur gedung rumahsakit Teluk Bayur yang terletak di zona gempa 5 ini menggunakan beton bertulang, memakai mutu beton f’c 25 MPa untuk setiap elemen struktur kecuali kolom f’c 30 MPa dengan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Hasil perhitungan adalah sbb: pelat lantai dengan sistem two way slab tebal 15 centimeter dan 10 centimeter untuk lantai atap, balok 40x50 centimeter dengan tulangan tarik dan tekan pada daerah tumpuan, 7D19 dan 5D19 sedangkan pada daerah lapangan didapat 2D19 untuk tulangan tekan dan 4D19 untuk tulangan tarik, kolom 70x70 centimeter dengan tulangan 24D25, sloof 30x50 centimeter dengan tulangan 6D19, pile cap 310x310 centimeter dan fondasi sumuran diameter 3 meter dengan kedalaman 12 meter. Kata kunci: beton bertulang, rumahsakit, struktur rangka pemikul momen khusus

Proyek

PENDAHULUAN Sejalan pelabuhan

dengan

Teluk

Bayur,

Perencanaan

Struktur

Gedung

berkembangnya

Rumah Sakit Teluk Bayur ini mencoba

perekonomian

memenuhi kebutuhan tersebut. Salah satu

masyarakat dan populasi penduduknya juga

faktor

mengalami peningkatan. Ini juga harus

struktur,

diiringi

kaitannya dengan keamanan dan ketahanan

dengan

sarana

dan

pendukung.

Salah

satu

dibutuhkan

adalah

adanya

sebagai

sarana

publik

prasarana

sarana

yang

yang

rumahsakit memadai.

yang

penting

dimana

hal

adalah ini

kekuatan

sangat

erat

bangunan dalam menahan beban-beban yang bekerja bangunan

pada

struktur.

berpedoman

Perencanaan pada

Standar

Perencanaan Ketahanan Tahan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 17262012) dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton (SNI 2847-2013).

meninjau

literatur, data-data, ditambah dengan masukan dari dosen pembimbing.

dalam Tugas Akhir ini adalah: analisa

biaya,

manajemen proyek dan arsitektural. 2. Perhitungan tidak meninjau struktur

2 . Sebagai tahapan awal (preliminary design), penentuan dimensi elemenelemen struktur dilakukan dengan cara coba-coba (trial error).

sekunder seperti tangga.

3 . Selanjutnya dilakukan perhitungan

3. Analisa struktur: a. Model struktur dilakukan secara Dimensi,

dilakukan

akhir ini, yaitu:

metode studi pustaka atau studi

Secara garis besar batasan masalah

3

Metodologi pembahasan dalam tugas

1 . Pengumpulan data dilakukan dengan

BATASAN MASALAH

1. Tidak

METODOLOGI PEMBAHASAN

secara

pembebanan dua

arah.

beban-beban struktur (beban gravitasi dan horizontal). 4 . Untuk mempermudah

perhitungan

Beban vertikal dihitung dengan

analisa struktur, dilakukan dengan

metode

beban

bantuan program k o m p u t e r .Lalu

dengan

didapat gaya maksimum yang terjadi,

horizontal

amplop

dan

(gempa)

analisa statik ekuivalen. b. Perhitungan mekanika struktur menggunakan bantuan program komputer.

dilakukan analisa kembali terhadap profil yang dipilih. PERMODELAN STRUKTUR Struktur bangunan dengan panjang arah X 25 m dan panjang arah Y 15 m.

Kolom dan balok didisain sebagai sebagai elemen frame. Permodelan struktur dalam 3D dapat dilihat pada Gambar 1 berikut: 500

500

500

375

625

500

500

Tampak samping gedung

500

500

Perencanaan Dimensi Balok 500

500

a. Tinggi balok (h)

Gambar 1. Gambar denah gedung

h h

=

=

L fy . 0,4 + 21 700

5000 250 . 0,4 + 21 700

= 214,29 mm

Maka digunakan h balok 500 mm. b. Lebar balok (b) b

RUMAHSAKIT

2 2 = . h = . 500 = 330,33 cm 3 3

Maka digunakan b balok 400 mm.

Jadi dimensi balok adalah 400x500 mm. Tampak depan gedung

Perencanaan Dimensi Kolom Perhitungan dimensi direncanakan dengan asumsi sebagai beikut: a. Pembebanan

diambil

dari

setengah

bentang yang bersebelahan dalam arah x dan arah y.

b. Ujung-ujung kolom diangap terjepit.

Jadi digunakan tebal pelat atap adalah 120

c. Beban yang bekerja hanya beban grafitasi

mm dan pelat lantai adalah 150 mm.

Perencanaan dimensi kolom dihitung dengan

PEMBEBANAN STRUKTUR

rumus:

Analisa Jadi

kolom

(interior

dan

dimensi

eksterior)

adalah

Pembebanan

Akibat

Gaya

Vertikal Analisa

akibat

pembebanan

ini

menggunakan metode amplop. Jadi gaya

700x700 mm.

yang terjadi pada pelat disalurkan ke balok. Perencanaan Dimensi Pelat Berdasarkan perletakan

pelat

Analisa

SNI terjepit

2847-2013, penuh,

Pembebanan

Akibat

Gaya

Horizontal

maka

ketebalan pelat minimum:

Perhitungan

analisa

pembebanan

akibat gaya horizontal digunakan Metode fy   ln  0.8   1400   1) tmin1 ≥ . 36  9  2) tmin2 ≥ 90 mm. Ln = bentang terpanjang dikurangi lebar

Analisa Statik Ekuivalen. a. Menghitung periode fundamental (T) Ta = Ct hnx = 0,0466 x 200,9 = 0,691 detik.

balok. Fy = tegangan leleh baja. ß

= perbandingan antara bentang bersih yang terpanjang dengan bentang bersih terpendek.

400   4600 0.8   1400   = 110,22 mm. tmin1 ≥ 36  91

Keterangan: Hn : Ketinggian struktur. Koefisien Ct dan x ditentukan dari Tabel 15. b. Menghitung gaya geser dasar nominal statik ekivalen.

Tabel distribusi gaya gempa Tinggi Berat Lantai V Fx Vx Wihi1 hi Wi (ton) (ton) (ton) (ton-m) (m) (ton) Dasar 0 (atap) 20 232 4640 193,05 46,16 46,16 4 15 490 7350 193,05 73,12 119,28 3 10 490 4900 193,05 48,75 168,03 2 5 503 2515 193,05 25,02 193,05 1375 19405 193,05 

Lantai

c. Distribusi vertikal gaya gempa. Fx = Cvx V Cvx =

Wx hx

k

n

W h i 1

Analisa

Struktur

Dengan

Program

k

i i

Komputer Setelah

Keterangan:

preliminary

design

dan

Cvx

= faktor distribusi vertikal.

beban-beban struktur diketahui, selanjutnya

V

= gaya lateral desain total

dilakukan analisa struktur dengan SAP

atau geser di dasar struktur

secara 3D. Adapun tahapan-tahapan nya

Wi dan Wx

= bagian berat seismik efektif total struktur (W) pada

=

eksponen

yang

terkait

dengan perioda struktur sebagai berikut = 1 d. Distribusi horizontal gaya gempa. n

Vx =

 Fi i x

1. Pendisainan bentuk struktur sesuai yang direncanakan.

tingkat I atau x. k

adalah sebagai berikut:

2. Mendefinisikan karakteristik material. 3. Mendefinisikan dimensi elemen seperti balok dan kolom. 4. Penempatan elemen pada sistem struktur. 5. Mendefinisikan jenis tumpuan. 6. Mendefinisikan beban (Load Case) dan kombinasi beban (Load Combination). 7. Mendefinisikan beban pada struktur. 8. Melakukan analisis (Run Analisys).

PENULANGAN STRUKTUR

Mty = -0.001 . qu . Lx2 . X = -0.001 x 563,2

Penulangan Pelat

x 5,002 x 54,25 = -763,84 kgm(+)

Beban Mati (DL)



Berat sendiri = 0,12 m x 2400 kg/m3 =

Mtx 919 .10 4   11487500Nmm . Mn = 0,8 

288 kg/m2 Plafon + penggantung = (11 + 7) kg/m2 = 18 kg/m2 Plumbing dan sanitasi = (10+20) kg/m2 = 30 kg/m2 DLtot = 336 kg/m2 Beban Hidup (LL) = 100 kg/m2 Kombinasi Pembebanan qu1 = 1,4 DL = 1,4 x 336 = 470,4 kg/m2. qu2 =1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 x 336) + 2

(1,6 x 100) = 563,2 kg/m (menentukan).



Tumpuan dan lapangan arah x

Rn =

11487500 Mn = = 1,273 N/mm2. 2 2 1000 x 95 b.d

 perlu =

1  2.Rn.m  = x1  1  m  fy 

 2 x 1,273 x18,82  1  = 0,00328  1  1   18,82  400  Syarat :  min   perlu   max 0,0031≤0,00328≤0,0203 .... ( MEMENUHI) As perlu = ρ x b x d = 0,00328 x 1000 x 95 = 311,6 mm2.

Ln 555   1,29  2 (pelat dua arah). Sn 430

Mlx = 0.001 . qu . Lx2 . X = 0.001 x 563,2 x 5,002 x 36 = 506,88 kgm Mtx = -0.001 . qu . Lx2 . X = -0.001 x 563,2 x 5,002 x 65,25 = -918,72 kgm (+) Mly = 0.001 . qu . Lx2 . X = 0.001 x 563,2 x 5,002 x 19 = 267,52 kgm

Tabel penulangan pelat Pelat Lantai Atap Lantai

Lx Ly Lx Ly

Tulangan Tumpuan Lapangan D10-200 D10-200 D10-200 D10-200 D10-200 D10-200 D10-200 D10-200

500

500

500

375

ρ

625

β 500

= 0,0112 = 0,85 untuk fc’ ≤ 30 Mpa

500

Ø10- 200

Ø10-200

500

= 0,027

500 Ø10-200

500

ρmaks = 0,75 x ρb = 0,75 x 0,027

500

= 0,020 Denah penulangan pelat atap

= 0,0035 Syarat : ρmin ≤ ρ ≤ ρmaks 0,0035 < 0,0112 ≤ 0,020 Maka gunakan ρ = 0,0112 Luas tulangan tarik (As): As Denah penulangan pelat lantai

Penulangan Balok

= ρ. b. d = 0,0112 x 400 x 440,5 = 1973,44 mm2

Mutumpuan = 241,33 kNm.

= 3109,28 kN/m2 Dari Buku Grafik Dan Tabel Perencanaan Beton Bertulang, Tabel. 5.1.c.

= 6,96 ≈ 7

Maka digunakan tulangan tarik (As) = 7D19

Luas tulangan tekan (As’): As’

Syarat : ρmin ≤ ρ ≤ ρmaks

= ½ As

0,0035 < 0,0042 < 0,020

= ½ x 1973,44

Maka gunakan ρ = 0,0047

= 986,72 mm2

Luas tulangan tarik (As): As

= ρ. b. d = 0,0042 x 400 x 440,5 = 740,04 mm2

= 3,48 ≈ 5

Maka digunakan tulangan tekan (As) 5D19. Mulapangan

: 97 kN.m.

Mu = 97 kN.m

Maka digunakan tulangan tarik (As) = 4D19 Luas tulangan tekan (As’): As’

= ½ As = ½ x 740,04 = 370,02 mm2

ρ

= 0,0042

β

= 0,85 untuk fc’ ≤ 30 Mpa

Maka digunakan tulangan tekan (As’) 2D19. Penulangan geser tumpuan = 0,027 ρmaks = 0,75 x ρb

 Vn ≥ Vu Vn = Vc + Vs  Vn = 0 + Vs  Vn = Vs

= 0,75 x 0,027 = 0,020 Kuat kontrol geser tidak boleh lebih dari Vs = 0,0035

max.

Vsmax =

2 2 .bw.d . fc '  .400.437,5. 25  3 3

Vulap = 139,55 kN (pada jarak 1000 mm).

583.333,7 N = 583,333 kN Vs max > Vs 583,333 KN > 204,093 kN Dengan memakai tulangan geser 2 kaki Ø 10 mm (Av= 157,08 mm2) diperoleh s

Vs =

sebesar: Av. fy .d 157 ,08 .400 .437 ,5 s   135,84 mm Vs 204093

smax = sepanjang sendi plastis dijung balok

Vu  

fc .bw .d = 186,07–145,83 = 6

40,24 kN. s

Av. fy.d 157 ,08 .400 .437 ,5 =68,71 mm  Vs 402400

2h = 2x500 = 1000 mm.

Sehingga dalam pemasangannya di pasang

Syarat jarak sengkang sesuai dengan syarat:

sengkang dengan D10 dengan jarak 437,5 /

s = d/4 = 437,5/4 = 109,375 mm s = 6. dl = 6 . 25 = 150 mm

2 = 218,75 mm dipasang jarak 150 mm.

LANTAI

B1 ( BALOK ) TUMP. KIRI

LAPANGAN

TUMP. KANAN

2,3 & 4 400

2x500 = 1000 mm dari muka kolom, dimana

DIMENSI

muka kolom. Penulangan geser lapangan Untuk pemasangan tulangan geser di luar sendi plastis (di luar 2h= 2 x 500= 1000 mm).

400

400

400 X 500 0

BENTANG

tulangan geser pertama dipasang 50 mm dari

500

500

Jadi dipasang Ø10 – 100 mm sepanjang 2h=

500

s = 150 mm

JUMLAH BALOK TUL. ATAS

9 D 19

2 D 19

9 D 19

TUL. BAWAH

5 D 19

4 D 19

5 D 19

Ø 10 - 100

Ø 10 - 150

Ø 10 - 100

TUL. SAMPING TUL. SENGKANG

ρ

= r.β = 0,02 x 1,2 = 0,024

1,744

202,717

ø 10- 100

ø 10- 150

As = ρ. Agr = 0.024 x 490000 = 9800 mm2. 5000

Penulangan balok

Penulangan Kolom Gaya normal kolom ( Pu ) : 1369,20 kN.

Maka dipakai tulangan 20D25 = 9812 mm2. Penulangan geser Vu = 282,117 kN  f 'c  b .d = φVc =0,6   6  w    0,6 x  

e  ex 2  ey 2  1,075m  1075,04mm

d ' 62,5   0,08  0,1 h 700

30  x700 x637,5 = 407.368,652 N. 6 

0,5 φVc = 0,5x407.368,652 = 203,684 kN. Vu>φVc = 282,117>203,684kN (diperlukan tulang sengkang). Dengan s memenuhi ketentuan berikut: - ¼xh

= ¼ x 700 = 175 mm

- 6 x Dutama

= 6 x 25 = 150 mm

- 100 mm Sehingga diambil s = 100 mm (tumpuan).



Sisa panjang kolom tetap harus dipasang r =0,01 fc’ = 30 Mpa, Maka β = 1,2

tulangan transversal dengan: - S ≤ 6db = 150mm atau - ≤ 150 mm

Sehingga diambil s = 150 mm (lapangan). K ( KOLOM )

DIMENSI

700 X 700

4500 mm

TINGGI KOLOM

22 BUAH

JUMLAH KOLOM

TUMPUAN

700

= 137000 – ½ (3720)(1,22)

20 D 25

TUL. UTAMA

TUL. SENGKANG

Mu = Pu – ½ q’B’2

Ø 10 - 100

LAPANGAN

Ø 10 - 150

700

= 1343 kNm Bila dipakai tulangan dengan D25-150 (terpasang 22 tulangan). As = 0,25 x 3,14 x 252 x 22 = 10794 mm2

ø 10 - 150

φMn = φAs . fy (d-1/2 a) > Mu. Untuk tulangan tekan atas, bisa diberikan

156,339

ø 10 - 100

sebesar 20% tulangan utama = D19-350.

Penulangan kolom

500

D 1 9-3 10

1 D 13

1D 13 D 25 -90

Penulangan Pile Cap Pu = 137 ton. Lebar penampang kritis B’: B’ = lebar pile cap/2 – lebar kolom/2 = 3100/2 – 700/2 = 1200 mm Berat pile cap pada penampang kritis q’: q’ = 2400 kg/m3 x 3,1 m x 0,5 m = 3720 kg/m’

3 100

Penulangan pile cap

Penulangan Fondasi Fondasi

direncanakan

dengan

menggunakan sumuran diameter 3 meter. Daya dukung tanah Kapasitas dukung ultimit: Qu=Qb+Qs–Ws Qut = qu Ab + (1/F) (Qs – Ws) > Pu

Penulangan q = γ Ha Ka

Mu = 1/8 q l2

Dinding sumuran dianggap sebagai plat beton dengan arah tulangan x dan y yang direncanakan menggunakan tulangan D19. d = h – p – 1/2D = 200 – 20 ½.19 = 170,5 mm

Penulangan sumuran

Dari buku Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang diperoleh ρ = 0,0303. As = ρ b d 10 = 0,0303x1x0,17x106 = 5151

KESIMPULAN Sesuai dengan tujuan penulisan tugas

digunakan 19D19–105.

akhir ini, maka berdasarkan keseluruhan

Tulangan cincin sumuran digunakan 19D19-

hasil analisa yang telah dilakukan dalam

105.

penyusunan tugas akhir ini dapat diambil

Gaya tarik melingkar (T) = ½ γ h2 D Ka =

kesimpulan sebagai berikut:

½x1,8x132x3x0,27 = 123,201 t. Luas tulangan geser (A) =

= 123201/1600

= 77 cm2 = 7700 mm2 Tulangan spiral digunakan tulangan

a. Perencanaan struktur yang berada di daerah dengan intensitas gempa yang tinggi harus memperhitungkan beban gempa sesuai yang diatur SNI 17262012.

27ø19-74.

b. Dari hasil analisa struktur dan

Departemen

Pekerjaan

Umum,

2002.

perhitungan penulangan struktur,

Persyaratan

elemen struktur diperoleh data

Untuk Bangunan Gedung (SNI -

sebagai berikut:

2847

Elemen Struktur Pelat Atap Pelat Lantai Balok Kolom

Struktur

direncanakan

2013.

Memahami

Angkasa

Bandung,

Christady, Hary, 2008. Teknik Fondasi II,

Masalah

Bangunan,

Beton

Bertulang,

Gramedia,

Jakarta.

Pekerjaan

Pedoman

Umum,

2002.

Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung (SNI - 1726 .2012), Badan

Penerbit

Bertulang

Jilid

1,

Erlangga,

Jakarta.

Beta Offset, Yogyakarta.

Jakarta.

Penyelidikan

McCormac, Jack, 2004. Desain Beton

Bandung.

Yayasan

T-15-1991-03), Yayasan Lembaga

Dipohusodo, Istimawan, 1999. Struktur

DAFTAR PUSTAKA

Departemen

Untuk Bangunan Gedung (SKSNI

Bandung.

diminsi sloof direncanakan 30x50 cm

Fondasi,

Badan

Cara Perhitungan Struktur Beton

cm dengan fondasi sumuran. Sedangkan

Lucio,

Yayasan

Departemen Pekerjaan Umum, 1991. Tata

menggunakan pile cap dengan kedalaman 50

Canonica,

.2013),

Struktural

Penerbit PU. Jakarta.

Dimensi 12 15 40x50 70x70

bawah

Beton

PU.

Pamungkas Anugrah, Harianti Erny, 2013. Disain Pondasi Tahan Gempa, Andi, Yogyakarta. Purwono, Rachmat dkk, 2007. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-

2002) Dilengkapi Penjelasan (S2002) ,ITS Press, Surabaya. W. C. Vis dan Kusuma, Gideon, 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI – T15-1991-03

Seri

Beton

I,

Erlangga, Jakarta. W. C. Vis dan Kusuma, Gideon, 1993. Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI – T15-1991-03 Seri Beton 4, Erlangga, Jakarta.