1913 chapter iv perhitungan struktur

Upload: ahmad-haidzir

Post on 10-Oct-2015

89 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

perhitungan structure bored pile

TRANSCRIPT

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 1

    BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR

    4.1 TINJAUAN UMUM

    Analisis konstruksi gedung ini dilakukan dengan menggunakan permodelan

    struktur 3D dengan bantuan software SAP2000. Kolom-kolom dari struktur gedung

    dimodelkan sebagai elemen frame sedangkan pelat lantai, drop panel, core wall,

    ramp parkir dan tangga dimodelkan sebagai elemen shell.

    Untuk analisis terhadap beban gempa, struktur gedung dimodelkan

    sebagai struktur bangunan geser (shear building), dimana lantai-lantai dari

    bangunan dianggap sebagai diafragma kaku. Dengan model ini, massa-massa

    dari setiap bangunan dipusatkan pada titik berat lantai (model massa terpusat /

    lump mass model).

    Dari hasil analisis struktur, akan diperoleh besarnya reaksi perletakan

    untuk proses perhitungan struktur bawah (pile cap dan pondasi bore pile), selain

    itu dari hasil analisis struktur juga akan diperoleh besarnya tegangan dan gaya-

    gaya dalam yang terjadi pada elemen shell yang akan digunakan untuk mendesain

    tulangan pelat lantai, drop panel, corewall, ramp parkir dan tangga sedangkan

    untuk tulangan kolom didesain dengan bantuan software SAP2000.

    4.2 KRITERIA DESAIN Untuk perhitungan struktur digunakan kriteria desain untuk material beton

    bertulang dengan parameter-parameter perencanaan sebagai berikut :

    1. Massa jenis beton bertulang : 240 kg/m3

    2. Berat jenis beton bertulang : 2400 kg/m3

    3. Modulus elastisitas beton : 234500 kg/cm2

    4. Angka Poisson : 0,2

    5. Koefisien ekspansi panas : 9,9 x 10-6 cm/oc

    6. Modulus geser beton : 97708,33 kg/cm2

    7. Mutu beton : K-300 (kuat tekan spesifik fc = 249 kg/cm2)

    K-450 (kuat tekan spesifik fc = 373,5 kg/cm2)

    8. Mutu tulangan baja : Tulangan Ulir (Fy = 4000 kg/cm2)

    Tulangan Polos (Fy = 2400 kg/cm2)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 2

    4.3 ANALISIS STRUKTUR 4.3.1 Beban Mati (Dead Load)

    Berat sendiri elemen struktur terdiri dari berat sendiri elemen kolom,

    drop panel, pelat lantai, ramp parkir, tangga dan corewall. Berat sendiri

    elemen struktural tersebut akan dihitung otomatis sebagai self weight oleh

    software SAP2000.

    Selain berat sendiri elemen struktural, pada beban mati juga terdapat

    beban lain yang berasal dari elemen arsitektural bangunan, yaitu :

    1. Beban lantai (spesi + keramik) : 50 kg/m2

    2. Beban plafond : 50 kg/m2

    3. Beban dinding setinggi (4 m) : 4 m x 250 kg/m2 = 1000 kg/m

    4. Beban dinding lantai parkir (1 m) : 1 m x 250 kg/m2 = 250 kg/m

    4.3.2 Beban Hidup (Live Load) Beban hidup pada lantai gedung diambil sebesar 250 kg/m2, sedangkan

    untuk lantai parkir dan lantai ramp parkir diambil sebesar 400 kg/m2, sesuai

    dengan standar Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan

    Gedung 1987.

    4.3.3 Beban Gempa (Quake Load) Analisis struktur terhadap beban gempa mengacu pada Standar

    Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-

    2002). Analisis struktur terhadap beban gempa pada gedung dilakukan

    dengan Metode Analisis Dinamik Spektrum Respon. Besarnya beban gempa

    nominal pada struktur bangunan dihitung dengan rumus:

    RICWV ..=

    Dimana :

    V = Beban gempa

    W = Berat bangunan

    I = Faktor keutamaan struktur

    R = Faktor reduksi gempa

    C = Koefisien respon gempa.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 3

    4.3.3.1 Faktor Keutamaan Struktur (I) Dari Tabel Faktor Keutamaan Bangunan (SNI 03-1726-2002,

    halaman 18), besarnya faktor keutamaan struktur (I) untuk gedung

    umum seperti untuk perkantoran dan parkir diambil sebesar 1.

    4.3.3.2 Faktor Reduksi Gempa (R)

    Dari tabel Faktor Reduksi Gempa (SNI 03-1726-2002, halaman 23),

    Struktur Gedung ini termasuk dalam kategori struktur sistem ganda

    struktur rangka penahan momen khusus dengan dinding geser beton

    bertulang (tingkat daktilitas penuh) besarnya nilai faktor reduksi

    gempa R= 8,5.

    4.3.3.3 Penentuan Jenis Tanah Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, tanah sedang dan tanah

    lunak apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 meter paling atas

    dipenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam tabel 4.1.

    Tabel 4.1 Jenis tanah berdasarkan SNI 03-1726-2002 T

    a

    b

    e

    l

    4

    .

    Perhitungan Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata ( N ) :

    i

    m

    1 ii

    m

    1 ii

    N/t

    t N

    =

    ==

    dimana:

    ti = tebal lapisan tanah ke-i

    Ni = nilai hasil Test Penetrasi Standar lapisan tanah ke-i

    m = jumlah lapisan tanah yang ada di atas batuan dasar

    Jenis tanah Kec rambat gelombang

    geser rata-rata v s (m/det)

    Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata

    N

    Kuat geser niralir rata-rata

    S u (kPa) Tanah Keras v s 350 N 50 S u 100

    Tanah Sedang 175 v s < 350 15 N < 50 50 S u < 100

    Tanah Lunak v s < 175 N < 15 S u < 50 Atau, setiap profil dengan tanah lunak yang tebal total lebih dari 3 m dengan

    PI > 20, wn 40% dan Su < 25 kPa Tanah Khusus Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 4

    Tabel 4.2 Hasil Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata ( N )

    Lapis Ke-

    t (m) N t/N

    1 2,00 2,45 2 0,225 2 4,00 4,45 4 0,1125 3 6,00 6,45 5 0,09 4 8,00 8,45 30 0,015 5 10,00 - 10,45 20 0,0225 6 12,00 - 12,45 25 0,018 7 14,00 - 14,45 35 0,013 8 16,00 - 16,45 36 0,0125 9 18,00 - 18,45 28 0,0161

    10 20,00 - 20,45 30 0,015 11 22,00 - 22,45 30 0,015 12 24,00 - 24,45 35 0,013 13 26,00 - 26,45 30 0,015 14 28,00 - 28,45 30 0,015 15 30,00 - 30,45 30 0,015

    Jumlah 30,45 0,6126

    706,496126,0

    45,30N ==

    Dari Tabel 4.1 Jenis-Jenis Tanah, untuk kedalaman 30,45 meter

    dengan Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata ( N ) = 49,706 (15 N < 50), maka tanah di bawah bangunan merupakan tanah sedang.

    4.3.3.4 Penentuan Zona Wilayah Gempa

    Berdasarkan Peta Wilayah Gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002,

    halaman 30), Gedung diasumsikan berlokasi di wilayah gempa 2 dari

    zona gempa Indonesia. Diagram Respon Spektrum Gempa Rencana

    untuk wilayah gempa 2, diperlihatkan pada gambar 4.1.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 5

    Gambar 4.1 Spektrum Respon Gempa Wilayah 2

    Tabel 4.3 Koefisien Gempa (C) untuk kondisi tanah sedang

    Periode Getar Koefisien Gempa

    T (detik) ( C ) 0,00 0,1500 0,20 0,3800 0,60 0,3800 0,70 0,3286 0,80 0,2875 0,90 0,2556 1,00 0,2300 1,25 0,1840 1,50 0,1533 1,75 0,1314 2,00 0,1150 2,25 0,1022 2,50 0,0920 2,75 0,0836 3,00 0,0767 3,25 0,0708 3,50 0,0657 3,75 0,0613 4,00 0,0575 4,25 0,0541 4,50 0,0511

    Sumber : Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 6

    4.3.3.5 Penentuan Berat, Massa dan lokasi titik berat tiap Lantai Besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari

    bangunan, oleh karena itu perlu dihitung berat dari masing-masing

    lantai bangunan. Berat dari setiap lantai bangunan diperhitungkan

    dengan meninjau beban yang bekerja di atasnya, berupa beban mati

    dan beban hidup.

    Karena kemungkinan terjadinya gempa bersamaan dengan

    beban hidup yang bekerja penuh pada bangunan adalah kecil, maka

    beban hidup yang bekerja dapat direduksi besarnya.

    Berdasarkan standar pembebanan yang berlaku di Indonesia,

    kombinasi pembebanan yang ditinjau bekerja pada lantai bangunan,

    yaitu 100% beban mati ditambah 30% beban hidup.

    Wt = 100 % DL + 30 % LL = DL + 0,3 LL

    Dimana :

    DL = Beban mati (berat sendiri) struktur pada setiap lantai gedung.

    LL = Beban hidup total (beban berguna) pada setiap lantai gedung.

    Perhitungan berat dan lokasi titik berat tiap lantai bangunan dihitung

    menggunakan bantuan software SAP2000. Perhitungan ini

    menggunakan permodelan struktur statis tertentu dengan tumpuan

    jepit di salah satu ujungnya, dengan beban merata dan beban dinding

    bekerja pada lantai bangunan seperti yang ditunjukkan pada gambar

    di bawah ini :

    Gambar 4.2 Struktur dengan tumpuan jepit disalah satu ujung

    Dari model struktur di atas, maka perhitungan berat bangunan dan

    titik berat lantai dapat dianalisis dengan bantuan software SAP2000.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 7

    Langkah-langkah perhitungan berat bangunan dengan software

    SAP2000 adalah sebagai berikut :

    1) Membuat model dan konfigurasi struktur tiap lantai bangunan

    dengan software SAP2000. Pemodelan perhitungan berat

    perlantai bangunan tersebut dibuat dengan menghilangkan kolom-

    kolom pada bangunan, sehingga tiap lantai dapat dihitung sebagai

    struktur yang terpisah satu dengan yang lainnya. Salah satu ujung

    dari lantai tersebut diberi tumpuan jepit.

    2) Mendefinisikan kasus beban dan kombinasi pembebanan yang

    digunakan, yaitu : Kombinasi Beban = 1 DL + 0,3 LL

    3) Hasil analisis dari software SAP2000 diperoleh reaksi tumpuan

    berupa gaya vertikal (F3) dan momen pada arah x (M1) dan arah y

    (M2). Berdasarkan prinsip kesetimbangan pada konstruksi statis

    tertentu, yaitu V = 0, maka besar gaya vertikal yang terjadi pada

    tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang ditinjau.

    Gambar 4.3 Pemodelan Perhitungan Berat Lantai Pada Basement

    Massa tiap lantai dapat diperoleh dari berat tiap lantai dibagi dengan

    percepatan gravitasi (g = 9,81 m/dtk2)

    gWM =

    Dimana :

    M = Massa tiap lantai (Ton.s2/m)

    W = Berat lantai (Ton)

    g = Percepatan gravitasi (m/s2)

    Dengan model massa terpusat untuk analisis beban gempa, massa

    tiap lantai dari struktur diletakkan pada joint yang merupakan titik berat

    masing-masing lantai sebagai Joint Masses.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 8

    Perhitungan titik berat tiap lantai dari gedung diperoleh dengan

    membagi momen dengan reaksi tumpuan yang terjadi dari hasil

    perhitungan berat lantai pada software SAP2000.

    Perhitungan lokasi titik berat tiap lantai tersebut mengacu pada teori

    statis momen berikut ini :

    Gambar 4.4. Lantai dengan segmen pelat yang luasannya berbeda

    Perhitungan titik berat lantai :

    Dimana :

    x = Titik berat lantai arah x (m)

    y = Titik berat lantai arah y (m)

    Wi = Berat masing-masing segmen area pelat lantai (Ton)

    xi = Titik berat masing-masing segmen area pelat arah x (m)

    yi = Titik berat masing-masing segmen area pelat arah y (m)

    n = Jumlah segmen area pelat

    dan

    ==iix1 === niiWiy 11

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 9

    Suatu lantai dengan luas segmen area pelat lantai yang

    berbeda-beda dan titik acuan sebagai tumpuan jepit pada salah satu

    ujungnya (sebelah kiri bawah). Masingmasing area pelat mempunyai

    dimensi yang berbeda, sehingga mempunyai berat (W) yang berbeda

    pula. Berat area pelat adalah W1, W2, W3, s/d Wi Area pelat tersebut

    mempunyai titik berat x1,y1; x2,y2; x3,y3; s/d xi,yi.

    Untuk mencari titik berat lantai dihitung dengan cara membagi

    penjumlahan hasil kali masing-masing berat area pelat dan titik berat

    area pelat dengan penjumlahan semua berat area pelat.

    Dari hasil analisis software SAP2000 diperoleh reaksi vertikal

    (F3), momen arah x (M1) dan momen arah y (M2). Reaksi vertikal yang

    terjadi pada tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang

    ditinjau, sedangkan momen arah x (M1) dan momen arah y (M2)

    merupakan momen hasil dari perkalian berat elemen lantai dengan titik

    berat masing-masing elemen lantai.

    Dari contoh kasus di atas dapat diketahui bahwa untuk

    menghitung titik berat dari lantai menggunakan hasil progam SAP

    2000 adalah sebagai berikut :

    F3M1x = dan

    F3M2y =

    Contoh perhitungan titik berat pada lantai gedung dari hasil output

    software SAP2000 adalah sebagai berikut :

    Momen arah x (M1) = 42452 ton.m

    Momen arah y (M2) = 66798 ton.m

    Reaksi vertikal (F3) = 2653 ton.

    m 252653

    66798F3M2x ===

    m 162653

    42452F3M1y ===

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 10

    Tabel 4.4 Berat lantai dan lokasi titik berat lantai gedung

    Lantai Berat Massa Mx My x y

    (Ton) (Ton.s2/m) (Ton-m) (Ton-m) (m) (m)

    Basement-2 s/d

    Lantai 3

    2694 275 43102 71671 27 16

    Lantai 3

    s/d Lantai 8

    2653 271 43452 66798 25 16

    Lantai 8

    s/d Lantai 21

    2277 232 36422 57093 25 16

    Lantai 21

    s/d Lantai 24

    1892 193 30263 47167 25 16

    4.3.3.6 Analisis Spectrum Respon dan Pembatasan Waktu Getar

    Berdasarkan SNI Gempa 2002, struktur bangunan gedung

    beraturan harus memenuhi beberapa persyaratan, tinggi struktur

    gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat

    atau 40 m. Sedangkan gedung ini memiliki tinggi struktur gedung 106

    m diukur dari taraf penjepitan lateral.

    Oleh karena itu, bangunan ini tidak memenuhi syarat struktur

    bangunan gedung beraturan dan beban gempa yang bekerja pada

    struktur dihitung dengan metode analisis dinamis ragam spektrum

    respon dengan bantuan software SAP2000.

    Kombinasi pembebanan yang ditinjau di dalam analisis : Kombinasi 1 = 1,2 D + 1,6 L

    Kombinasi 2 = 1,2 D + 1,0 L + 1,0 (I/R) Ex + 0,3 (I/R) Ey

    = 1,2 D + 1,0 L + 0,118 Ex + 0,035 Ey

    Kombinasi 3 = 1,2 D + 1,0 L + 0,3 (I/R) Ex + 1,0 (I/R) Ey

    = 1,2 D + 1,0 L + 0,035 Ex + 0,118 Ey

    Model massa terpusat Struktur bangunan gedung dimodelkan sebagai struktur dengan

    massa-massa terpusat pada bidang lantainya (lump-mass model).

    Dengan menggunakan model ini, massa dari suatu lantai bangunan

    dipusatkan pada titik berat lantainya. Untuk membuat model massa

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 11

    terpusat (lump mass model) dari struktur, maka joint-joint yang

    terdapat pada satu lantai harus dikekang (constraint).

    Hal ini dimaksudkan agar joint-joint ini dapat berdeformasi

    secara bersama-sama, jika pada lantai yang bersangkutan mendapat

    pengaruh gempa.

    Besarnya massa terpusat di tiap lantai dapat dilihat pada tabel

    4.4 dimana Massa lantai diinput sebagai Joint Masses pada software

    SAP2000.

    Analisis Modal Analisis modal digunakan untuk mengetahui perilaku dinamis

    suatu struktur bangunan sekaligus periode getar alami. Parameter

    yang mempengaruhi analisa modal adalah massa bangunan dan

    kekakuan lateral bangunan. Analisa modal digunakan sebagai dasar

    pengerjaan analisis ragam spektrum respon dalam perhitungan

    beban gempa.

    Dalam perhitungan struktur gedung ini analisis modal dilakukan

    dengan analisis eigen-vector. Dalam analisis modal ini, waktu getar

    yang akan ditinjau adalah 24 ragam getar (mode shape) pada

    struktur gedung.

    Efektifitas penentuan jumlah ragam getar yang akan ditinjau

    pada struktur gedung dapat dilihat dari hasil analisis pada software

    SAP2000. Jumlah ragam getar yang akan kita tinjau dapat dianggap

    cukup efektif jika persentase beban dinamik yang bekerja sudah lebih

    dari 90% pada Modal Load Participation Ratios. Hasil analisis Modal

    Load Participation Ratios sebagai berikut :

    M O D A L L O A D P A R T I C I P A T I O N R A T I O S CASE: MODAL LOAD, ACC, OR LINK/DEF STATIC DYNAMIC EFFECTIVE (TYPE) (NAME) (PERCENT) (PERCENT) PERIOD ACC UX 99.9799 89.3928 3.277899 ACC UY 99.9935 92.9408 3.987633 ACC UZ 95.6533 69.1706 0.301995 ACC RX 99.9991 98.3811 4.039327 ACC RY 99.9970 96.4737 3.322151 ACC RZ 99.9868 91.0130 3.801968 (*) NOTE: DYNAMIC LOAD PARTICIPATION RATIO EXCLUDES LOAD APPLIED TO NON-MASS DEGREES OF FREEDOM

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 12

    Untuk mendefinisikan waktu getar dilakukan perhitungan dalam

    modal analysis case. Dari hasil analisis dengan software SAP2000

    dapat diketahui bahwa waktu getar terbesar pada struktur gedung

    adalah 4,04 detik. Hasil analisis perhitungan periode getar struktur

    dapat dilihat berikut ini.

    E I G E N M O D A L A N A L Y S I S 10:33:19 CASE: MODAL USING STIFFNESS AT ZERO (UNSTRESSED) INITIAL CONDITIONS NUMBER OF STIFFNESS DEGREES OF FREEDOM = 27240 NUMBER OF MASS DEGREES OF FREEDOM = 9400 MAXIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHT = 32 MINIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHT = 1 NUMBER OF RESIDUAL-MASS MODES SOUGHT = 0 NUMBER OF SUBSPACE VECTORS USED = 24 RELATIVE CONVERGENCE TOLERANCE = 1.00E-09 FREQUENCY SHIFT (CENTER) (CYC/TIME) = .000000 FREQUENCY CUTOFF (RADIUS) (CYC/TIME) = -INFINITY- ALLOW AUTOMATIC FREQUENCY SHIFTING = NO Found mode 1 of 32: EV= 2.4148266E+00, f= 0.247322, T= 4.043309 Found mode 2 of 32: EV= 3.5669928E+00, f= 0.300588, T= 3.326816 Found mode 3 of 32: EV= 1.0431262E+01, f= 0.514030, T= 1.945411 Found mode 4 of 32: EV= 2.7671772E+01, f= 0.837218, T= 1.194432 Found mode 5 of 32: EV= 3.9594316E+01, f= 1.001467, T= 0.998535 Found mode 6 of 32: EV= 7.5576830E+01, f= 1.383612, T= 0.722746 Found mode 7 of 32: EV= 1.0042308E+02, f= 1.594913, T= 0.626994 Found mode 8 of 32: EV= 1.5044778E+02, f= 1.952149, T= 0.512256 Found mode 9 of 32: EV= 2.0728222E+02, f= 2.291401, T= 0.436414 Found mode 10 of 32: EV= 2.3082942E+02, f= 2.418052, T= 0.413556 Found mode 11 of 32: EV= 3.6692333E+02, f= 3.048652, T= 0.328014 Found mode 12 of 32: EV= 3.9757170E+02, f= 3.173422, T= 0.315117 Found mode 13 of 32: EV= 4.2549960E+02, f= 3.282991, T= 0.304600 Found mode 14 of 32: EV= 4.5374164E+02, f= 3.390193, T= 0.294968 Found mode 15 of 32: EV= 5.3244417E+02, f= 3.672461, T= 0.272297 Found mode 16 of 32: EV= 6.1588443E+02, f= 3.949751, T= 0.253181 Found mode 17 of 32: EV= 6.3118222E+02, f= 3.998504, T= 0.250094 Found mode 18 of 32: EV= 6.9849376E+02, f= 4.206311, T= 0.237738 Found mode 19 of 32: EV= 7.0635609E+02, f= 4.229918, T= 0.236411 Found mode 20 of 32: EV= 7.0841787E+02, f= 4.236087, T= 0.236067 Found mode 21 of 32: EV= 7.1879585E+02, f= 4.267003, T= 0.234357 Found mode 22 of 32: EV= 9.0226862E+02, f= 4.780662, T= 0.209176 Found mode 23 of 32: EV= 9.1351287E+02, f= 4.810359, T= 0.207885 Found mode 24 of 32: EV= 9.1634506E+02, f= 4.817810, T= 0.207563 Found mode 25 of 32: EV= 9.4957932E+02, f= 4.904399, T= 0.203899 Found mode 26 of 32: EV= 1.0468731E+03, f= 5.149525, T= 0.194193 Found mode 27 of 32: EV= 1.1013173E+03, f= 5.281732, T= 0.189332 Found mode 28 of 32: EV= 1.1194280E+03, f= 5.324983, T= 0.187794 Found mode 29 of 32: EV= 1.2178134E+03, f= 5.554059, T= 0.180048 Found mode 30 of 32: EV= 1.2483338E+03, f= 5.623226, T= 0.177834 Found mode 31 of 32: EV= 1.2660773E+03, f= 5.663048, T= 0.176583 Found mode 32 of 32: EV= 1.3605344E+03, f= 5.870497, T= 0.170343 NUMBER OF EIGEN MODES FOUND = 32 NUMBER OF ITERATIONS PERFORMED = 39 NUMBER OF STIFFNESS SHIFTS = 0

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 13

    Pembatasan waktu getar fundamental struktur Untuk mencegah penggunaan struktur yang terlalu fleksibel, nilai

    waktu getar struktur fundamental harus dibatasi. Dalam SNI 03

    17262002 diberikan batasan sebagai beikut :

    T < n

    Dimana :

    T = Waktu getar stuktur fundamental (detik)

    n = Jumlah tingkat gedung

    = koefisien pembatas yang ditetapkan berdasarkan tabel 4.5

    Tabel 4.5 Koefisien Pembatas Waktu Getar Struktur

    Wilayah Gempa Koefisien pembatas () 1 0,20 2 0,19 3 0,18 4 0,17 5 0,16 6 0,15

    Sumber : Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002)

    Pembatas waktu getar pada gedung :

    T < n = T < 0,19 x 24

    T < 4,56 detik

    T maksimal yang terjadi = 4,04 detik < 4,56 detik (aman)

    `

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 14

    Gambar 4.5. Bentuk Deformasi Struktur akibat ragam getar pertama (Periode Getar 1 = 4,04 detik)

    4.4 PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH Struktur bawah / pondasi suatu bangunan harus diperhitungkan terhadap gaya

    aksial, geser, dan momen lentur. Pada struktur bawah gedung ini direncanakan

    menggunakan pondasi bore pile dan pile cap.

    4.4.1 Perhitungan Pondasi Bore Pile

    Dasar Analisa Perhitungan Direncanakan pondasi yang akan digunakan adalah pondasi bore pile

    dengan perimbangan sebagai berikut:

    a. Kemudahan dalam pelaksanaan.

    b. Mempunyai angka efisiensi yang lebih besar dalam waktu

    pelaksanaan dibandingkan dengan pondasi tiang pancang.

    c. Tingkat kebisingan yang minim.

    d. Kemampuan yang baik dalam menahan beban struktur.

    e. Tidak mempengaruhi pondasi gedung di sekitar lokasi.

    Rencana Dimensi Tiang Tiang pondasi bored pile direncanakan dengan dimensi sebagai berikut:

    Pondasi dengan diameter 100 cm.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 15

    Diameter (D) = 1,0 m

    Luas penampang (A) = 0,785 m2

    Keliling (U) = 3,142 m

    Kondisi Tanah Dasar Berdasarkan data tanah, didapatkan data tanah pada kedalaman 30 m.

    N SPT = 59

    Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal Daya Dukung Tiang Berdasarkan N-SPT

    Bpiid W

    SFflUAqP += )()(

    Dimana :

    qd = Daya dukung tanah (Ton/m2)

    A = Luas penampang bore pile (m2)

    U = Keliling bore pile (m)

    SF = Safety Factor (2,5 ~ 3)

    WBp = Berat Bore Pile (Ton)

    Nilai qd untuk pondasi tiang yang dicor di teMPAt diambil berdasarkan tabel

    dibawah ini :

    Tabel 4.6 Nilai qd untuk pondasi tiang yang dicor di tempat.

    Jenis Tanah Nilai SPT Qd (t/m2)

    Lapisan Kerikil

    N > 50

    50 > N > 40

    40 > N > 30

    750

    525

    300

    Lapisan berpasir N > 30 300

    Lapisan lempung keras 3 qu

    Tanah pada kedalaman 30 m adalah pasir berkerikil hitam dengan kondisi

    sangat padat (N > 50) maka qd= 750 Ton/m2. Untuk intensitas gaya geser

    dinding tiang (fi) pada tiang yang dicor di tempat adalah N/2, tetapi tidak

    boleh lebih besar dari 12.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 16

    Tabel 4.7. Perhitungan lifi

    Kedalaman Tebal

    lapisan Jenis Tanah N fi (t/m2) lifi (t/m)

    0,0 - 8,0 8 Lempung kelanauan

    berpasir 4,7 2,35 18,8

    8,0 11,0 3 Pasir kelanauan 24 12 36

    11,0 14,0 3 Cadas muda 34 12 36

    14,0 16,5 3,5 Pasir halus 34,5 12 42

    16,5 20,0 3,5 Cadas muda 46 12 42

    20,0 23,5 3,5 Batu lempung 60,5 12 42

    23,5 25,0 1,5 Pasir halus 70 12 18

    25,0 27,0 2 Cadas kepasiran 56 12 24

    27,0 30,0 3 Batu lempung kepasiran 64,5 12 36

    Jumlah 294,8

    Pondasi dengan diameter 1 m.

    ( )Ld += 2iid 25,02,5

    )fl(UA)(qP

    ( )20125,02,5

    294,8)(3,1420,785)(750P 2 += P = 590,297 Ton

    Jumlah bore pile di tiap-tiap kolom dihitung dengan membagi reaksi

    tumpuan vertikal pada masing-masing kolom dengan daya dukung 1 bore

    pile. Untuk kemudahan dalam pelaksanaan dan perhitungan, jumlah bore pile di tiap kolom diambil menjadi 2, 4, 6 dan 8 buah bore pile.

    Sedangkan untuk jumlah bore pile dibawah ruang core wall dihitung

    dengan menjumlah semua reaksi vertikal pada tumpuan core wall dan

    membaginya dengan daya dukung 1 buah bore pile.

    Jumlah bore pile dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut ini :

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 17

    Tabel 4.8. Jumlah Bore Pile Titik Reaksi Vertikal Jumlah Bore Pile

    Tumpuan (Ton) Perlu Terpasang 1 2273.55 3.9 4 2 2201.59 3.7 4 3 2201.59 3.7 4 4 2273.55 3.9 4 5 2122.93 3.6 4 6 2050.97 3.5 8 7 2050.97 3.5 8 8 2122.93 3.6 4 9 1922.11 3.3 6

    15 1922.11 3.3 8 20 3536.92 6.0 6 23 3536.92 6.0 6 28 598.46 1.0

    6 29 3533.38 6.0 30 544.97 0.9 31 22.12 0.0 38 22.12 0.0

    6 39 544.97 0.9 40 3533.38 6.0 41 598.46 1.0 42 2127.70 3.6 4 43 1994.09 3.4 8 44 1994.09 3.4 8 45 2127.70 3.6 4 46 1913.95 3.2 4 47 1780.34 3.0 4 48 1780.34 3.0 4 49 1913.95 3.2 4 50 1771.45 3.0 4 51 1637.84 2.8 4 52 1637.84 2.8 4 53 1771.45 3.0 4 54 1495.34 2.5 4 55 1495.34 2.5 4 10 479.60 0.8

    20

    11 705.79 1.2 12 892.71 1.5 13 705.79 1.2 14 479.60 0.8 16 623.89 1.1 17 623.89 1.1 18 606.71 1.0 19 606.71 1.0 21 392.79 0.7 22 392.79 0.7 24 571.67 1.0 25 571.67 1.0 26 554.50 0.9 27 554.50 0.9 32 393.57 0.7 33 444.05 0.8 34 235.38 0.4 35 235.38 0.4 36 444.05 0.8 37 393.57 0.7

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 18

    Permodelan Struktur Bored pile Perhitungan bore pile dibuat dengan bantuan software SAP2000, dimensi yang

    diinput sesuai dengan rencana dimensi bore pile yaitu diameter 100 cm dan

    panjang 20 m. Beban yang dimasukkan pada permodelan bore pile adalah nilai

    reaksi terbesar dari permodelan struktur pile cap.

    Sedangkan untuk tumpuan digunakan model tumpuan spring untuk

    memodelkan tumpuan bore pile pada tanah. ksv merupakan modulus of

    subgrade tanah, didapat dari data tanah sebesar 117,50 kg/cm3. Angka ini

    dikalikan dengan luas penampang / luas keliling bore pile lalu diinput sebagai

    kekakuan tumpuan pegas (spring stiffness).

    Perhitungan Efisiensi Bore Pile Pile Cap 1

    +=)(

    )1()1(90

    1nm

    nmmnEff

    +=)12(

    1)12(2)11(90

    57,261Eff

    Eff = 85,24 %

    Pile Cap 2

    +=)(

    )1()1(90

    1nm

    nmmnEff

    +=)22(

    2)12(2)12(90

    57,261Eff

    Eff = 70,48 %

    Pile Cap 3

    +=)(

    )1()1(90

    1nm

    nmmnEff

    +=)23(

    3)12(2)13(90

    57,261Eff

    Eff = 65,56 %

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 19

    Pile Cap 4

    +=)(

    )1()1(90

    1nm

    nmmnEff

    +=)33(

    3)13(3)13(90

    57,261Eff

    Eff = 60,64 %

    Pile Cap 5

    +=)(

    )1()1(90

    1nm

    nmmnEff

    +=)54(

    4)15(5)14(90

    43,181Eff

    Eff = 68,26 %

    4.4.2 Perhitungan Pile Cap

    Pile cap berfungsi untuk menyalurkan beban dari kolom-kolom pada struktur

    atas ke pondasi bore pile. Reaksi tumpuan dari permodelan struktur gedung

    utama digunakan sebagai beban dalam perhitungan pile cap, sedangkan output

    reaksi perletakan nya digunakan untuk mendesain tulangan bore pile.

    Rencana Tebal dan Dimensi Pile Cap Agar tidak terjadi penurunan yang berbeda-beda pada pondasi bore pile,

    digunakan pile cap. Pile cap direncanakan untuk menyalurkan gaya aksial

    dari kolom kepada bored pile. Ada lima tipe pile cap yang digunakan pada

    struktur gedung ini.

    Tabel 4.9. Tipe dan dimensi Pile Cap

    Tipe Jumlah Tebal Lebar Panjang Luas

    Pile Cap Tiang (m) (m) (m) (m2)

    Pile Cap 1 2 2 2 4 8

    Pile Cap 2 4 2 4 4 16

    Pile Cap 3 6 2 4 6 24

    Pile Cap 4 8 2 6 6 36

    Pile Cap 5 20 2.5 14 16 224

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 20

    Permodelan Struktur Pile cap Pondasi pile cap dimodelkan sebagai berikut :

    Gambar 4.6. Permodelan Pile Cap 1 (2 Bore Pile)

    Gambar 4.7. Permodelan Pile Cap 2 (4 Bore Pile)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 21

    Gambar 4.8. Permodelan Pile Cap 3 (6 Bore Pile)

    Gambar 4.9. Permodelan Pile Cap 4 (8 Bore Pile)

    Gambar 4.10. Permodelan Pile Cap 4 (20 Bore Pile)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 22

    Perhitungan luas tulangan pile cap yang dibutuhkan menggunakan

    bantuan software SAP2000. Pile cap dimodelkan sebagai balok dengan

    tebal 2 m, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu

    ujungnya.

    Lalu, momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai

    beban terpusat, untuk menciptakan momen sebesar yang terjadi pada pile

    cap. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan

    yang dibutuhkan pada pile cap.

    Input beban pada perhitungan Pile Cap Gaya yang diinput untuk perhitungan tulangan pile cap yaitu :

    Tabel 4.10. Input beban untuk perhitugan tulangan Pile Cap 1, 2, 3, 4

    Tipe F1 F2 F3 M1 M2 M3 Pile Cap (Ton) (Ton) (Ton) (Ton.m) (Ton.m) (Ton.m)

    Pile Cap 1 6.592 14.202 1495.34 30.292 10.558 0.22

    Pile Cap 2 26.02 16.60 2273.55 35.05 29.53 0.22

    Pile Cap 3 71.45 45.62 3536.92 24.82 42.75 0.07

    Pile Cap 4 -135.51 145.82 4698.94 42.52 1685.08 17.24

    Sedangkan untuk perhitungan pile cap 5 beban yang diinput adalah reaksi

    tumpuan dari model corewall besarnya beban adalah sebagai berikut :

    Tabel 4.11. Input beban untuk perhitugan tulangan Pile Cap 5

    Titik F1 F2 F3 M1 M2 M3 (No. Joint) (Ton) (Ton) (Ton) (Ton.m) (Ton.m) (Ton.m)

    10 63.32 61.71 479.60 1.07 1.57 0.00

    11 0.71 13.45 705.79 2.53 0.77 0.01

    12 1.01 16.75 892.71 3.48 1.04 0.00

    13 0.71 13.45 705.79 2.53 0.77 -0.01

    14 63.32 -48.48 479.60 1.07 1.57 0.04

    16 18.60 0.44 623.89 0.46 3.91 0.00

    17 18.60 0.44 623.89 0.46 3.91 0.00

    18 18.60 0.45 606.71 0.46 3.91 0.00

    19 18.60 0.45 606.71 0.46 3.91 0.00

    21 12.40 0.30 392.79 0.31 2.53 0.00

    22 12.40 0.30 392.79 0.31 2.53 0.00

    24 18.60 0.45 571.67 0.46 3.91 0.00

    25 18.60 0.45 571.67 0.46 3.91 0.00

    26 18.60 0.45 554.50 0.47 3.91 0.00

    27 18.60 0.45 554.50 0.47 3.91 0.00

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 23

    32 -38.82 52.59 393.57 1.10 1.57 0.00

    33 0.60 -4.34 444.05 2.53 0.63 0.00

    34 0.22 -55.20 235.38 0.57 0.29 0.02

    35 0.22 67.28 235.38 1.75 0.29 -0.02

    36 0.60 23.45 444.05 1.82 0.63 0.00

    37 -38.82 -40.17 393.57 1.10 1.57 0.04

    Perhitungan Tulangan Pile Cap Dari hasil analisis diperoleh besarnya momen pada masing-masing pile cap

    sebagai berikut :

    Tabel 4.12. Momen yang terjadi pada Pile Cap

    Tipe M11 Maks M11 Min M22 Maks M22 Min Pile Cap (Ton.m/m) (Ton.m/m) (Ton.m/m) (Ton.m/m)

    Pile Cap 1 244 505 129 230

    Pile Cap 2 974 157 989 171

    Pile Cap 3 1383 233 1325 172

    Pile Cap 4 1800 915 2430 296

    Pile Cap 5 438 162 480 112

    Gambar 4.11. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 1 (2 Bore Pile)

    Gambar 4.12. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 2 (4 Bore Pile)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 24

    Gambar 4.13. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 3 (6 Bore Pile)

    Gambar 4.14. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 4 (8 Bore Pile)

    Gambar 4.15. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 5 (20 Bore Pile)

    Luas tulangan pile cap yang dibutuhkan dan tulangan yang terpasang adalah

    sebagai berikut :

    Tabel 4.13. Luas Tulangan yang dibutuhkan pada Pile Cap

    Tipe M11 Bawah M11 Atas M22 Bawah M22 Atas

    Pile Cap (mm2) (mm2) (mm2) (mm2)

    Pile Cap 1 2344,27 4882,88 1235.96 2209.02

    Pile Cap 2 8394.93 1749.54 8522.73 1908.60

    Pile Cap 3 12119.30 2600.06 11582.30 1915.01

    Pile Cap 4 14582.00 2670.70 14318.70 2312.71

    Pile Cap 5 9479.80 4548.79 10434.40 3130.03

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 25

    Tabel 4.14. Tulangan yang dipasang pada Pile Cap

    Tipe M11 Bawah M11 Atas M22 Bawah M22 Atas

    Pile Cap (mm2) (mm2) (mm2) (mm2)

    Pile Cap 1 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

    Pile Cap 2 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

    Pile Cap 3 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

    Pile Cap 4 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

    Pile Cap 5 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

    Perhitungan Tulangan Bore Pile Dari hasil analisis dan desain diperoleh besarnya luas tulangan bore pile yang

    dibutuhkan sebagai berikut :

    Luas Tulangan Longitudinal = 7854 mm2

    Diameter Tul. Longitudinal = D22 ( As = 380,13 mm2 )

    Jumlah Tul. Longitudinal = 7854 mm2/380,13 mm2 = 20,66 22

    Tulangan Longitudinal yang dipasang 22D22 (As = 8362,92 mm2)

    Luas Tulangan Geser = 0 mm2/mm

    Diameter Tul. Geser = 10 ( A = 78,5 mm2 )

    Tul. Geser Dipasang = 10-250 Tul. spiral praktis (As = 314 mm2) Gambar Penulangan Bore Pile adalah sebagai berikut :

    Gambar 4.16. Penulangan Bore Pile (d = 1 m, L = 20 m)

    4.4 PERHITUNGAN PELAT LANTAI Pelat lantai dihitung menggunakan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis

    merupakan momen yang terjadi pada pelat lantai dan digunakan untuk

    menghitung penulangan pelat lantai.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 26

    4.5.1 Penentuan Tebal Pelat Lantai Berdasarkan buku Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung

    (SNI03-1728-2002 pasal 16.5(3)), ketebalan pelat yang digunakan dalam

    sistem struktur flat plate biasanya memiliki ketebalan 125-250 mm. Jadi,

    untuk ketebalan pelat lantai pada gedung ini diambil sebesar t = 250 mm.

    4.5.2 Pembebanan pada pelat lantai Beban yang bekerja pada pelat lantai berupa beban mati dan beban

    hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan

    Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100

    kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (untuk lantai perkantoran) dan

    400 kg/m2 (untuk lantai parkir). Kombinasi pembebanan yang dipakai

    adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup.

    Wt = 1.2 DL + 1.6 LL

    Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur.

    LL = Beban hidup total (beban berguna).

    4.5.3 Karakteristik Material Beton Struktur pelat lantai direncanakan dengan menggunakan material beton

    bertulang dengan mutu beton fc = 25 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir

    Fy = 400 MPa

    4.5.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Lantai Dari hasil analisis diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi

    struktur sebagai berikut :

    Momen arah 1-1 maksimum = 5824,45 kg.m/m Momen arah 1-1 minimum = -7764,72 kg.m/m Momen arah 2-2 maksimum = 5740,20 kg.m/m Momen arah 2-2 minimum = -5099,40 kg.m/m Deformasi vertikal pada pelat 9 Lendutan akibat beban mati = 2,1 mm 9 Lendutan akibat beban hidup = 0,7 mm 9 Lendutan Total = 2,8 mm

    Syarat lendutan yang terjadi = ===360

    10000360L 27,78 mm (Aman)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 27

    Gambar 4.17. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pelat Lantai

    Perhitungan Tulangan Pelat Lantai Perhitungan luas tulangan pelat lantai yang dibutuhkan menggunakan

    bantuan dari software SAP2000. Pelat lantai dimodelkan sebagai balok

    dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di

    salah satu ujungnya.

    Momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban

    terpusat, untuk menciptakan momen sesuai yang direncanakan. Dari

    pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang

    dibutuhkan.

    Tulangan arah 1-1

    Momen arah 1-1 maksimum = 5824,45 kg.m/m

    Momen arah 1-1 minimum = -7764,72 kg.m/m

    As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 1173 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 0,25 x x 162 = 201 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1173 mm2/201 mm2 = 5,8

    Jarak antar tulangan = 1000/5,8 = 172 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-150 (As = 1206 mm2)

    As dibutuhkan untuk M1-1 min = 1589 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 0,25 x x 162 = 201 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 1589 mm2/201 mm2 = 7,9

    Jarak antar tulangan = 1000/7,9 = 126 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-100 (As = 2010 mm2)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 28

    Tulangan arah 2-2 Momen arah 2-2 maksimum = 5740,20 kg.m/m

    Momen arah 2-2 minimum = -5099,40 kg.m/m

    As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 1156 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 0,25 x x 162 = 201 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1156 mm2/201 mm2 = 5,75

    Jarak antar tulangan = 1000/5,75 = 173 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-150 (As = 1206 mm2)

    As dibutuhkan untuk M2-2 min = 1022 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 0,25 x x 162 = 201 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1022 mm2/201 mm2 = 5,08

    Jarak antar tulangan = 1000/5,08 = 196 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-100 (As = 2010 mm2)

    4.5 PERHITUNGAN KOLOM Analisis dan desain tulangan kolom dihitung dengan bantuan software SAP2000.

    Hasil dari analisis berupa luasan tulangan pada kolom dan digunakan untuk

    menetukan jumlah tulangan pokok dan tulangan geser / sengkang pada kolom.

    4.6.1 Penentuan Dimensi Kolom

    Dimensi kolom pada gedung ini direncanakan berbentuk persegi dengan

    besar bervariasi seperti dapat dilihat dari Tabel 4.15.

    Tabel 4.15 Lokasi dan Dimensi Kolom No Lantai Elevasi (m) Dimensi Kolom (cm)

    1 Basement 2 - Lantai Dasar -8 s/d 4 130 x130

    2 Lantai 1 Lantai 2 4 s/d 14 120 x 120

    3 Lantai 3 Lantai 5 14 s/d 26 110 x 110

    4 Lantai 6 Lantai 8 26 s/d 38 100 x 100

    5 Lantai 9 Lantai 11 38 s/d 50 90 x 90

    6 Lantai 12 Lantai 14 50 s/d 62 80 x 80

    7 Lantai 15 Lantai 17 62 s/d 74 70 x 70

    8 Lantai 18 Lantai 20 74 s/d 86 60 x 60

    9 Lantai 21 Lantai 23 86 s/d 98 50 x 50

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 29

    4.6.2 Karakteristik Material Beton Kuat Tekan Beton (fc) = 37,35 MPa (K-450)

    Mutu Tulangan pokok Fy = 400 MPa (Ulir D = 32 mm)

    Mutu sengkang Fys = 240 MPa (Polos = 12 mm)

    4.6.3 Analisis dan Desain Penulangan Kolom Dari hasil analisis dan desain kolom pada software SAP2000 diperoleh

    besarnya Luasan tulangan yang dibutuhkan pada kolom adalah sebagai

    berikut :

    Tabel 4.16 Luas Tulangan yang dibutuhkan kolom

    Dimensi Kolom Tulangan Pokok Sengkang 1-1 Sengkang 2-2

    mm2 mm2/mm mm2/mm

    K-130x130 A 57732.456 0 0

    K-130x130 B 33385,717 0 0

    K-120x120 A 44829.99 0 0

    K-120x120 B 27322,313 0 0

    K-110x110 A 45281.103 0 0

    K-110x110 B 22783,025 0 0

    K-100x100 A 37403.641 0 0

    K-100x100 B 19571,944 0 0

    K-90x90 A 30058,063 0 0

    K-90x90 B 15790,128 0 0

    K-80x80 A 25388,425 0 0

    K-80x80 B 12356,989 0 0

    K-70x70 A 17290,082 1,025 1,025

    K-70x70 B 8193,570 1,025 1,025

    K-60x60 A 10666,127 0,879 0,879

    K-60x60 B 6143,463 0,879 0,879

    K-50x50 A 4025,040 0,732 0,732

    K-50x50 B 2690,496 0,732 0,732

    Dari hasil luas tulangan kolom yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah

    tulangan kolom yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan

    untuk kolom K-70x70 A adalah sebagai berikut :

    As = 16946,762 mm2

    Av-1 = 1,025 mm2/mm

    Av-2 = 1,025 mm2/mm

    Tul Pokok = D32 (As = 804,25 mm2)

    Sengkang = 12 (As = 113,10 mm2)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 30

    Jumlah tulangan pokok = 16946,762 mm2/804,25 mm2 = 21,07 22

    Tulangan pokok dipasang 22D32

    Jarak sengkang =

    ( ) 8,4113,1

    10000,4750,475As2

    1000Avns =+==

    Jarak Sengkang = mm 100 mm 1198,4

    1000ns

    1000 ==

    Jadi Untuk Kolom K-70x70A, Tulangan Pokok yang dipasang 22D32 (As Terpasang = 17693 mm2) dan Sengkang 12-100 (1131 mm2) Hasil perhitungan untuk ukuran kolom yang lain dapat dilihat pada tabel

    berikut :

    Tabel 4.17 Tulangan Pokok dan Sengkang Kolom

    Dimensi Kolom

    Tul Pokok Sengkang As Tul Pokok Terpasang As Sengkang

    Terpasang D32 12 mm2 mm2/mm

    K-130x130 A 72 12-200 57906 0.5652

    K-130x130 B 44 12-200 35387 0.5652

    K-120x120 A 56 12-200 45038 0.5652

    K-120x120 B 28 12-200 22519 0.5652

    K-110x110 A 60 12-200 48255 0.5652

    K-110x110 B 32 12-200 25736 0.5652

    K-100x100 A 48 12-200 38604 0.5652

    K-100x100 B 28 12-200 22519 0.5652

    K-90x90 A 40 12-200 32170 0.5652

    K-90x90 B 20 12-200 16085 0.5652

    K-80x80 A 32 12-200 25736 0.5652

    K-80x80 B 16 12-200 12868 0.5652

    K-70x70 A 24 12-100 19302 1.1304

    K-70x70 B 12 12-100 9651 1.1304

    K-60x60 A 16 12-100 12868 1.1304

    K-60x60 B 12 12-100 9651 1.1304

    K-50x50 A 12 12-100 9651 1.1304

    K-50x50 B 8 12-100 6434 1.1304

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 31

    4.6 PERHITUNGAN DINDING GESER Penulangan dinding geser (Shearwall) dihitung dengan bantuan software

    SAP2000. Hasil dari analisis merupakan tegangan yang terjadi pada dinding

    geser dan digunakan untuk menentukan penulangan dinding geser.

    4.7.1 Penentuan Tebal Dinding Geser Tebal dinding geser pada gedung ini direncanakan bervariasi seperti yang

    dapat dilihat pada tabel 4.18.

    Tabel 4.18. Tebal Dinding Geser (Shear Wall) No Lantai Elevasi (m) Tebal dinding geser (mm)

    1 Basement 2 - Lantai 4 -8 s/d 26 250

    2 Lantai 5 - Lantai 14 26 s/d 62 200

    3 Lantai 14 - Lantai 23 62 s/d 98 150

    4.7.2 Karakteristik Material Beton

    Struktur dinding geser direncanakan dengan menggunakan material beton

    bertulang dengan mutu beton fc = 25 MPa dan mutu tulangan ulir Fy =

    400 MPa.

    4.7.3 Analisis dan Desain Penulangan Dinding Geser Dari hasil analisis diperoleh besarnya tegangan yang terjadi pada dinidng

    geser sebagai berikut :

    Tabel 4.19. Tegangan yang terjadi pada dinding geser (Shear Wall)

    Tebal S11 (+) S11 (-) S22 (+) S22 (-) cm kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

    25 28.41 -96.76 17.28 -370.19

    20 27.58 -97.46 24.16 -352.18

    15 25.81 -65.47 57.04 -241.52

    Contoh perhitungan tulangan pada dinding geser dengan tebal 25 cm

    adalah sebagai berikut :

    Tegangan aksial tarik ditahan sepenuhnya oleh tulangan.

    fyPAs = dimana tarik = 0,8

    As S11(+) = 28,41 kg/cm2 x (25 cm x 1 cm) / (0,8 x 4000 kg/cm2)

    = 0,222 cm2/cm = 2219.53 mm2/m

    Dipasang tulangan 2D16-125 (As = 3217 mm2)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 32

    As S22(+) = 17,28 kg/cm2 x (25 cm x 1 cm) / (0,8 x 4000 kg/cm2)

    = 0,135 cm2/cm = 1350 mm2/m

    Dipasang tulangan 2D32-250 (As = 6432 mm2)

    Tegangan aksial tekan ditahan oleh kuat tekan nominal beton, dan sisanya didukung oleh tulangan.

    ( )( )fy

    )(cf'PAs = Ac dimana tekan = 0,6

    ( )( ) ( ) /mmm 52181/cmm 52,140000,6

    1255,7330,6370,19(-) S22 As 22 === c

    Dipasang tulangan 2D32-100 (As = 16084 mm2)

    Karena S11(-) < (0,6x249)

    Beton dianggap masih kuat menahan tegangan tekan arah S11

    Maka dipasang tulangan praktis (D13-250)

    Gambar 4.18. Tegangan normal arah (S11) dan (S22) pada Dinding Geser

    Hasil perhitungan tulangan untuk tebal dinding geser lainnya dapat dilihat

    pada tabel 4.20 berikut :

    Tabel 4.20. Tulangan terpasang pada dinding geser

    Tebal As11 As22 Lap As22 Tum Tul Arah 11 Tul 22 Lap Tul 22 Tum mm mm2/m Mm2/m mm2/m D16 D32 D32

    250 2219.53 1350.00 15217.71 D16-125 D32-250 D32-100 200 1723.75 1510.00 10673.33 D16-150 D32-250 D32-150 150 1209.84 2673.75 1088.75 D16-250 D32-250 D32-250

    4.8 PERHITUNGAN DINDING BASEMENT

    Untuk perhitungan tulangan, dinding basement dimodelkan sebagai dinding

    dengan beban tekanan tanah + tekanan air dengan bantuan software SAP2000.

    Hasil dari analisis berupa momen yang digunakan untuk menentukan penulangan

    dinding basement.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 33

    4.8.1 Penentuan Tebal Dinding Basement Berdasarkan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung (SNI 03

    -1728-2002 pasal 16.5(3)), Ketebalan dinding luar ruang bawah tanah dan

    dinding pondasi tidak boleh kurang daripada 190 mm. Jadi, tebal dinding

    basement diambil sebesar t = 250 mm

    4.8.2 Pembebanan pada Dinding Basement Beban yang bekerja pada dinding basement berupa tekanan tanah +

    tekanan air. Beban tersebut dapat dilihat pada gambar 4.12.

    Gambar 4.19. Diagram Tegangan Tekanan Tanah pada Dinding Basement

    Perhitungan Tekanan Tanah Tekanan tanah aktif yang akan terjadi di belakang dinding basement

    sebesar Ed=1/2 x n x H2 x Ka.

    Data tanah:

    H = 8,00 m (kedalaman total lantai basement)

    h1 = 4,00 m

    n = 1,55 t/m2

    c = 0,116 kg/cm2

    = 120

    Keterangan Gambar : H =Kedalaman Basement (m) = Berat Jenis (Ton/m3) ka = Koef Tekanan tanah aktif q = beban merata pada permukaan

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 34

    Perhitungan nilai Ka :

    Ka = tg2 ( 45 /2 ) = tg2 ( 45 12/2 ) = 0,6557

    Dimana :

    Ka = koefisien tekanan tanah aktif

    = sudut geser tanah

    Pada Z = 0 m

    1 = 1*H1*Ka =1,55 x 0 x 0,6557 = 0 kg/m Pada Z = 8 m

    2 = (1*H1*Ka ) + ( sat *H2*Ka) = 0 + (0,55 x103 x 8 x 0,6557) = 2885,3 kg/m

    Perhitungan Tekanan Air Tegangan yang disebabkan oleh air pori :

    air = w *H2 = 1000 * 4 = 4000 kg/m

    Perhitungan Tekanan Tanah akibat Beban Merata Menurut Peraturan Pembebanan untuk Bangunan, beban untuk lantai

    parkir diambil sebesar q = 400 kg/m2.

    Tegangan yang disebabkan oleh beban merata:

    = q x Ka = 400 x 0,6557 = 262,28 kg/m

    4.8.3 Analisis Dinding Basement Untuk perhitungan dinding basement mempunyai prinsip yang sama

    dengan penulangan dinding biasa. Momen yang terjadi akibat beban

    tekanan tanah dihitung dengan memodelkan struktur dinding basement

    sebagai pelat per meter panjang yang menerima beban segitiga akibat

    tekanan total (tanah+air).

    Pada software SAP2000, beban tekanan total (tanah+air) yang

    berbentuk segitiga tersebut dilimpahkan merata ke pelat yang dijepit di sisi

    bawah elemen dinding basement. Bagian atas dinding basement juga

    terjepit, pada kedalaman 0 m dan -4 m dari permukaan tanah karena pada

    elevasi tersebut dinding terkekang oleh pelat lantai basement dari gedung.

    Cara cara analisis struktur basement dengan software SAP2000 yaitu :

    1) Membuat model struktur basement.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 35

    Struktur dinding basement dianggap sebagai elemen shell dengan

    ketebalan 25 cm. Tumpuan jepit diletakkan di sisi bawah struktur

    sebagai permodelan dari pondasi rakit. Dimensi dari dinding

    dimodelkan sedalam 8 m.

    Pada elevasi 0 m dan 4 m dari permukaan tanah asli dinding

    basement diberi tumpuan sendi pada model SAP2000. Hal ini

    berfungsi sebagai permodelan pertemuan antara dinding basement

    dan pelat lantai basement.

    2) Memasukkan karakteristik material beton

    Struktur dinding basement direncanakan dengan menggunakan

    material beton bertulang dengan mutu beton fc = 24,9 MPa (K-300)

    dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa

    3) Memasukkan beban ke model struktur dinding basement

    Berat sendiri dinding basement akan dihitung otomatis pada

    SAP2000 sedangkan beban tekanan tanah dan tekanan air di

    masukkan kedalam model dinding basement sebagai beban luar.

    Besarnya beban tekanan tanah dan tekanan air dapat dilihat pada

    gambar berikut :

    Gambar 4.20 Besar tekanan tanah dan tekanan air pada dinding basement

    4) Deformasi dan gaya dalam dinding basement

    Dari hasil analisis software SAP2000 diperoleh besarnya gaya-gaya

    dalam dan deformasi struktur sebagai berikut :

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 36

    Deformasi Horizontal Terbesar = 3,5 mm Moment arah 1-1 maksimum = 1716,71 kg.m Moment arah 1-1 minimum = -2851,92 kg.m Moment arah 2-2 maksimum = 4537,02 kg.m Moment arah 2-2 minimum = 11724,71 kg.m

    Gambar 4.21 Deformasi dan Momen arah 1-1 dan 2-2 pada dinding basement

    4.8.4 Perhitungan Tulangan Dinding Basement

    Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan pada dinding basement

    menggunakan bantuan dari software SAP2000. Dinding basement dimodelkan

    sebagai balok dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan

    tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Lalu, momen hasil analisis ditempatkan

    diujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sebesar

    yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas

    tulangan yang dibutuhkan.

    Tulangan Horizontal (arah 1-1) Moment arah 1-1 maksimum = 1716,71 kg.m/m

    Moment arah 1-1 minimum = -2851,92 kg.m/m

    As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 462,74 mm2/m

    Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 1/4 x x 132 = 132,73 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 462,74 mm2/132,73 mm2 = 4

    Jarak antar tulangan = 1000/4 = 250 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-250 (As = 530,92 mm2)

    As dibutuhkan untuk M1-1 min = 777,90 mm2/m

    Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 37

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 1/4 x x 132 = 132,73 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 777,90 mm2/132,73 mm2 = 6

    Jarak antar tulangan = 1000/6 = 166.67 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-150 (As = 884,87 mm2)

    Tulangan Vertikal (arah 2-2) Momen arah 2-2 maksimum = 4537,02 kg.m/m

    Momen arah 2-2 minimum = 11724,71 kg.m/m

    As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 945,4 mm2/m

    Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 1/4 x x 132 = 132,73 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 945,4 mm2/132,73 mm2 = 8

    Jarak antar tulangan = 1000/8 = 125 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-125 (As = 1061,84 mm2)

    As dibutuhkan untuk M2-2 min = 2682,17 mm2/m

    Direncanakan tulangan dengan diameter 19 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 1/4 x x 192 = 283,528 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2682,17 mm2/283,528 mm2 = 10

    Jarak antar tulangan = 1000/10 = 100 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As = 2835,28 mm2)

    4.9 PERHITUNGAN RAMP PARKIR

    Pelat lantai ramp parkir dihitung menggunakan bantuan dari software SAP2000.

    Hasil dari analisis merupakan momen yang terjadi pada pelat ramp parkir dan

    digunakan untuk menentukan penulangan pelat ramp parkir.

    4.9.1 Penentuan Tebal Pelat Ramp Parkir Berdasarkan buku Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung

    (SNI03-1728-2002 pasal 16.5(3)), ketebalan pelat yang biasa digunakan

    125-250 mm. Jadi, tebal pelat ramp parkir diambil sebesar t = 250 mm.

    4.9.2 Pembebanan pada Pelat Ramp Beban yang bekerja pada pelat ramp berupa beban mati dan beban hidup.

    Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung

    (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2 dan

    beban hidup sebesar 400 kg/m2 (Beban lantai gedung parkir). Kombinasi

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 38

    pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban

    hidup.

    Wt = 1.2 DL + 1.6 LL

    Dimana :

    DL = Beban mati (berat sendiri) struktur.

    LL = Beban hidup total (beban berguna).

    4.9.3 Karakteristik Material Beton

    Struktur pelat ramp parkir direncanakan dengan menggunakan material

    beton bertulang dengan mutu beton fc = 24,9 MPa (K-300) dan mutu

    tulangan ulir Fy = 400 MPa

    4.9.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Ramp Dari hasil analisis diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi

    struktur sebagai berikut :

    Momen arah 1-1 maksimum = 682,957 kg.m/m Momen arah 1-1 minimum = 8824,699 kg.m/m Momen arah 2-2 maksimum = 9292,671 kg.m/m Momen arah 2-2 minimum = 19102,39 kg.m/m

    Gambar 4.22 Momen arah 1-1 dan 2-2 Pada Ramp Parkir

    4.9.5 Perhitungan Tulangan Pelat Ramp

    Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari

    software SAP2000. Pelat ramp dimodelkan sebagai balok dengan tebal 25

    cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya.

    Lalu, momen hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban

    terpusat, untuk menghasilkan momen sesuai dengan yang direncanakan.

    Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang

    dibutuhkan.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 39

    Tulangan Horizontal (arah 1-1) Moment arah 1-1 maksimum = 682,957 kg.m

    Moment arah 1-1 minimum = -8824,699 kg.m

    As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 272,3 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 22 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 222 = 380,133 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan < Luas satu tulangan D22

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D22-125

    (As = 3041,06 mm2)

    As dibutuhkan untuk M1-1 min = 2809,00 mm2/m

    Direncanakan tulangan dengan diameter 22 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 222 = 380,133 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 2809,00 mm2/380,133 mm2 = 7,4

    Jarak antar tulangan = 1000/7,4 = 135,33 mm

    Sehingga tulangan dipakai adalah D22 125

    (As = 3041,06 mm2)

    Tulangan Vertikal (arah 2-2) Moment arah 2-2 maksimum = 9292,671 kg.m

    Moment arah 2-2 minimum = -19102,39 kg.m

    As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 2969,78 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 32 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 322 = 804,25 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 2969,78 mm2/804,25 mm2 = 3,69

    Jarak antar tulangan = 1000/3,69 = 270 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D32-250

    (As = 3217 mm2)

    As dibutuhkan untuk M2-2 min = 6734,93 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 32 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 322 = 804,25 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 6734,93 mm2/804,25 mm2 = 8,4

    Jarak antar tulangan = 1000/8,4 = 119,4 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D32-100

    (As = 8042,5 mm2)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 40

    4.10 PERHITUNGAN TANGGA Permodelan Tangga dihitung menggunakan bantuan dari software SAP2000.

    Hasil dari analisis merupakan tegangan dan momen yang terjadi pada pelat

    lantai tangga dan digunakan untuk menentukan penulangan pelat.

    4.10.1 Pembebanan pada pelat lantai tangga

    Beban yang bekerja pada pelat lantai tangga berupa beban mati dan

    beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk

    Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan

    sebesar 100 kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (Beban hidup

    tangga). Kombinasi pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati

    ditambah 160% beban hidup.

    Wt = 1.2 DL + 1.6 LL

    Dimana :

    DL = Beban mati (berat sendiri) struktur.

    LL = Beban hidup total (beban berguna).

    4.10.2 Permodelan Struktur Tangga Permodelan struktur tangga adalah sebagai berikut :

    Gambar 4.23 Permodelan Struktur Tangga

    4.10.3 Perhitungan Tulangan Tangga

    Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari

    software SAP2000. Pelat lantai dimodelkan sebagai balok dengan tebal

    25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu

    ujungnya. Lalu, gaya gaya dalam hasil analisis ditempatkan di ujung

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 41

    yang lain sebagai beban terpusat. Dari pemodelan struktur seperti itu,

    dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan.

    Momen diperoleh dari hasil analisis SAP2000, yaitu:

    Moment arah 1-1 maksimum = 1019 kg.m

    Moment arah 1-1 minimum = 239 kg.m

    Moment arah 2-2 maksimum = 879 kg.m

    Moment arah 2-2 minimum = 316 kg.m

    Gambar 4.24 Momen arah 1-1 dan 2-2 Pada Tangga

    Tulangan Horizontal (arah 1-1) Moment arah 1-1 maksimum = 1019 kg.m

    Moment arah 1-1 minimum = 239 kg.m

    As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 676,16 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 102 = 78,54 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 676,16 mm2/78,54 mm2 = 8,6

    Jarak antar tulangan = 1000/8,6 = 116,16 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah 10 - 100

    (As = 785,4 mm2)

    As dibutuhkan untuk M1-1 min = 204,11 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 102 = 78,54 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 204,11 mm2/78,54 mm2 = 2,6

    Jarak antar tulangan = 1000/2,6 = 384,62 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah 10 - 250

    (As = 314,16 mm2)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 42

    Tulangan Vertikal (arah 2-2) Moment arah 2-2 maksimum = 879 kg.m

    Moment arah 2-2 minimum = 316 kg.m

    As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 673,78 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 102 = 78,54 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 879 mm2/78,54 mm2 = 11,19

    Jarak antar tulangan = 1000/11,19 = 89,96 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah 10 - 100

    (As = 785,4 mm2)

    As dibutuhkan untuk M2-2 min = 270,76 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 102 = 78,54 mm2

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 270,76 mm2/78,54 mm2 = 3,4

    Jarak antar tulangan = 1000/3,4 = 290 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah 10 - 250

    (As = 314,16 mm2)

    4.11 PERHITUNGAN DROP PANEL Drop panel memiliki fungsi utama untuk mengurangi tegangan geser di

    sekitar kolom. Setelah dilakukan pengujian terhadap tegangan geser pons pada

    pelat di sekitar kolom, ternyata hasilnya melebihi syarat tegangan geser pons.

    Agar struktur tidak mengalami retak akibat geser pons, maka dipasang drop panel

    setebal 1 m.

    4.11.1 Perhitungan Tulangan Drop Panel Tulangan minimum pada drop panel dihitung menggunakan rumus:

    y

    nsb f

    llwA

    =87.0

    5.0 2

    w = beban yang bekerja pada drop panel

    = 1,2 x 100 + 1,6 x 250 = 520 kg/m2

    cmcmAsb /1817,0400087.05,15,15205.0 2=

    =

    Tulangan yang digunakan = diameter 1,6 cm (As = 2,1 cm2)

    Luas tulangan = 0,1817 cm2/cm x 100 cm/m = 18,17 cm2/m

    Jumlah tulangan minimum yang dipasang = 18,17/2,1 = 8,65

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 43

    Gaya dalam pada drop panel diperoleh dari SAP2000 :

    M11 (minimum) = -57,7 ton.m/m

    M22 (minimum) = -95,88 ton.m/m

    As dibutuhkan untuk M1-1 minimum = 2050 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 16 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 162 = 200,96 mm2

    Jumlah tul yang dibutuhkan = 2050 mm2/200,96 mm2 = 10,2

    Jarak antar tulangan = 1000/10,2 = 98 mm

    Tulangan yang dipakai adalah 2D16100 (As = 4102 mm2)

    As dibutuhkan untuk M2-2 minimum = 3419 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 16 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x 162 = 200,96 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 3419 mm2/200,96 mm2 = 17

    Jarak antar tulangan = 1000/17 = 58 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah 2D16 - 100

    (As = 4102 mm2)

    4.11.2 Perhitungan Kapasitas Drop Panel Kapasitas drop panel dihitung menggunakan rumus untuk

    menghitung kapasitas balok. Drop panel diubah menjadi balok

    ekivalen dengan lebar 3 m dan tinggi 1 m, menggunakan perhitungan

    jalur kolom. Perhitungan ini dilakukan untuk memastikan konsep

    strong column weak beam, dimana kapasitas dari balok, atau dalam

    hal ini merupakan kapasitas dari drop panel, harus lebih kecil dari

    kapasitas kolom.

    d = 1000 50 (2x16) = 918 mm

    d = 82 mm

    As = ( x x d2) x 60 = ( x x 162) x 60 = 12057,6 mm2

    As = ( x x d2) x 30 = ( x x 162) x 60 = 6028,8 mm2

    0004,08,91300

    576,120 === dbAs

    0002,08,91300

    288,60'' === dbAs

    max untuk tulangan single

    0265,0400600

    600400

    9,2485,075,0max =+=

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 44

    Tulangan Tarik

    max = max tulangan single +

    = 0,0265 + 0,0002

    = 0,0267

    min agar tulangan tekan mencapai batas.

    0028,091882

    400600600

    4009,2485,075,0min =+

    =

    Untuk menghitung momen kapasitas, perhitungan momen dibagi

    menjadi:

    kgcmddfyAsM 2,20160307)2,88,91(4000288,60)'('1 ===M1 = 201,6 ton.m

    ( )[ ] cmbcffyAsAsa 798,3

    30024985,04000)288,60576,120(

    '85,0' =

    ==

    ( ) kgcmadfyAsAsM 12,17558277)298,378,91(4000288,60)

    2('2 ===

    M2 = 175,582 ton.m

    Mtotal = M1 + M2 = 201,6 + 175,6 = 377,2 ton.m

    Momen diatas dimasukkan kedalam permodelan kolom berdimensi

    130 cm x 130 cm dengan beban sebagai berikut :

    (Satuan Beban = Ton.m) (Satuan luas tulangan = mm2)

    Gambar 4.25 Permodelan perhitungan diagram interaksi Kolom

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 45

    Dari hasil analisis berdasarkan beban dan momen kapasitas drop

    panel diperoleh luas tulangan kolom sebesar 16900 mm2 (1% luas

    penampang kolom), maka dapat disimpulkan bahwa kolom memiliki

    kapasitas yang lebih besar dari kapasitas drop panel, sesuai

    dengan prinsip strong coloumn weak beam.

    4.12 PERHITUNGAN GESER PONS

    4.12.1 Perhitungan Geser Pons pada Drop Panel Contoh perhitungan geser pons untuk drop panel setebal 1 m. Besarnya

    gaya geser pons tidak boleh melebihi dari ketiga nilai berikut :

    1. ( )

    Ton 8,23576

    918125049,241000/1000

    216

    '21 =

    +=

    += dbocfc

    Vc

    2. ( ) Ton 209112

    918125049,242

    1250491840

    12'

    2 =

    +=

    += dbocf

    bodsVc

    3. ( ) Ton 2100,18 3

    9181250424,9 dbo cf'

    31 ===Vc

    Gambar 4.26 Perhitungan Geser Pons

    Keterangan Gambar : H = ketebalan drop panel D = Tinggi Efektif Bo = Keliling Geser Efektif P = Gaya tekan pada kolom

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 46

    Gaya geser pons yang terjadi adalah :

    Vu = 1769 Ton > 2091 Ton (Aman)

    Hasil perhitungan geser pons untuk drop panel lainnya dapat dilihat pada

    tabel berikut.

    Tabel 4.21 Perhitungan Geser Pons pada Drop Panel

    Kolom Bo d Vc Izin Vc Terjadi Tebal Keterangan(mm2) (mm) (mm) (Ton) (Ton) (mm)

    1300x1300 9200 939 2539 1996 1000 Aman 1200x1200 8800 939 2154 1996 1000 Aman 1100x1100 8400 939 2123 1851 1000 Aman 1000x1000 8000 939 2091 1769 1000 Aman

    900x900 7200 839 1673 1447 1000 Aman 800x800 6200 689 1145 1143 750 Aman 700x700 5600 639 977 859 750 Aman 600x600 5200 639 956 859 750 Aman 500x500 3200 439 437 342 500 Aman

    4.12.2 Perhitungan Geser Pons pada Pile Cap Perhitungan geser pons pada pile cap dihitung sebagai berikut :

    Vc Terjadi = 4698,93 ton

    Vc Izin diambil dari nilai terkecil berdasarkan persamaan di bawah ini :

    ( )Ton 68451

    61880330042,33

    1300/130021

    6'21 =

    +=

    += dbocf

    cVc

    ( )Ton 91000

    121880330042,33

    233004188040

    12'

    2 =

    +=

    += dbocf

    bodsVc

    ( )Ton 47662

    318803300433,2

    dbo cf'31 ===Vc

    Vc terjadi = 4698,93 Ton < Vc Izin = 47662 Ton (Aman)

    4.13 PERHITUNGAN PELAT BASEMENT

    Pelat basement dihitung menggunakan bantuan software SAP2000. Hasil dari

    analisis merupakan momen yang terjadi pada pelat basement dan digunakan

    untuk menghitung penulangan pelat basement.

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 47

    4.13.1 Penentuan Tebal Pelat Basement Tebal pelat basement diambil sebesar 1 m.

    4.13.2 Pembebanan pada pelat basement Beban yang bekerja pada pelat basement berupa beban mati dan beban

    hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan

    Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100

    kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (untuk lantai perkantoran) dan

    400 kg/m2 (untuk lantai parkir). Kombinasi pembebanan yang dipakai

    adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup.

    Wt = 1.2 DL + 1.6 LL

    Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur.

    LL = Beban hidup total (beban berguna).

    Selain itu, dimasukkan beban akibat tekanan air tanah. Tekanan akibat air

    tanah dihitung dengan rumus sebagai berikut :

    = x h = 1 ton/m3 x 4 m = 4 ton/m2

    Gambar 4.27 Permodelan diagram tegangan tanah pada plat basement

    Keterangan Gambar : H = Kedalaman Tanah Basement (m) = Berat Jenis Tanah (Ton/m3) ka = Koef Tekanan tanah aktif q = beban merata pada permukaan w = Berat Jenis Air (Ton/m3) Hw = Kedalaman Tanah Basement (m)

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 48

    4.13.3 Karakteristik Material Beton Struktur pelat basement direncanakan dengan menggunakan material

    beton bertulang dengan mutu beton fc = 25 MPa (K-300) dan mutu

    tulangan ulir Fy =400 MPa.

    4.13.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Basement Dari hasil analisis diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi

    struktur sebagai berikut :

    Momen arah 1-1 maksimum = 37,87 ton.m/m Momen arah 1-1 minimum = -7,93 ton.m/m Momen arah 2-2 maksimum = 39,75 ton.m/m Momen arah 2-2 minimum = -9,29 ton.m/m

    4.13.5 Perhitungan Tulangan Pelat Basement Perhitungan luas tulangan pelat basement yang dibutuhkan

    menggunakan bantuan dari software SAP2000. Pelat basement

    dimodelkan sebagai balok dengan tebal 100 cm, dan lebar 1 m yang

    menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya.

    Momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban

    terpusat, untuk menciptakan momen sesuai yang direncanakan. Dari

    pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang

    dibutuhkan.

    Tulangan arah 1-1 Momen arah 1-1 maksimum = 37,87 ton.m/m

    Momen arah 1-1 minimum = -7,93 ton.m/m

    As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 2439 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 0,25 x x 192 = 283 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2439 mm2/283 mm2 = 8,6

    Jarak antar tulangan = 1000/8,6 = 116 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As = 2830 mm2)

    As dibutuhkan untuk M1-1 min = 504,28 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x x d2 = 0,25 x x 192 = 283 mm2

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 49

    Jumlah tulangan dibutuhkan = 504,28 mm2/283 mm2 = 1,78

    Jarak antar tulangan = 1000/1,78 = 561,196 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-250 (As = 1132 mm2)

    Tulangan arah 2-2 Momen arah 2-2 maksimum = 39,75 ton.m/m

    Momen arah 2-2 minimum = -9,29 ton.m/m As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 2562 mm2/m

    Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 0,25 x x 192 = 283 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2562 mm2/283 mm2 = 9,05

    Jarak antar tulangan = 1000/9,05 = 110 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As=2830 mm2)

    As dibutuhkan untuk M2-2 min = 590 mm2/m Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm.

    Luas satu tulangan = As1 = 0,25 x x 192 = 283 mm2

    Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 590 mm2/283 mm2 = 2,08

    Jarak antar tulangan = 1000/2,08 = 479.66 mm

    Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-250 (As=1132 mm2)

    4.14 PERHITUNGAN SAMBUNGAN KOLOM DAN PELAT LANTAI

    4.14.1 Perhitungan Gaya Dalam Mkap, ki = 377,2 ton.m

    Mkap, ka = 377,2 ton.m

    lki = 10 m

    ln, ki = 9,7 m

    lka = 9 m

    ln, ka = 7,7 m

    tinggia = 4 m

    tinggib = 4 m

    Wu = 1,2 D + 1,6 L = 1,2 (250) + 1,6 (400) = 940 kg/m2

    2

    22

    6

    )3(

    y

    xyxuequ l

    lllWq

    =

    22

    22

    /2957106

    )8103(8940 mkgqequ ==

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 50

    Gambar 4.28 Sketsa beban pada perhitungan sambungan kolom dan plat lantai

    2)(5,0

    7,0

    ,,

    ,,

    ,, lq

    hh

    MllM

    ll

    Vbkak

    kakapkan

    kakikap

    kin

    ki

    kol++

    +

    =

    .81,1672

    10957,2)44(5,0

    2,3777,7

    92,3777,8

    107,0tonVkol =++

    +=

    TzM

    C kikapki 8,230144,12,3777,07,0 , ===

    TzM

    T kakapka 8,230144,12,3777,07,0 , ===

    Vj,h = Cki + Tka Vkol

    = 230,8 + 230,8 167,81

    = 293,79 Ton

    TVhdV hjc

    vj 1626,27679,293300,1222,1

    ,, ===

    4.14.2 Kontrol Tegangan Geser Horizontal Minimal

    1,5 fc = 1,5 (373,5) = 560,25 kg/cm2

    hc = 130 cm

    bc = 130 cm

    )(/25,560/34,16130130

    6,276162 22,, OKcmkgcmkghb

    VV

    cj

    vjhj

  • PerhitunganStruktur BabIV

    PerencanaanStrukturBangunanTinggiDenganFlatPlate CoreWallBuildingSystem IV - 51

    4.14.3 Penulangan Geser Horizontal

    22,, 8,11506068,1152400

    6,276162 mmcmfV

    Ay

    vjhj ====

    Sengkang rangkap = 16 mm

    A tersedia = 804 mm2

    Jumlah sengkang = 15 lapis (As = 12064 mm2)

    4.14.4 Penulangan Geser Vertikal

    sg

    u

    hjsvc

    AcfAN

    VAV

    +

    ='6,0

    ' ,,

    ( ) TonV vc 0143,035,3706,11816,01626,276

    21

    , =+= Vs,v = Vj,v Vs,v

    = 276,1626 0,0143 = 276,1483 Ton

    2,, 115062400

    3,276148 mmfV

    Ay

    vsvj ===

    ntulangan = 15D16 (As = 12064 mm2)

    4.14.5 Penulangan Geser Pada Tumpuan Pelat (Jalur Kolom)

    221 lq

    lMMV ++=

    tonV 225,902

    10957,210

    2,3772,377 =++=

    23,37592400

    90225 mmfV

    Ay

    v ===

    Sengkang rangkap = 16 mm

    A tersedia = 804 mm2

    Jumlah sengkang = 5 lapis