61987719 tugas akhir perencanaan struktur beton bertulang dengan menggunakan balok balok kantilever...

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN GEDUNG BETON BERTULANG DENGAN MENGGUNAKAN BALOK-BALOK KANTILEVER

(STUDI KASUS GEDUNG BERBENTUK OVAL)

Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S1)

Disusun oleh :

NAMA : GABRIELLA MARIA MAGDALENA S.

NIM : 41107010007

UNIVERSITAS MERCU BUANA

FAKULTAS TEKNIK SIPIL dan PERENCANAAN

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

2011

LEMBAR PENGESAHAN SIDANG SARJANA


FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN


QTugas akhir ini untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi persyaratan dalam memeperoleh

gelar Sarjana Teknik, jenjang pendidikan Strata 1 (S-1), Program studi Teknik Sipil, Fakultas

Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana, Jakarta.

Judul Tugas Akhir : Perencanaan Struktur Beton Bertulang Dengan Menggunakan

Balok-Balok Kantilever (Studi Kasus : Gedung Berbentuk Oval)

Disusun oleh :

Nama : Gabriella Maria Magdalena S.

NIM : 41107010007

Jurusan/Program Studi : Teknik Sipil

Telah diperiksa dan disetujui untuk diajukan sidang sarjana :

Jakarta, 5 Agustus 2011

Mengetahui, Mengetahui,

Pembimbing Tugas Akhir Ketua Program Studi Teknik Sipil

Ir. Zainal Abidin Shahab, MT Ir. Sylvia Indriani, MT

Semester : Genap Tahun Akademik : 2010/2011

Tugas akhir ini untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi persyaratan dalam memeperoleh gelar Sarjana Teknik, jenjang pendidikan Strata 1 (S-1), Program studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana, Jakarta.

Judul Tugas Akhir : Perencanaan Struktur Beton Bertulang Dengan Menggunakan Balok-Balok Kantilever (Studi Kasus : Gedung Berbentuk Oval)

Disusun oleh :


NIM : 41107010007

Jurusan/Program Studi : Teknik Sipil

Telah diajukan dan dinyatakan LULUS pada sidang sarjana pada tanggal 5 Agustus 2011

Pembimbing

Ir. Zainal Abidin Shahab, MT


Mengetahui, Mengetahui,

Ketua Penguji Ketua Program Studi Teknik Sipil

Ir. Edifrizal Darma, MT Ir. Sylvia Indriany, MT

LEMBAR PENGESAHAN SIDANG SARJANA




Q

LEMBAR PERNYATAAN

SIDANG SARJANA PRODI TEKNIK SIPIL



QYang bertanda tangan dibawah ini :


Nomor Induk Mahasiswa : 41107010007

Program Studi : Teknik Sipil

Fakultas : Teknik Sipil dan Perencanaan

Menyatakan bahwa Tugas Akhir ini merupakan kerja asli, bukan jiplakan (duplikat) dari karya

orang lain. Apabila ternyata pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia menerima sanksi

berupa pembatalan gelar kesarjanaan saya.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya untuk dapat dipertanggung jawabkan

sepenuhnya.


Yang memberikan pernyataan

Gabriella Maria Magdalena S.

ABSTRAK

Judul: Perencanaan Gedung Beton Bertulang Dengan Menggunakan Balok-Balok Kantilever (Studi Kasus: Gedung Berbentuk Oval), Nama: Gabriella Maria Magdalena S. NIM: 41107010007, Dosen Pembimbing: Ir. Zainal Abidin Shahab, MT. Tahun : 2011.

Kemajuan teknologi dibidang ilmu struktur dan kostruksi yang membuat berbagai bentuk desain bangunan semakin beragam. Beragamnya desain yang ada juga membuat semakin membuat perhitungan dari desain tersebut semakin rumit. Dengan latar belakang itulah, perencanaan ini mempunyai maksud untuk mengetahui berbagai permasalahan dari segi kekuatan, kekakuan, dan stabilitas dari desain yang semakin maju saat ini.

Dalam metode perencanaan ini pertama-tama yang harus dilakukan adalah pengumpulan data tentang desain-desain yang akan di buat. Seperti misalnya kuat tekan beton berapa yang akan digunakan, kuat tarik berapa yang akan dipakai, desain akan dibangun diatas wilayah gempa berapa. Setelah keseluruhan data yang akan dipakai itu lengkap, mulai membuat desain gambar yang akan kita rencanakan. Desain gambar berupa denah tiap lantai beserta dengan ukuran-ukurannya, letak-letak kolom yang akan didesain, potongan-potongan struktur gedung yang akan didesain. Setelah semuanya lengkap, baru dapat mulai menghitung. Perhitungan awal dimulai dari prarencana, yang berisi perhitungan untuk menentukan dimensi-dimensi yang akan digunakan dalam desain.

Hasil dari perencanaan ini berupa dimensi-dimensi yang akan digunakan dalam desain. Seperti dimensi yang digunakan pada balok berdasarkan dari pembebanan-pembenanya didapat ukuran balok umum 350/700 mm, sedangkan untuk ukuran balok-balok kantilevernya adalah 450/800. Balok kantilever memiliki dimensi yang lebih besar dari balok umum dikarenakan karena pada balok kantilever memiliki deformasi akibat beban yang besar, maka dari itu perlu perhatian yang lebih. Dimensi kolom yang digunakan juga beragam, dibagi menurut lantai dan letak kolom iu sendiri. Seperti pada kolom pinggir ukuran kolom pinggir lantai 1-3 adalah 750/750, lantai 4-7 adalah 600/600, dan lantai 8-10 adalah450/450. Sedangkan pada kolom yang mengalami perkakuan dibagi menjadi 2 bagian menurut lantai. Lantai 1-5 menggunakan dimensi 900/900, dan kolom lantai 6-10 menggunakan dimensi 700/700. Pada perhitungan penulangan digunakan dua metode, manual dan hasil output dari ETABS, output dari ETABS sebagai koreksi dari hasil perhitungan manual. Desain penulangan diambil berdasarkan momen-momen paling ekstrim yang terjadi pada struktur. Sedangkan pada penulangan bagian kantilever digunakan dengan metode prategang, hal ini dikarenakan bentang balok kantilever yang sangat besar, dan agar menjadi lebih efisien dan aman.

Kata kunci : Kantilever, Oval, Prategang

KATA PENGANTAR

Tiada ada kata yang dapat saya ucapkan selain puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa

atas rahmat, karunia, dan ijin-Nyalah proses penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan

dengan baik dan lancar. Tugas Akhir ini dibuat dalam rangka melengkapi salah satu syarat guna

mencapai jenjang strata 1 (S1) Sarjana Teknik Sipil Universitas Mercu Buana.

Pada kesempatan ini, saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu

proses penyusunan Tugas Akhir ini baik dari segi moril maupun segi materil dari secara

langsung maupun tidak secara langsung.

Terima kasih saya yang sebesar-besarnya kepada :

1. Seorang wanita yang telah Tuhan berikan kepada saya untuk mendidik, membesarkan,

dan menyayangi saya dengan setulus hati sampai saya berusia 20 tahun. Terima kasih ibu

buat semuanya, buat dukungan, semangat, dan doa yang selalu menyertai saya selama ini

sampai saat kau pergi. “Terima kasih” adalah kata yang belum sempat saya ucapkan

kepadamu. Miss u in every second i have mom, everything i do just to make you proud of

me.....

2. Ayah saya yang selalu mendukung setiap langkah dan keputusan yang saya ambil. Yang

selalu menjadi inspirasi saya dan semangat saya ketika saya sedang merasa tidak mampu.

Satu-satunya laki-laki yang tidak pernah meninggalkan saya dalam keadaan sedih

ataupun senang. Lav u so much dad...

3. Bapak Ir. Zainal Abidin Shahab, MT. Selaku dosen pembimbing dalam Tugas Akhir ini.

Yang dengan sabar membimbing saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima

kasih bapak buat ilmunya.

4. Ibu Dr. Ir. Resmi Bestari Muin, MT. Selaku dosen pembimbing saya dalam Tugas Akhir

ini, Terima kasih ibu, untuk kesabaran dan pengertiannya dalam mengajarkan dan

membimbing saya selama ini.

5. Ibu Ir. Sylvia Indriani, MT. Selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil yang selalu

membimbing saya dengan sabar.

6. Bapak Ir. Zaenal Arifin, MT. Selaku dosen pembimbing akademik saya, selama saya

menuntut ilmu di Teknik Sipil Mercu Buana ini. Terima Kasih Pak Jefri.

7. Bapak dan Ibu dosen Teknik Sipil Mercu Buana yang telah dengan sabar dan tulus

membekali saya dengan ilmu-ilmu yang akan menjadi modal utama saya untuk

dikemudian hari nanti. Terima kasih bapak. Terima kasih ibu.

8. Pak Kadi, selaku tata usaha Teknik Sipil yang selalu dengan sabar dan perhatian

memberikan berbagai informasi-informasi penting tentang informasi perkuliahan dan

masalah administrasi saya. Maaf ya pak selama ini saya selalu menyusahkan bapak,

terima kasih.

9. Pak Harri, selaku kepala tata usaha Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan yang selalu

ramah dan ceria kepada saya yang dapat merubah suasana hati saya terutama saat suasana

hati saya sedang tidak baik. Terima Kasih juga karena sudah mau memfoto-foto saya

dalam setiap acara-acara yang berlangsung.

10.Saudara sepupu-sepupu saya yang selalu memberikan saya motivasi, dorongan, doa, dan

yang tidak pernah henti-hentinya kepada saya dalam menyusun Tugas Akhir ini. Lav u

sist.....

11. Kak Ika Rahmawati, Sipil 2005, yang selalu dengan sabar menjawab segala pertanyaan-

pertanyaan urgent saya, walau sudah malam sekalipun. Terima kasih kakak, maaf sudah

banyak merepotkan kakak.

12. Kak Suteni, Sipil 2004, yang dengan sabar dan setia menjawab segala masalah-masalah

dalam tugas akhir ini dengan setia. Terima kasih ya kak teni buat semua refrensi-refrensi

yang kakak berikan untuk saya.

13.Seluruh sahabat-sahabat sipil 2007. Mas Yanto “K-Link” terima kasih yang sebesar-

besarnya buat semuanya. Buat perhatiannya, buat pengertiannya, buat semangatnya, buat

motivasinya yang selalu anda beri kepada saya. Ayo link.... September pasti bisa!!!!. To

all My beloved WTS 2007. Tante Pie, Bounce, Ais, thanks for all ya, Terima kasih buat

dukungannya selama ini dan buat keyakinan yang sudah kalian beri buat saya. Terima

kasih untuk semangat yang selalu kalian tularkan untuk saya ketika saya merasa tidak

mampu. Terima kasih karena telah selalu bersabar dan perhatian menghadapai teman

seperti saya, sedih banget kita tidak bisa menyusun Tugas Akhir bersama-sama. Tayo

“Risti” Irawan. *sigh. Sahabat senasib dan seperjuangan saya. Terima kasih buat

kekonyolan, keceriaan, keautisan, dan kegoblokan yang sudah anda beri untuk saya. 4

hari anda berturut-turut bermalam dirumah saya sudah dapat membuktikan kalau

sebenarnya anda itu “berbeda”. Hahahaha...... Hendra “Birong beiber” May Rahman.

Terima kasih untuk canda tawa yang anda berikan kepada saya. Anda adalah satu-satunya

sahabat yang dapat membuat saya tertawa sendiri dengan hanya melihat atau

mendengarkan anda berbicara. “Ayooo ndraaa.... mainkan tanahmu!!!!”. Chandra

“uncle” Kurniawan. Terima Kasih untuk semangat dan nasihat hidup sehat yang selalu

om kasih untuk saya. “Ayoo... om, kapan mulai T.A nya??” Bang Dafi, yang selalu

menjadi inspirasi saya dalam melakukan usaha, makasih bang buat segala keceriaan yang

sudah anda berikan kepada saya. My beloved son Taqbir Ronie, Makasih ya nak buat

semuanya yang udah kamu beri untuk saya. “ayooo donk.... mana semangaaadnya

nak???”. Saeful “Aa Ipunk” Bokhari tersayank, yang selalu memberi saya pencerahan

dalam setiap perkataanmu aa *lebay. Hehehe..... Lav u so much aa. My teddy

“Mengkel”, terima kasih buat semuanya ya kel, buat keceriaan yang selalu dirimu

ciptakan ditengah-tengah kita semua. “Ayo kuliah lagi, jangan keenakan cari duit

muluuuu”. Ari “Blay” Yulianto, makasih buat semuanya yaaa, buat segala kegokilan

yang sudah kita lewatin bersama. Septian “KoDog” Kisprabowo. Terima kasih untuk

semuanya ya dog, buat segala nasehat, kegokilan, dan cerita-cerita yang bisa menjadi

inspirasi untuk saya. Rusman “Ucok” Lubis. Makasih ya ucok buat cerita-cerita

inspiratif tentang kehidupan yang telah dirimu ceritakan kepada saya, anda membuka

mata saya tentang rahasia “warteg” yang sebenarnya. Hehehe.... Untuk Rezza Jatnika,

sahabat kami tercinta, semangat ya T.Anya. Thanks for all everybody.....I’m nothing

without you guys, Thanks for our friendship. Lav u all......

14.Terima kasih untuk semua sahabat-sahabat terbaik saya. Anak XII-IPA tahun ajaran

2006/2007 SMA. KARTIKA X-1 Bintaro, especially my lovely bear “Fariza ‘mimi’

Rahmi Rusdi” yang walau sekarang kita sudah terpisah dengan ruang dan waktu masih

bisa dapat saling menyemangati satu sama lain sampai saat ini. Proud of you guys, keep

it!!!!!

15. Terima kasih untuk sahabat-sahabat masa kecil saya sejak saya duduk dibangku SD,

Debby Cyntia. Terima kasih beb untuk persahabatan kita selama 16 tahun, untuk

pengertiannya dan kesabarannya selama ini, dan untuk dukungan yang selalu kamu

berikan kepada saya. Lav u so much.......

16. Semua abang-abang dan kakak-kakak sipil 2003, 2004, 2005, 2006, yang selalu perhatian

dan baik kepada saya. Saya sudah menganggap kalian seperti abang saya sendiri. Terima

kasih buat semuanya yaaaa bang, kak!!!

17.WTS PSK 2008,,, terima kasih ya buat dukungannya selama ini. Buat my hunny Wita,

my lovely Yaya, kokoh Ronny, Iwan, Choyeeeeh, Staciaaaa, Amed, Dodoy, Agoes, Riza,

Yarnas, Ipenk, Adit,,, semangaaad ya KP nya!!! Saya hanya dapat membantu doa untuk

kalian. Buat yang lainnya “Ayooooooooooo..... who’s next??”

18. Adik-adik sipil 2009 dan 2010, terima kasih ya buat semuanya.... Semangat ya,

perjalanan kalian masih panjang!!!! Lav u all......

19. The Last but not Least, babeh ipin (betul betul betul... hehehe) makasih ya beh buat

semangat dan dukungannya yang buat aku bisa tetep survive di sipil sampai saat ini.

Mang Aseeep, makasih iaaah buat somay yang palingg enaaak yang selalu menemani

saya selama 4 tahun ini, MU makasih buat gado-gadonya, mang Eben “pesen teh

manisnya 2, ga pake gelas” hehehe......

20. Dan semua pihak yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, yang telah membantu

dalam memberikan motivasi, dorongan, semangat, inspirasi yang dapat menjadi bekal

untuk saya dikemudian hari.

Semoga Tuhan melimpahkan segala rezeki dan karunia kepada mereka semua. Banyak hal yang

telah saya lakukan untuk menjadikan Tugas Akhir ini menjadi sempurna, namun ibarat kata “No

Body’s perfect” , mungkin jika nantinya akan ditemukan banyak kekurangan disana-sini. Karena

itu segala saran dan kritik akan sangat berarti guna memperbaiki dimasa yang akan datang.

Akhir kata, Penyusunan Tugas ini masih jauh dari kata sempurna. Walaupun demikian, semoga

laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan menjadi inspirasi bagi kita semua. Amin.

Jakarta, Agustus 2011

Penulis

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

LEMBAR PERNYATAAN

ABSTRAK

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................. I-1

1.2 Tujuan ................................................................................. I-2

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan dan Batasan Masalah.............. I-2

1.4 Metodelogi Perencanaan .................................................... I-3

1.5 Sistematika Penulisan ......................................................... I-4

BAB II TINJAUAN UMUM PROYEK

2.1 Umum ................................................................................ II-1

2.2 Pelat .................................................................................... II-10

2.3 Balok .................................................................................. II-13

2.3.1 Lokasi Tulangan.......................................................... II-13

2.3.2 Tinggi Balok................................................................ II-15

2.3.3 Selimut Beton dan Jarak Tulangan.............................. II-16

2.4 Kolom ................................................................................. II-18

2.5 Kelengkungan Pada Struktur................................................ II-22

2.6 Baja Tulangan...................................................................... II-23

2.7 Dasar-dasar Perencanaan Gedung Bertingkat Banyak.......... II-23

2.7.1 Perbedaan Antara Beban Statik dan

Beban Dinamik ......................................................... II-23

2.8 Faktor Beban Ultimit............................................................ II-27

2.9 Analisis Struktur................................................................... II-28

BAB III METODELOGI PERENCANAAN

3.1 Langkah Kerja .................................................................... III-1

3.2 Metode Analisis .................................................................. III-2

3.2.1 Pengumpulan Data ……………………................... III-2

3.2.2 Desain Gambar......................................................... III-2

3.2.3 Desain Pendahuluan …………………………….... III-2

3.2.4 Menghitung Beban................................................... III-3

3.2.5 Desain Tulangan Lentur dan Geser.......................... III-3

3.2.6 Gambar Tulangan..................................................... III-10

BAB IV ANALISA STRUKTUR

4.1 Data-data Struktur................................................................. IV-1

4.2 Perencanaan Awal................................................................. IV-2

4.2.1 Prarencana Pelat.................................................... IV-2

4.2.2 Prerencana Balok................................................... IV-8

4.2.3 Prarencana Kolom................................................. IV-23

4.3 Analisis Struktur................................................................... IV-45

4.3.1 Data Beban Untuk Input Etabs............................... IV-46

4.3.2 Besar Pembebanan Trap........................................ IV-47

4.3.3 Perhitungan Gaya Geser Akibat Gempa................ IV-49

4.3.4 Permodelan Pembebanan Struktur......................... IV-55

BAB V PENULANGAN ELEMEN VERTIKAL DAN HORIZONTAL.

5.1 Desain Penulangan Elemen Struktur..................................... V-1

5.1.1 Penulangan Pelat...................................................... V-1

5.1.2 Penulangan Balok..................................................... V-13

5.1.3 Penulangan Kolom................................................... V-21

5.1.4 Diagram Interaksi..................................................... V-26

5.15 Perhitungan Penulangan Balok Kantilever

dengan beton prategang............................................ V-27

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan........................................................................... VI-1

6.2 Saran ................................................................................. VI-3

LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Strong column weak beam II-6

Gambar 2.2 Peta wilayah gempa Indonesia II-7

Gambar 2.3 Respons Spektrum Gempa Rencana (SNI 03-1726-2002) II-11

Gambar 2.4 Balok diatas dua tumpuan II-14

Gambar 2.5 Balok Kantilever II-15

Gambar 2.6 Balok Menerus II-15

Gambar 2.7 Selimut Beton II-17

Gambar 2.8 Jarak Antar Tulangan II-17

Gambar 2.9 Diagram interaksi untuk tekan dengan lentur Pn dan Mn II-21

Gambar 3.1 Bagan Alir Perencanaan III-1

Gambar 3.2 Hubungan Tegangan dan Regangan Pada Beton III-3

Gambar 4.1 Denah Lantai IV-2

Gambar 4.2 Dimensi Satu Pelat IV-2

Gambar 4.3 Diagram Letak α IV-3

Gambar 4.4 Bentang Balok Pada As. E IV-8

Gambar 4.5 Penyebaran Pembebanan Pada As. E IV-10

Gambar 4.6 Penyebaran Beban Pada As. E IV-11

Gambar 4.7 Bentang Balok Pada As. C IV-14

Gambar 4.8 Penyebaran Pembebanan Pada As. C IV-16

Gambar 4.9 Penyebaran Beban Pada As. C IV-16

Gambar 4.10 Bentang Balok Pada As. B IV-19

Gambar 4.11 Penyebaran Pembebanan Pada As. B IV-20

Gambar 4.12 Penyebaran Beban Pada As. B IV-21

Gambar 4.13 Denah Lantai dan As IV-45

Gambar 4.14 Denah Gedung Dengan Beban Tiap Lantai IV-45


Gambar 4.16 Permodelan Beban Gempa Arah X IV-56

Gambar 4.17 Model Struktur 3D IV-57

Gambar 4.18 Denah Letak Kolom Yang Diperbesar IV-58

Gambar 4.19 Denah Lantai 9 Letak Balok Yang Diperbesar IV-58


Gambar 4.21 Pembebanan Beban Mati As. B IV-60

Gambar 4.22 Pembebanan Beban Mati As. C IV-60

Gambar 4.23 Pembebanan Beban Mati As. D IV-61

Gambar 4.24 Pembebanan Beban Mati As. E IV-61

Gambar 4.25 Pembebanan Beban Mati As. F IV-62

Gambar 4.26 Pembebanan Beban Mati As. G IV-62

Gambar 4.27 Pembebanan Beban Mati As. H IV-63

Gambar 4.28 Deformasi Akibat Beban Mati Pada As. C IV-64

Gambar 4.29 Gaya Normal Untuk Beban Mati IV-64

Gambar 4.30 Gaya Geser Untuk Beban Mati IV-65

Gambar 4.31 Gaya Momen Untuk Beban Mati IV-66

Gambar 4.32 Pembebanan Beban Hidup As. B IV-67

Gambar 4.34 Pembebanan Beban Hidup As. C IV-68

Gambar 4.35 Pembebanan Beban Hidup As. D IV-68

Gambar 4.36 Pembebanan Beban Hidup As. E IV-69

Gambar 4.37 Pembebanan Beban Hidup As. F IV-69

Gambar 4.38 Pembebanan Beban Hidup As. G IV-70

Gambar 4.39 Pembebanan Beban Hidup As. H IV-70

Gambar 4.40 Deformasi Akibat Beban Hidup IV-71

Gambar 4.41 Gaya Normal Akibat Beban Hidup IV-72

Gambar 4.42 Gaya Geser Akibat Beban Hidup IV-73

Gambar 4.43 Gaya Momen Akibat Beban Hidup IV-74

Gambar 4.44 Pola Pembebanan Untuk Gempa Statik Arah X IV-75

Gambar 4.45 Deformasi Untuk Gempa Statik EY As. C IV-76

Gambar 4.46 Gaya Normal Akibat Beban Gempa Y As. C IV-77

Gambar 4.47 Gaya Momen Akibat Beban Gempa Y As. C IV-78

Gambar 4.48 Gaya Geser Akibat Beban Gempa Y As. C IV-79

Gambar 4.49 Deformasi Untuk Gempa Statik EX As. C IV-80

Gambar 4.50 Deformasi Untuk Gempa Statik EX As. C IV-81

Gambar 4.51 Gaya Normal Akibat Beban Gempa X As. C IV-81

Gambar 4.52 Gaya Geser Akibat Beban Gempa X As. C IV-82

Gambar 4.53 Gaya Momen Akibat Beban Gempa X As. C IV-84

Gambar 4.54 Deformasi Akibat Combo 6 As. C IV-85

Gambar 4.55 Gaya Normal Akibat Combo 6 As. C IV-86

Gambar 4.56 Gaya Geser Akibat Combo 6 As. C IV-87

DAFTAR TABEL

2.1 Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan .................... II - 8

2.2 Parameter Daktilitas Struktur Gedung .................................................................. II - 9

2.3. Jenis – jenis tanah ................................................................................................. II - 10

2.4.Tabel Tebal Selimut Beton .................................................................................... II - 18

2.5. Perbedaan Over Reinforced dan Under Reinforced ............................................ II - 23

4.1. Tabel besar pembebanan balok As E ................................................................... IV - 12

4.2. Tabel besar pembebanan balok As C ................................................................... IV - 17

4.3. Tabel besar pembebanan balok As B ................................................................... IV - 22

4.4. Tabel dimensi ukuran kolom ............................................................................... IV - 34

4.5. Tabel beban statis ................................................................................................. IV - 37

4.6. Tabel Beban gempa Horizontal ............................................................................ IV - 39

4.7. Tabel Rasio Balok Kolom .................................................................................... IV - 41

4.8. Tabel Luas Lantai ................................................................................................. IV - 50

4.9. Tabel Beton Ultimated ......................................................................................... IV - 52

4.10. Tabel Distribusi beban gempa horizontal gempa statis arah XY ....................... IV - 54

4.11. Tabel deformasi akibat beban mati .................................................................... IV - 64

4.12. Tabel gaya Normal akibat beban mati ............................................................... IV - 65

4.13. Tabel gaya geser (D) akibat beban mati ............................................................. IV - 65

4.14. Momen Akibat beban mati ................................................................................. IV - 66

4.15. Deformasi akibat beban hidup ........................................................................... IV - 71

4.16. Gaya normal akibat beban hidup ........................................................................

4.17. Gaya geser akibat beban hidup ..........................................................................

IV - 72

IV - 73

4.18. Gaya momen akibat beban hidup ....................................................................... IV - 74

4.19. Deformasi akibat beban gempa Y ...................................................................... IV -76

4.20. Gaya normal akibat beban gempa EY pada As c ............................................... IV - 77

4.21. Gaya geser akibat beban gempa EY pada As c .................................................. IV - 78

4.22. Gaya momen akibat beban gempa EY pada As c .............................................. IV - 78

4.23. Deformasi akibat gempa X ................................................................................. IV - 80

4.24. Gaya normal akibat beban gempa EX pada As c .............................................. IV - 81

4.25. Gaya geser akibat gempa X pada As c ............................................................... IV - 82

4.26. Deformasi combo 6 pada As c ........................................................................... IV -84

4.27. Gaya Normal akibat combo 6 pada As c ............................................................ IV - 85

4.28. Gaya geser akibat combo 6 pada As 6 ............................................................... IV - 86

4.29. Gaya momen akibat pada As c ............................................................................ IV - 87

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan kemajuan ilmu dalam bidang konstruksi, bentuk dan desain bangunan semakin

bervariasi dan beragam. Sebagai teknik sipil, hal tersebut merupakan sebuah tantangan baru

untuk mewujudkannya. Hal ini membuat perencana harus mencari solusi dalam menterjemahkan

gambar arsitek ke gambar struktural sehingga dapat menjadi sebuah proyek konstruksi.

Dalam tugas akhir ini penulis akan mencoba merancang dan mendesain bangunan dengan

bentuk oval berdiri. Bentuk oval sendiri dipilih karena dari bentuk struktural bangunan bentuk

oval adalah bentuk yang unik. Dengan menggunakan sistem perkakuan pembesaran kolom dan

balok-balok oversteek diharapkan dapat memikul gaya-gaya yang bekerja. Pada desain bangunan

ini, selain menggunakan pembesaran kolom sebagai sistem perkakuannya juga menggunakan

kolom-kolom yang berada disekitarnya untuk membantu menahan beban-beban vertikal dari

balok. Yang kemudian menyalurkannya ke tanah melalui pondasi. Kegunaan lain dari kolom-

kolom tersebut juga untuk memperpendek bentang dari balok kantilever yang digunakan sebagai

bagian dari struktural bangunan. Penggunaan balok-balok kantilever tersebut digunakan sebagai

pembentuk dari desain bangunan tersebut. Kantilever pada desain bangunan ini adalah sebagai

pengikat bagian luar dari bangunan. Hal ini memerlukan suatu desain yang lebih intensif

mengingat selama ini kantilever hanya digunakan sebagai teras, balkon atau bagian tambahan

pada bangunan. Dalam tugas akhir ini penulis mencoba mendesain bangunan berbentuk oval

yang mempunyai keunikan tersendiri dengan menggunakan banyak balok oversteek dengan

menggunakan sistem perkakuan perbesaran kolom.

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini meliputi :

1. Merancang bangunan gedung beton bertulang berlantai banyak dengan menggunakan

banyak balok ovesteek untuk tampilan fasade (finishing luar) pada bangunan

berbentuk oval.

2. Menganalisa perkakuan dengan mengunakan sistem perbesaran kolom pada bangunan

berbentuk oval.

3. Memeriksa kekuatan dan kekakuan dari bangunan yang menggunakan struktur

kantilever.

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan dan Batasan Masalah

Ruang lingkup dari kajian ini adalah :

1. Model struktur yang direncanakan adalah struktur dengann tapak simetris, lingkaran

dengan model oval sesuai dengan gambar rencana.

2. Bagian bangunan yang dirancang hanya pada struktur bagian atas (upper structure)

3. Perencanaan gempa dengan menggunakan Peraturan Perencanaan Ketahanan Gempa

Untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1726-2002 dan refrensi yang disyaratkan.

4. Analisis struktur beton bertulang menggunakan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002 dan refrensi yang disyaratkan.

5. Analisis struktur dengan menggunakan software ETABS v.9.0

6. Bangunan dengan sistem struktur rangka beton bertulang dengan menggunakan sistem

perkakuan perbesaran kolom.

7. Perencanaan meliputi perhitungan kolom, balok, pelat.

8. Gambar struktur meliputi kolom, balok, dan pelat di beberapa lantai.

8. Lokasi bangunan di wilayah gempa 5.

1.4 Metodologi Perencanaan

Metodologi perencanaan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Tinjauan pustaka dengan mempelajari literatu-literatur dari beberapa refrensi yang

berkaitan dengan analisis yang dilakukan, yaitu berupa teori dan rumus-rumus yang ada.

2. Perhitungan desain kolom, balok, pelat, yang sesuai dengan perencanaan.

3. Dilakukan diskusi dan asistensi dengan dosen pembimbing dan dosen-dosen lain yang

terlibat dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

1.5 Sistematika Penulisan

Laporan Tugas Akhir ini terdiri atas enam bab dengan Bab I Pendahuluan yang berisi latar

belakang, ruang lingkup, metodologi, dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan pustaka yang

merupakan dasar teori sebagai rujukan dari perencanaan ini. Bab III Membahas diagram alir

metodologi analisis dan desain. Bab IV Analisis struktur. Bab V Penulangan elemen vertikal dan

horizontal dalam struktur. Bab VI Kesimpulan dan Saran.

BAB II

DASAR TEORI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG

2.1 Umum

Dalam mendesain suatu struktur sebelumnya harus ditetapkan komponen-komponen yang akan

digunakan sebagai ukuran maupun yang dapat menentukan apakah gedung tersebut sesuai atau layak

dengan ketentuan-ketentuan yang berlaku. Dalam perencanaan yang akan dibahas pada Tugas Akhir ini

adalah perencanaan dengan menggunakan struktur beton bertulang. Beton bertulang adalah bahan

bangunan yang digunakan seluruh dunia. Beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan tidak

kurang dari nilai minimum yang disyaratkan dengan atau tanpa prategang dan direncanakan berdasarkan

asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam menahan gaya yang bekerja. Alasan

digunakan beton bertulang sebagai bahan baku utama dalam perencanaan struktur adalah karena lebih

efisien (murah), mudah dibentuk, mempunyai ketahanan terhadap api yang tinggi, mempunyai kekakuan

yang tinggi, mudah dalam perawatannya dan relatif murah, dan material dalam pembuatannnya mudah

didapatkan. Namun, ada kekurangan dari material beton itu sendiri dibandingkan dengan material

bangunan lainnya, antara lain mempunyai daya kekuatan tarik yang rendah, membutuhkan bekisting dan

penumpu sementara selama proses konstruksi, rasio kekuatan terhadap berat yang rendah dan stabilitas

volumenya relatif rendah. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pencanaan desain suatu struktur

diantaranya :

1. Kemampuan layan

Dalam perencanaan, struktur yang di desain tersebut harus dapat menahan beban tanpa kelebihan

tegangan pada material dan mempunyai deformasi yang masih dalam batas-batas yang diijinkan.

Pemilihan ukuran dan elemen yang dipilih merupakan penentu utama dalam menahan kemampuan

layan tersebut.

2. Efisiensi

Prinsip utama perencanaan desain struktur dalam bidang konstruksi adalah bagaimana

mendesain bangunan yang kuat dan aman namun dengan biaya yang relatif ekonomis.

3. Konstruksi

Tinjauan konstruksi sering dipengaruhi pilihan struktural dimana penggunaan elemen-elemen

struktural akan efisien apabila material yang digunakan mudah didapat dan dibuat.

Desain struktural harus mencakup :

a. Keamanan

Struktur yang didesain harus aman dan kuat. Pada Struktur akan mencakup beban-

beban yang bekerja padanya desain. Yaitu beban mati (berat sendiri), beban hidup

(manusia, angin, dll) dan beban gempa.

b. Kekakuan

Dalam perencanaan suatu gedung perlu diperhitungkan kekakuannya agar didapat struktur yang

kaku dan dapat memperkuat struktur saat terjadi gempa. Kekakuan merupakan syarat mutlak

yang harus sangat dipikirkan oleh perencana dalam merencanakan suatu bangunan struktur.

Karena suatu struktur tidak akan dapat diterima jika bangunan tersebut tidak kaku walaupun

sangat kuat.

Beberapa jenis perkakuan dari suatu gedung adalah :

1. Dinding pendukung sejajar (parallel bearing wall)

Perkakukan ini terdiri dari unsur-unsur bidang vertikal yang dipratekan oleh bera sendiri,

sehingga menyerap gaya aksi lateral secara efisien. Dinding sejajar ini terutama digunakan

untuk bangunan apartemen yang tidak memerlukan ruang bebas yang luas dan sistem

mekanisnya tidak memerlukan struktur inti.

2. Inti dan dinding pendukung kulit luar (core and facade bearing wall)

Unsur bidang vertikal membentuk dinding luar yang mengelilingi sebuah struktur inti, hal

ini memungkinkan ruang interior yang terbuka, yang bergantung pada kemampuan bentangan dari

struktur lantai. Intinya adalah membuat sistem transportasi mekanis vertikal serta menambah kekakuan

bangunan.

3. Pelat rata (flat slab)

Sistem bidang horizontal terdiri dari pelat lantai dengan tebal yang rata dan ditumpu pada

kolom.

4. Rangka kaku (rigid frame)

Sambungan kaku yang digunakan antara susunan unsur linear atau membentuk bidang vertikal

dan horizontal. Pengaturan bidang vertikal terdiri dari balok dan kolom, pada grid horizontal

terdiri dari balok dan gelagar. Dengan keterpaduan dari semuanya menjadi penentu

pertimbangan rancangan.

5. Rangka kaku dan inti (rigid frame and corewall)

Rangka kaku bereaksi terhadap bidang lateral, terutama melalui lentur balok dan kolom. Perilaku

demikian berakibat ayunan lateral yang besar pada bangunan dengan ketinggian tertentu.

Akan tetapi, apabila dilengkapi struktur inti, ketahanan lateral bangunan akan sangat

meningkat karena interaksi inti dan rangka mengalami fungsi untuk menambah kekakuan

dan menyerap bidang geser pada bangunan tersebut. Sistem ini memuat sistem mekanis dan

transportasi vertikal. Pada kondisi struktur dengan lantai banyak, efektifitas struktur inti

(corewall) hanya dapat terjadi 80% hingga 90% dari jumlah lantai yang ada,

sehingga pada lantai atas atau 20% dari lantai keseluruhan akan tidak berfungsi secara

nilai kekakuan terhadap struktur bangunan, bahkan ada kemungkinan akan menambah

bidang geser pada lantai tersebut.

c. Stabilitas

Faktor stabilitas harus diperhatikan dalam mendesain struktur. Stabilitras diperlukan untuk dapat

menghitung momen-momen yang bekerja pada struktur. Stabilitas juga harus diperhatikan agar

mencegah bangunan mengalami guling. Momen-momen yang bekerja pada struktur adalah momen

geser dan momen uplift.

4. Beban-Beban Pada Struktur

Dalam perencanaan desain struktur, perlu memperkirakan secara mendalam mengenai beban-beban

yang bekerja pada struktur serta besarnya beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut. Perencanaan

bangunan konstruksi pada umumnya berdasarkan pada keadaan batas atau ultimit.

1. Beban Mati

Beban mati merupakan berat struktur gedung itu sendiri, yang memiliki besar yang kostan

dan terdapat pada satu posisi tertentu. Berat sendiri struktur bangunan beton bertulang adalah pelat,

balok, kolom, dinding, tangga, langit-langit, dan saliran air. Semua metode untuk menghitung beban

mati adalah untuk menghitung elemen didasarkan atas peninjauan berat suatu material yang terlibat

berdasarkan volume elemen tersebut. Struktur luar dari desain menggunakan elemen kaca sebagai

pembentuk dari struktur bangunan. Pembebanan elemen kaca harus diperhatikan, mengingat desain

berbentuk oval yang mempunyai perhitungan lebih detail akibat kelengkungan dari struktur.

2. Beban Hidup

Beban hidup adalah beban yang letaknya dapat berubah atau berpindah, beban tersebut dapat

ada ataupun tidak ada. Beban hidup pada perencana struktur adalah beban orang, barang-barang,

beban angin, ataupun mesin-mesin yang sedang bekerja pada struktur. Walaupun beban hidup ini dapat

ada atau tidak, beban hidup harus tetap menjadi perhatian dala perancanaan karena beban tersebut

bekerja perlahan- lahan dalam struktur.

3. Beban Gempa

Gempa merupakan fenomena alam yang tidak dapat dihindari. Didunia ini banyak daerah

yang menjadi daerah langganan gempa. Indonesia merupakan salah satunya. Oleh karena itu daerah

yang merupakan daerah rawan gempa perlu memperhitungkan beban gempa dalam desain semua jenis

struktur. Menurut SNI-03-1726-2002 sub bab 4.1.1, peraturan ini menentukan pengaruh gempa

rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan struktur gedung. Gempa rencana merupakan beban

gempa yang ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, agar probabilitas

terjadinya terbatas pada 10% selama umur gedung 50 tahun.

Untuk struktur beton bertulang yang berada di wilayah rawan gempa harus didesain khusus sebagai

struktur strong column weak beam (gambar 2.1). Yang bertujuan agar kolom yang didesain harus lebih

kuat dari balok, agar jika saat terjadi gempa yang cukup kuat, walaupun balok mengalami

kerusakan yang cukup parah, kolom masih tetap berdiri dan mampu menahan beban-beban yang

bekerja.

Gambar 2.1 Strong column weak beam

Menurut peraturan SNI-03-1726-2002 sub bab 4.7.1 Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6

wilayah gempa, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan rasio kegempaannya paling rendah,

dan wilayah gempa 6 dengan rasio kegempaannya paling tinggi.

Gambar 2.2 Peta wilayah gempa Indonesia

Menurut peraturan SNI-03-1726-2002 untuk menentukan beban gempa diperlukan data-data

antara lain :

1. Faktor keutamaan (I)

I = I1 • I2

dimana :

I = faktor keutamaan

I1 = faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa

berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa

selama umur gedung.

I1 = faktor keutamaan untuk menyelesaikan periode ulang gempa

berkaitan dengan penyesuaian umur gedung.

Adapun faktor-faktor keutamaan I1, I2, I sebagai berikut :

Kategori GedungFaktor

Keutamaan

I1 I2 I

Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan, dan perkantoran 1.0 1.0 1.0

Momen dan bangunan monumental 1.0 1.6 1.6

Gendung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi 1.4 1.0 1.4

Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun 1.6 1.0 1.6

Cerobong, tangki diatas menara 1.5 1.0 1.5

Tabel 2.1 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan

2. Faktor reduksi gempa (R)

1,6 ≤ R = μ • f1 ≤ Rm

dimana :

R = faktor reduksi gempa

μ = faktor daktilitas untuk struktur gedung

f1 = faktor kuat lebih beban beton dan bahan 1,6

Rm = faktor reduksi gempa maksimum

Nilai R dan µ ditetapkan berdasarkan tabel :

Taraf Kinerja Struktur Gedung µ R

Elastik Penuh 1.0 1.6

Daktail Parsial 1.5 2.4

2.0 3.2

2.5 4.0

3.0 4.8

3.5 5.6

4.0 6.4

4.5 7.2

5.0 8.0

Daktail Penuh 5.3 8.5

Tabel 2.2 Parameter Daktilitas Struktur Gedung

3. Faktor respon gempa (C1)

Nilai repon gempa didapat dari spektrum respon gempa rencana untuk

waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung. Nilai tersebut

bergantung pada :

1. Waktu getar alami struktur (T), dinyatakan dalam detik

T = 0,06 H3/4

dimana :

H = tinggi struktur bangunan (m)

2. Nilai respons gempa juga tergantung dari jenis tanah. Berdasarkan SNI-

03-1726-2002, jenis tanah dibagi menjadi tiga bagian yaitu tanah keras,

sedang dan lunak.

Tabel 2.3 Jenis-jenis tanah

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 nilai respons gempa bergantung pada waktu getar alami struktur

dan kurvanya ditampilkan dalam spektrum respons gempa.

Gambar 2.3 Respons Spektrum Gempa Rencana (SNI 03-1726-2002)

2.2 Pelat

Pelat merupakan suatu bagian struktur yang kaku secara khas terbuat dari material monolit yang

tingginya lebih kecil dibandingkan dengan dimensi-dimensi lainnya.

Pelat dapat dianalisis sebagai grid-grid menerus. Pelat adalah elemen struktur beton bertulang

yang secara langsung menahan beban-beban vertikal. Jika kita meninjau pelat dan memperhatikan

bagaimana berbagai jenis pelat memberikan momen dan gaya geser internal yang mengimbangi momen

dan geser eksternal kita dapat mendapatkan lebih banyak manfaat dari pelat tersebut. Beban umum yang

bekerja pada pelat mempunyai sifat banyak arah dan tersebar. Pelat dapat ditumpu diseluruh tepinya, atau

hanya pada titik-titik tertentu atau campuran antara tumpuan menerus dan titik. Pelat sebagai penahan

beban lateral, juga dapat menjadi bagian dari pengaku lateral struktur. Gaya dalam yang dominan dalam

pelat adalah momen lentur, sehingga perancangan tulangannya relatif sederhana. Dalam perencanaan,

pelat dapat dipermodelkan searah maupun dua arah

Syarat-syarat untuk menentukan tebal minimum pelat (SK SNI T-15-1991-03) :

Rumus 1

Rumus 2

Rumus 3

dimana :

Ln : panjang bentang bersih pelat setelah dikurangi tebal balok (cm)

fy : tegangan leleh baja untuk pelat

h : tebal pelat

αm : koefisien jepit pelat

n : jumlah tepi pelat

( )β936

15008,0

+

+≥

fyLnh

36

15008,0

+≤

fyLnh

+−+

+≥

βαβ 1112,0536

15008,0

m

fyLnh

β : Ln memanjang (cm)

Ln melintang (cm)

Pada SK SNI T – 15 – 1991 – 03 pasal 3.6.6 mengijinkan untuk menentukan distribusi gaya dengan

menggunakan koefisiensi momen yang dapat dilakukan dengan mudah. Untuk menentukan momen lentur

maksimumnya dapat mempergunakan tabel 14 SK SNI T – 15 – 1991 – 03. Setelah menentukan syarat-

syarat batas, bentang dan tabel pelat kemudian beban-beban dapat dihitung. Untuk pelat sederhana

berlaku rumus :

Wu = 1,2 Wd + 1,6 Wl

Menurut SK SNI T – 15 – 1991 – 03 tebel 3.2.5 (b), batas lendutan maksimum adalah

bentang. Lendutan yang terjadi akibat beban merata (Timoshenko dkk, 1998) adalah :

dimana :

= lendutan yang terjadi

α = koefisien lendutan

Wu = beton ultimate (kg/cm2)

μ = nilai poison rasio

D = momen akibat lentur untuk pelat (kg.cm)

480

D

bWu 4⋅⋅=αδ( )2

3

112 µ−⋅= HEc

D

δ

Ec = modulus elastisitas beton

h = tebal pelat

b = lebar pelat

2.3 Balok

Balok adalah bagian dari struktur bangunan yang berfungsi untuk menopang lantai diatasnya. Balok

dikenal sebagai elemen lentur yaitu elemen struktur yang dominan memikul gaya dalam berupa momen

lentur dan juga geser. Balok dapat terdiri dari balok anak (joint) dan balok induk (beam). Perencanaan

balok beton bertulang bertujuan untuk menghitung tulangan dan membuat detail-detail konstruksi untuk

menahan momen-momen lentur ultimit, gaya-gaya lintang, dan momen-momen puntir lengan cukup kuat.

Kekuatan suatu balok lebih banyak dipengaruhi oleh tinggi daripada lebarnya. Lebarnya dapat sepertiga

sampai setengah dari tinggi ruangan.

Ada bebrapa hal yang perlu diperhatikan dan perlu menjadi pertimbangan dalam mendesain balok beton

bertulang, yaitu :

1. Lokasi tulangan

2. Tinggi minimum balok

3. Selimut beton (concrete cover) dan jarak tulangan

2.3.1 Lokasi Tulangan

Tulangan dipasang dibagian struktur yang membutuhkan, yaitu pada lokasi dimana beton tidak

sanggup melakukan perlawanan akibat beban, yakni di daerah tarik (karena beton lemah dalam menerima

tarik). Sehingga dapat dilihat pada gambar serat yang tertarik.

Gambar 2.4 Balok diatas dua tumpuan

sedangkan pada balok kantilever dibutuhkan tulangan pada bagian atas, karena serat yang tertarik adalah

pada bagian atas.

Gambar 2.5 Balok Kantilever

Untuk balok menerus diatas beberapa tumpuan, maka di daerah lapangan dibutuhkan tulangan dibagian

bawah, sedangkan di daerah tumpuan dibutuhkan tulangan utama dibagian atas balok.

Gambar 2.6 Balok menerus

2.3.2 Tinggi Balok

Untuk menentukan ukuran penampang menurut SNI Beton pada pasal 9.5 terdapat tabel tinggi

minimum (Hmin) balok terhadap panjang bentang :

1. untuk balok sederhana (satu tumpuan)

2. untuk balok menerus bentang ujung

3. untuk balok menerus bentang tengah

4. untuk balok kantilever

L16

1

L5.18

1

L21

1

L8

1

Namun, sacara umum dimensi balok diperkirakan dengan :

H = sampai dengan dengan L = bentang pelat terpanjang.

Jika Hmin telah diketahui, dapat diperkirakan tinggi balok yang akan didesain.

B = sampai dengan dengan H = tinggi balok

2.3.3 Selimut Beton dan Jarak Tulangan

Selimut beton adalah bagian terkecil yang melindungi tulangan. Fungsi dari selimut beton itu

sendiri untuk memberikan daya lekat tulangan ke beton, melindungi tulangan dari korosi, serta

melindungi tulangan dari panas tinggi jika terjadi kebakaran (panas tinggi dapat menyebabkan

menurun/hilangnya kekuatan baja tulangan secara tiba-tiba)

Gambar 2.7 Selimut Beton

L12

1L

10

1

H3

2H

2

1

Tebal minimum selimut beton adalah 40 mm ( SNI Beton pasal 9.7)

Sedangkan jarak antar tulangan adalah ≤ 25 mm atau ≥ db dan ≥25 mm

Gambar 2.8 Jarak Antar Tulangan

Dalam SNI 03-2847-2002 disebutkan bahwa tebal selimut beton minimum yang harus disediakan untuk

tulangan harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :

Tabel 2.4 Tebal selimut beton

Untuk memeriksa kekakuan balok terhadap lendutan, lendutan maksimum yang terjadi pada tengah

bentang bila balok dianggap sendi dan rol pada ujung-ujungnya (Timoshenko dkk, 1998) adalah :

dimana :

L = panjang bentang balok

E = modulus elastisitas balok

I = momen inersia balok

EI

LWu

⋅⋅⋅=

384

5 4

δ

Tebal selimut

No. Kondisi Beton minimum

(mm)

1 Beton dicor langsung diatas tanah dan selalu berhubungan langsung dengan tanah 75

2 Beton yang berhubungan dengan tanah atau berhubungan dengan cuaca

> Batang D-19 hingga D-56………………………………………………………….. 50

> Batang D-16 jaringan kawat polos P16 atau kawat ulir D-16 dan yang lebih kecil……………………………………………………...………………………………... 40

3 Beton yang tidak berhubungan langsung dengan cuaca ateu beton tidak lansung

berhubungan dengan tanah :

> Pelat,dinding, pelat berusuk :

Batang D-44 dan D-56……………………………………………………………….. 40

Batang D-36 dan yang lebih kecil……………………..…………………………….. 20

> Balok, kolom :

Tulang utama, pengikat, sengkang, lilitan spiral…………………………………… 40

> Komponen struktur cangkang, pelat lipat :

Batang D-19 dan yang lebih besar………………………………………………….. 20

Batang D-16 jaring kawat polos P-16 atau ulir D-16 dan yang lebih kecil……… 15

Dalam merencanakan penulangan balok harus dapat memenuhi persyaratan dibawah ini :

1. > 0.3

2. bmin > 25 cm

3. ρmin ≤ ρ ≤ ρmaks

Menentukan tulangan tekan

< 1

Koefisien balok dengan pelat, αm merupakan nilai rata-rata α untuk semua balok. Untuk mencari lebar

efektif balok dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

2.4 Kolom

Kolom merupakan batang tekan vertikal dari suatu rangka struktur yang memikul beban dari

balok. Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang sangat memegang peranan penting dalam

suatu struktur. Keruntuhan kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya lantai yang

bersangkutan dan juga dapat terjadi keruntuhan total dalam seluruh struktur. Menurut SNI 03-1726-2002

pada pasal 10.8 mengatakan bahwa kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang

H

B

δ='As

As

21 21

21 LLbwbeff ++=

hfhfbwbeff 88 ++=

8

Lbeff =

bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu

bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang menghasilkan rasio

maksimum dari momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan.

Syarat-syarat dalam mendesain kolom antara lain :

1. Kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua

lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari

lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang mengahasilkan rasio maksimum dari

momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan.

2. Pada konstruksi rangka atau struktur menerus, pengaruh dari adanya beban yang tak

seimbang pada lantai atau atap terhadap kolom luar ataupun dalam harus diperhitungkan.

Demikian pula pengaruh dari beban eksentrisitas karena sebab lainnyajuga harus diperhitungkan.

3. Dalam menghitung momen akibat bebabn gravitasi yang bekerja pada kolom, ujung-ujung

terjauh kolom dapat dianggap terjepit, selama ujung-ujung tersebut menyatu (monolit) dengan

komponen struktur lainnya.

4. Momen-momen yang bekerja pada setiap level lantai atau atap harus didistribusikan pada

kolom diatas atau dibawah lantai tersebut berdasarkan kekakuan relatif kolom dengan juga

memperhatikan kondisi kekangan pada ujung kolom.

Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi. Kolom berfungsi sangat

penting, agar bangunan tidak runtuh. Beban bangunan dimulai dari atap dan akan diteruskan ke kolom.

Keruntuhan kolom merupakan hal yang perlu dihindari dalam perncanaan struktur bangunan.

Perencanaan kolom harus memperhatikan keadaan batas tegangan (kekuatan) dan kekakuan untuk

menghindari deformasi berlebihan dan tekuk. Daktail tulangan yang benar dan penutup beton yang cukup

adalah hal yang penting. Perbandingan dari kolom tidak boleh dari 0,4

Syarat untuk menetukan dimensi kolom (Kusuma dan Andriono, 1996) yaitu :h

b

dimana :

N u = Wu = beban ultimate yang dipikul kolom (kg)

A gross = luas kolom yang dibutuhkan (cm2)

Fc’ = mutu beton (Mpa)

Untuk batang-batang eksentrisitas yang sangat besar atau yang sangat kecil, pedoman mengatur

ketentuan-ketentuan keamanan tambahan, yang akan dikemukakan dibawah ini.

Gambar 2.9 Diagram interaksi untuk tekan dengan lentur Pn dan Mn

'2,0 fcA

N

gross

u ≤

'2,0 fc

NA u

gross ≥

Compression failure = keruntuhan tekan

Tension failure = keruntuhan tarik

Balanced failure = keruntuhan seimbang

2.5 Kelengkungan Pada Struktur

Pada desain struktur berbentuk oval ini, kelengkungan pada struktur luar (fasade) perlu

diperhatikan. Hal ini dikarenakan finishing bentuk luar dari bangunan menggunakan material dari kaca

yang rentan terhadap pemuaian. Kelengkungan pada fasade struktur juga mempunyai rentan yang tinggi

akibat getaran yang dapat menyebabkan elemen pecah atau patah.

Kelengkungan bentuk luar (fasade) merupakan diambil dari busur lingkaran dengan jari-jari

setengah dari diameter gedung yaitu sepanjang 22m, dan dengan titik pusat lingkaran berada pada lantai 5

struktur gedung. Dengan panjang oversteek pada tiap-tiap lantai mengikuti pendekatan .

2.6 Baja Tulangan

Beton yang digunakan sebagai bahan utama dalam struktur sangat kuat menahan tekan, namun

tidak kuat dalam menahan tarik. Maka dari itu beton menggunakan tulangan baja dalam mengatasi

masalah itu. Baja yang terdapat pada beton berfungsi untuk memikul tegangan tarik pada struktur. Agar

penggunaan tulangan dapat berjalan dengan efektif, harus diusahakan agar tulangan dan beton dapat

mengalami deformasi bersama-sama, yang bertujuan untuk agar ikat-ikatan yang cukup kuat diantara

kedua material tersebut untuk memastikan tidak terjadinya gerakan relatif (slip) dari tulangan dengan

beton yang terdapat disekelilingnya. Menurut peraturan SNI 03-2847-2002 pada pasal 5.5 mengatakan

baja tulangan yang digunakan harus tulangan ulir, kecuali baja polos diperkenankan untuk tulangan spiral

atau tendon.

Dalam perencanaan, sering digunakan tulangan yang bersifat balance reinforced atau tulangan yang

berimbang, artinya tulangan leleh pada saat bersamaan dengan hancurnya beton. Perbedaan Over

Reinforced dan Under Reinforced adalah :

Tabel 2.5 Perbedaan Over reonforced dan Under reinforced

Dari dua kondisi tersebut, dalam perancangan beton bertulang tidak disarankan dalam kondisi over

reinforced, perancangan didesain harus dalam kondisi keruntuhan under reinforced.

Banyaknya tulangan ditunjukan oleh luas penampang tulangan (As)

dimana :

ρ = angka tulangan (tanpa dimensi)

As = luas tulangan

ρb = angka tulangan dalam keadaan seimbang (balance)

ρ > ρb = over reinforced

db

As

×=ρ

Over Reinforced Under Reinforced

Tulangan banyak Tulangan sedikit

Momen nominal (Mn) besar Momen nominal (Mn) kecil

Garis netral besar Garis netral kecil

Tulangan belum leleh saat beton hancur Tulangan sudah hancur saat beton hancur

Keruntuhan tekan Keruntuhan tarik

Keruntuhan bersifat tiba-tiba

Keruntuhan bersifat perlahan

(didahului retak-retak)

Brittle failure Dactile failure

ρ > ρb = under reinforced

dalam perancangan : ρ < 0,75 ρb

Kapasitas momen akan meningkat dengan semakin banyaknya tulangan, tetapi tulangan yang

semakin banyak juga akan menyebabkan penampang semakin besar yang akan menyebabkan over

reinforced. Dalam perancangan, penampang dengan kapasitas besar akan tetapi tetap mengalami under

reinforced. Cara terbaik untuk mengatasinya dengan menggunakan tulangan rangkap, tulangan atas

(tekan) dan tulangan bawah (tarik).

2.7 Dasar-dasar Perencanaan Gedung Bertingkat Banyak

Metode yang digunakan dalam menganalisa perencanaan bangunan pada Tugas Akhir ini yaitu,

Analisis beban statik ekuivalen dan Analisis dinamis. Umumnya untuk bangunan sederhana, simetris dan

beraturan, metode statik ekuivalen cukup efektif digunakan.

2.7.1 Perbedaan Antara Beban Statik dan Beban Dinamik

1. Analisis Beban Statik Ekuivalen

Analisis beban statik ekuivalen adalah suatu cara analisa statik struktur, dimana

pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban-beban statik horizontal untuk menirukan

pengaruh gempa yang sesungguhnya akibat pergerakan tanah. Analisis beban gempa statik ekuivalen

( )6000

1'85,0

+⋅⋅⋅=

fy

fcb

βρ

pada struktur gedung beraturan yaitu suatu cara analisis statik 3 dimensi linier dengan meninjau

beban-beban gempa statik ekuivalen, sehubungan dengan sifat struktur gedung beraturan yang

praktis berperilaku sebagai struktur 2 dimensi, sehingga respon dinamiknya praktis hanya

ditentukan oleh respon ragamnya yang pertama dan dapat ditampilkan sebagai akibat dari

beban gempa statik ekuivalen.

Setiap struktur gedung harus direncanakan dan dilaksanakan untuk menahan suatu beban geser

dasar akibat gempa dalam arah-arah yang ditentukan.

Gaya lateral direncanakan dan dilaksanakan dan dilaksanakan untuk menahan suatu beban

geser dasar akibat gempa (V) dalam arah-arah yang ditentukan. Besarnya beban lateral menurut

peraturan SNI-03-1726-2002 dapat dinyatakan sebagai berikut :

dimana :

V = Gaya geser horizontal total akibat gempa

R = Faktor reduksi gempa

C1 = Faktor respon gempa

1 = Faktor keutamaan

Wt = Berat total bangunan termasuk beban hidup yang sesuai

Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-

beban gempa nominal statik ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai-1 menurut

persamaan :

tWR

CV

11 ⋅=

VZW

ZWF n

liii

iii ⋅

⋅

⋅=∑=

dimana :

Wi = Berat lantai tingkat-1

Zi = Ketinggian lantai

2. Analisis Beban Gempa Dinamik

Analisa dinamik adalah untuk menetukan pembagian gaya geser tingkat akibat gerakan

tanah oleh gempa dan dapat dilakukan dengan cara analisa ragam spectrum respon atau dengan cara

analisa respon riwayat waktu.

Salah satu aspek penting dalam analisa dinamik adalah periode dan pola getar alami,

yang menghasilkan frekuensi dan periode.

Analisa dinamik harus dilakukan untuk struktur gedung-gedung berikut :

1. Gedung-gedung yang tingginya lebih dari 40 m

2. Gedung-gedung yang memiliki lebih dari 10 lantai

3. Gedung-gedung yang strukturnya tidak beraturan

4. Gedung-gedung yang bentuk, ukuran, dan peraturannya tidak umum

5. Gedung-gedung dengan kekakuan tingkat yang tidak merata

Analisa dinamik yang ditentukan didasarkan atas prilaku struktur yang bersifat elastik penuh dengan

meninjau gerakan gempa dalam satu arah. Salah satu aspek penting dalam analisa dinamik adalah periode

dan pola getar alami. Dalam hal ini dapat dilakukan analisis modal untuk mode getaran dengan

menggunakan eigenvector. Struktur dengan jumlah bentang dan kolom tersebar dapat diidealisasikan

hubungan massa dan periode, sehingga dapat dianggap:

1. Massa terpusat pada bidang lantai

2. Balok pada lantai, kaku tak hingga dibandingkan kolom

3. Deformasi struktur tak dipengaruhi gaya aksial yang terjadi pada struktur

2.8 Faktor Beban Ultimit

Ketentuan desain gempa SNI 2847 memakai dasar desain kekuatan terbatas dan bukan desain

tingkat layan (elastis)

Menurut SNI beton 2002 pasal 11.2 secara umum ada 6 macam kombinasi beban yang harus

dipertimbangkan,

1. 1.4 D

2. 1.2 D + 1.6 L

3. 1.2 D + 1.0 L ± 1.0 (Ex ± 0.3 Ey)

4. 1.2 D + 1.0 L ± 1.0 (0.3 Ex ± Ey)

5. 0.9 D ± 1.0 (Ex ± 0.3 Ey)

6. 0.9 D ± 1.0 (0.3 Ex ± Ey)

Beban gempa nominal E adalah kombinasi beban pada SNI 2847 ini, memakai beban

terfaktor = 1,0 karena E adalah beban Ultimate.

2.9 Analisis Struktur

Struktur dengan menggunakan beton bertulang berlantai banyak merupakan kombinasi dari balok,

kolom, pelat dan dinding yang dihubungkan satu sama lain untuk membentuk suatu kerangka monolitis.

Setiap bagian harus mampu menahan gaya yang bekerja padanya.

Analisis dimulai dengan menghitung seluruh beban yang dipikul oleh konstruksi, termasuk berat

sendiri konstruksi. Selanjutnya parameter-parameter penampang seperti luas dan momen inersia dihitung.

Gaya-gaya dapat dihitung dengan berbagai metode analisin struktur statis tak tentu, baik secara manual

maupun software komputer. Pada Tugas Akhir ini digunakan program komputer ETABS.

Beban yang terima struktur direncanakan sebagai pembebanan vertikal gravitasi dan pembebanan

leteral gempa. Pembebanan vertikal gravitasi terdiri atas beban mati dan beban hidup.

BAB III

METODELOGI PERENCANAAN

3.1 Langkah Kerja

Dalam melakukan perencanaan struktur dengan menggunakan balok-balok kantilever dibuat

langkah kerja dalam bentuk flow chart atau bagan alur seperti dibawah ini :

MULAI

PENGUMPULAN DATA

DESAIN GAMBAR

PERENCANAAN AWAL :• Pelat• Balok• Kolom

SELESAI

DESAIN TULANGAN LENTUR & GESER :• Pelat• Balok• Kolom

PERIKSA TULANGANTulangan perlu < Tulangan terpasang

GAMBAR TULANGAN :• Pelat• Balok• Kolom

PERHITUNGAN BEBAN MANUAL :• Beban Mati• Beban Hidup• Beban Gempa

ANALISA STRUKTUR DENGAN ETABS :• Beban Mati• Beban Hidup• Beban Gempa

Tidak

Tidak

Gambar 3.1 Bagan Alur Perencanaan

3.2 Metodologi Analisis

3.2.1 Pengumpulan Data

Pengumpulan data dimaksudkan untuk mendapatkan data-data yang akan diolah dalam

perhitungan, data-data tersebut akan menjadi acuan dalam melakukan perencanaan struktur. Data-data

yang dibutuhkan seperti kegunaan dari bangunan itu sendiri, lokasi struktur, jumlah lantai, tinggi lantai,

tingkat daktalitas struktur, kuat tekan beton yang digunakan, tinggi leleh baja tulangan yang digunakan,

modulus elastisitas, dan gambar struktur dari desain.

3.2.2 Desain Gambar

Desain gambar bertujuan untuk mengetahui model dari desain struktur yang akan direncanakan.

Dalam tugas akhir ini penulis merencanakan denah gambar dengan permodelan gedung berbentuk oval

(tube).

Pemilihan bentuk tersebut dikarenakan karena penulis ingin mengamati perilaku dari stabilitas

struktur terhadap gempa. Karena desain bentuk struktur yang mengecil dibagian bawah dan atas serta

melebar dibagian tengahnya.

3.2.3 Desain Pendahuluan (Preeliminary Design)

Perhitungan prarencana bertujuan untuk menghitung dimensi rencana seperti pelat, balok, dan

kolom agar memperoleh suatu nilai yang optimal.

3.2.4 Menghitung Beban

Dalam perhitungan beban, digunakan dua metode. Metode manual dan metode dengan

menggunakan software ETABS. Penggunaan dua metode ini dimaksudkan agar mendapatkan perhitungan

beban yang lebih akurat dan teliti dalam perencanaan. Metode manual menggunakan cara konvensional

dengan menerapkan rumus-rumus yang ada. Sedangkan metode dengan menggunakan software

menggunakan permodelan struktur ETABS yang dihitung secara otomatis menurut beban-beban yang kita

masukan.

3.2.5 Desain Tulangan Lentur dan Geser

1. Desain Balok Terhadap Lentur

Jika balok dibebani secara bertahap mulai dari beban yang ringan sampai qu sebagai beban batas,

penampang balok mengalami keadaan lentur. Proses peningkatan beban berakibat terjadinya korosi

tegangan dan regangan yang berbeda pada tahapan pembebanan.

Gambar 3.2 Hubungan Tegangan dan Regangan Pada Beton

Desain tulangan lentur ini bertujuan untuk mengetahui jumlah dan besar tulangan yang optimal

dalam menahan gaya lentur. Sifat tulangan terlebih dahulu mencapai titik leleh sebelum kehancuran beton

inilah yang dikehendaki dalam desain dan disebut perencanaan tulangan lemah penampang. Sebaliknya

perencanaan tulang kuat didefinisikan bila terlebih dahulu beton mencapai tegangan batas sebelum

terjadinya kelelehan baja tulangan. Desain dengan tulangan yang kuat sedapat mungkin dihindari dalam

perencanaan, karena akan terjadi keruntuhan secara mendadak yang sifatnya destruktif dan berakibat fatal

bagi pengguna.

Jenis-jenis keruntuhan lentur

Dengan data-data penampang yang didapat, mutu beton, dan tulangan yang digunakan, terdapat 3

kemungkinan keruntuhan yang akan terjadi

1. Keruntuhan tarik (under reinforced)

Pada keruntuhan ini tulangan mencapai tegangan lelehnya terlebih dahulu, setelah itu beton baru

mencapai regangan batasnya, kemudian struktur runtuh.

2. Keruntuhan tekan (over reinforced)

Keruntuhan tekan diakibatkan karena penggunaan tulangan yang terlalu banyak, sehingga beton

akan hancur terlebih dahulu. Keruntuhan ini harus dihindari dalam perencanaan karena

keruntuhan ini bersifat tiba-tiba.

3. Keruntuhan seimbang (ballance)

Pada keruntuhan ini, tulangan baja dan beton secara bersama-sama mencapai regangan batasnya.

Jenis keruntuhan ini juga harus dihindari dalam perencanaan karena bersifat tiba-tiba.

2. Desain Balok Terhadap Geser dan Torsi

Kekuatan tarik beton jauh lebih kecil dibandingkan dengan kekuatan tekannya, maka dari itu

desain terhadap geser merupakan hal yang sangat penting dalam struktur beton. Perilaku balok pada

keadaan runtuh karena geser sangat berbeda dengan keruntuhan lentur. Balok yang terkena keruntuhan

geser akan langsung runtuh tanpa adanya peringatan terlebih dahulu, selain itu retak diagonalnya lebih

besar dibandingkan dengan retak lenturnya. Oleh sebab itu desain balok tehadap gaya geser harus

diperhitungkan secara teliti. Gaya geser dirancang berdasarkan momen ekstrim dan gaya lintang pada

balok yang mengalami pembebanan yang paling ekstrim.

Balok selain menerima gaya geser juga menerima beban torsi yang didalam sistem struktur dapat

digolongkan atas dua tipe yaitu torsi statis tertentu dan torsi statis tak tentu. Statis tertentu jika jumlah dari

torsi yang harus dipikul bisa memenuhi persyaratan statika dan bebas dari kekakuan unsur. Sedangkan

torsi tak tentu terjadi dalam keadaan dimana tidak akan ada torsi kalau ketidaktentuan statika dihilangkan.

Perencanaan Balok Terhadap Geser

Perencanaan penampang akibat geser harus didasarkan pada :

Vu ≤ Ø V n

Dimana Vu adalah gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau dan Vn adalah kuat geser

nominal yang dihitung dari :

Vn = Vc + Vs

Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan beton

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Hal yang harus dipenuhi dalam menetukan kuat geser :

1. Untuk kuat geser Vn harus memperhitungkan pengaruh setiap bukaan pada komponen

struktur.

2. Untuk kuat geser Vu dimana berlaku pengaruh regangan aksial tarik yang disebabkan oleh

rangkak dan susut pada komponen struktur yang terkekang, maka harus diperhitungkan

pengaruh tarik tersebut pada pengurangan kuat geser.

Perencanaan Balok Terhadap Torsi

Kuat momen torsi dalam merencanakan penampang terhadap torsi harus didasarkan kepada :

Tu ≤ Ø Tn

Dimana Tu merupakan torsi terfaktor pada penampang yang ditinjau, sedangkan Tn adalah kuat

momen torsi nominal yang harus dihitung dengan :

Tn = Tc + Ts

Ts = kuat momen torsi nominal yang disumbangkan oleh beton.

Dalam menentukan penulangan pada balok dapat dibedakan menjadi dua bagian diantaranya :

1. Tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom.

2. Tulangan dipasang sama rata pada sisi-sisi penampang kolom.

1. Desain Kolom Terhadap Aksial dan Lentur

Perencanaan suatu kolom terutama didasarkan pada kekuatan dan kekakuan penampang

lintangnya terhadap beban aksial dan momen lentur. Kolom tersebut harus memiliki kekakuan yang

sedemikian rupa, sehingga kekuatan dalam kombinasi beban aksial dan lentur ini harus memenuhi

persamaan keserasian tegangan dan regangan. Serta berdasarkan beban kombinasi yang paling ekstrim

yang terjadi pada kolom.

Pada situasi pembebanan lentur dengan gaya aksial harus terjadi kesetimbangan ∑H = 0, sehingga

didapat persamaan :

Ø P = Ø (Cc + Cs – Ts)

Ø = koefisien reduksi

(fc’ ≤ 30 Mpa Ø = 0,85)

(30 Mpa ≤ fc’ ≤ 58 Mpa Ø = 0.85 – 0.05/7 (fc’ – 30)

(fc’ ≥ 58 Mpa Ø = 0,65)

Ø P = Ø (0.81 fc’ · a · b + As’ · Es · ε’s – fy · As)

Sesuai dengan syarat kesetimbangan momen ∑M=0, maka didapat persamaan :

Ø M = Ø (Cc + Cs – Ts)

Ø M = Ø {Cc(0.5 – 0.5a) + Cs(0.5h – d’) – Ts (0.5h – ds)}

Ø M = Ø {[0.81 fc’·a·b(0.5h – 0.5a)] + [As’·Es·ε’s(0.5h-d’)] – [fy·As(0.5h – ds)]

Pada SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.14.4 menetapkan batasan untuk gaya yang bekerja pada beban yang

mengalami beban lentur dan aksial. Pada pasal tersebut menjelaskan bahwa komponen struktur rangka

yang mengalami beban aksial dan lentur harus :

1. Untuk penampang yang berdimensi pendek yang telah diukur pada satu garis lurus melalui titik

berat penampang tidak boleh kurang dari 300 mm.

2. Perbandingan rasio dimensi penampang terpendek terhadap dimensi yang tegak lurus

terhadapnya tidak boleh kurang dari 0,4.

3. Untuk rasio tinggi kolom terhadap dimensi penampang kolom yang terpendek tidak boleh lebih

besar dari 25. Nila pada kolom tersebut mengalami momen yang dapat berbalik tanda, rasionya

tidak boleh lebih besar dari 16. Sedangkan pada kolom kantilever rasionya tidak boleh lebih dari

10.

Penggunaan grafik pada grafik 6.2 CUR 4 (terdapat pada lampiran) dapat juga dilakukan dalam

membantu perhitungan desain maupun analisa, terutama pada saat penulangan isi kolom, dimana dari

grafik tersebut didapat perbandingan antara luas total penampang dengan luas tulangan.

4. Penulangan Pada Pelat

Perhitungan penulangan pada pelat dimodelkan seperti perhitungan tulangan pada balok,

diasumsikan lebar balok dianggap 1 meter. Dengan menggunakan perbandingan antara sisi panjang dan

sisi pendek pada pelat.

Mlx = 0,001 × Wu × Lx2 × x

Mly = 0,001 × Wu × Lx2 × x

Mtx = -0,001 × Wu × Lx2 × x

=Lx

Ly

Mty = 0,001 × Wu × Lx2 × x

Diambil Momen terbesar (Mmax) = Mu

Mn =

Tebal pelat minimum (hmin) = (didapat h)

Penutup beton tebalnya ditentukan berdasarkan Tabel 3 CUR

mis. untuk Ø < 16 mm, tebal pelat = 40 mm

gunakan

Tentukan nilai ρ berdasarkan grafik dan tabel perencanaan beton bertulang

(CUR.4) tabel 5.2

As = ρ · b · d · 106

→ didapatkan tulangan (As terpasang = ...... mm2)

Cek :

Terhadap rasio tulangan max dan min

ρ = → ρmin ≤ ρ ≤ ρmax (ok!!!)

Terhadap lendutan

Lendutan yang terjadi harus lebih kecil dari lendutan ijin (L/240)

φMu

L⋅20

1

2db

Mn

⋅

db

As

⋅

3.2.6 Gambar Tulangan

Gambar tulangan adalah hasil atau produk yang keluar dari desain perencanaan yang dibuat.

Gambar tulangan bertujuan untuk memudahkan pekerja dalam membuat atau menjadikan hasil

perhitungan kita ke dalam lapangan. Gambar tulangan merupakan gambar dari penulangan pelat, kolom,

dan balok.

BAB IV

ANALISA STRUKTUR

4.1 Data-data Struktur

Pada bab ini akan membahas tentang analisa struktur dari struktur bangunan yang

direncanakan serta spesifikasi dan material yang digunakan.

1. Bangunan direncanakan akan digunakan sebagai Perkantoran

2. Struktur direncanakan dengan tingkat daktilitas penuh

3. Bangunan 10 lantai

4. Lokasi struktur berada di wilayah gempa 5

5. Sistem pelat yang digunkan adalah konvensional

6. Kuat tekan beton fc’ = 25 Mpa atau 250 kg/cm2

7. Tinggi lantai 1-10 = 4 m

8. Tegangan leleh tulangan baja fy = 270 Mpa

9. Modulus elastistas beton Ec = 4700 fc' Mpa = 4700 27 = 23500000

4.2 Perencanaan Awal (Preliminary Design)

Perhitungan perencanaan awal ini bertujuan untuk menghitung dimensi rencana struktur

seperti pelat, balok, dan kolom agar memperoleh suatu nilai yang optimal.

4.2.1 Pra Rencana Pelat

Gambar 4.1 Denah Lantai

B C D E F G H I

9

8

7

6

5

4

3

2

1

A

6000 mm

6000 mm

Gambar 4.2 Dimensi Satu Pelat

Menentukan Koefisien Jepit Pelat (αm)

Koefisien jepit pada pelat merupakan nilai rata-rata αm untuk semua balok pada tepi suatu panel.

α 1

α 2 α 4 6000 mm

α 3

6000 mm

Gambar 4.3 Diagram letak α

Untuk α 1 (asumsi tebal pelat 120 mm)

be

ht ha

bo

Balok dengan 2 ujung menerus

ht > l21=600021=285,7 mm

diambil ht = 400 mm

bo = 250 mm

be < 14×6000=1500 mm

be < bo+6000+2502+6000-2502= 6000 mm ambil yang terkecil be =

1500 mm

be < bo + 8 (120) + 8 (120) = 2120 mm

C 1 = 112[1+(1500250-1)(120400) 3 +3150250-11-12040021204001+1500250-

1(120400)=0,17

I2b = C1 ∙ bo ∙ht3 = 0,17∙250∙4003=2.720.000.000 mm4

I2p = 112∙5000∙1203=720.000.000 mm4

∴α1=I2bI2p=2.720.000.000720.000.000=3,78

Untuk α 2 (asumsi tebal pelat 120 mm)

be

ht ha

bo

Balok dengan 2 ujung menerus

ht > l21=600021=285,7 mm

diambil ht = 400 mm bo = 250 mm

be < 14×6000=1500 mm

be < bo+6000+2502+6000-2502= 6000 mm ambil yang terkecil

be < bo + 8 (120) + 8 (120) = 2120 mm be = 1500 mm

C 1 = 112[1+(1500250-1)(120400) 3 +3150250-11-12040021204001+1500250-

1(120400)=0,17

I2b = C1 ∙ bo ∙ht3 = 0,17∙250∙4003=2.720.000.000 mm4

I2p = 112∙6000∙1203=864.000.000 mm4

∴α2=I2bI2p=2.720.000.000864.000.000=3,15

Karena panjang bentang sama maka

α 2 = α 3 = α 4 = 3,15

α rata-rata = 3,78+3,15+3,15+3,154=3,31

fy = 270 Mpa

ℓ n = bentang bersih terpendek pelat = 4 m = 4000 mm

β = 60006000=1

α m = 3,31 > 2,0

h ≥ l(0,8+fy1500)36+9β=4000(0,8+2701500)36+9 (1)=87,1 mm

Maka h = 120 mm (Tebal Pelat)

Dalam perhitungan awal tebal pelat diasumsikan 120 mm, dan memenuhi syarat untuk

digunakan. Namun penulis mengambil tebal pelat 90 mm agar menjadi lebih efisien dan

walaupun tebal pelat dikurangi tetap memenuhi syarat.

Periksa Kekakuan Pelat Terhadap Lendutan (δ)

➢ Pelat Bagian Tengah

Pembebanan Ultimit Pada Lantai

Beban Mati

Tebal Pelat : 0,12 m x 24 KN/m2 = 2,88KN/m2

Berat Penutup Lantai : (Keramik + Semen) = 0,175KN/m2

Berat Plafon + Rangka : 0,11 KN/m2 + 0,07 KN/m2 = 0,18 KN/m2

+

= 2,515KN/m2

Beban Hidup

Gedung diperuntukan untuk perkantoran = 2,5KN/m2

Wu = 1,2 qd + 1,6 ql = 1,2 (2,515) + 1,6 (2,5) = 7,018 KN/m2

Momen Lentur Pelat (D)

D = E∙h312(1-μ2)=23.500.000∙0,1212(1-0,22)=183593,75

Lendutan Pada Pelat (δ)

δ=α∙Wu∙b4D=3,31∙7,018∙6183593,75=0,00076

Lendutan izin maksimum

δizin=L480=6480=0,0125

δ<δizin

∴ Maka tebal pelat 120 mm dapat digunakan pada pelat bagian tengah

➢ Pelat Bagian Pinggir (Kantilever)

Pembebanan Ultimit Pada Lantai

Beban Mati

Tebal Pelat :0,12 m x 24 KN/m2 = 2,88 KN/m2

Berat Penutup Lantai :(Keramik + Semen) = 0,175KN/m2

Berat Plafon + Rangka :0,11 KN/m2 + 0,07 KN/m2 = 0,18 KN/m2

Berat Kaca = 0,1 KN/m2

+

= 2,615KN/m2

Beban Hidup

Gedung diperuntukan untuk perkantoran = 2,5 KN/m2

Wu = 1,2 qd + 1,6 ql = 1,2 (2,615) + 1,6 (2,5) = 7,138 KN/m2

Momen Lentur Pelat (D)

D = E∙h312(1-μ2)=23.500.000∙0,1212(1-0,22)=183593,75

Lendutan Pada Pelat (δ)

δ=α∙Wu∙b4D=3,31∙7,138∙6183593,75=0,00052

Lendutan izin maksimum

δizin=L480=4480=0,0083

δ<δizin

Maka tebal pelat 120 mm dapat digunakan pada pelat kantilever

4.2.2 Pra Rencana Balok

Balok Lantai 5 ( Ekstrim)

➢ Bentang Balok As. E

4 m 4 m6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Gambar 4.4 Bentang Balok Pada As. E

Perkiraan awal ukuran penampang

Balok 1 – 2 dan 8 – 9 merupakan balok kantilever

hmin=L8=40008=500 mm

Balok 2 – 3, 3 – 4, 4 – 5, 5 – 6, 6 – 7, 7 – 8 merupakan balok dengan dua ujung menerus

hmin=L18,5=600018,5=324,32 mm

Ambil yang terbesar h = 500 mm

b = 250 mm

Beban Balok

○ Bagian Tengah

Beban Mati


Berat Penutup Lantai :(Keramik + Semen) = 0,175 KN/m2


+

= 2,515 KN/m2

Beban Hidup : 2,5 KN/m2

Wu : 1,2 (qD) + 1,6 (qL)

1,2 (2,515) + 1,6 (2,5) = 7,018 KN/m2

○ Bagian Pinggir (Kantilever)

Beban Mati





+

= 2,615 KN/m2


Wu : 1,2 (qD) + 1,6 (qL)

1,2 (2,615) + 1,6 (2,5) = 7,138 KN/m2

4 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 4 m

6 m

6 m

Gambar 4.5 Penyebaran Pembebanan Pada As. E

Pembebanannya :

q1

q2

q3

q4

q5

q6

q7

q8

q9

q10

q11

q12

q13

q14

q15

q16

Gambar 4.6 Penyebaran Beban Pada As.E

q1 = qD=2,615∙42=5,23 kNm

qL=2,5∙42=5 kNm

q1=q2=q15= q16=qD=5,2 3 kNm

qL=5 kNm

q3 = qD=2,515∙62=7,545 kNm

qL=2,5∙62=7,5 kNm

q

qD

(kNm)

qL

(kNm)q1 5,23 5q2 5,23 5q3 7,545 7,5q4 7,545 7,5q5 7,545 7,5q6 7,545 7,5q7 7,545 7,5q8 7,545 7,5q9 7,545 7,5q10 7,545 7,5q11 7,545 7,5q12 7,545 7,5q13 7,545 7,5q14 7,545 7,5q15 5,23 5

q16 5,23 5Tabel 4.1 Tabel Besar Pembebanan Balok As. E

Dengan menggunakan SAP 2000 diperoleh nilai dari Mu=102,75 × 106 Nmm

bd2≥Mu∅fc'w(1-0,59w)

diasumsikan

ρ=0,01 angka rasio tulangan ekonomis

ω= ρ∙fyfc'

ω= 0,01∙27025=0,108

sehingga

bd2=102,75 ×1060,8∙25∙0,108(1-0,59∙0,108)=5,1 × 107

jika b = 300 mm → d = 450 mm

Tulangan diasumsikan dipasang 1 lapis, maka :

h = d + 65 mm

= 450 mm + 65 mm = 515 mm ≈ 600 mm

Maka dimensi balok yang digunakan b = 300 mm

` h = 600 mm

Periksa Kekakuan Balok Terhadap Lentur

δ5 ∙ Wu ∙ L4384 ∙E ∙I

I = Momen Inersia Balok

I = 112∙b∙h3

= 112∙300∙6003=5.400.000.000 mm4=540000 cm4

Untuk balok bagian tengah

δ=5 ∙70,18 ∙ 6004384∙23.500.000 ∙540000=0,017

Lendutan izin balok (δizin)=400480=0,83

δ < δizin

Maka pada balok tengah memenuhi syarat kekakuan

Untuk balok bagian pinggir (kantilever)

δ=71,38 ∙ 400430∙23.500.000 ∙292933,33=0,0088

Cek Lendutan Pada Balok Kantilever Dengan Metode Conjugate Beam

4 m

R = l · qAB

q = 523 kg/cm

400 cm

R = 400 · 523 = 209200 kg/cmAB

q = 523 kg/cm

400 cm

MB' = R' · 300 = 8367 x 10 6

R' = 13 · · ·

δ = MBEI=8367 ∙106235000∙540000=0,066


δ < δizin

Maka pada balok kantilever memenuhi syarat kekakuan

∴ Dimensi balok yang digunakan pada As. E adalah 300/600

➢ Bentang Balok As. C (Panjang Kantilever 6m)

6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m

1 2 3 4 5 6 7

Gambar 4.7 Bentang Balok Pada As. C



hmin=L8=60008=750 mm

Balok 2 – 3, 3 – 4, 4 – 5, 5 – 6 merupakan balok dengan dua ujung menerus

hmin=L18,5=600018,5=324,32 mm


b = 375 mm

Beban Balok

○ Bagian Tengah

Beban Mati




+

= 2,515 KN/m2


Wu : 1,2 (qD) + 1,6 (qL)

1,2 (2,515) + 1,6 (2,5) = 7,018 KN/m2


Beban Mati





+

= 2,615 KN/m2


Wu : 1,2 (qD) + 1,6 (qL)

1,2 (2,615) + 1,6 (2,5) = 7,138 KN/m2

6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m

6 m

6 m

Gambar 4.8 Penyebaran Pembebanan Pada As. C

Pembebanannya

q1

q2

q3

q4

q5

q6

q7

q8

q9

q10

q11

q12

Gambar 4.9 Penyebaran Beban Pada As.C

q1 = qD=2,615∙62=7,845 kNm

qL=2,5∙62=7,5 kNm

q1=q2=q11= q12=qD=7,845 kNm

qL=7,5 kNm

q3 = qD=2,515∙62=7,545 kNm

qL=2,5∙62=7,5 kNm

q

qD

(kNm)

qL

(kNm)q1 7,845 7,5q2 7,845 7,5q3 7,545 7,5q4 7,545 7,5q5 7,545 7,5q6 7,545 7,5q7 7,545 7,5q8 7,545 7,5q9 7,545 7,5q10 7,545 7,5q11 7,845 7,5q12 7,845 7,5

Tabel 4.2 Tabel Besar Pembebanan Balok As. C

Dengan menggunakan SAP 2000 diperoleh nilai dari Mu=222,98 × 106 Nmm


diasumsikan


ω= ρ∙fyfc'

ω= 0,01∙27025=0,108

sehingga

bd2=222,98×1060,8∙25∙0,108(1-0,59∙0,108)=1,1 × 108

jika b = 375 mm → d = 545 mm


h = d + 65 mm

= 545 mm + 65 mm = 610 mm


` h = 650 mm


δ 5Wu ∙ L4384 ∙E ∙I

I = Momen Inersia Balokh

I = 112∙b∙h3

= 112∙375∙6103=7.093.156.250 mm4=709315,63 cm4


δ=5 ∙70,18 ∙ 6104384∙23.500.000 ∙709315,63=0,0076


δ < δizin



δ=71,38 ∙ 610430∙23.500.000 ∙709315,63=0,0198


δ < δizin


Cek Lendutan Pada Kantilever Dengan Conjugate Beam

6 m

R = l · qAB

q = 750 kg/cm

600 cm

R = 600 · 750 = 450000 kg/cmAB

q = 750 kg/cm

600 cm

MB' = R' · 4,5 = 4,05 x 10 8

R' = 13 · · ·

δ = MBEI=4,05 ∙108235000∙709315,64=0,0245

∴ Dimensi balok yang digunakan pada As. C adalah 375/600

➢ Bentang Balok As. B (Panjang Kantilever 6,65 m)

6,65 m 6 m 6 m 6,65 m

1 2 3 4 5

Gambar 4.10 Bentang Balok Pada As. B



hmin=L8=66508=831,25 mm ≈835 mm

Balok 2 – 3, 3 – 4 merupakan balok dengan dua ujung menerus

hmin=L18,5=600018,5=324,32 mm


b = 420 mm

Beban Balok

○ Bagian Tengah

Beban Mati



Berat Plafon + Rangka :0,11 KN/m2 + 0,07 KN/m2 = 0,18 KN/m2 +

= 2,515 KN/m2


Wu : 1,2 (qD) + 1,6 (qL)

1,2 (2,515) + 1,6 (2,5) = 7,018 KN/m2


Beban Mati



Berat Plafon + Rangka :0,11 KN/m2 + 0,07 KN/m2= 0,18 KN/m2


+= 2,615 KN/m2


Wu : 1,2 (qD) + 1,6 (qL)

1,2 (2,615) + 1,6 (2,5) = 7,138 KN/m2

6,65 m 6 m 6 m 6,65 m

6 m

6 m

Gambar 4.11 Penyebaran Pembebanan Pada As. B

Pembebanannya

q1

q2

q3

q4

q5

q6

q7

q8

Gambar 4.12 Penyebaran Beban Pada As.B

q1 = qD=2,615∙6,652=8,7 kNm

qL=2,5∙6,652=8,3 kNm

q1=q2=q7= q8=qD=8,7 kNm

qL=8,3 kNm

q3 = qD=2,515∙62=7,545 kNm

qL=2,5∙62=7,5 kNm

qqD

(kNm)qL

(kNm)q1 8,7 8,3q2 8,7 8,3q3 7,545 7,5q4 7,545 7,5q5 7,545 7,5q6 7,545 7,5q7 8,7 8,3q8 8,7 8,3

Tabel 4.3 Tabel Besar Pembebanan Balok As. B

Dengan menggunakan SAP 2000 diperoleh nilai dari Mu=370,18× 106 Nmm


diasumsikan


ω= ρ∙fyfc'

ω= 0,01∙27025=0,108

sehingga

bd2=370,18×1060,8∙25∙0,108(1-0,59∙0,108)=1,83 × 108

jika b = 420 mm → d = 660 mm


h = d + 65 mm

= 660 mm + 65 mm = 725 mm


` h = 750 mm


δ5 ∙ Wu ∙ L4384 ∙E ∙I

I = Momen Inersia Balok

I = 112∙b∙h3

= 112∙420∙7203=940584960 cm4


δ=5 ∙70,18 ∙ 7204384∙23.500.000 ∙940584960=0,00011


δ < δizin



δ=71,38 ∙ 720430∙23.500.000 ∙940584960=0,000029


δ < δizin


∴ Dimensi balok yang digunakan pada As. B adalah 450/750

4.2.3 Pra Rencana Kolom

Dengan mempertimbangkan keekonomisan struktur, dimensi kolom dibagi dalam 3 bagian,

yaitu dengan pembagian 1-3, 4-7, 8-10.

1. Pra Rencana Kolom Lantai 8-10

Kolom Tengah

a. Pembebanan Lantai Atap

Beban Mati (Pd10)

Berat sendiri pelat = 6 × 6 × 0,12 × 24 KN/m2 = 77,76 KN

Berat sendiri balok = (6+6) × 0,25 × (0,55 – 0,09) × 24 = 33,12 KN

Berat plafond = 6 × 6 × (0,11 + 0,07) = 6,48 KN

Aspal = 6 × 6 × 0,14 × 7 KN/m2 = 35,28 KN

+

Pd10 =152,64KN

Beban Hidup (Pl10)

Beban hidup atap = 6 × 6 × 1 KNm2 Pl10 = 36 KN

Pu10 = 1,2 (Pd10) + 1,6 (Pl10)

= 1,2 (152,64) + 1,6 (36)

= 240,77 KN

b. Pembebanan Lantai 9

Beban Mati (Pd9)


Berat sendiri balok =(6+6) × 0,25 × (0,55 – 0,09) × 24 = 33,12 KN

Berat plafond =6 × 6 × (0,11 + 0,07) = 6,48 KN

Berat penutup lantai =6 × 6 × 0,007 × 25 KN/m2 = 6,3 KN

+

Pd9 =123,66KN

Beban Hidup (Pl9)

Gedung diperuntukan untuk kantor =6 × 6 × 2,5 Pl9 = 90 KN

Pu9 = 1,2 (Pd9) + 1,6 (Pl9) + Pu10

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 240,77

= 533,162 KN

c. Pembebanan Lantai 8

Beban Mati (Pd8)

(Pd8) = (Pd9) = 123,66 KN

(Pl8) = (Pl9) = 90 KN

Pu8 = 1,2 (Pd8) + 1,6 (Pl8) + Pu9

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 533,162

= 825,55 KN

Penentuan Ukuran Kolom

Dari data diatas, dapat dihitung dimensi dari kolom dengan menggunakan

Ag≥ Pu80,1 (fc'+ρ∙fy)=825,55∙103N0,1(25+0,01∙270)=298032,491 mm2

Kolom yang digunakan adalah kolom persegi b = h

b= 298032,491 mm2=545,9 mm

∴ ukuran kolom tengah yang digunakan pada lantai 8-10 adalah 550/550

Kolom Pinggir

a. Pembebanan Lantai Atap

Beban Mati (Pd10)



Berat plafond = 6 × 7 × (0,11 + 0,07) = 7,56 KN

Aspal =6 × 7 × 0,14 × 7 KN/m2 = 41,16 KN

+

Pd10 =172,98KN

Beban Hidup (Pl10)

Beban hidup atap = 6 × 7 × 1 KNm2 Pl10 = 42 KN

Pu10 = 1,2 (Pd10) + 1,6 (Pl10)

= 1,2 (172,98) + 1,6 (42)

= 274,78 KN


Beban Mati (Pd9)



Berat plafond = 6 × 7 × (0,11 + 0,07) = 7,56 KN

Berat penutup lantai = 6 × 7 × 0,007 × 25 KN/m2 = 7,35 KN

+

Pd9 =139,17KN

Beban Hidup (Pl9)

Gedung diperuntukan untuk kantor = 6 × 7 × 2,5 KN/m2Pl9 = 105 KN

Pu9 = 1,2 (Pd9) + 1,6 (Pl9) + Pu10

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 274,78

= 609,784 KN


Beban Mati (Pd8)

(Pd8) = (Pd9) = 139,17 KN

(Pl8) = (Pl9) = 105 KN

Pu8 = 1,2 (Pd8) + 1,6 (Pl8) + Pu9

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 609,784

= 944,79 KN



Ag≥ Pu80,1 (fc'+ρ∙fy)=944,79∙103N0,1(25+0,01∙270)=341079,42 mm2


b= 341079,42 mm2=584,02 mm

∴ ukuran kolom pinggir yang digunakan pada lantai 8-10 adalah 600/600

1. Pra Rencana Kolom Lantai 4-7

Kolom Tengah

a.Pembebanan Lantai 7

Beban Mati (Pd7)

(Pd7) = (Pd8) = 123,66 KN

Beban Hidup (Pl7)

(Pl7) = (Pl8) = 90 KN

Pu7 = 1,2 (Pd7) + 1,6 (Pl7) + Pu8

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 852,55

= 1117,94 KN

b.Pembebanan Lantai 6

Beban Mati (Pd6)

(Pd6) = (Pd7) = 123,66 KN

Beban Hidup (Pl6)

(Pl6) = (Pl7) = 90 KN

Pu7 = 1,2 (Pd6) + 1,6 (Pl6) + Pu7

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 1117,94

= 1410,33 KN

c.Pembebanan Lantai 5

Beban Mati (Pd5)

(Pd5) = (Pd6) = 123,66 KN

Beban Hidup (Pl5)

(Pl5) = (Pl6) = 90 KN

Pu5 = 1,2 (Pd5) + 1,6 (Pl5) + Pu6

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 1410,33

= 1702,73 KN

d.Pembebanan Lantai 4

Beban Mati (Pd4)

(Pd4) = (Pd5) = 123,66 KN

Beban Hidup (Pl4)

(Pl4) = (Pl5) = 90 KN

Pu4 = 1,2 (Pd4) + 1,6 (Pl4) + Pu5

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 1702,73

= 1995,12 KN



Ag≥ Pu80,1 (fc'+ρ∙fy)=1995,12∙103N0,15(25+0,01∙270)=480173,3 mm2


b= 480173,3 mm2=692,9 mm


Kolom Pinggir

a. Pembebanan Lantai 7

Beban Mati (Pd7)

(Pd7) = (Pd8) = 139,17 KN

Beban Hidup (Pl7)

(Pl7) = (Pl8) = 105 KN

Pu7 = 1,2 (Pd7) + 1,6 (Pl7) + Pu8

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 944,79

= 1279,792 KN


Beban Mati (Pd6)

(Pd6) = (Pd7) = 139,17 KN

Beban Hidup (Pl6)

(Pl6) = (Pl7) = 105 KN

Pu7 = 1,2 (Pd6) + 1,6 (Pl6) + Pu7

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 1279,792

= 1614,8 KN


Beban Mati (Pd5)

(Pd5) = (Pd6) = 139,17 KN

Beban Hidup (Pl5)

(Pl5) = (Pl6) = 105 KN

Pu5 = 1,2 (Pd5) + 1,6 (Pl5) + Pu6

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 1614,8

= 1949,8 KN

d. Pembebanan Lantai 4

Beban Mati (Pd4)

(Pd4) = (Pd5) = 139,17 KN

Beban Hidup (Pl4)

(Pl4) = (Pl5) = 105 KN

Pu4 = 1,2 (Pd4) + 1,6 (Pl4) + Pu5

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 1949,8

= 2284,8 KN



Ag≥ Pu80,1 (fc'+ρ∙fy)=2284,8∙103N0,15(25+0,01∙270)=549891,7 mm2


b= 549891,7 mm2=741,55 mm


1. Pra Rencana Kolom Lantai 1- 3

Kolom Tengah


Beban Mati (Pd3)

(Pd3) = (Pd4) = 123,66 KN

Beban Hidup (Pl3)

(Pl3) = (Pl4) = 90 KN

Pu3 = 1,2 (Pd3) + 1,6 (Pl3) + Pu4

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 1995,12

= 2287,51 KN


Beban Mati (Pd2)

(Pd2) = (Pd3) = 123,66 KN

Beban Hidup (Pl2)

(Pl2) = (Pl3) = 90 KN

Pu2 = 1,2 (Pd2) + 1,6 (Pl2) + Pu3

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 2287,51

= 2579,9 KN


Beban Mati (Pd1)

(Pd1) = (Pd2) = 123,66 KN

Beban Hidup (Pl1)

(Pl1) = (Pl2) = 90 KN

Pu1 = 1,2 (Pd1) + 1,6 (Pl1) + Pu2

= 1,2 (123,66) + 1,6 (90) + 2579,9

= 2872,29 KN



Ag≥ Pu80,1 (fc'+ρ∙fy)=2872,29∙103N0,15(25+0,01∙270)=620914,56 mm2


b= 620914,56 mm2=831,43 mm


Kolom Pinggir


Beban Mati (Pd3)

(Pd3) = (Pd4) = 139,17 KN

Beban Hidup (Pl3)

(Pl3) = (Pl4) = 105 KN

Pu3 = 1,2 (Pd3) + 1,6 (Pl3) + Pu4

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 2284,8

= 2619,81 KN


Beban Mati (Pd2)

(Pd2) = (Pd3) = 139,17 KN

Beban Hidup (Pl2)

(Pl2) = (Pl3) = 105 KN

Pu2 = 1,2 (Pd2) + 1,6 (Pl2) + Pu3

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 2619,81

= 2954,81 KN


Beban Mati (Pd1)

(Pd1) = (Pd2) = 139,17 KN

Beban Hidup (Pl1)

(Pl1) = (Pl2) = 105 KN

Pu1 = 1,2 (Pd1) + 1,6 (Pl1) + Pu2

= 1,2 (139,17) + 1,6 (105) + 2954,81

= 3289,82 KN



Ag≥ Pu80,1 (fc'+ρ∙fy)=3289,82∙103N0,15(25+0,01∙270)=791773,8 mm2


b= 791773,8 mm2=889,82 mm


Tabel 4.4 Tabel Dimensi Ukuran Kolom

Menentukan Kekakuan Kolom

Menurut SNI perencanaan komponen struktur terhadap momen dan beban tekan aksial harus

diperhatikan terhadap pengaruh kekakuan, lendutan, momen, dan gaya yang ada pada komponen

struktur. Pada metode Clapeyron, terdapat persamaan sebagai berikut :

K=4EIL

Dimana :

I : Momen Inersia

L : Panjang Bentang

Menentukan Berat Ultimit Bangunan

Lantai 1

(Beban mati)

Pelat = hp × bj.beton × Luas area lantai 1

Lantai

Dimensi Kolom b/h (mm)

Kolom Tengah

Kolom Pinggir

1 850/850 900/9002 850/850 900/9003 850/850 900/9004 700/700 750/7505 700/700 750/7506 700/700 750/7507 700/700 750/7508 550/550 600/6009 550/550 600/600

10 550/550 600/600

= 0,12 × 24 × ((33,04 × 20) + (2,1 × 8) +

(10,4 × 8) + (31,2 × 8) + (8,9 × 4) ` = 2259,36 KN

Balok Umum = b × (h- hp) × bj.beton × jml balok

= 0,25 × (0,52 – 0,09) × 24 × 68 = 175,44 KN

Balok KAS3 = 0,375 × (0,61 – 0,09) × 24 × 16 =74,88 KN

Kolom =-Kolom Tengah = (b × h)× 12tnggi lantai atas+tnggi lntai bwh

× bj.beton×jml)

= (0,7 × 0,7) ×12 4+4×24 ×20 = 470,4 KN

– Kolom Pinggir = (0,75 × 0,75) × 124+4×16 = 432 KN

Plafond = Luas Area Lt. 1 × bj. Plafond

= (33,04 × 20) + (2,1 × 8) + (10,4 × 8) +(31,2 × 8)

+ (8,9 × 4) × 0,05 = 52,3 KN

Penutup Lantai = Luas Area Lt. 1 × bj

= (33,04 × 20) + (2,1 × 8) + (10,4 × 8) +

(31,2 × 8) + (8,9 × 4) × 0,175 =183,05 KN

+

Total (Wd1) =3647,43 KN

(Beban Hidup)

Menurut peraturan SNI

Beban hidup untuk atap = 1 KNm2

Beban hidup untuk lantai (perkantoran) = 2,5 KNm2

Koefisien reduksi beban hidup terhadap gempa sebesar 0,3 (perkantoran)

Lantai 10 (Atap)

Atap = Koef. Reduksi × Luas Area × qL

= 0,3 × 313,8 × 1 =94,14 KN

Air Hujan = L. Area × bj.air × koef. Rdksi × 0,05

= 313,8 × 1 × 0,3 × 0,05 =4,707 KN

+

Total (Wlatap) =98,85 KN

Lantai 1 (Perkantoran)

Perkantoran = Luas Area × qL × koef. Reduksi

= (33,04×20)+(2,1×8)+(10,4×8) +

(31,2 × 8) + (8,9 × 4) × 2,5 × 0,3 =784,5 KN

Beban Ultimit

Wu1 = 1,2 (Wd1) + 1,6 (Wl1)

= 1,2 (3644,43) + 1,6 (78,45)

= 4502,436 KN

Dengan menggunakan cara yang sama didapatkan

Lantai

BeratWd Wl Wu

Pelat BalokKolo

mPlafo

n Penutup

Lantai

12259,3

6250,3

2 902,4 52,3 183,053647,4

3 784,55632,1

16

22451,2

5263,6

8 902,456,74

2 198,63872,6

72851,1

36009,0

14

32579,7

3263,6

8 902,459,71

6 209,0064014,5

32895,7

46250,6

22

42703,2

8263,6

8566,8

862,57

6 219,023815,4

36938,6

56080,3

635 2688,6 277,0 566,8 66,28 231,998 3830,8 994,2 6187,8

5 8 4 12 7 06

62703,2

8263,6

8566,8

862,57

6 219,023815,4

36938,6

56080,3

63

72579,7

3263,6

8566,8

859,71

6 209,0063679,0

12895,7

45847,9

98

82451,2

5263,6

8309,1

256,74

2 198,63279,3

92851,1

35297,0

78

92259,3

6250,3

2309,1

2 52,3 183,053054,1

5 784,54920,1

8

102119,

48250,3

2309,1

2 49,06 171,712899,6

9 735,94657,0

68

∑22675,

842610,

095902,

08578,0

12 2023,0635908,

568670,

2156962,

61

Tabel 4.5 Tabel Beban Statis

Total waktu getar (T)

Tx=Ty = 0,06 ∙ H34 = 0,06 ∙(40)34 = 0,95 detik

Faktor Keutamaan

I=I1 ∙ I2

I = 1,0 × 1,0 = 1,0

Koefisien dasar gempa (C) untuk struktur wilayah gempa 5

C= 0,76T = 0,760,95=0,8

Dari grafik 2.3 wilayah gempa 5 didapat C = 0,85 (Lengkung)

Faktor Reduksi Gempa (R)

1,6 ≤R= μ ∙ fi ≤Rm

Dimana :

R = Faktor Reduksi Gempa

μ = Faktor Daktilitas Untuk Struktur Gedung (µ= 5,3 daktail penuh)

fi = Faktor Kuat Lebih Beban Beton dan Bahan (fi=1,6)

R = μ ∙ fi = 5,3 ∙ 1,6 = 8,48

Maka, data yang didapat adalah μ=5,3 dan R=8,48

Gaya Geser Horizontal Terhadap Gempa (V) sepanjang gedung

Vx= Vy= C1∙IR∙Wt

= 0,85 ∙ 18,48∙56962,61 KN=5709,7 KN

Menurut peraturan SNI-03-1726-2002, untuk pembagian sepanjang tinggi struktur

gedung menjadi beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa

lantai yaitu:

Fi= Wi ∙Zin=1n∙Wi ∙Zi ∙V

Distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa sepanjang tinggi gedung :

HA= 4044=0,91

HB= 4044=0,91

Elastisitas Kolom (E) = 4700fc'=470025=23.500.000 Mpa

= 2.350.000 kgcm2

Ik pinggir= 112∙75∙753=2636718,75 cm4

Ik tengah = 112∙70∙703=2000833,33 cm4

Ib = 112∙25∙523=292933,33 cm4

Lantai

Wd Wl Wu V Z Fix,y

1 3647,4 784,5 5632,1 5709,6 4 106,37

3 16 96 33

23872,6

72851,1

36009,0

145709,6

96 8226,98

36

34014,5

32895,7

46250,6

225709,6

96 12354,16

51

43815,4

36938,6

56080,3

635709,6

96 16459,35

74

53830,8

12994,2

76187,8

065709,6

96 20584,34

31

63815,4

36938,6

56080,3

635709,6

96 24689,03

61

73679,0

12895,7

45847,9

985709,6

96 28773,15

48

83279,3

92851,1

35297,0

785709,6

96 32800,36

41

93054,1

5 784,54920,1

85709,6

96 36836,34

35

102899,6

9 735,94657,0

685709,6

96 40879,57

68

∑35908,

568670,

2156962,

61 405709,6

98

Tabel 4.6 Tabel Beban Gempa Horizontal

Menentukan Kekakuan

Kb 1 Kb 2

Kc

6 0 0 c m 6 0 0 c m

4 0 0 c m

Arah x

K1= 4EIL= 4 ×2.350.000 ×292933,33600=457988836,7 kg.cm

Arah y

K2= 4EIL= 4 ×2.350.000 ×292933,33600=457988836,7 kg.cm

Kcp= 4EIKpL= 4 ×2.350.000 ×2636718,75600=41308593750 kg.cm

Kct= 4EIKtL= 4 ×2.350.000 ×2000833,33600=31346388890 kg.cm

Kx1=K1Kcp= 457988836,741308593750=0,011

Kx=0,026

Kx2=K1Kct= 457988836,731346388890=0,015

Ky1=K2Kcp= 457988836,741308593750=0,011

Ky=0,026

Ky2=K2Kct= 457988836,731346388890=0,015

Kekakuan = Kx+ Ky2= 0,026+0,0262=0,026

Rasio Titik Balok Kolom Untuk K = 1,05 s.d 5

Lantai

Rasio Tinggi Titik Balok

10 0,459 0,58 0,57 0,56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,55

Tabel 4.7 Tabel Rasio Balok Kolom

B ME B

4 0 0 c m

AME A

0 , 5 5 x 4

Pemeriksaan Rasio Luas Tulangan (ρ) kolom

Untuk Kolom 75/75

Pu = 0,1 ∙ fc’ ∙ Agr

= 0,1 ∙ 250 ∙ 75 ∙ 75

= 140625 kg = 140,625 ton

Pu = 140,625 ton ≤ Pu = 364,65 ton

Faktor Reduksi (Ø) = 0,8

MEA=Ft ∙tinggi lantai-rasio tinggi lantai∙tinggi lantai

= 36,57 ∙ (4 – (0,55 ∙ 4)) = 65,83 t.m

MEB=Ft ∙rasio tinggi lantai∙tinggi lantai

= 36,57 ∙ (0,55 ∙ 4) = 80,45 t.m

ME=nilai terbesar dari MEA dan MEB = 80,45 t.m

Mu = 1,0541∙80,45= 337,9 t.m

e=MuPu=337,9364,65=0,92 m=92 cm

eh=9240=2,3

d'h=440=0,1

Menentukan ρ dengan grafik

a. Bidang Datar

ρ= Pu∅Agr ∙0,81 ∙fc'×eh

= 364,65 × 103o,8∙75∙75∙0,81∙250∙2,3=0,09

b. Bidang Tegak

ρ=Pu(∅Agr∙0,81∙fc')=364,65∙103(0,8∙75∙75∙0,81∙250)=0,04

Dari gambar 6.2.d (Vis dan Kusuma, 1997), didapatkan data sebagai berikut :

r = 0,014

β = 1,0

ρ = 0,014 · 1,0 = 0,014 = 1,4%

0,01 ≤ 0,014 ≤ 0,06

Kolom 75/75 masih dalam keadaan aman.

Kesimpulan dan Pengambilan Dimensi Struktur

Dalam pengambilan dimensi struktur, dimensi dirubah dari perhitungan pra rencana. Hal ini

terjadi karena adanya perbesaran kolom dalam sistem perkakuannya. Maka dari itu, penulis

mencoba untuk mengurangi dimensi struktur dari perhitungan pra rencana.

1. Dimensi Pelat (hp) : 120 mm

2. Dimensi Balok

a. Balok Umum : 350/700

b. Balok Umum 2 : 450/700

c. Balok Kantilever As.2 : 450/800

Balok umum 2 digunakan pada bagian-bagian dari balok umum yang pada saat di start

check concrete design masih merah, dengan hanya mendesain kembali balok-balok yang

merah saja tanpa merubah ukuran-ukuran balok lainnya yang sudah ok.

1. Dimensi Kolom

a. Kolom Lantai 10 s.d 8 : Kolom Tengah : 400/400

Kolom Pinggir : 450/450

b. Kolom Lantai 7 s.d 4 : Kolom Tengah : 700/700


c. Kolom Lantai 3 s.d 1 : Kolom Tengah : 700/700


Dimensi pembesaran kolom direncanakan menggunakan dimensi

Kolom Besar 1 (Lantai 1-5) : 900/900

Kolom besar 2 (Lantai 6-10) : 700/700

Namun, pada saat dianalisis struktur dengan menggunakan program ETABS, dimensi

kolom dapat berubah bervariasi seperti yang telah dituliskan dalam pengambilan dimensi

struktur diatas. Penulis menentukan dimensi pada kolom dengan cara trial and error, dan

mendesainnya seefisien mungkin tanpa mengurangi kekuatan dari struktur.

4.3 Analisis Struktur

P e r b e s a r a n K o lo m

A

7

B C D E F G I

6

5

4

3

2

1

H

8

9

Gambar 4.13 Denah Lantai dan Asnya

A

7

B C D E F G I

6

5

4

3

2

1

H

8

9

6 m

6 m

4 m 6 m 6 m6 m 6 m 6 m 4 m

4 m

6 m

6 m

6 m

6 m

6 m

4 m

Gambar 4.14 Denah Gedung Dengan Beban Trap Lantai 5

Pembebanan dengan beban trap merupakan penyebaran beban yang bekerja pada setiap

lantai. Lantai yang diambil adalah pada lantai 5 dikarenakan luas area terbesar berada dilantai 5.

Semua didesain dengan menggunakan beban terbesar dari struktur bangunan.

4.3.1 Data Beban Untuk Input ETABS

Pada ETABS perhitungan beban mati pada bagian balok tengah diabaikan, karena sudah

otomatis masuk dalam perhitungan berat sendiri, kecuali pada pembebanan balok-balok

kantilever yang ditambahkan beban kaca dan pembebanan pada lantai atap yang ditambahkan

dengan aspal.

Bagian Pinggir (Kantilever)

Beban Mati

Berat Kaca : Bj.kaca × (tinggi lantai-tinggi balok)= 0,31KN/m2

Beban Hidup = 2,5 KN/m2

Beban Mati

Bagian Atap Tengah

Aspal : Bj. Aspal × tebal = 0,98 KN/m2

Bagian Kantilever

Aspal : Bj. Aspal × tebal = 0,98 KN/m2

Kaca : Bj. Kaca × (tnggi lntai- tinggi blk) = 0,31 KN/m2

+

= 1,29 KN/m2

Beban Hidup : Air Hujan : 1 × 0,3 × 0,05 =4,707 KN/m2

Atap :Koef. Reduksi × qL = 0,3 × 1 =0,3 KN/m2

+

=5,007 KN/m2

4.3.2 Besar Pembebanan Trap

Bagian Segi Tiga

6 m

b b

b = ℓ ∙ 0,5 = 6 ∙ 0,5 = 3 m

Pembebanannya:

Beban Mati Atap Tengah

Jarak 0 3 3 6Beba

n 0 0,98 0,98 0Beban Hidup Atap Tengah

Beban Hidup Lantai 1 s.d 9

Bagian Trapesium

Jarak 0 3 3 6Beba

n 0 3,045 3,045 0

Jarak 0 3 3 6Beba

n 0 2,5 2,5 0

4 m

a b

b = 4 ∙ 13=1.33 m

Pembebanannya:

Beban Mati Atap Kantilever

Jarak 0 1,33 2,66 4Beba

n 0 0,645 1,29 1,29Beban Mati Lantai 1 s.d 9 Kantilever

Jarak 0 1,33 2,66 4Beba

n 0 0,155 0,31 0,31

Beban Hidup Atap Kantilever

Beban Hidup Lantai 1 s.d 9 Kantilever

Jarak 0 1,33 2,66 4Beba

n 0 2,504 5,007 5,007

Jarak 0 1,33 2,66 4Beba

n 0 1,25 2,5 2,5

4.3.3 Perhitungan Gaya Geser Akibat Gempa

Luas Setiap Lantai

Luas Lantai 1 1046

Luas Lantai 2

1134,83

Luas Lantai 3

1194,32

Luas Lantai 4

1251,52

Luas Lantai 5

1288,82

Luas Lantai 6

1251,52

Luas Lantai 7

1194,32

Luas Lantai 8

1134,83

Luas Lantai 9 1046

Luas Lantai 10

981,2

Tabel 4.8 Tabel Luas

Menentukan Berat Ultimit Bangunan

Lantai 1

(Beban mati)

Pelat = hp × bj.beton × Luas area lantai 1

= 0,12×24×((33,04×20)+(2,1×8)+(10,4×8)+

= (31,2 × 8) + (8,9 × 4) ` =2259,36 KN

Balok Umum = b × (h- hp) × bj.beton × jml balok

= 0,25 × (0,52 – 0,09) × 24 × 68 = 175,44 KN

Balok KAS3 = 0,375 × (0,61 – 0,09) × 24 × 16 =74,88 KN

Kolom = - Kolom Tengah=(b × h)× 12tnggi lntai atas+tnggi lntai bwh

×bj.btn×jml)

= (0,7 × 0,7) ×12 4+4×24 ×20 =470,4 KN

– Kolom Pinggir = (0,75 × 0,75) × 124+4×16= 432 KN

Plafond = Luas Area Lt. 1 × bj. Plafond

= (33,04 × 20) + (2,1 × 8) + (10,4 × 8) +(31,2 × 8)

+ (8,9 × 4) × 0,05 = 52,3 KN

Penutup Lantai = Luas Area Lt. 1 × bj

= (33,04 × 20) + (2,1 × 8) + (10,4 × 8) +(31,2 × 8) +

(8,9 × 4) × 0,175

=183,05 KN

+

Total (Wd1) =3647,43 KN

(Beban Hidup)

Menurut peraturan SNI

Beban hidup untuk atap = 1 KNm2

Beban hidup untuk lantai (perkantoran) = 2,5 KNm2

Koefisien reduksi beban hidup terhadap gempa sebesar 0,3 (perkantoran)

Lantai 10 (Atap)

Atap = Koef. Reduksi × Luas Area × qL

= 0,3 × 313,8 × 1 =94,14 KN

Air Hujan = L. Area×bj.air×koef. Reduksi×0,05

= 313,8 × 1 × 0,3 × 0,05 = 4,707 KN

+

Total (Wlatap)= 98,85 KN

Lantai 1 (Perkantoran)

Perkantoran = Luas Area × qL × koef. Reduksi

= (33,04×20)+(2,1×8)+(10,4×8) +

(31,2 × 8) + (8,9 × 4) × 2,5 × 0,3 =784,5 KN

Beban Ultimit

Wu1 = 1,2 (Wd1) + 1,6 (Wl1)

= 1,2 (3644,43) + 1,6 (78,45)

= 4502,436 KN

Dengan menggunakan cara yang sama didapatkan

Lantai

BeratWd Wl Wu

Pelat BalokKolo

mPlafo

n Penutup

Lantai

12259,3

6250,3

2 902,4 52,3 183,053647,4

3 784,55632,1

16

22451,2

5263,6

8 902,456,74

2 198,63872,6

72851,1

36009,0

14

32579,7

3263,6

8 902,459,71

6 209,0064014,5

32895,7

46250,6

22

42703,2

8263,6

8566,8

862,57

6 219,023815,4

36938,6

56080,3

63

5 2688,6277,0

5566,8

866,28

4 231,9983830,8

12994,2

76187,8

06

62703,2

8263,6

8566,8

862,57

6 219,023815,4

36938,6

56080,3

63

72579,7

3263,6

8566,8

859,71

6 209,0063679,0

12895,7

45847,9

988 2451,2 263,6 309,1 56,74 198,6 3279,3 851,1 5297,0

5 8 2 2 92 3 78

92259,3

6250,3

2309,1

2 52,3 183,053054,1

5 784,54920,1

8

102119,

48250,3

2309,1

2 49,06 -2723,9

8 735,94446,2

2

∑22675,

842610,

095902,

08578,0

12 1851,3535732,

858670,

2156751,

76

Tabel 4.9 Tabel Beban Ultimit

Total waktu getar Bangunan (T)

Tx=Ty = 0,06 ∙ H34 = 0,06 ∙(40)34 = 0,95 detik

Faktor Keutamaan

I=I1 ∙ I2

I = 1,0 × 1,0 = 1,0

Koefisien dasar gempa (C) untuk struktur wilayah gempa 5

C= 0,76T = 0,760,95=0,8

Dari grafik 2.3 wilayah gempa 5 didapat C = 0,85 (Lengkung)

Faktor Reduksi Gempa (R)

1,6 ≤R= μ ∙ fi ≤Rm

Dimana :

R = Faktor Reduksi Gempa

μ = Faktor Daktilitas Untuk Struktur Gedung (µ= 5,3 daktail penuh)

fi = Faktor Kuat Lebih Beban Beton dan Bahan (fi=1,6)

R = μ ∙ fi = 5,3 ∙ 1,6 = 8,48

Maka, data yang didapat adalah μ=5,3 dan R=8,48

Gaya Geser Horizontal Terhadap Gempa (V) sepanjang gedung

Vx= Vy= C1∙IR∙Wt

= 0,85 ∙ 18,48∙56751,76 KN=5688,56 KN

Menurut peraturan SNI-03-1726-2002, untuk pembagian sepanjang tinggi struktur

gedung menjadi beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa

lantai yaitu:

Fi= Wi ∙Zin=1n∙Wi ∙Zi ∙V

Distribusi gaya geser horizontal total akibat gempa sepanjang tinggi gedung :

HA= 4044=0,91

HB= 4044=0,91

Elastisitas Kolom (E) = 4700fc'=470025=23.500.000 Mpa

= 2.350.000 kgcm2

Wd Wl Wu V Z Fix,y

Untuk Tiap Portal (KN)

1/10 Fix,y

1/3 Fix,y

3647,43 784,5

5632,116

5688,561 4

105,9796

10,59796 35,327

3872,672

851,13

6009,014

5709,696 8

226,9836

22,69836

75,6612

4014,532

895,74

6250,622

5709,696 12

354,1651

35,41651

118,055

3815,436

938,65

6080,363

5709,696 16

459,3574

45,93574

153,119

3830,812

994,27

6187,806

5709,696 20

584,3431

58,43431 194,78

3815,436

938,65

6080,363

5709,696 24

689,0361

68,90361 229,68

3679,012

895,74

5847,998

5709,696 28

773,1548

77,31548

257,718

3279,392

851,13

5297,078

5709,696 32

800,3641

80,03641

266,788

3054,15 784,5

4920,18

5709,696 36

836,3435

83,63435

278,781

2723,98 735,9

4446,216

5709,696 40

839,7534

83,97534 279,92

35732,85

8670,21

56751,76 40

5669,481

566,948

1889,83

Tabel 4.10 Tabel Distribusi Beban Gempa Horizontal Gempa Statis Arah X,Y

4.3.4 Permodelan Pembebanan Struktur

1. Beban Mati dan Beban Hidup

Permodelan struktur yang penulis pakai menggunakan program ETABS. Pada software

ini dalam memberikan beban tidak memperhitungkan dari beban elemen struktur sendiri, karena

seluruh berat elemen struktur secara otomatis telah dimasukkan sebagai beban mati.

Pada program ETABS, penulis mencoba mengubah dimensi struktur dari yang telah

diperhitungkan pada perhitungan prarencana. Hal ini dikarenakan, penulis ingin mendesain

dimensinya dengan seefisien mungkin tanpa mengurangi kekakuan atau kekuatan dari struktur.

Dalam permodelan struktur ini juga, penulis mencoba membesarkan dimensi balok yang berada

pada lantai paling atas (lantai 10). Dengan menggunakan perbesaran dimensi kolom dan balok

diharapkan dapat mengurangi dimensi-dimensi yang telah ada.

2. Beban Gempa

Dalam perencanaan beban gempa pada bangunan ini cukup hanya dilakukan analisa

beban statis saja. Dikarenakan tinggi total dari struktur tidak lebih dari 40 m.

A

7

B C D E F G I

6

5

4

3

2

1

H

8

9

V i e w 5

Gambar 4.15 Denah Lantai

Elevation View 5

4 0 m

3 6 m

3 2 m

2 8 m

2 4 m

2 0 m

1 6 m

1 2 m

8 m

4 m

1 0 5 ,9 8 K N

2 2 6 ,3 8 K N

3 5 4 , 1 7 K N

4 5 9 , 3 6 K N

5 8 4 , 3 4 K N

6 8 9 , 0 4 K N

7 7 3 , 1 6 K N

8 0 0 , 3 6 K N

8 3 6 , 3 4 K N

8 3 9 , 7 5 K N

4 4 m

Gambar 4.16 Permodelan Beban Gempa Arah X

3. Permodelan Struktur

Seperti yang telah dijelaskan pada BAB I, permodelan struktur dibuat menggunakan

program ETABS. Permodelan struktur ini dimulai dengan menyusun titik-titik kumpul atau

joint. Masing-masing titik kumpul ini merupakan pembatas antar elemen yang digunakan

untuk menyusun model struktur. Model struktur berbentuk portal dengan 3 (tiga) dimensi,

yaitu arah X,Y,Z. Struktur terdiri dari lantai dasar sampai dengan lantai 10, seperti yang telah

direncanakan. Tinggi masing-masing dari lantai adalah 4 m, dengan tinggi total sebesar 40 m.

Bangunan ini memiliki denah lantai berbentuk lingkaran, dengan diameter terbesar lantai

adalah 44 m, luas berbeda-berbeda pada setiap lantai. Dengan luas terbesar berada pada lantai

5.

Gambar 4.17 Model Struktur 3D

Dalam proses permodelan struktur dengan menggunakan program ETABS, penulis

mencoba berkali-kali model dimensi yang cocok sehingga memenuhi kelayakan dengan

menggunakan metode trial and error. Pada awalnya penulis memasukan dimensi-dimensi yang

telah dihitung pada pra rencana, tapi pada saat dianalisis struktur memiliki deformasi yang lebih

dari 2% tinggi seluruh gedung atau melebihi dari ketentuan yang berlaku. Lalu penulis mencoba

membesarkan dimensi-dimensi yang ada. Pada saat di check structure concrete design, ternyata

masih terdapat elemen-element struktur yang belum kuat yang ditandai dengan berwarna

merahnya elemen struktur yang belum kuat. Penulis kembali mencoba membesarkan elemen dari

struktur, kali ini penulis mencoba membesarkan hanya pada bagian elemen kolom yang berada

pada sudut-sudutnya saja dan pada dimensi balok yang berada dilantai 9. Terjadi perubahan pada

kekuatan struktur bangunan. Maka dari itu, penulis mencoba berulang kali merubah kolom-

kolom yang berada pada bagian sudut sampai sesuai dengan kekuatan bangunan. Yang terakhir,

penulis mencoba untuk memperkecil elemen-elemen yang berada pada bagian tengah agar

menjadi lebih efisien.

K olom Y a ng D ib esa rka n

A

7

B C D E F G I

6

5

4

3

2

1

H

8

9

Gambar 4.18 Denah Letak Kolom Yang Diperbesar

B a lo k y a n g d ip e rb es a r

K o lo m y a ng d ip e rb e s a r

D en a h L a n ta i 9

Gambar 4.19 Denah Lantai 9 Letak Balok Yang Diperbesar

1. Pembebanan Struktur

Beban Mati

Pada pembebanan untuk beban mati, pembebanan meratanya ada yang berbentuk

segitiga, ada pula yang berbentuk trapesium. Beban merata berbentuk segitiga kebanyakan

berada pada balok bagian tengah, sedangkan trapesium berada pada bagian pinggir atau

kantilever. Beban mati pada bagian tengah sudah termasuk dalam perhitungan berat sendiri yang

tidak perlu ditambahkan lagi, akan tetapi pada bagian balok pinggir beban mati ditambahkan

pembebanan kaca dan pada lantai atap ditambahkan pembebanan aspal.

A

7

B C D E F G I

6

5

4

3

2

1

H

8

9

4.20 Denah Lantai

4.21 Pembebanan Beban Mati As. B

4.22 Pembebanan Beban Mati As. C

4.23 Pembebanan Beban Mati As. D

4.24 Pembebanan Beban Mati As. E

4.25 Pembebanan Beban Mati As. F

4.26 Pembebanan Beban Mati As. G

4.27 Pembebanan Beban Mati As. H

Mayoritas dari pola pembebanan berbentuk segitiga, hanya pada bagian pinggir atau

kantilevernya yang berbentuk trapesium. Pada bagian kantilever berbentuk trapesium terbuka, pada salah

satu ujungnya, dikarenakan hanya pada satu bagian saja yang tertumpu oleh kolom.

Gambar 4.28 Deformasi Akibat Beban Mati Pada As. C

Deformasi

Atap Lantai 9 Lantai 1(m) (m) (m)

Tepi -3,6E-03 -3,4E-03 -6,1E-04

Tengah-3,43E-

03 -3,3E-03 -4,94E-04

Tabel 4.11 Tabel Deformasi Akibat Beban Mati

Gambar 4.29 Gaya NormalUntuk Beban

Mati

Tabel 4.12 Tabel Gaya Normal Akibat Beban Mati

Dari tabel 4.15 dapat dilihat bahwa gaya normal maksimum terdapat pada kolom tepi dan

berada pada lantai 1. Hal ini dikarenakan kolom tepi merupakan kolom yang mengalami

N Atap (m)Lantai 1

(m)Kolom Tepi -198,01 -2873,18

Kolom Tengah -126,84 -1452,30

perbesaran, jadi gaya normal yang diserap lebih besar dari pada kolom tengah. Secara tidak

langsung, merupakan yang menjadi penopang beban utama dari struktur.

Gambar 4.30 Gaya Geser Untuk Beban Mati As. C

DAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi 18,09 63,91 4,98Kolom Tengah 0,82 3,63 -0,61Balok

Tengah -42,34 -32,94 -20,16Balok

Kantilever -33,82 -70,12 -52,85

Tabel 4.13 Tabel Gaya Geser (D) Akibat Beban Mati

Seperti yang dilihat pada gambar 4.37, gaya geser pada balok sebelah kanan dan kiri

lebih besar dari pada balok yang berada pada bagian tengah. Hal ini dikarenakan kolom yang

berada pada as ini merupakan kolom perkakuan. Gaya yang bekerja lebih banyak terserap oleh

kolom yang mengalami perkakuan. Besar gaya geser pada balok kantilever terbesar didapatkan

pada lantai 6 mengingat panjangnya yang mempengaruhi dari gaya geser yang terjadi

Gambar 4.31 Gaya Momen Untuk Beban Mati As. C

MAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi -4,49 -38,79 -15,67Kolom Tengah -1,04 -4,70 -2,01Balok

Tengah -141,45 -140,182 -49,106Balok

Kantilever -62,783 -217,06 -49,11

Tabel 4.14 Momen Akibat Beban Mati

Pada Tabel 4.17 dapat terlihat momen terbesar berada pada balok kantilever lantai 6, hal

ini dikarenakan balok kantilever menanggung momen yang paling besar, sehingga momen yang

bekerja pada balok kantilever menjadi besar pula. Momen yang bekerja pada kolom tidak sebesar

yang bekerja pada balok, karena yang ditinjau adalah beban mati

Beban Hidup

Pembebanan beban hidup yang bekerja berbentuk segitiga dan trapesium. Pada beban

merata berbentuk segitiga kebanyakan berada pada balok bagian tengah, sedangkan trapesium

berada pada bagian pinggir atau kantilever. Beban hidup ini berupa beban beban atap dan air

hujan untuk lantai atap dan beban hidup perkantoran untuk lantai 1 sampai dengan 9.

Gambar 4.32 Pembebanan Beban Hidup As. B

Gambar 4.33 Pembebanan Beban Hidup As. C

Gambar 4.34 Pembebanan Beban Hidup As. D

Gambar 4.35 Pembebanan Beban Hidup As. E

Gambar 4.36 Pembebanan Beban Hidup As. F

Gambar 4.37 Pembebanan Beban Hidup As. G

Gambar 4.38 Pembebanan Beban Hidup As. H

Gambar 4.39 Deformasi Akibat Beban Hidup

Nilai deformasi akibat beban hidup lebih kecil jika dibandingkan dengan nilai deformasi

beban mati. Hal ini dikarenakan nilai beban hidup yang bekerja lebih kecil dibandingkan dengan

nilai beban mati yang bekerja pada struktur. Besarnya nilai inilah yang mempengaruhi nilai dari

deformasi.

Deformasi

Atap Lantai 9 Lantai 1(m) (m) (m)

Tepi-1,23E-

03-1,12E-

06 -2,21E-04

Tengah-1,12E-

03-1,15E-

03 -1,83E-04

Tabel 4.15 Deformasi Akibat Beban Hidup

Gambar 4.40 Gaya Normal (N) Akibat Beban Hidup As. C

N Atap (m)Lantai 1

(m)Kolom Tepi -44,81 -1052,74

Kolom Tengah -47,8 -527,39

Tabel 4.16 Gaya Normal Akibat Beban Hidup

Seperti deformasi, gaya normal akibat beban hidup yang bekerja pada struktur relatif lebih

kecil dibanding gaya normal yang bekerja akibat beban mati. Hal ini disebabkan nilai dari

beban hidup tidak sebsar nilai beban mati yang bekerja pada struktur. Hal ini juga

disebabkan karena yang mempengaruhi gaya normal adalah gaya yang sejajar dengan

elemen baik kolom maupun balok. Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa gaya terbesar

berada pada lantai 1 kolom yang mengalami perkakuan.

Gambar 4.41 Gaya Geser (D) Akibat Beban Hidup As. C

DAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi 6,69 46,76 2,11Kolom Tengah 0,5 2,48 0,45Balok

Tengah -19,925 23 -8,14Balok

Kantilever -12,9 -15,85 -15,79

Tabel 4.17 Gaya Geser Akibat Beban Hidup

Dari tabel 4.20 diatas dapat terlihat gaya geser kolom pada kolom tepi lebih besar

dibandingkan pada kolom yang berada di bagian tengah. Hal ini dikarenakan kolom tepi

merupakan kolom yang dibesarkan atau yang menjadi kolom perkakuan. Kolom perkakuan

mempunyai fungsi menyerap gaya-gaya geser yang bekerja pada balok. Balok kantilever

mempunyai gaya yang lebih besar jika dibandingkan dengan pada balok tengah, hal

tersebut karena balok-balok kantilever hanya memiliki satu tumpuan saja.

Gambar 4.42 Gaya Momen Akibat Beban Hidup View C

MAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi 0,86 -22,15 -6,76Kolom Tengah 0,64 -3,15 -1,5Balok

Tengah -69,42 -80,51 -24,33Balok

Kantilever -27,97 -65,05 -58,65

Tabel 4.18 Gaya Momen Akibat Beban Hidup

Seperti halnya pada geser, momen yang bekerja pada kolom tepi lebih besar

dibandingkan dengan momen yang bekerja pada kolom bagian tengah dan yang terbesar berada

pada lantai 6. Hal ini terjadi karena beban yang terbesar berada pada lantai 6. Jika dibandingkan

dengan beban mati, deformasi, normal, geser dan momen akibat beban hidup lebih kecil

dibandingkan dengan beban mati.

Beban Gempa Statik

Beban gempa statik merupakan pembebanan lateral yang diberikan pada struktur pada

arah X, Y. Pola pembebanan gempa arah X dan Y pada desain ini berbeda namun tidak begitu

besar, mengingat bentang X, dan Y yang sama dalam perencanaan bentuk gedung. Distribusi

beban gempa, semakin keatas semakin besar karena selain bentuk struktur yang semakin keatas

semakin besar lalu mengecil lagi, tapi karena pada saat gempa terjadi, besarnya deformasi

semakin keatas semakin besar.

E l e v a t i o n V i e w C

4 0 m

3 6 m

3 2 m

2 8 m

2 4 m

2 0 m

1 6 m

1 2 m

8 m

4 m

1 0 5 , 9 8 K N

2 2 6 , 3 8 K N

3 5 4 , 1 7 K N

4 5 9 , 3 6 K N

5 8 4 , 3 4 K N

6 8 9 , 0 4 K N

7 7 3 , 1 6 K N

8 0 0 , 3 6 K N

8 3 6 , 3 4 K N

8 3 9 , 7 5 K N

3 6 m

Gambar 4.43 Pola Pembebanan Untuk Gempa Statik Arah X

Gambar 4.44 Deformasi Untuk Gempa Statik EY As. C

Letak Titi Kumpul

Atap (cm)

Lantai 9 (cm)

Lantai2 (cm)

Deformasi 3,5 3,23 0,97

Tabel 4.19 Deformasi Akibat Beban Gempa Y

Deformasi akibat beban gempa EY terjadi searah sumbu X. Deformasi yang terjadi sesuai

dengan yang diharapkan, yaitu sesuai dengan arah sumbu X. Semakin keatas, deformasi yang

dihasilkan semakin besar. Dikarenakan karena gaya lateral yang semakin ke atas semakin

membesar yang membuat deformasi semakin besar.

Gambar 4.45 Gaya Normal Akibat Beban Gempa Y Pada As. C

Gaya normal akibat gempa y terjadi simetris dan sesuai dengan yang diharapkan. Karena

jika satu portal dibebani oleh beban lateral, sisi yang terbebani pertama kali akan mengalami

tekan dan salah satu sisi lainnya akan mengalami tarik. Hal itulah yang menyebabkan gaya

normal menjadi simetris.

Tabel 4.20 Gaya Normal Akibat Beban Gempa EY Pada As. C

N Atap (KN)Lantai 1

(KN)Kolom Tepi -12,45 -807,58Kolom Tengah 3,17 -36,08

Gambar 4.46 Gaya Geser Akibat Beban Gempa Y Pada As. C

Dari gambar diatas dapat terlihat gaya geser yang bekerja justru lebih dominan pada

balok, bukan pada kolom. Pada kasus ini gaya geser yang terjadi sama seperti gaya geser

biasanya yang semakin kebawah semakin besar, namun disini lebih besar terjadi pada balok. Hal

ini dikarenakan gaya geser yang bekerja pada kolom telah diserap oleh kolom-kolom perkakuan

sehingga memperkecil gaya yang bekerja pada kolom lainnya.

Tabel 4.21 Gaya Geser Akibat Beban Gempa EY Pada As. C

DAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi 16,62 38,09 -34,95Kolom Tengah -0,09 0,26 0,00148Balok

Tengah -13,67 -80,3 -176,39Balok

Kantilever 0 2,34 0

Gambar 4.47 Gaya Momen Akibat Beban Gempa Y Pada As. C

Seperti pada geser, pada momen gaya terbesar berada pada balok dibandingkan pada

kolom. Hal ini dikarenakan momen yang bekerja pada balok lebih besar dari pada kolom.

MAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi -23,97 -43 -111,84Kolom Tengah 0,11 -0,34 -0,0049Balok

Tengah 63,93 272,35 591,015Balok

Kantilever 0 11,832 0

Tabel 4.22 Gaya Momen Akibat Beban Gempa EY Pada As. C

Gambar 4.48 Deformasi Untuk Gempa Statik EX As. C

Letak Titi Kumpul

Atap (cm)

Lantai 9 (cm)

Lantai2 (cm)

Deformasi 3,4 3,2 0,71

Tabel 4.23 Deformasi Akibat Beban Gempa X

Jika dibandingkan dengan deformasi akibat gempa Y, deformasi akibat gempa X

mempunyai deformasi yang lebih besar. Hal ini dikarenakan, beban yang diberikan pada arah Y

sedikit lebih kecil dari pada arah X. Namun perbedaan ini tidak begitu besar mengingat tidak

begitu besar perbedaan bentang antara arah X dan Arah Y.

4.49 Gaya Normal Akibat Beban Gempa X As. C

Tabel 4.24 Gaya Normal Akibat Beban Gempa EX Pada As. C

N Atap (KN)Lantai 1

(KN)Kolom Tepi -5,12 920,86Kolom Tengah 23,73 41,12

4.50 Gaya Geser Akibat Beban Gempa X Pada As. C

Tabel 4.25Gaya

Geser Akibat Gempa X Pada As. C

Dari gambar diatas dapat terlihat gaya geser yang bekerja justru lebih dominan pada

kolom, bukan pada balok seperti akibat gempa Y. Pada kasus ini gaya geser yang terjadi sama

seperti gaya geser biasanya yang semakin kebawah semakin besar. Namun gaya yang bekerja

pada balok sangat kecil.

4.51 Gaya Momen Akibat Beban Gempa X Pada As. C

MAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi -113,3 -121,72 -867,34

DAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)


Tengah -2,21 6,62 21,15Balok

Kantilever 0 1,54 0

Kolom Tengah -18,87 -124,43 -401,57Balok

Tengah 95,93 116,98 105,04Balok

Kantilever 0 7,572 0

Kebalikan dengan gaya momen akibat gempa Y yang momen di dominasi dengan

momen pada balok, pada gaya momen akibat beban gempa X ini justru lebih di dominasi dengan

gaya yang bekerja pada kolom.

Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan yang diberikan adalah sebagai berikut :

1. 1,4 D

2. 1,4 D + 1,2 L

3. 1 L + 1,2 D + 1 Ex + 0,3 Ey

4. 1 L + 1,2 D – 1 Ex + 0,3 Ey

5. 1 L + 1,2 D + 0,3 Ex – 1 Ey

6. 1 L + 1,2 D + 0,3 Ex + 1 Ey

7. 0,9 D + 1 Ex + 0,3 Ey

8. 0,9 D – 1 Ex + 0,3 Ey

9. 0,9 D + 0,3 Ex + 1 Ey

10. 0,9 D + 0,3 Ex – 1 Ey

11. 1,2 D + 1 L

Gambar 4.52 Deformasi Akibat Combo 6 As. C

Combo 6 mempunyai kombinasi beban 1 L + 1,2 D + 0,3 Ex + 1 Ey dan mempunyai

besar deformasi sebesar :

Tabel 4.26 Deformasi Combo 6 Pada As.C

Letak Titik Kumpul

Atap (cm)

Lantai 9 (cm)

Lantai2 (cm)

Tepi -0,6 -0,6 -0,2Tengah -0,53 -0,51 -0,15

Gambar 4.53 Gaya

Normal Akibat Combo

6 Pada As. C

Tabel 4.27 Gaya Normal Akibat Combo 6 Pada As.C

N Atap (KN)Lantai 1

(KN)Kolom Tepi -252,47 -5117,18Kolom Tengah -189,72 -229,89

Gambar 4.54 Gaya Geser Akibat Combo 6 Pada As. C

Tabel 4.28Gaya Geser Akibat Combo 6 Pada As. 6

DAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)


Tengah -69,47 -101,56 -195,81Balok

Kantilever -52,68 -99,79 -79,21

Gambar 4.55 Gaya Momen Akibat Combo 6 Pada As. C

MAtap (KN)

Lantai 6 (KN)

Lantai 1 (KN)

Kolom Tepi -62,50 -175,51 -397,60Kolom Tengah -7,44 -46,46 -124,38Balok

Tengah 188,83 -302,75 -575,124

Balok Kantilever

-103,30

9 -321,05 -225,5

Tabel 4.29 Gaya Momen Akibat Combo 6 Pada As. C

BAB V

PENULANGAN ELEMEN VERTIKAL DAN HORIZONTAL

5.1 Desain Penulangan Elemen Struktur

Pada bab V ini akan membahas tentang perhitungan tulangan yang akan

digunakan dalam perencaan struktur yang telah didesain. Seperti yang telah kita ketahui,

baja dalam struktur beton bertulang berfungsi sebagai yang memikul tegangan tarik,

sedangkan beton sendiri sebagai yang memikul tegangan tekan. Agar pemakaian tulangan

dapat berjalan secara efektif, harus dibuat agar tulangan dan beton dapat mengalami

deformasi bersama-sama, yaitu agar terdapat suatu hubungan yang cukup kuat antara kedua

material tersebut untuk memastikan tidak adanya gerakan relatif (slip) dari tulangang beton

yang berada disekelilingnya.

5.1.1 Penulangan Pelat

Dalam mendesain penulangan pada pelat, terlebuh dahulu perlu diketahui

data pembebanan yang bekerja pada pelat.

Lantai 1-9

1. Data Pembebanan

Beban Mati

Pelat = 0,12 · 24 = 2,88 KN/ m2

Penutup Lantai = 0,175 KN/ m2

Plafond + rangka = 0,18 KN/ m2

+

Wd = 3,235 KN/ m2

Beban Hidup

Beban Hidup Lantai = 2,5 KN/ m2

Wu = 1,2 qd + 1,6 ql = 1,2 (3,235) + 1,6 (2,5) = 7,882 KN/m2

2. Desain Penulangan Pelat

Data yang diperlukan untuk perhitungan adalah

a) Tebal pelat (hp) = 120 mm

b) Tebal penutup beton = 40 mm

c) Dari CUR 1 halaman 50-52 untuk fy = 270 Mpa dan

fc’= 25 Mpa didapat dari interpolasi

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366

d) Diameter tulangan (Øtulangan) = 10 mm

e) Tinggi efektif (d) = hp –d’ – ½ Øtulangan

= 120 – 40 – ½ 10

= 75 mm

600 cm β = lyly=600600=1

600 cm

Dari CUR.4 Hal. 26 didapat :

Mlx = 0,001 Wu lx2 x

= 0,001 · 7,882 · 62 · 25 = 7,0938 kNm

Mly = 0,001 Wu lx2 x

= 0,001 · 7,882 · 62 · 25 = 7,0938 kNm

Mtx = -0,001 Wu lx2 x

= -0,001 · 7,882 · 62 · 51 = -14,47 kNm

Mty = -0,001 Wu lx2 x

= -0,001 · 7,882 · 62 · 51 = -14,47 kNm

1. Perhitungan Tulangan

Penulangan Arah X

Tulangan Lapangan

Mu = 7,0398 kNm

Rn = Mubd2 = 7,03981·0,752=12,515 kN/m2

Tulangan Tumpuan

Mu = 14,47 kNm

Rn = Mubd2 = 14,471·0,752=25,724 kN/m2

Penulangan Arah Y

Tulangan Lapangan

Mu = 7,0398 kNm

Rn = Mubd2 = 7,03981·0,752=12,515 kN/m2

Tulangan Tumpuan

Mu = 14,47 kNm

Rn = Mubd2 = 14,471·0,752=25,724 kN/m2

Tulangan Lapangan Arah X

Dari CUR 1 Hal. 50-52 untuk fy = 270 Mpa dan fc’ = 25 Mpa didapat dengan cara interpolasi

didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366

Untuk ρmin < ρ < ρmaks maka As = ρ· b · d

Untuk ρ < ρmin maka As = ρmin · b · d

Dipakai ρmin = 0,00295

As = ρmin · b · d

= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2

Dipasang tulangan 4 Ø 10 (As = 314 mm2)

Tulangan Tumpuan Arah X


didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366





= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2


Tulangan Lapangan Arah Y


didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366





= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2


Tulangan Tumpuan Arah Y


didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366





= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2


Lantai Atap

1. Data Pembebanan

Beban Mati

Pelat = 0,12 · 24 = 2,88 KN/ m2

Plafond + rangka = 0,18 KN/ m2

+

Wd = 3,06 KN/ m2

Beban Hidup

Beban Hidup Lantai = 2,5 KN/ m2

Wu = 1,2 qd + 1,6 ql = 1,2 (3,06) + 1,6 (2,5) = 7,672 KN/m2

2. Desain Penulangan Pelat

Data yang diperlukan untuk perhitungan adalah

a) Tebal pelat (hp) = 120 mm

b) Tebal penutup beton = 40 mm

c) Dari CUR 1 halaman 50-52 untuk fy = 270 Mpa dan

fc’= 25 Mpa didapat dari interpolasi

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366

d) Diameter tulangan (Øtulangan) = 10 mm

e) Tinggi efektif (d) = hp –d’ – ½ Øtulangan

600 cm = 120 – 40 – ½ 10

= 75 mm

600 cm

β = lyly=600600=1

Dari CUR.4 Hal. 26 didapat :

Mlx = 0,001 Wu lx2 x

= 0,001 · 7,672 · 62 · 25 = 6,95 kNm

Mly = 0,001 Wu lx2 x

= 0,001 · 7,672 · 62 · 25 = 6,95 kNm

Mtx = -0,001 Wu lx2 x

= -0,001 · 7,672 · 62 · 51 = -14,09 kNm

Mty = -0,001 Wu lx2 x

= -0,001 · 7,672 · 62 · 51 = -14,09 kNm

Perhitungan Tulangan

Penulangan Arah X

Tulangan Lapangan

Mu = 6,95 kNm

Rn = Mubd2 = 6,951·0,752=12,36 kN/m2

Tulangan Tumpuan

Mu = 14,09 kNm

Rn = Mubd2 = 14,091·0,752=25,05 kN/m2

Penulangan Arah Y

Tulangan Lapangan

Mu = 6,95 kNm

Rn = Mubd2 = 6,951·0,752=12,36 kN/m2

Tulangan Tumpuan

Mu = 14,09 kNm

Rn = Mubd2 = 14,091·0,752=25,05 kN/m2

Tulangan Lapangan Arah X


didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366





= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2


Tulangan Tumpuan Arah X


didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366





= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2


Tulangan Lapangan Arah Y


didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366





= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2


Tulangan Tumpuan Arah Y


didapatkan :

ρmin= 0,00295 ρmax= 0,0366





= 0,00295 · 1000 · 75

= 221,25 mm2 ≈ 222 mm2


5.1.2 Balok

Dalam merencanakan penulangan-penulangan pada balok, sebelumnya harus diketahui

terlebih dahulu momen-momen yang telah dihasilkan dari output analisis struktur pada ETABS.

1. Balok Umum

– Dimensi balok = 350/700 mm

– Tebal penutup beton = 40 mm

Asumsi tulangan utama : 22 mm

Diameter tulangan sengkang : 10 mm

d’ = 40 + 10 + (½ 22) : 61 mm

d = h – d’ = 700 – 61 : 639 mm

d'h-d'= 61639=0.0978 ≈0,1

Tulangan Lentur Pada Balok Umum

fy = 270 Mpa

fc’ = 25 Mpa


didapatkan :

ρmin= 0,00295

ρmax= 0,0366

Tulangan Lapangan

Dari output ETABS didapat momen paling besar :

Mu = 898,078 kNm

Rn = Mub∙d2 = 898,0780,35∙0,72 = 5206,67 kNm ≈ 5200 kNm

Dari Tabel CUR 4 Tabel 5.3.e halaman 63

Dengan nilai fy = 270 Mpa dan fc’ = 25 Mpa didapatkan dengan cara interpolasi :

d'd=0,1 didapatkan ρ = 0,0272

As = ρ · b · d

As = 0,0272 · 350 · 639 = 6083,28 mm2

As’ = ½ As

= ½ · 6083,28 = 3041,64 mm2

Menghitung jumlah tulangan

Yang didapat dari tabel 5.3.e diatas merupakan ρ untuk tulangan tarik saja, sedangkan ρ untuk

tulangan tekan adalah ½ dari ρ tulangan tarik.

Untuk tulangan tarik didapat As = 6083,28 mm2

Dari Tabel CUR. 4 Hal. 15 didapatkan jumlah tulangan 8 dengan diameter 32

8 D 32 (As = 6434 mm2)

Periksa tulangan terpasang :

As aktual = 6364 mm2

d aktual = 639 mm

ρ aktual = Asbw∙d= 6364350∙639=0,0285

ρmin < ρ < ρmax

0,00295 < 0,0285 < 0,0366

Tulangan tarik 8 D 32 pada lapangan dapat digunakan

Tulangan Tekan

Didapatkan As’ = 3041,64 mm2


5 D 28 (As = 3079 mm2)



d aktual = 639 mm

ρ aktual = Asbw∙d= 3079350∙639=0,0138

ρmin < ρ < ρmax

0,00295 < 0,0138 < 0,0366

Tulangan tekan 5 D 28 pada lapangan dapat digunakan

Tulangan Tumpuan

Selimut beton = 40 mm

H = 700 mm

Asumsi :

Diameter tulangan utama = 22 mm

Diameter tulangan sengkang = 10 mm

d’ = 40 + 10 + ( ½ 22) = 61 mm

h – d’ = 700 – 61 = 639 mm


Dari output ETABS didapatkan Mu tumpuan paling besar

Mu = 1121,16 kNm

Rn = Mub∙d2 = 1102,30,35∙0,72 = 6417,38 kNm ≈ 6400 kNm

Dari Tabel CUR 4 Tabel 5.3.e halaman 63

Dengan nilai fy = 270 Mpa dan fc’ = 25 Mpa didapatkan dengan cara interpolasi :


As = ρ · b · d

As = 0,0302 · 350 · 639 = 6764,014 mm2

As’ = ½ As

= ½ · 5278,14 = 3382 mm2

Menghitung jumlah tulangan

Yang didapat dari tabel 5.3.e diatas merupakan ρ untuk tulangan tarik saja, sedangkan ρ untuk

tulangan tekan adalah ½ dari ρ tulangan tarik.

Untuk tulangan tarik didapat As = 6764,014 mm2


8 D 32 (As = 6434 mm2) + 3 D 12 (As = 339 mm2)



d aktual = 639 mm

ρ aktual = Asbw∙d= 6773350∙639=0,03

ρmin < ρ < ρmax

0,00295 < 0,03 < 0,0366

Tulangan tarik 8 D 32 + 3 D 12 pada tumpuan dapat digunakan

Tulangan Tekan

Didapatkan As’ = 3382, mm2


6 D 28 (As = 3695 mm2)



d aktual = 639 mm

ρ aktual = Asbw∙d= 3695350∙639=0,0167

ρmin < ρ < ρmax

0,00295 < 0,0167 < 0,0366

Tulangan tekan 6 D 28 pada tumpuan dapat digunakan

Tulangan Geser Pada Balok

Dari output ETABS didapatkan besar gaya geser yang terjadi pada balok adalah

Vu = 273,43 kNm

= 27343 kg

Asumsi :


Diameter tulangan sengkang = 10 mm As = 157 mm

Tebal selimut beton = 40 mm

d’ = 40 + 10 + ( ½ 20) = 60 mm

d = h – d’ = 700 – 60 = 640 mm

s = 6402=320 mm

diambil yang terkecil

h4=7004=175 mm=17,5 cm

16 D = 16 · 10 = 160 mm = 16 cm diambil s = 15 cm

15 cm

Nilai Vc dan Vs dapat dihitung secara manual, seperti pada rumus dibawah ini :

Periksa apakah Vu ≤ φVn

Rumus : Vc = 16fc'∙bw∙d = 1625∙350∙640

= 186666,67 N = 186,67 kN

Vu ≤ φ Vc

273,43 ≤ φ 186,67

Vs = As·fy·ds = 157∙270∙640150=180979,2 N = 180,98 kN

Vn = Vc + Vs = 186,67 + 180,98 = 367,65 kN

Periksa dengan rumus = Vu ≤ Ø · Vn

= 273,43 ≤ 0,6 · 367, 65

= 273,43 ≤ 220,59

Dapat disimpulkan bahwa balok memerlukan tulangan geser

5.1.3 Kolom

Tulangan Lentur Pada Kolom

Data-data yang digunakan untuk menentukan tulangan lentur pada pada kolom sama

seperti data yang diperlukan untuk menentukan tulangan lentur pada balok.

fy = 270 Mpa

fc’= 25 Mpa

Selimut beton = 40 mm

B = 900 mm

H = 900 mm

Asumsi

Tulangan utama : 20 mm


d’ = 40 + 10 + ( ½ 20) : 60 mm

d'h=0,1

Ø = 0,8

Untuk menentukan penulangan pada kolom dapat dibedakan menjadi dua bagian,

diantaranya :

1. Tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom

2. Tulangan dipasang sama rata pada sisi-sisi penampang kolom

Dalam penulangan struktur kolom bangunan ini yang penulis gunakan adalah kedua-duanya.

Untuk kolom persegi panjang, tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom.

Sedangkan untuk kolom persegi, tulangan dipasang sama rata pada sisi-sisi penampang kolom.

Untuk menentukan tulangan dapat menggunakan tabel dan grafik yang terdapat pada CUR 4

Dari hasil output ETABS didapat data :

Mu =1217 kNm

Pu = 69,894 kNm

Pada sumbu vertikal (ordinat) dinyatakan :

Pu∅∙Agr∙0,81∙fc'= 6918940,890·900,81·250=0,05

Pada sumbu horizontal dinyatakan :

Pu∅∙Agr∙0,81∙fc' ×eth

et = MnPu=121741691894=0,16

Maka,

1217410,8×90×90×0,81∙0,1690=0,04

Karena tulangan dipasang sama rata, maka pada grafik penulangan kolom didapat :

r = 0,007

β = 1

menentukan harga ρ

ρ = r × β = 0,007 × 1 = 0,007

As = ρ × b × h

= 0,007 × 900 × 900

= 5670 mm2

Dengan penampang tulangan 5670 mm2 didapatkan jumlah tulangan sebanyak 8 buah tulangan

dengan diameter 32, 8 D 32 (As = 6434 mm2)

Tulangan Geser Pada Kolom

Dari output etabs dapat diketahui

Vu = 12,644 kNm

Nu = 6796,15 kNm

Asumsi :

Diamter tulangan utama : 20 mm


d’ = 60 mm

Jarak sengkang tidak perlu lebih dari

h4=9004=225 mm=22,5 cm

S ≤ 8D = 8 · 10 = 80 mm = 8 cm

10 cm

1,5 h = 1,5 · 900 = 1350 mm =135 cm

16bentangan= 16∙900=150 mm=15 cm ambil yang terkecil s = 15 cm

75 cm



Rumus : Vc = 16fc'∙bw∙d = 1625∙900∙900

= 675000 N = 675 kN

Vu ≤ φ Vc

12,644 ≤ φ 675

Vs = As·fy·ds = 157∙270∙900150=254340 N = 254,34 kN

Vn = Vc + Vs = 675 + 254,34 = 929,34 kN

Periksa dengan rumus = Vu ≤ Ø · Vn

= 12,64 ≤ 0,6 · 929,34

= 12,64 ≤ 557,604

Dapat disimpulkan bahwa kolom tidak memerlukan tulangan geser

5.1.4 Diagram Interaksi

Diagram interaksi ini didapat dari hasil program ETABS, dari nilai P dan

Hasil As yang didapat pada

ETABS = 5161 mm2

Tidak begitu jauh dari hasil

perhitungan manual

As = 5670 mm2

Diagram Interaksi

5.1.5 Perhitungan Balok Kantilever Dengan Beton Prategang

Balok-balok kantilever pada struktur dihitung secara parsial dengan menggunakan beton

prategang, yang dimaksudkan agar balok-balok tidak mengalami retak-retak yang dikarenakan

bentangnya yang cukup panjang. Besar momen yang dipikul oleh beton prategang ini merupakan

sisa dari momen yag ditanggung oleh tulangan pasif, dengan kata lain, penggunaan prategang ini

merupakan pengganti dari tulangan yang mengalami tarik.

Perhitungan Pra Tegang Pada Balok Kantilever Lantai 5

Panjang Bentang : 4 m

Dimensi Balok : 450/800 mm

Dari output etabs didapat

Δ Mu = 347,87 kNm

10 cm

60 cm

Pp · 0,25 m = Δ Mu

0,25 Pp = 347,87 kNm

Pp = 1391,48 kNm

Kehilangan Tegangan 20 % dari Pp

Po = 20 % · Pp

= 20 % · 1391,38 = 278,3 kN

Dari Tabel 1.1 Buku Desain Praktis Beton Prategang didapatkan 3 Kabel D 9,3

Dengan fy = 1860 Mpa

Tulangan Geser

Dari output ETABS didapatkan besar gaya geser yang terjadi pada balok adalah

Vu = 222,22 kNm

Asumsi :


Diameter tulangan sengkang = 10 mm As = 157 mm

Tebal selimut beton = 40 mm

d’ = 40 + 10 + ( ½ 20) = 60 mm

d = h – d’ = 800 – 60 = 740 mm

s = 7402=370 mm

diambil yang terkecil

h4=8004=200 mm=20 cm

16 D = 16 · 10 = 160 mm = 16 cm diambil s = 10 cm

10 cm



Rumus : Vc = 16fc'∙bw∙d = 1625∙450∙750

= 337500 N = 337,5 kN

Vu ≤ φ Vc

222,22 ≥ 0,6 · 337,5 = 202,5

Maka : Ø Vs = Vu - Ø Vc

Ø Vs = 222,22 – 202,5 = 19,75 kN

Ø Vs = 19,75

∅Vsbd=19,750,45 x 0,55=79,8 kN/m2 = Øvs

G = Gaya lintang sepanjang y yang harus ditanggung sengkang

= y x b x Ø vs

= 0,75 x 0,45 x 79,8

= 26,93 kN

s = gaya sengkang sepanjang y dari n buah sengkang

= n x Ø fy x As1

= n x (0,6 x 24 x 158) = 2275,2 n

∑v = 0 maka, nilai s = G

Maka n = Gs=26,932275,2=0,01

S = yn== 751=75

Berdasarkan ketentuan jarak maksimal sengkang 30 cm sedangkan dilapangan dominan

dipakai maks = 25 cm, maka dalam kantilever ini memakai tulangan geser Ø 10- 25 cm

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

1. Dari hasil perhitungan dan pembebanan, maka pada pengambilan dimensi kolom dipecah

atau dibagi-bagi menjadi beberapa bagian menurut lantai dan letak dari kolom tersebut.

Misalnya pada kolom pinggir, dibagi-bagi menjadi kolom pinggir untuk lantai 1-3, lantai

4-7, dan 8-10. Sedangkan pada kolom perkakuannya dibagi menjadi 2 bagian. Kolom

besar 1 untuk lantai 1-5, dan kolom besar 2 untuk lantai 6-10.

2. Pada saat permodelan struktur pada ETABS, penggunaan dimensinya sempat berbeda

dengan hasil-hasil pada perhitungan manual, hal ini dikarenakan pada perhitungan

manual diambil secara garis besar, berbeda dengan pada saat di input pada ETABS yang

secara otomatis dihitung secara mendetail.

3. Pada perhitungan penulangan dihitung dengan menggunakan dua metode, manual dan

dengan menggunakan program ETABS yang dipakai sebagai koreksi. Hasil yang didapat

melalui output ETABS dan manual tidak begitu jauh perbedaannya.

4. Dari hasil permodelan struktur pada ETABS, dapat dilihat bahwa perbedaan bentang

pada setiap lantai sangat mempengaruhi deformasi pada gedung, maka dari itu pada

bagian kantilever-kantilever yang mengalami perubahan bentang pada setiap lantai harus

mendapat perhatian yang lebih.

5. Beton prategang yang didesain hanya untuk memikul kekurangan moment pada

kantilever.

6.2 Saran

Dari Tugas Akhir yang penulis susun, penulis ingin memberikan beberapa saran yang dapat

disampaikan :

1. Perlunya studi lanjut tentang pondasi apa yang akan digunakan dalam struktur

yang penulis desain. Mengingat desain yang membesar dibagian tengah lalu

mengecil lagi pada bagian atas. Perlunya perhitungan khusus dalam mendesain

pondasi untuk bangunan seperti ini.

2. Dikarenakan tinggi total gedung dan bentang kantilever yang tidak begitu panjang,

maka perubahan bentuk tidak begitu terlihat. Penulis menyarankan, untuk

menambahkan tinggi lantai dan bentang kantilever agar perubahan – perubahan

pada desain lebih terlihat, tentunya butuh perhatian yang lebih pada perhitungan

beban gempa dan pada saat penulangan pada bagian kantilever

3. Disarankan untuk dapat lebih memperkecil dimensi-dimensi lainnya bisa

menambahkan atau mencoba sistem perkakuan lain, seperti mis. menggunakan

corewall pada bagian tengah lantai.

Daftar Pustaka

Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03 – 1726 – 2002). Badan Standarisasi Nasional. 2002.

Rahmat, Purwono. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa Sesuai Dengan SNI – 1726 dan SNI-2487 Terbaru. ITS Press Surabaya. 2006.

Universitas Semarang. Struktur Beton. Badan Penerbit Universitas Semarang. 1999.

W.C Vis, Gideon Kesuma. Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang Berdasarkan SKSNI T - 15 - 1991 – 03 (CUR). Erlangga, 1997: Jakarta

61987719 tugas akhir perencanaan struktur beton bertulang dengan menggunakan balok balok kantilever...

Documents