modifikasi perancangan gedung rumah sakit … · bebas kolom. perancangan struktur atap ... kuat...
Post on 11-Apr-2019
230 Views
Preview:
TRANSCRIPT
HALAMAN JUDUL MAKALAH TUGAS AKHIR
MODIFIKASI PERANCANGAN GEDUNG RUMAH SAKIT ROYAL SURABAYA MENGGUNAKAN BALOK PRATEKAN
DADANG PRAMONO NRP 3107 100 130 Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu Raka. Dr. Techn. Pujo Aji, ST.,MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011
1
ABSTRAK
Latar belakang dibangunnya Gedung Rumah Sakit Royal ini adalah didasarkan pada keperluan akan kurangnya fasilitas kesehatan di daerah Rungkut Industri. Rumah Sakit Royal Surabaya ini memang sangat perlu untuk didirikan di daerah sekitar Rungkut Industri, karena akses yang cukup jauh dari rumah sakit terdekat.
Awalnya dalam pembangunan gedung rumah sakit tersebut konstruksinya menggunakan beton bertulang konvensional, maka sebagai bahan studi, perencanaan dilakukan memodifikasi terhadap struktur atap gedung serta lantai gedung. Gedung rumah sakit ini memiliki 3 lantai, yang selanjutnya akan dimodifikasi menjadi 11 lantai dengan struktur atap menggunakan balok pratekan karena pada lantai 10 akan digunakan sebagai ruangan Multifunction Hall/pertemuan serta sebagai tempat ruang penyimpan/ gudang sehingga didapatkan ruangan luas tanpa kolom mengingat panjang bentangnya berjarak 18 m .
Modifikasi menggunakan beton pratekan merupakan salah satu teknologi struktur yang dikembangkan dan sering digunakan untuk pembangungan gedung bertingkat yang memiliki bentang panjang bebas kolom. Perancangan struktur atap Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya dengan beton pratekan ini, merupakan salah satu aplikasi penggunaan beton pratekan pada gedung bertingkat.
Permasalahan yang dibahas dalam modifikasi perancangan gedung Rumah Sakit Royal Surabaya meliputi : permodelan struktur, perencanaan struktur utama (balok beton pratekan), kontrol struktural. Dalam perhitungan mengacu pada peraturan SNI : 03 – 1726 – 2002 dan 03-2847-2002 mengenai tata cara perhitugan struktur beton pratekan untuk gedung. Dalam penyelesaian perhitungan modifikasi struktur ini menggunakan metodologi belajar pustaka, pengumpulan data, perhitungan analisa, permodelan alternatif serta penyelesaian. Diharapkan perhitungan
modifikasi ini dapat diaplikasikan dalam perencanaan gedung sejenis di daerah lain.. Sehingga berangkat dari hal tersebut, dalam Tugas Akhir ini akan membahas mengenai “Modifikasi perancangan gedung rumah sakit royal surabaya menggunakan beton pratekan pracetak”.
BAB I
PENDAHULUAN LATAR BELAKANG
Pada tugas akhir ini meninjau perencanaan proyek Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya yang terletak di Jl. Rungkut IndustriISurabaya. Gedung dalam perencanaan awalnya memiliki 3 lantai akan dimodifikasi menjadi 10 lantai. Selain itu, gedung tersebut belum memiliki Multifunction Hall yang akan digunakan sebagai ruang pertemuan serta digunakan sebagai ruang penyimpanan atau gudang. Oleh karena itu diperlukan ruang yang cukup besar untuk fungsi tersebut, sehingga perlu diadakan perencanaan ulang. Modifikasi dilakukan pada lantai atap sehingga pada lantai 10 tidak terdapat kolom yang nantinya akan difungsikan sebagai ruang pertemuan dan ruang penyimpanan atau gudang. Alasan menggunakan balok beton prategang pada gedung ini karena jarak antar kolom cukup panjang 18 m. selain itu untuk mendapatkan dimensi balok yang tidak begitu besar dan perencanaan kuat terhadap tarik karena selama ini sifat beton lemah terhadap tarik.
PERMASALAHAN
Permasalahan yang ditinjau dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana merencanakan struktur utama
balok pratekan untuk lantai atap. 2. Bagaimana perhitungan struktur sekunder
meliputi perhitungan pelat lantai, pelat atap, tangga, dan balok lift
3. Bagaimana permodelan pembebanan setelah adanya modifikasi perancangan dan analisanya menurut SRPMM.
4. Bagaimana menganalisa model struktur utama.
5. Bagaimana menghitung pendetailan struktur utama meliputi : balok induk, kolom, dan hubungan balok kolom dengan SRPMM, serta balok pratekan pracetak dengan metode pasca tarik(Post tension).
6. Bagaimana perhitungan struktur akibat beban-beban gempa yang terjadi.
2
1. Bagamana menentukan permodelan struktur
dengan asumsi pembebanan sesuai peraturan yang ada?
2. Bagaimana perencanaan gedung tersebut dengan adanya modifikasi balok pratekan?
3. Bagaimana merencanakan struktur sekunder seperti pelat lantai, pelat atap, tangga, balok anak dan balok penggantung lift?
4. Bagaimana menghitung pendetailan struktur utama yang meliputi: balok induk, kolom, serta balok pratekan pracetak dengan metode postenssion (pasca tarik)?
5. Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan ke dalam gambar teknik?
TUJUAN Tujuan secara rinci dari pembahasan tugas akhir ini yaitu: 1. Menentukan permodelan struktur dengan
asumsi pembebanan sesuai dengan peraturan yang ada.
2. Melakukan perencanaan gedung tersebut dengan adanya modifikasi menggunakan balok pratekan.
3. Merencanakan struktur sekunder seperti pelat lantai, pelat atap , tangga, dan balok penggantung lift.
4. Menghitung pendetailan struktur utama yang meliputi: balok induk, kolom, serta balok pratekan pracetak dengan metode postenssion (pasca tarik)?
5. Menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan ke dalam gambar teknik.
BATASAN MASALAH
Agar pembahasan tidak melebar, maka dalam tugas akhir ini penulis membatasi permasalahan pada :
1. Konstruksi balok pratekan yang digunakan adalah konstruksi balok pracetakdengan tumpuan konsol pendek.
2. Balok pratekan direncanakan pada lantai atap.
3. Perancangan beton bertulang biasa pada lantai 1 hingga 10 menggunakan desain SRPMM (Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah).
4. Perancangan tidak meninjau manajemen konstruksi dan analisa biaya.
5. Perancangan tidak meninjau dari segi Arsitektural Gedung.
6. Perancangan ini tidak termasuk memperhitungkan sistem utilitas bangunan, perencanaan pembuangan saluran air bersih dan kotor, instalasi listrik/jaringan listrik, finishing, dsb
MANFAAT
Adapun manfaat yang diperoleh dari pengerjaan tugas akhir ini adalah :
1. Memahami aplikasi penggunaan beton pratekan pada pembangunan gedung bertingkat.
2. Dapat merencanakan gedung bertingkat dengan menggunakan sistem balok pratekan.
3. Dapat digunakan sebagai pengalaman sebelum memasuki dunia kerja
4. Dapat digunakan sebagai acuan untuk perhitungan desain beton pratekan kedepannya
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
BEBAN GEMPA
Menurut RSNI 03-1726-2010, peluang dilampauinya beban dalam kurun waktu umur bangunan 50 tahun adalah 2 persen dan gempa yang menyebabkannya disebut Gempa Rencana (dengan perioda ulang 2500 tahun). Nilai faktor modifikasi respons struktur dapat ditetapkan sesuai dengan kebutuhan Gaya gempa lateral (Fx) (kN) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dari persamaan berikut:
Fx = CvxV (RSNI 03-1726-2010 Pasal 7.8.10) dan
n
i
kii
kxx
vx
hw
hwC
1
(RSNI 03-1726-2010 Pasal 7.8.11)
Geser tingkat disain gempa di semua tingkat (Vx) (kN) harus ditentukan dari persamaan berikut:
n
xiix FV (RSNI 03-1726-2010 Pasal 7.8.12)
di mana:
Fi = bagian dari geser dasar seismik (V) (kN) yang timbul di Tingkat i.
3
Gambar 2.1 Spektrum Respon Desain
(RSNI 03-1726 Gambar 6.4.1)
Gambar 2.2 Harga SS, Percepatan Respons Spektral 0,2 detik (RSNI 03-1726-2010 Gambar
14.1)
Gambar 2.3 Harga S1, Percepatan Respons Spektral 1 detik (RSNI 03-1726-2010 Gambar
14.2) PERENCANAAN BETON PRATEGANG
Struktur beton pratekan mempunyai banyak keuntungan, seperti menunda retak, menghemat bahan material, mengurangi defleksi dan secara luas digunakan untuk struktur yang mempunyai jangka waktu lama(Xiao-Han Wu; Shunsuke Otani; Hitoshi Shiohara. 2001).
Pratekan juga digunakan untuk mengontrol keretakan didalam beton,
mengurangi defleksi dan akan menambah kekuatan untuk setiap prategang (Bijan O Aalami, 2000).
Tahap Pembebanan
1. Tahap Awal : Tahap dimana struktur diberi gaya prategang tetapi tidak dibebani oleh beban eksternal.
2. Tahap Akhir : Merupakan tahapan dimana beban mati tambahan dan beban hidup telah bekerja pada struktur
Tegangan Ijin 1. Segera setelah peralihan gaya prategang
untuk tegangan tekan sesuai SNI03-2847-2002 Ps.20.4.1.(1) dan untuk tegangan tarik sesuaiSNI 03-2847-2002 Ps.20.4.1.(2))
2. Pada beban kerja setelah terjadi kehilangan gaya prategang
Kehilangan Prategang 1. Kehilangan Langsung : Kehilangan
yang terjadi sesaat setelah transfer terdiri dari a. Perpendekan Elastis b. Gesekan dan wobble effect c. Slip Angkur
2. Kehilangan Tak Langsung : kehilangan yang terjadi berdasar fungsi waktu a. Rangkak beton b. Susut beton c. Relaksasi baja
Kontrol Lendutan Merupakan control kemampuan layan struktur beton prategang ditinjau dari perilaku defleksi teridiri dari
a. Lendutan Akibat Tekanan Tendon b. Lendutan Akibat Berat Sendiri
Momen Batas penampang dilakukan untuk mengetahui kekuatan batas penampang rencana apakah mampu menahan momen ultimate yang terjadi. Nilai momen nominal yang terjadi bergantung desain penampang apakah menggunakan tulangan lunak terpasang ataupun tidak. Selain itu juga bergantung kepada jenis penampang balok apakah termasuk balok bersayap atau penampang persegi. Hal ini di atur dalam SNI 03-2847-2002 pasal 20.7.
Momen Retak Perhitungan kuat ultimate dari balok prategang harus memenuhi peryaratan SNI 03-2847-2002 pasal 20.8.3 mengenai jumlah total baja tulangan non prategang dan
4
prategang harus cukup untuk dapat menghasilkan beban terfaktor paling sedikit 1.2 beban retak yang terjadi berdasarkan nilai modulus retak sebesar fc7.0 sehingga didapat Mu ≥ 1.2 MCr dengan nilai = 0.85
Penulangang Geser Kuat geser balok prategang sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 13.4.2 dimana terdapat Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton pada saat terjadinya keretakan diagonal akibat kombinasi momen dan geser (Vci ) dan Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton pada saat terjadinya keretakan diagonal akibat tegangan tarik utama yang berlebihan pada badan penampang (Vcw )
Pengangkuran Balok pratekan pasca tarik, kegagalan bisa disebabkan oleh hancurnya bantalan beton pada daerah tepat dibelakang angkur tendon akibat tekanan yang sangat besar. Kegagalan ini diperhitungkan pada kondisi ekstrim saat transfer, yaitu saat gaya pratekan maksimum dan kekuatan beton minimum. Kuat tekan nominal beton pada daerah pengankuranglobal di isyaratkan oleh SNI 03-2847-2002 pasal 20.13.2.2. Bila diperlukan, pada daerah pengangkuran dapat dipasang tulangan untuk memikul gaya pencar, belah dan pecah yang timbul akibat pengankuran tendon sesuai pasal 20.13.1.2
Flowchart metodologi Perencanaa struktur
gedung.
Flowchart metodologi Perencanaa struktur
pratekan STUDY LITERATUR
Mempelajari literatur/pustaka yang berkaitan dengan perencanaan, diantaranya tentang : a. Peraturan Pembebanan Indonesia
Untuk Gedung (PPIUG) 1983. b. Tata Cara Perhitungan Struktur
Beton untuk Bangunan Gedung (SNI-03-2847-2002)
c. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-2010).
d. Beton Prategang edisi ketiga (T.Y. Lin, 2000).
ok
Pengumpulan data Shop Drawing
Gedung
Mulai
Studi literatur
Preliminary desain Struktur Sekunder yang meliputi
pelat, rencana tangga, dan balok lift
Pembebanan Berdasarkan PPUG 1987, RSNI 03-
1726-2010
Analisa struktur Analisa struktur menggunakan
program ETABS 9.6.0 Perhitungan struktur primer •Balok induk •Kolom •Hubungan balok kolom
Kontrol desain
Penggambaran hasil perencanaan kedalam gambar teknik
Selesai
Perhitungan balok
prategang
Not Ok
Ok
Perhitungan Balok Prategang
Pemilihan Jenis Prategang
Gaya Pratekan Awal
Tata Letak Kabel
Kehilangan Prategang
•Kontrol Tegangan •Kekuatan Batas Balok Prategang •Kontrol Lendutan •Kontrol Momen Retak •Kontrol Momen Batas
Perhitungan Geser
Daerah Pengangkuran
Output Gambar
Not Ok
BAB III METODOLOGI
5
e. Beton Prategang edisi ketiga ( E.G. Nawy, 2001).
f. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa (Rachmat Purwono, 2005)
g. Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar (E.G Nawy,1998)
h. Daya Dukung Pondasi Dalam ( Herman Wahyudi, 1999)
ANALISA PEMBEBANAN
Jenis beban yang diperhitungkan dalam perancangan ini adalah sebagai berikut:
1. Beban Mati Beban mati berasal dari berat sendiri struktur, dinding, tegel, berat finishing arsitektur, dan berat ducting. (PPIUG 1983)
2. Beban Hidup Menurut SNI 03-1727-2002 beban hidup untuk gedung rumah sakit digunakan sebesar 250 2/ mkg , ruang petermuan400 2/ mkg dan 100 2/ mkg untuk beban pekerja (Atap).
3. Beban Gempa Beban gempa yang digunakan
berdasarkan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-2010).
KOMBINASI PEMBEBANAN
Kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 11.2 :
1. 1,4 D 2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R ) 3. 1,2 D + 1,0 1,6 W + 0,5 (A atau R ) 4. 0,9 D 1,6 W 5. 1,2 D + 1,0 L 1,0 E 6. 0,9 D 1,0 E
BAB IV PRELIMINARY DESAIN
1. Data Perancangan Berikut ini adalah data – data
perancangan yang akan digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini, yaitu :
Tipe bangunan : Rumah Sakit Lokasi : Surabaya Ketinggian Lantai : 4,5 m Lebar bangunan : 18 m Panjang bangunan : 35 m Tinggi Bangunan : ± 49,5 m Mutu beton (f’c) :35 MPa Mutu baja (fy) : 400 Mpa
2. Perencanaan Dimensi Komponen Struktur
2.1 Perencanaan dimensi balok induk Penentuan tinggi balok minimum (hmin)
dengan kedua ujung terdukung / tertumpu sederhana, maka dihitung berdasarkan SNI 03-2847-2002 Ps. 11.5.2 Tabel 8, di mana bila persyaratan ini telah dipenuhi maka tidak perlu dilakukan kontrol terhadap lendutan.
Lh161
min
Untuk fy selain 400 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy /700). Balok induk dengan L = 600cm
cm 405,37600
161
161
Lh
cm 3067.2640
32
32
cmhb
Balok induk dengan L = 500cm
cm 4025,31500
161
161
Lh
cm 3067.2640
32
32
cmhb
Sehingga, untuk balok induk dengan L = 600 dan 500 cm digunakan dimensi yang sama yaitu30/40cm2.
2.2 Perencanaan dimensi balok induk pratekan
Dimensi balok pratekan pada dua tumpuan sederhana untuk preliminary desain direncanakan sebagai berikut:
6
Untuk balok pratekan diambil 60-80 % dari tinggi balok tumpuan sederhana (Ty Lin)
cmxxLh 908.05.11216
1800%8016
(4.5)
603902
32
hb
Sehingga, untuk balok induk pratekan dengan L =1800 cm digunakan dimensi 60/90 cm2.
2.2 Perencanaan ketebalanpelat Tebal rencana : 15 cm
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 bila
didapat nilai αm ≥ 2 diambil ketebalan pelat dengan rumus sesuai Pers. 4.8 dan tidak boleh kurang dari 90 mm.
2.3 Perencanaan dimensi kolom
Beban-beban yang diterima kolom
W = 483790 kg Dengan f’
c beton yang digunakan dalam perancangan ini adalah 35MPa = 350 kg/cm2
akan digunakan dimensi awal kolom sebagai berikut,
2' cm 3949,31
35035,0 483790A:Rencana
cfW
cm 80 cm 842,62 b cm 31,3949 b
maka,h b karena , :awal Dimensi22
hbA
BAB V STRUKTUR SEKUNDER
PERENCANAAN PELAT
Data Perencanaan
Data perancangan mutu bahan dan dimensi sesuai dengan preliminary diambil sebagai berikut:
- Mutu Beton (f’c) : 35 MPa
- Tebal Pelat Atap : 15 cm
- Tebal Pelat Lantai : 15 cm
- Tebal Decking : 20 mm
- Diameter Rencana : 10 mm
Dari perhitungan diperoleh penulangan
1.)Pelat atap
Tulangan lentur :
Arah x = φ 8-200
Arah y = φ 8-200
Tulangan susut :
Arah x = φ 8-200
Arah y = φ 8-200
2) Pelat Atap (Pracetak)
Tulangan lentur :
Arah x = φ 8-150
Arah y = φ 8-50
3.)Pelat Lantai 1-9
Tulangan lentur :
Jenis Balok
Luas Pelat
Letak Pelat
I balok I pelat αm
30/40 500 x 600 Tengah 306250 140625 2,18
30/40 500 x 600 Tepi 299490,16 140625 2,13
7
Arah x = φ 10-200
Arah y = φ 10-250
Tulangan susut :
Arah x = φ 10-200
Arah y = φ 10-200
3.)Pelat Lantai 10
Tulangan lentur :
Arah x = φ 10-250
Arah y = φ 10-250
Tulangan susut :
Arah x = φ 10-200
Arah y = φ 10-200 PERENCANAAN TANGGA Data Perancangan
Pada Tugas Akhir ini, struktur tangga dari lantai dasar sampai lantai 10 diasumsikan tipikal,karena tinggi tiap lantainya sama.Sehingga dilakukan perhitungan sekali desain.
Dimensi Anak Tangga
Dari perhitungan diperoleh:
Pelat tangga:
o Tebal pelat = 150 mm.
o Decking = 20 mm.
o Tulangan pokok = Ø16.
o Mutu beton, f’c = 35 MPa.
o Mutu baja, fy = 400 MPa.
o Tulangan Utama = Ø16 – 100
o Tulangan Susut = Ø8 – 200
Pelat bordes:
o Tebal pelat = 150 mm.
o Decking = 20 mm.
o Tulangan pokok = Ø16.
o Mutu beton, f’c = 35 MPa.
o Mutu baja, fy = 400 MPa.
o Tulangan Utama = Ø16 – 140
o Tulangan Susut = Ø8 – 200
Balok bordes (30/40):
o Tulangan Tumpuan : 3Ø16
o Tulangan Lapangan : 3Ø16
o Tulangan Geser : 2Ø8-150mm
PERENCANAAN BALOK LIFT Data dan Perancangan
Tipe Lift : Lift Passanger
Merk : Young Jin
Kapasitas : 8 orang (550 kg)
Kecepatan : 60 m/menit
Lebar Pintu : 800 mm
Dimensi Sangkar
- Outside : 1460 × 1185 mm2
- Inside : 1400 × 1030 mm2
Beban Reaksi Ruang Mesin
- R1 = 4050 kg
- R2 = 2250 kg
Dari perhitungan didapat:
Balok penumpu depan (30/40)
- Tulangan tumpuan 4 D16
- Tulangan Lapangan 4D16
- Tulangan Geser Ø10-200 mm
-
Balok penumpu Belakang (30/40)
- Tulangan tumpuan 4 D16
8
- Tulangan Lapangan 4D16
- Tulangan Geser Ø10-200 mm
BAB VI
PEMBEBANAN GEMPA Dalam menganalisa struktur, struktur
utama merupakan komponen utama yang yang kekakuannya mempengaruhi perilaku gedung tersebut. Struktur Utama berfungsi untuk menahan pembebanan yang berasal dari beban gravitasi dan beban lateral berupa beban angin maupun gempa. Pada perencanaan Tugas akhir ini, permodelan struktur dan persyaratannya mengacu pada peraturan gempa terbaru yakni RSNI 03-1726-2010. Data Gedung: Berikut data gedung yang akan direncanakan: Mutu Beton (f’c) : 35 Mpa Mutu baja tulangan : 400 Mpa Fungsi bangunan :
Perkantoran+gym Tinggi Bangunan : 49,5 meter Jumlah Lantai : 10 +1Lantai
Atap Tinggi tingkat tiap lantai : 4,5 m Jenis Bangunan : Beton bertulang
Arah Pembebanan Gempa X :100% efektifitas untuk arah X
dan 30% efektifitas arah Y
Gempa Y : 100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X
Klasifikasi Kelas Tanah 1. Periode pendek
Gambar 6.3 Peta Periode Pendek
Dari peta 6.3 diatas, diperoleh nilai
Ss=0,55g untuk daerah Madura. 1. Peride 1 detik
Gambar 6.4 Peta Periode 1 detik
Dari peta 6.4 diatas, diperoleh nilai
S1=0,2g untuk daerah Madura. Parameter Respon Terkombinasi
Mode Periode Selisih %1 2,654663 0,325471 32,54712 2,329192 0,109564 10,95643 2,219628 1,445114 144,51144 0,774514 0,079149 7,91495 0,695365 0,032782 3,27826 0,662583 0,282526 28,25267 0,380057 0,027545 2,75458 0,352512 0,016597 1,65979 0,335915 0,112797 11,2797
10 0,223118 0,011119 1,111911 0,211999 0,211999 21,1999
30 %
100 % 30 %
100 %
9
Dari Tabel diatas, selisih waktu getar alami yang melebihi 15% hanya terdapat pada dua mode atau tidak cukup dominan untuk keseluruhan mode yang ada. Sehingga asumsi awal perhitungan metode penjumlahan ragam respon dengan menggunakan CQC (pada saat pemodelan etabs) sudah benar.
Partisipasi gempa
Dari Tabeldiatas menunjukkan bahwa
dalam penjumlahan respon ragam menghasilkan respon total 94,6973% untuk arah X dan 94,5214% untuk arah Y. Dengan demikian ketentuan RSNI-1726-2010 ps 7.9.1 terpenuhi
Waktu Getar Alami Hasil analisa software etabs v9.7.1 pada tabel berikut:
Tabel 6.11 Nilai perioda ETABS
Sehingga : Tax = 0,0466 (49,5 m)0,9 = 1,56 s Tay = 0,0466 (49,5 m)0,9 = 1,56 s Arah X
Tx = 1,56 < 2,05 detik.........OK!!! Arah Y
Ty = 1,56 < 2,05 detik.........OK!!! Distribusi Gaya Tiap Lantai
Drift Arah Sumbu X (Barat-Timur)
Drift Arah Sumbu Y (Utara-Selatan)
BAB VII
STRUKTUR UTAMA NON PRATEGANG
Data dan perancangan untuk gedung yang telah didapat pada prelimnary desain untuk analisa struktur utama adalah sebagai berikut:
Mutu beton (f’c) : 35 MPa
Mutu Baja (fy) : 400 MPa
Jumlah Lantai : 10 Lantai + 1 lt.atap
Tinggi Lantai : 4,5 Meter
Tinggi Bangunan : 49,5 Meter
Dimensi Kolom : 800×800 cm
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY1 2,654663 0 75,1131 0 0 75,11312 2,329192 76,232 0 0 76,232 75,11313 2,219628 0 0 0 76,232 75,11314 0,774514 0 11,4365 0 76,232 86,54965 0,695365 10,9101 0 0 87,1421 86,54966 0,662583 0 0 0 87,1421 86,54967 0,380057 0 5,0845 0 87,1421 91,63428 0,352512 4,8034 0 0 91,9455 91,63429 0,335915 0 0 0 91,9455 91,6342
10 0,223118 0 2,9004 0 91,9455 94,534611 0,211999 2,7645 0 0 94,71 94,5346
Mode Periode Selisih %1 2,654663 0,325471 32,54712 2,329192 0,109564 10,95643 2,219628 1,445114 144,51144 0,774514 0,079149 7,91495 0,695365 0,032782 3,27826 0,662583 0,282526 28,25267 0,380057 0,027545 2,75458 0,352512 0,016597 1,65979 0,335915 0,112797 11,2797
10 0,223118 0,011119 1,111911 0,211999 0,211999 21,1999
1 4,5 23.939,83 7.181,95 23.939,83 7.181,95
2 9 33.738,89 10.121,67 33.738,89 10.121,67
3 13,5 41.237,85 12.371,36 41.237,85 12.371,36
4 18 47.548,92 14.264,68 47.548,92 14.264,68
5 22,5 53.102,03 15.930,61 53.102,03 15.930,61
6 27 58.117,36 17.435,21 58.117,36 17.435,21
7 31,5 62.725,56 18.817,67 62.725,56 18.817,67
8 36 67.011,69 20.103,51 67.011,69 20.103,51
9 40,5 71.034,78 21.310,43 71.034,78 21.310,43
10 45 81.425,63 24.427,69 81.425,63 24.427,69
11 49,5 45.696,92 13.709,08 45.696,92 13.709,08
Total 585.579,47 161.964,76 539.882,55 161.964,76
Tingkat h x (m) F x (kg) 30%F x (kg) F y (kg) 30%F y (kg)
hi δxe δx Drift (Δs) Syarat Drift Δsm mm mm mm mm
11 49,5 159,4 478,2 25,2 74,3 OK10 45 151 453 29,7 74,3 OK9 40,5 141,1 423,3 34,5 74,3 OK8 36 129,6 388,8 38,4 74,3 OK7 31,5 116,8 350,4 41,7 74,3 OK6 27 102,9 308,7 46,8 74,3 OK5 22,5 87,3 261,9 53,7 74,3 OK4 18 69,4 208,2 61,2 74,3 OK3 13,5 49 147 64,3333 74,3 OK2 9 27,6 82,8 56,4 74,3 OK1 4,5 8,8 26,4 26,4 74,3 OK
Tingkat Ket
hi δxe δx Drift (Δs) Syarat Drift Δsm mm mm mm mm
11 49,5 178,6 535,8 39 74,3 OK10 45 165,6 496,8 40,8 74,3 OK9 40,5 152 456 42 74,3 OK8 36 138 414 41,7 74,3 OK7 31,5 124,1 372,3 42 74,3 OK6 27 110,1 330,3 46,2 74,3 OK5 22,5 94,7 284,1 55,5 74,3 OK4 18 76,2 228,6 65,7 74,3 OK3 13,5 54,3 162,9 71,1 74,3 OK2 9 30,6 91,8 62,7 74,3 OK1 4,5 9,7 29,1 29,1 74,3 OK
Tingkat Ket
10
Dimensi Balok induk : 40 x 60 cm
Diperoleh dari hitungan penulangan:
1. Balok Induk Interior
2. Balok Induk Eksterior
3. Kolom (80/80)
Tulangan memanjang = 24 D29
Tulangan Geser
- Didaerah sendi plastis=316-150mm
- Diluar sendi plastis= 416 – 100mm
3. Konsol Pendek -𝐴𝑠perlu = 1855,44mm2,digunakan tulangan 6 D20 - 𝐴perlu = 757,27mm2,digunakan tulangan 6D16 (Ah=12,1 cm2) yang disebarkan pada 2
3𝑑 = 35,7 𝑐𝑚 jarak
vertikal, sehingga jarak antar as tulangan ke as tulangan adalah 7.13 cm. Juga digunakan tulangan 6D16 sebagai tulangan kerangka dan 1 angker D25 yang dilas ke tulangan.
BAB VIII
BAB VIII STRUKTUR UTAMA PRATEGANG
Data Perancangan
Data – data yang akan digunakan dalam merancang balok induk pratekan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut, - Mutu beton (f’c) : 55 MPa - Mutu baja (fy) : 400 MPa - Dimensi balok induk pratekan : 60/90 cm
800
Ah=6D16
As=6D20
6D16
800
800
11
Tegangan Ijin Untuk mendapatkan nilai kuat tekan
beton pada saat beton belum keras, maka digunakan kuat tekan beton pada umur 14 hari, dimana menurut PBI’71 tabel 4.1.4 nilainya sebagai berikut, fc
’ (curing 14 hari) = 0,88 55 = 48,4 Mpa Tegangan ijin beton sesaat sesudah penyaluran gaya prategang (saat jacking) sesuai SNI 03-2847-2002Ps. 20.4(1): - Tegangan tekan: σci= 0,60 fci
σci = 0,60 48,4 =29,04 MPa
- Tegangan tarik : σti = '
21
cif
σti= 48,34,4821
MPa
Tegangan ijin beton sesaat sesudah kehilangan prategang (saat beban bekerja)sesuai SNI 03-2847-2002Ps. 20.4(2): - Tegangan tekan : σc = 0,45 fc
’
σc= 0,45 50 = 22,5 MPa
- Tegangan tarik : σt = '
21
cf
σt= 54,35021
MPa
Dimensi Penampang 1.Sebelum Komposit
yt = 45090021
21
h mm = 4,5 cm
yb = 45090021
21
h mm = 4,5 cm
IBalok = 33 9060121
121
hbw = 645000
cm
cmy
Iy
IW
t
Balok
t
Balokt 81000
cmy
Iy
IW
b
Balok
b
Balokt 81000
25400900600 cmABalok
2.Sesudah Komposit Sehingga penampang balok komposit adalah, Apelat = 15×158,7 = 2381cm2 Abalok = 60×90 = 5400 cm2 + Atotal = 7781cm2
Garis netral pada penampang komposit :
𝑦𝑡 = 7781
154554005,72381
=43,94 cm 𝑦𝑏 = (105)-yt = 105-43,94 = 61,06 cm
𝑑𝑡 = 2
1594,43 = 36,44cm
𝑑𝑏 = 2
9006,61 = 16,06cm
𝐼𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡 =1
12𝑏3 + 𝐴𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 × 𝑑𝑏
2
+1
12𝑏𝑒𝑡
3 + 𝐴𝑝𝑒𝑙𝑎𝑡 × 𝑑𝑡2
2323 44,362381157,158
121)06,165400(9060
121
= 8244088, 86 cm4
350,18762194,43
8244088,86 cmy
IW
t
Kompositt
319,135016
06,618244088,86 cm
yI
Wb
Kompositb
cmAWK
Total
bt 35,17
778150,135016
cmAWK
Total
tb 11,24
778150,187621
Daerah Limit Kabel
Hasil Analisa etabs: M = 326709,35 kgm
Dari kedua analisa etabs diatas, diperoleh: Momen Maksimum : Mmax = 326709,35 kgm Momen Minimum : Mmin = 165897,01 Kgm Di coba Gaya sebesar : F= 700000 kg Feff=560000 kg (Asumsi 80% Fo) Sehingga :
12
Dipakai e0 Lapangan = 350 mm e0 Tumpuan = 0 mm Penentuan Jumlah Strands
Digunakan kabel dengan jenis dan karakteristik sebagai berikut,
Diameter nominal 15,2 mm Luas penampang strand As 143,3 mm2 Nominal massa 1,125 kg/m Minimum Breaking Load 250 KN
Dari perhitungan, dari tabel VSL menggunakan jumlah strands dalam tendon adalah 35buah yang ditarik dengan gaya prategang dengan menggunakan tendon 6 – 37
Tabel 8.1 Total kehilangan Pratekan
Tahap kehilangan % 1 Kehilangan Langsung Perpendekan Elastis - Slip Angkur 0,5 Wobble Efek 5,5 2 Kehilangan Tidak langsung Tahap 1 0,65 tahap 2 0,885 Tahap 3 0,34 Tahap 4 4,2
Total kehilangan 12,08 Total kehilangan 12,08 % < 20 %... OK!! Momen Retak Dariperhitungan diperoleh : Mr =189843,52 𝑘𝑔𝑚 Sehingga jika beban – beban yang terjadi dapat menimbulkan momen sebesar 189843,52kgm maka akan terjadi retak – retak rambut, sebaliknya jika momen yang terjadi lebih dari angka diatas maka retak yang lebih lebar dan lebih terlihat akan terjadi dikarenakan tegangan
runtuh fr yang terjadi lebih besar dari fr yang disyaratkan diatas Kontrol Momen Batas Besaran momen ultimit yang diperoleh dari perhitungan dibandingkan dengan nilai momen retak untuk batas layan (serviceability), kuat lentur rencana penampang balok beton pratekan dapat melebihi momen retaknya, sehingga, 𝑀𝑢 ≥ 1,2𝑀𝑐𝑟 493461kgm ≥ 1,2 × 262341,343 493461kgm ≥ 314809kgm................OK! Sehingga perhitungan momen dengan software etabsdidapatkan besar momen ultimate akibat beban – beban diatas yaitu, Mu bahan = 326709,350kgm Maka sebagai batas , nilai momen diatas dibandingkan dengan kemampuan ultimate bahan, sehingga 𝑀𝑢 ≥ 𝑀𝑢 𝑏𝑎𝑎𝑛 493461 kgm ≥ 326709,350kgm ...................OK! Oleh karena itu, penampang memenuhi kriteria layan (serviceability) maupun kriteria runtuh (ultimate). Kontrol Lendutan 1. Pada saat jacking pertama pertama dengan
𝐹𝑜 = 380000 𝐾𝑔 dengan beban yang bekerja hanya beban sendiri.
Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
2. Pada saat pengangkatan dengan gaya
prategang jacking pertama dan beban sendiri dikalikan faktor kejut. 𝑞 = 1555,2𝑘𝑔/𝑚 = 15,552 𝑘𝑔/𝑐𝑚 Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
3. Pada saat setelah pengecoran balok anak dan
pelat (belum komposit) dengan Fo total = 700000 kg
Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
4. Pada saat beban hidup serta beban mati
tambahan telah bekerja pada komponen struktur (setelah komposit), tetapi pada tahap ini dilakukan pengecekan terhadap 𝐹𝑒𝑓𝑓 =
5600 𝐾𝑁.
13
Sehingga lendutan total yang terjadi adalah,
Tulangan Geser Tumpuan = dipasang tulangan geser ∅12 - 600 mm Lapangan = dipasang tulangan geser ∅12–600mm Pengangkuran: Dengan spasi antar sengkang di sepanjang daerah angkur adalah,
𝑠 =𝑑𝑝𝑒𝑛𝑐𝑎𝑟
𝑛=
450
8= 56,24 mm
> 25 𝑚𝑚……𝑂𝐾! Sehingga digunakan 𝑠 = 50 𝑚𝑚 disepanjang 450 mm dari ujung balok.
BAB IX PONDASI
Berikut ini, spesifikasi tiang pancang yang akan digunakan, Diameter outside : 400 mm Thickness : 75 mm Kelas : A2 Modulus : 18263.4 cm3 Bending momen crack : 29 tm Bending momen ultimate : 5,5 tm Allowable axial : 121,10 ton
Dari perhitungan tiang panjang diperoleh:
QU=Pijin1tiang= tSFQL 181,134
3402,543
ton
Daya dukung 1 pondasi berdiameter 60 cm pada kedalaman 27 m adalah 157,558 ton, sehingga untuk beban aksial total sebesar 902,217 ton dibutuhkan minimal tiang pancang 6 buah. Sehingga digunakan tiang pancang sebanyak 9 buah.
Perencanaan Poer Arah X = Digunakan Tulangan Lentur
D25-100 Arah Y = Digunakan Tulangan Lentur
D25-100 Tidak perlu tulangan geser.
BAB X
METODE PELAKSANAAN
1. Sistem yang digunakan pada balok prategang adalah sistempasca – tarik, yaitu sistem prategang dimana kabel prategangditarik ketika beton telah mengeras.
3. Balok prategang dicetak di lantai 10
dengan dimensiawal 60/90 cm2 menggunakan bekisting kayu, pada saatdicetak tulangan geser telah dipasang, demikian jugaselongsong yang akan disambung dengan balok prategang.
4. Penarikan tendon dilakukan pada saat
beton berumur 14 hari setelah pengecoran dilakukan dengan Fo = 3800 KN
5. Setelah dilakukan penarikan tendon
tahap I, maka dilakukan pengangkatan dengan menggunakan Tower Crane
6. Kemudian ditaruh dengan tumpuan berupa konsol pendek yang dicor setempat bersama dengan kolom
800 cm
600 cm
600 cm
800 cm
800 600 600 cm 800
14
7. Setelah itu, dilakukan jacking kedua dengan Fo total = 7000 KN disertai dengan pemberian beban pasir tambahan sebesar 2800 kg/m.
8. setelah saat jacking kedua, pengecoran kolom dihentikan sementara sampai tinggi konsol, kemudian setelah jacking baru dilakukan pengecoran kembali
9. Tulangan balok induk30/40 ditata
pada tempatnya dan dilakukan pengecoran
10. Pelat pracetak ditata dengan adanya
tulangan menerus dari tumpuan pelat sebagai sambungan dengan balok induk.
BAB XI
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
Dari hasil perencanaan yang dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Dari hasil perhitungan balok pratekan diperoleh dimensi balok yang efektif yaitu 60/90 cm dengan bentang 18 m sehingga dapat mengatasi tantangan arsitektural yang luas tanpa kolom.
2. Pada pelaksanaannya, untuk menghindari retak pada balok pratekan maka digunakan beban pengganti tambahan berupa beban pasir basah pada awal jacking. Beban pasir basah ini yang menjadi beban sementara
selama beban-beban mati belum bekerja pada balok pratekan.
3. Balok Pratekan Pracetak lebih mudah pelaksanaannya bila menggunakan pelat pracetak. Ini dikarenakan pelat pracetak mudah untuk lebih mudah pelaksanaannya dibandingkan pelat cor setempat, sehingga tidak membutuhkan waktu lama dalam pelaksanaannya.
4. Penggunaan balok pratekan pracetak pada gedung menjadi efektif dan efisien karena dengan sistem pracetak balok akan menumpu sederhana pada konsol pendek, sehingga tidak mengalami kehilangan gaya prategang akibat kekangan kolom.
SARAN
Berdasarkan pada hasil pengalaman dalam merencanakan gedung ini, penulis menyarankan :
1. Dalam pengerjaan balok pratekan, sebaiknya Perlu dilakukan formulasi pada program Microsoft excel untuk merancang balok pratekan, baik dalam dimensi, gaya jacking, maupun eksentrisitas gayanya. Hal tersebut perlu dilakukan karena mengingat banyaknya trial and error yang harus dilakukan untuk mendapatkan dimensi, gaya dan eksentrisitas yang efektif dan efisien.
2. Pada waktu balok pratekan dijacking, harus diperhatikan benar-benar beban apa saja yang bekerja pada balok tersebut. Apabila gaya jacking melebihi dari beban yang ada, balok pratekan mungkin bisa pecah. Untuk itu, perlu adanya kontrol-kontrol tegangan disetiap kondisi agar gaya jacking memenuhi beban yang ada.
3. Perlu dilakukan pengawasan dilapangan yang ketat dalam pelaksanaan dilapangan mengingat setiap kondisi balok pratekan sangat mempengaruhi kekuatan balok tersebut.
4. Dalam merencanakan struktur bangunan, sebaiknya perencana benar–benar memikirkan kemudahan pelaksanaan di lapangan, sehingga hasil perencanaan dapat dilaksanakan oleh pelaksana lapangan
.
15
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standarisasi Nasional. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-2010). Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perhitungan struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002). Departemen Pekerjaan Umum. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983.
Nawy,Edward G,Dr.P.E 1998 . BETON BERTULANG Suatu Pendekatan Dasar.
Wahyudi,Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi Dalam, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Purwono, Rahmat. 2005. PerencanaanStruktur Beton Bertulang Tahan Gempa.Surabaya: ITS Press Nawy,Edward G,Dr.P.E 2001 . Beton prategang edisi ketiga. Lin T.Y. 2000 Beton Prategang edisi ketiga
.
top related