analisis struktur i - 03

ANALISIS STRUKTUR I HENCE MICHAEL WUATEN

9

CHAPTER 02

2.1 Analisis Struktur Analisis struktur bukan merupakan tahapan akhir dalam sebuah proses perancangan, tetapi

merupakan alat yang digunakan untuk mendukung proses perancangan dari sebuah struktur. Tujuan

utama dari analisis struktur adalah untuk membantu dalam membuat keputusan-keputusan penting

dalam proses perancangan struktur. Pada umumnya hasil dari suatu proses analisis struktur pada

sebuah struktur yang menerima beban-beban yang bekerja, adalah berupa respon struktur tersebut

yang berbentuk perubahan posisi elemen atau bentuk konfigurasi struktur. Gaya-gaya internal pada

terjadi pada elemen-elemen struktur berupa gaya aksial, gaya geser, momen lentur dan momen torsi.

Dalam analisis dan perancangan struktur ada dua metode yang dapat digunakan, yaitu metode

elastis dan metode plastis (inelastis). Kedua metode ini mempunyai kelebihan dan kekurangan serta

tujuan tersendiri dalam penggunaannya. Dalam analisis struktur ini, hanya akan di bahas analisis

struktur metode elastis untuk struktur-struktur sederhana dengan konsep dasar analisis struktur yang

dibatasi untuk struktur dalam bidang (planar system), sedangkan untuk analisis struktur tiga dimensi

atau struktur ruang, memiliki konsep dasar yang sama tetapi dengan perhitungan numerik yang lebih

kompleks.

Gambar 2.1 Aplikasi analisis struktur

2.1.1 Analisis Metode Elastis Analisis dengan metode elastis dilakukan untuk menghitung gaya-gaya dalam yang bekerja

pada struktur yang diakibatkan oleh gaya-gaya luar yang berkerja pada struktur tersebut, seperti gaya

aksial, gaya geser, momen dan puntir. Analisis dengan metode elastis didasarkan pada anggapan

bahwa, gaya-gaya dalam yang berkerja pada struktur tersebut masih dalam keadaan dan batas-batas

elastis, serta defleksi yang terjadi pada struktur masih cukup kecil. Dalam analisis struktur dengan

metode elastis ada banyak metode yang dapat digunakan untuk penyelesaian analisis elastis seperti,

metode Cross, metode Sloope deflection, metode Clayperon, metode Kani, metode Takabeya,

metode Mutto, metode analogi kolom, metode matriks dan lain sebagainya.


10

CHAPTER 02

Analisis elastis dapat dengan mudah dilakukan pada semua jenis struktur, karena dalam

analisis ini semua gaya-gaya dalam yang terjadi masih dianggap dalam kondisi elastis sehingga

penggunaannya dapat digunakan pada semua jenis bahan, baik yang bersifat getas maupun bahan

yang bersifat daktail. Pada umumnya hasil perhitungan dengan metode elastis berupa gaya-gaya

dalam yang digunakan dalam proses perancangan struktur atau memeriksa keamanan struktur.

2.1.2 Analisis Metode Plastis Analisis dengan metode plastis pada umumnya digunakan untuk menentukan besarnya beban

runtuh atau beban ultimit yang terjadi pada suatu struktur serta perilaku keruntuhannya. Dalam

analisis dengan metode plastis gaya-gaya dalam yang bekerja pada suatu struktur telah melebihi

batas elatis dan nilai defleksi yang terjadi sudah cukup besar. Dengan demikian penggunaan analisis

plastis hanya dapat digunakan pada bahan yang sifatnya daktail seperti baja dan beton bertulang

dengan pendetailan yang cukup baik. Salah satu keuntungan dari penggunaan metode plastis adalah

penggunaan persamaan matematik yang relatif mudah, bila dibandingkan dengan penggunaan

persamaan matematik dalam metode elastis untuk perhitungan struktur-struktur tak tentu berderajat

banyak seperti struktur portal, portal beratap lancip dan balok menerus. Akan tetapi analisis dengan

metode plastis tidak dianjurkan penggunaannya pada analisis struktur statis tertentu (determinate

structures) maupun struktur-struktur sederhana dengan pin connected members. Selain itu, salah satu

tujuan dari analisis plastis adalah untuk menentukan besarnya beban runtuh yang terjadi pada

struktur, disamping untuk mengetahui perilaku dari tegangan-regangan pada material apakah telah

melampaui batas elastis pada saat terjadi keruntuhan struktur.

2.2 Idealisasi Struktur 2.2.1 Idealisasi Balok Sederhana Struktur balok sederhana banyak dijumpai pada struktur jembatan dimana, gelagar jembatan

yang berfungsi untuk mendukung beban dari pelat jembatan yang selanjutnya dialihkan ke perletakan

jembatan untuk diteruskan ke tanah.

Gambar 2.2 Idealisasi balok sederhana

Idealisasi


11

CHAPTER 02

2.2.2 Idealisasi Balok Menerus Struktur balok menerus banyak juga dijumpai pada struktur jembatan dimana, mempunyai

beberapa perletakan sekaligus, hanya saja perilaku mekanika pada struktur balok menerus berbeda

dengan balok sederhana.

Gambar 2.3 Idealisasi balok menerus

2.2.3 Idealisasi Struktur Gantung Struktur gantung (cantilever) dapat berupa struktur balok yang dijepit salah satu ujungnya dan

salah satu ujung lainnya menggantung yang dapat mendukung beban titik, beban merata dan

kombinasi beban atau seperti yang tergambar di bawah ini.

Gambar 2.4 Idealisasi cantilever

2.2.4 Idealisasi Struktur Rangka Struktur rangka (frame) merupakan struktur yang terdiri dari kumpulan elemen-elemen batang

yang dapat berupa batang tarik atau batang tekan yang dihubungkan dengan sendi atau jepit dimana

beban dianggap bekerja pada setiap sambungan (joint).

Idealisasi


12

CHAPTER 02

Gambar 2.5 Idealisasi struktur rangka

2.2.5 Idealisasi Struktur Portal Struktur portal merupakan struktur yang terdiri dari kumpulan elemen-elemen batang horisontal

dan vertikal yang berhubungan secara kaku, dimana pada umumnya terdapat pelat untuk kepentingan

fungsional yang melimpahkan beban ke elemen horisontal selanjutnya dari elemen horisontal

dilimpahkan ke elemen vertikal untuk diteruskan ke tanah melalui pondasi.

Gambar 2.6 Idealisasi struktur portal

Di dalam struktur portal dikenal dua jenis portal yaitu, portal tidak bergoyang dan portal

bergoyang. Disebut sebagai portal tidak bergoyang apabila bentuk portal adalah simetris dan beban

yang bekerja juga simetris, serta apabila portal mempunyai kaitan dengan struktur lainnya. Sedangkan

dikatakan sebagai portal bergoyang apabila beban yang tidak simetris bekerja pada portal yang tidak

simetris dan portal simetris atau beban simetris bekerja pada portal yang tidak simetris. Untuk

selengkapnya pembahasan mengenai portal dan proses perhitungan portal akan dibahas pada bab-

bab selanjutnya dengan berbagai kondisi dan metode perhitungan.


13

CHAPTER 02

Gambar 2.7 Jenis portal

2.3 Pembebanan Pada Struktur 2.3.1 Bentuk Beban Faktor beban merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam perhitungan analisis

ataupun perancangan sebuah struktur. Dalam peraturan untuk struktur baja dan beton dan jembatan,

sudah menggunakan metode ultimit untuk analisis dan perancangan, sedangkan analisis dan

perancangan dengan metode elastis hanya sebagai pilihan saja. Pada dasarnya agar suatu struktur

dan komponennya dapat memenuhi syarat-syarat keamanan dan kelayakan pakai terhadap

bermacam-macam kombinasi beban yang ada, maka harus diperhitungkan faktor-faktor beban

tersebut, sesuai dengan sifat dan kebutuhan dari setiap faktor-faktor tersebut, sehingga untuk setiap

perhitungan faktor beban, mempunyai persamaan tersendiri sesuai dengan Standar Nasional

Indonesia yang telah ditetapkan.

Secara umum struktur disebut sebagai himpunan dari elemen-elemen bahan yang berfungsi

menyalurkan beban dan gaya dengan aman, sehingga dalam proses perencanaan suatu struktur,

perhitungan akan kombinasi beban dan gaya yang bekerja dalam suatu struktur menjadi hal yang

sangat penting. Adapun jenis-jenis beban yang bekerja pada struktur sesuai dengan jenis dan fungsi

struktur, antara lain :

1. Beban mati (dead loads)

Adalah berat sendiri dari suatu struktur atau elemen-elemen struktur yang sifatnya tetap dan

merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur tersebut, termasuk segala unsur-

unsur tambahan yang ada di dalamnya.

2. Beban hidup (live loads)

Adalah beban yang sifatnya tidak tetap dan dapat bergerak yang terjadi akibat kegiatan

penghunian atau pengunaan suatu struktur atau bangunan yang di dalamnya termasuk

beban-beban yang disebabkan oleh barang-barang yang dapat berpindah-pindah atau dapat

bergerak seperti beban kendaraan pada struktur jembatan.

3. Beban angin (wind loads)

Adalah beban yang bekerja pada suatu struktur atau gedung yang diakibatkan oleh tekanan

ataupun pergerakan udara atau angin.


14

CHAPTER 02

4. Beban gempa (earthquake loads)

Adalah beban yang terjadi akibat adanya pergerakan tanah yang disebabkan oleh gempa

yang bersifat lateral. Selain itu beban gempa menghasilkan goyangan terhadap struktur arah

lateral dan merupakan fungsi dari berat, tinggi dan bentuk struktur.

5. Beban tekanan (preassure loads)

Beban tekanan adalah beban yang dapat dihasilkan oleh adanya tekanan dari udara, gas,

air dan tanah. Pada umumnya penggunaan perhitungan terhadap beban tekanan hanya

pada struktur-struktur tertentu disesuaikan dengan letak, fungsi dan kondisi struktur tersebut,

seperti pada struktur dinding penahan tanah (retaining wall) dan pondasi yang mengalami

tekanan tanah, pada struktur pelat lengkung dan cangkang yang mengalami tekanan udara,

pada reaktor nuklir yang mengalami tekanan gas, pada struktur dam atau bendungan yang

mengalami tekanan air dan lain sebagainya.

6. Beban khusus (special loads)

Adalah beban yang terjadi akibat perbedaan suhu, pengangkatan dan pemasangan,

penurunan pondasi (settlement), susut, gaya-gaya tambahan yang berasal dari beban hidup

seperti gaya rem, gaya sentrifugal, gaya dinamis akibat mesin-mesin dan pengaruh-

pengaruh khusus lainnya.

Dalam perhitungan suatu komponen struktur untuk suatu keperluan perencanaan, sangat perlu

untuk mengikuti langkah-langkah dan ketentuan yang sudah ditetapkan, hal ini dimaksudkan guna

mencapai suatu hasil yang maksimal dan memenuhi standar sesuai dengan faktor keamanan yang

sudah ditetapkan.

2.3.2 Idealisasi Bentuk Beban Dalam idelisasi dan perhitungan struktur, terdapat bermacam-macam bentuk beban yang

merupakan idealisasi dari faktor beban yang ada di sekitar kita. Komponen beban yang ada di sekitar

kita tersebut, kemudian diformulasikan dalam bentuk-bentuk beban untuk mempermudah proses

perhitungan dan distribusinya dalam analisis struktur. Adapun bentuk- bentuk beban, antara lain :

1. Beban Titik

Beban titik atau beban terpusat adalah beban yang terkosentrasi pada satu titik atau satu

area. Sebagai contoh adalah beban roda, beban manusia dan lain sebagainya.

2. Beban terbagi merata

Beban terbagi merata adalah beban yang terdistribusi secara merata sepanjang batang.

Sebagai contoh adalah berat sendiri struktur dan lain sebagainya.

3. Beban segitiga

Beban segitiga adalah beban berbentuk segitiga, biasanya dapat berupa beban tekanan

tanah, tekanan air serta penyebaran beban pada lantai atau pelat.

4. Beban trapesium

Beban trapesium biasanya penyebaran beban pada lantai beton bertulang dan sebagainya.

5. Beban merata yang besarnya berubah-ubah pada setiap titik.

Beban merata yang besarnya berubah-ubah pada setiap titik dalam fungsi jarak Q = Q(x).


15

CHAPTER 02

Gambar 2.8 Bentuk-bentuk beban

2.3.3 Komponen Beban Pada Struktur Berdasarkan SNI 03 1727 1989 tentang Tata cara pembebanan untuk rumah dan gedung,

bahwa bahan bangunan atau komponen-komponen struktur mempunyai harga-harga tersendiri

seperti yang ditampilkan dalam tabel di bawah ini.

Tabel 2.1 Berat sendiri bahan bangunan

Bahan Bangunan Berat

Baja 7850 kg/m3

Batu alam 2600 kg/m3

Batu belah, batu bulat, batu gunung 1500 kg/m3

Batu karang 0700 kg/m3

Batu pecah 1450 kg/m3

Besi tuang 7250 kg/m3

Beton 2200 kg/m3


16

CHAPTER 02

Tabel 2.1 Lanjutan


Beton bertulang 2400 kg/m3

Kayu kelas I 1000 kg/m3

Kerikil, koral kering udara sampai lembab 1650 kg/m3

Pasangan batu merah 1700 kg/m3

Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung 2200 kg/m3

Pasangan batu cetak 2200 kg/m3

Pasangan batu karang 1450 kg/m3

Pasir kering udara sampai lembab 1600 kg/m3

Pasir jenuh air 1800 kg/m3

Pasir koral, kerikil kering udara sampai lembab 1850 kg/m3

Tanah, lempung dan lanau kering udara sampai lembab 1700 kg/m3

Tanah, lempung dan lanau basah 2000 kg/m3

Timah hitam 11400 kg/m3

Tabel 2.2 Berat sendiri komponen gedung


Adukan per cm tebal dari semen 21 kg/m2

Adukan per cm tebal dari kapur, semen merah, tras 17 kg/m2

Aspal, bahan-bahan mineral penambah per cm tebal 14 kg/m2

Dinding pasangan bata merah tebal 1 bata 450 kg/m2

Dinding pasangan bata merah tebal 0,5 bata 250 kg/m2

Tabel 2.3 Beban hidup pada struktur

Point Bahan Bangunan Berat

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali yang disebut dalam point b. 250 kg/m2

b Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana dan gudang-gudang tidak penting

bukan untuk toko, pabrik atau bengkel. 125 kg/m2

c Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran, hotel, asrama dan

rumah sakit. 250 kg/m2

d Lantai ruang olah raga 400 kg/m2

e Lantai ruang dansa 500 kg/m2

f

Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan seperti masjid,

gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop, panggung penonton dengan

tempat duduk tetap.

400 kg/m2

g Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau penonton berdiri. 500 kg/m2

h Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c. 300 kg/m2


17

CHAPTER 02

Tabel 2.3 Lanjutan

Point Bahan Bangunan Berat

i Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d, e, f dan g. 500 kg/m2

j Lantai dari ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f dan g. 250 kg/m2

k

Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, toko buku,

toko besi, ruang alat-alat dan ruang mesin, harus direncanakan dengan beban

hidup yang tersendiri dengan nilai minimum.

400 kg/m2

l Lantai gedung parkir bertingkat untuk lantai bawah

Lantai gedung parkir bertingkat untuk tingkat selanjutnya

800 kg/m2

400 kg/m2

m Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap

beban hidup dari lantai ruang yang berbatasan dengan nilai minimum. 300 kg/m2

2.4 Pembebanan Untuk Struktur Baja Perencanaan suatu struktur untuk keadaan-keadaan stabil batas, kekuatan batas dan

kemampuan layan batas harus memperhitungkan pengaruh-pengaruh dari aksi sebagai akibat dari

beban-beban sebagai berikut :

1. Beban hidup dan mati seperti diisyaratkan dalam SNI 03 1727 1989, atau penggantinya.

2. Untuk perencanaan alat pengangkat (crane), semua beban yang relevan yang diisyaratkan

pada SNI 03 1727 1989 atau penggantinya.

3. Untuk perencanaan tetap lorong pejalan kaki, tangga, semua beban yang relevan yang

diisyaratkan pada SNI 03 1727 1989 atau penggantinya.

4. Pembebanan gempa sesuai dengan SNI 03 1726 1989 atau penggantinya.

5. Beban-beban khusus lainnya sesuai dengan kebutuhan.

Sedangkan berdasarkan kombinasi beban-beban di atas maka, struktur baja harus mampu

memikul semua kombinasi beban yang ada sebagai berikut :

1,4D (2.1)

1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H) (2.2)

1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H) + (L L atau 0,8W) (2.3) 1,2D + 1,3W + (L L + 0,5 (La atau H) (2.4) 1,2D 1,0E + (L L) (2.5) 0,9D (1,3W atau 1,0E) (2.6)

D = Adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding,

lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga dan peralatan layan tetap.

L = Adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung termasuk beban kejut,

tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti beban angin, hujan dan lain-lain.

La = Adalah beban hidup di atap yang timbul selama perawatan oleh pekerja, peralatan,

material, atau selama penggunaan biasa oleh orang atau benda bergerak.

H = Adalah beban hujan tidak termasuk yang diakibatkan oleh genangan air.

W = Adalah beban angin.

E = Adalah beban gempa yang ditentukan menurut SNI 03 1726 1989 atau penggantinya.


18

CHAPTER 02

2.5 Pembebanan Untuk Struktur Beton Terhadap kombinasi beban terfaktor dan gaya geser terfaktor yang terjadi, maka dalam SNI 03

2847 2002 disebutkan bahwa struktur dan komponen struktur harus direncanakan hingga semua

penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu yang dihitung berdasarkan

kombinasi beban dan gaya terfaktor yang bekerja pada struktur, sesuai dengan ketentuan SNI 03

2847 2002. Selain itu, komponen struktur harus memenuhi ketentuan-ketentuan lain yang sudah

ditetapkan, sehingga dapat menjamin tercapainya perilaku struktur yang cukup baik pada tingkat

beban kerja.

2.5.1 Kuat Perlu Agar suatu struktur dan komponennya dapat memenuhi syarat-syarat keamanan dan kelayakan

pakai terhadap bermacam-macam kombinasi beban yang ada, maka harus diperhitungkan Faktor-

faktor beban tersebut, sesuai dengan sifat dan kebutuhan dari setiap faktor-faktor tersebut, sehingga

untuk setiap perhitungan faktor beban, mempunyai persamaan tersendiri sesuai dengan SNI 03 2847

2002, sebagai berikut :

1. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan

U = 1,4 D (2.7) Kuat perlu untuk menahan beban mati D, beban hidup L, dan juga beban atap A atau beban hujan R, paling tidak harus sama dengan

U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) (2.8)

2. Bila ketahanan struktur terhadap beban angin W harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut harus ditinjau untuk menentukan nilai

U yang terbesar, yaitu: U = 1,2 D + 0,5 L + 1,3 W + 0,5 (A atau R) (2.9) Dimana kombinasi beban harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L yang penuh

dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya dan :

U = 0,9 D + 1,3 W (2.10)

Setiap kombinasi beban D, L, W dan U tidak boleh kurang dari persamaan (2.8). 3. Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa (E) harus diperhitungkan dalam

perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai :

U = 1,2 D + 0,5 L 1,1 E (2.11) Atau

U = 0,9 D 1,1 E (2.12) Dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 03 1726 1989 F tentang Tata

cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung atau penggantinya.

4. Bila ketahanan terhadap tekanan tanah H diperhitungkan dalam perencanaan, maka pada

Persamaan (2.8) ditambahkan 1,6.H kecuali bahwa pada keadaan di mana D atau L

mengurangi pengaruh H, maka nilai U maksimum ditentukan dengan mengganti 1,2.D pada

persamaan (2.8) dengan 0,9.D dan nilai L diambil sama dengan nol. Untuk setiap kombinasi

dari D, L, dan H, nilai kuat perlu U tidak boleh lebih kecil dari persamaan (2.8).


19

CHAPTER 02

5. Bila ketahanan terhadap pembebanan akibat berat dan tekanan fluida F, yang berat jenisnya

dapat ditentukan dengan baik, dan ketinggian maksimumnya terkontrol, diperhitungkan

dalam perencanaan, maka beban tersebut harus dikalikan dengan faktor beban 1,3 dan

ditambahkan pada semua kombinasi beban yang memperhitungkan beban hidup.

6. Bila ketahanan terhadap pengaruh kejut diperhitungkan dalam perencanaan maka pengaruh

tersebut harus disertakan pada perhitungan beban hidup L.

7. Bila pengaruh struktural T dari perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut, ekspansi

beton, atau perubahan suhu sangat menentukan dalam perencanaan, maka kuat perlu U

minimum harus sama dengan:

U = 0,75(1,2 D + 1,2T + 1,6 L) (2.13)

Tetapi nilai U tidak boleh kurang dari :

U = 1,2 (D + T) (2.14)

Perkiraan atas perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut, ekspansi beton, atau

perubahan suhu harus didasarkan pada pengkajian yang realistis dari pengaruh tersebut

selama masa pakai.

8. Untuk perencanaan daerah pengangkuran pasca tarik harus digunakan faktor beban 1,2

terhadap gaya penarikan tendon maksimum.

Jika pada bangunan terjadi benturan yang besarnya P, maka pengaruh beban tersebut

dikalikan dengan faktor 1,2.

9. Jika pada bangunan terjadi benturan yang besarnya P, maka pengaruh beban tersebut

dikalikan dengan faktor 1,2.

2.5.2 Kuat Rencana Kuat rencana atau kuat rancang yang dipakai adalah dengan mengambil nilai kuat rancang

yang tersedia pada suatu komponen struktur sambungan dengan komponen struktur yang lain

ataupun terhadap penampangnya dengan kriteria lentur, beban normal, geser atau torsi yang diambil

sebagai kekuatan nominal yang dikalikan dengan nilai faktor reduksi kekuatan (). Dalam SNI 03 2847 2002 besarnya nilai kuat rencana dan faktor reduksi kekuatan ditentukan sebagai berikut :

1. Kuat rencana suatu komponen struktur, sambungannya dengan komponen struktur lain, dan

penampangnya, sehubungan dengan perilaku lentur, beban normal, geser, dan torsi, harus

diambil sebagai hasil kali kuat nominal, yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi

dari tata cara ini, dengan suatu faktor reduksi kekuatan dalam nilai reduksi dibawah ini. 2. Faktor reduksi kekuatan ditentukan sebagai berikut : (1) Lentur murni tanpa beban aksial adalah sebesar 0,80.

(2) Beban aksial dan beban aksial dengan lentur, dimana untuk beban aksial dengan lentur,

kedua nilai kekuatan nominal, yaitu beban aksial dan momen harus dikalikan dengan

satu nilai yang sesuai seperti di bawah ini : a. Beban aksial tarik dan beban aksial tarik dengan lentur adalah sebesar 0,80.

b. Beban aksial tekan atau beban aksial tekan dengan lentur dibagi lagi menurut

komponen struktur yang dipakai, sebagai berikut :


20

CHAPTER 02

Komponen struktur tulangan spiral atau sengkang ikat adalah sebesar 0,70. Komponen struktur dengan sengkang biasa adalah sebesar 0,65.

Apabila dari hasil perhitungan didapat ataupun diketahui bahwa nilai aksial tekannya

cukup rendah, maka nilai dapat dinaikan ataupun diperbesar dengan tetap mengacuh pada syarat-syarat sebagai berikut :

a. Untuk komponen struktur dimana nilai tegangan leleh baja tulangan (fy) yang tidak

melampaui 400 MPa dengan tulangan simetris dan dengan (h d ds) dibagi h tidak

kurang dari 0,65 nilai , dan dapat dinaikan nilainya secara linier menjadi 0,80 untuk nilai Pn yang berkurang dari 0,10.fc.Ag ke nol.

b. Untuk komponen struktur beton bertulang yang lain, nilai dapat ditingkatkan secara linier menjadi, 0,80 untuk keadaan dimana nilai Pn berkurang dari nilai terkecil antara 0,10.fc. Ag dan Pnb ke nol.

c. Di daerah rawan gempa, komponen struktur penahan gempa tanpa penulangan

transversal sebesar 0,50.

(3) Geser dan torsi 0,75 Kecuali pada struktur yang bergantung pada sistem rangka pemikul

momen khusus atau sistem dinding khusus untuk menahan pengaruh gempa :

a. Faktor reduksi untuk geser pada komponen struktur penahan gempa yang kuat geser

nominalnya lebih kecil dari pada gaya geser yang timbul sehubungan dengan

pengembangan kuat lentur nominalnya 0,55.

b. Faktor reduksi untuk geser pada diafragma tidak boleh melebihi faktor reduksi

minimum untuk geser yang digunakan pada komponen vertikal dari sistem pemikul

beban lateral.

c. Geser pada hubungan balok-kolom dan pada geser balok perangkai yang diberi

tulangan diagonal 0,80.

(4) Tumpuan pada beton kecuali untuk daerah pengangkuran pasca tarik 0,65.

(5) Daerah pengangkuran pasca tarik 0,85.

3. Perhitungan panjang penyaluran sesuai dengan butir 12 SNI 03 2847 2002 tidak

memerlukan faktor reduksi . 2.6 Distribusi Beban Dari Pelat Perhitungan pembebanan dilakukan dengan, asumsi bahwa struktur yang ditinjau harus dapat menahan semua beban yang bekerja pada struktur, sesuai dengan keadaan dan kondisi lapangan

dimana struktur tersebut akan dibangun.

Dalam perhitungan pembebanan, terlebih dahulu haruslah menghitung terjadinya penyebaran

beban, baik yang diakibatkan oleh beban mati, beban hidup ataupun beban-beban lainnya. Analisis

penyebaran beban dapat dilakukan dengan metode amplop (envelope) yaitu, dengan menarik garis

450 pada denah, sehingga dapat dilakukan analisis terhadap bentuk penyebaran beban tersebut, baik

yang yang berupa beban segitiga atau beban trapesium. Adapun salah satu cara perhitungan

penyebaran beban adalah sebagai berikut :


21

CHAPTER 02

Gambar 2.9 Penyebaran beban dari pelat

Gambar 2.10 Pemerataan beban segitiga dan trapesium

Untuk beban segitiga :

Ls = 1/2 . L . t

RA = RB

= 1/2 . Ls

C1 = RA . (1/2 . L) 1/2 . Ls . (1/3 . t) (2.15)

C2 = 1/8 . h . L2 (2.16)

Selanjutnya persamaan (2.15) disamakan dengan persamaan (2.16) untuk mendapatkan

besarnya nilai h :

C1 = C2 . h h = C1/C2

Untuk beban trapesium :

Ls = 1/2 . a . t

Lp = b . t

RA = RB

RA = Ls + 1/2 . Lp

C1 = RA . (1/2 . L) Ls . (1/3 . a + 1/2 . b) 1/2 . Lp . (1/4 . b) (2.17)

C2 = 1/8 . h . L2 (2.18)


22

CHAPTER 02

Selanjutnya persamaan (2.17) disamakan dengan persamaan (2.18) untuk mendapatkan

besarnya nilai h :

C1 = C2 . h

h = C1 / C2 Apabila pemerataan beban telah selesai dilakukan, maka berat bangun trapesium atau segitiga

dapat dihitung berdasarkan persamaan :

wp = n . h . Qu (2.19)

Dimana :

wp = berat bangun trapesium atau segitiga.

n = jumlah bangun yang didistribusikan ke balok atau portal.

h = tinggi ekivalen hasil pemerataan beban.

Qu = beban kombinasi yang bekerja pada struktur.

Contoh 2.1 :

Diketahui sebuah struktur satu lantai dengan denah seperti tergambar. Apabila data-data beban

yang bekerja pada struktur diketahui :

Berat air hujan pada pelat atap : 100 kg/m2 Beban hunian kantor pada pelat lantai : 250 kg/m2 Berat plafond dan penggantung : 50 kg/m2 Berat tegel tebal 1 cm : 24 kg/m2 Berat adukan tebal 1 cm : 21 kg/m2 Berat dinding : 250 kg/m2 tebal pelat atap : 10 cm Hitunglah tinggi ekivalen (h) dan beban merata yang bekerja pada portal A A !

Gambar 2.11 Distribusi beban dari pelat ke balok


23

CHAPTER 02

Penyelesaian :

Perhitungan tinggi ekivalen (h) :

Gambar 2.12 Distribusi beban dari pelat ke portal A A

Untuk beban trapesium :

Ls = 1/2 . a . t

= 1/2 . 2 . 2

= 2

Lp = b . t

= 4 . 2

= 8

RA1 = RA2

RA1 = Ls + 1/2 . Lp

= 2 + 1/2 . 8

= 6

Dengan menggunakan persamaan (2.17) dan persamaan (2.18) :

C1 = RA . (1/2 . L) Ls . (1/3 . a + 1/2 . b) 1/2 . Lp . (1/4 . b)

= 6 . (1/2 . 8) 2 . (1/3 . 2 + 1/2 . 4) 1/2 . 8 . (1/4 . 4)

= 6 . 4 2 . 2,6667 4 . 1

= 24 5,3340 4

= 14,6666

C2 = 1/8 . h . L2

= 1/8 . h . 82

= 8 . h

C1 = C2 . h

h = 14,6666 / 8

= 1,8333

Perhitungan pembebanan pelat atap :

Perhitungan beban mati (DL) :

Berat sendiri pelat : 0,10 x 2400 = 240 kg/m2 Berat plafond dan penggantung = 50 kg/m2 = 290 kg/m2


24

CHAPTER 02

Perhitungan beban hidup (LL) :

Beban air hujan pada pelat atap = 100 kg/m2 Perhitungan beban kombinasi (Qu) :

Qu = 1,2 . DL + 1,6 . LL

= 1,2 . 290 + 1,6 . 100

= 348 + 160

= 508 kg/m2

Beban merata pada portal A A :

Berat bangun trapesium A A : 1 x 1,8333 x 508 = 931,32 kg/m1 Berat sendiri balok : 0,20 x (0,30 0,10) x 2400 = 96,00 kg/m1 = 1027,32 kg/m1

Contoh 2.2 :

Diketahui sebuah struktur dua lantai dengan denah seperti tergambar. Apabila data-data beban

yang bekerja pada struktur diketahui :

Berat air hujan pada pelat atap : 100 kg/m2 Tebal pelat atap : 10 cm Beban hunian kantor pada pelat lantai : 250 kg/m2 Tebal pelat lantai : 12 cm Berat plafond dan penggantung : 50 kg/m2 Tinggi dinding : 4 m Berat tegel : 24 kg/m2 Berat adukan : 21 kg/m2 Berat dinding : 250 kg/m2 Dimensi balok : 20 x 30 cm2 Hitunglah tinggi ekivalen (h) dan beban merata yang bekerja pada portal B B tersebut !

4.00 m

4.00 m

4.00 m4.00 m

A CB

A B CD D

E E

F FA CB

A B CD D

E E

F F

Gambar 2.13 Distribusi beban dari pelat ke balok


25

CHAPTER 02

B BO Gambar 2.14 Distribusi beban segitiga pada portal B B

Penyelesaian :

Perhitungan tinggi ekivalen (h) portal B - B :

Gambar 2.15 Pemerataan beban segitiga pada portal B B

Pemerataan bangun segitiga B1 O1 dan O2 B2 :

Ls = 1/2 . L . t

= 1/2 . 4 . 2

= 4

RB1 = RO1 = RO2 = RB2

= 1/2 . Ls

= 1/2 . 4

= 2

C1 = RB1 . (1/2 . L) 1/2 . Ls . (1/3 . t)

= 2 . (1/2 . 4) 1/2 . 4 . (1/3 . 2)

= 2,6667

C2 = 1/8 . h . L2

= 1/8 . h . 42

= 2 . h

C1 = C2 . h

h = 2,6667 / 2

= 1,3334


26

CHAPTER 02

Perhitungan pembebanan pelat atap :


Berat sendiri pelat : 0,10 x 2400 = 240 kg/m2 Berat plafond dan penggantung = 50 kg/m2 = 290 kg/m2


Beban air hujan = 100 kg/m2 Perhitungan beban kombinasi (Qu) :

Qu = 1,2 . DL + 1,6 . LL

= 1,2 . 290 + 1,6 . 100

= 348 + 160

= 508 kg/m2

Beban merata B O :

Berat bangun trapesium B1 O1 : 2 x 1,3334 x 508 = 1354,73 kg/m1 Berat sendiri balok : 0,20 x (0,30 0,10) x 2400 = 96,00 kg/m1 q1 = 1450,73 kg/m1

Beban merata O B :

Berat bangun trapesium O2 B2 : 2 x 1,3334 x 508 = 1354,73 kg/m1 Berat sendiri balok : 0,20 x (0,30 0,10) x 2400 = 96,00 kg/m1 q2 = 1450,73 kg/m1

Perhitungan pembebanan pelat lantai :


Berat sendiri pelat : 0,12 x 2400 = 288 kg/m2 Berat plafond dan penggantung = 50 kg/m2 Berat adukan = 21 kg/m2 Berat tegel = 24 kg/m2 = 383 kg/m2


Beban hunian kantor = 250 kg/m2 Perhitungan beban kombinasi (Qu) :

Qu = 1,2 . DL + 1,6 . LL

= 1,2 . 383 + 1,6 . 250

= 459 + 400

= 859 kg/m2

Beban merata B O :

Berat bangun trapesium B1 O1 : 2 x 1,3334 x 859 = 2290,78 kg/m1 Berat sendiri balok : 0,20 x (0,30 0,12) x 2400 = 86,40 kg/m1 Berat dinding di atas balok : 250 x 4 = 1000,00 kg/m1 q3 = 3377,18 kg/m1


27

CHAPTER 02

Beban merata O B :

Berat bangun trapesium O2 B2 : 2 x 1,3334 x 859 = 2290,78 kg/m1 Berat sendiri balok : 0,20 x (0,30 0,12) x 2400 = 86,40 kg/m1 Berat dinding di atas balok : 250 x 4 = 1000,00 kg/m1 q4 = 3377,18 kg/m1

B BO

q2 = 1450,73 kg/m1q1 = 1450,73 kg/m1

q3 = 3377,18 kg/m1 q4 = 3377,18 kg/m1

Gambar 2.16 Beban merata pada portal B B

analisis struktur i - 03

Documents