aplikasi komputer untuk analisa dan desain plat beton bertulang dengan metode portal ekivalen...
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
1/126
i
ABSTRAK
Kemampuan untuk menganalisa dan merancang struktur bangunan harus
dimiliki oleh setiap praktisi teknik sipil. Salah satu jenis struktur bangunan yangumum adalah struktur beton bertulang. Pelat adalah salah satu komponen utama padasuatu struktur bangunan beton bertulang disamping balok, kolom dan dinding. Pelatdapat dibedakan atas pelat satu arah dan pelat dua arah. Terdapat beberapa metodedalam perhitungan pelat dua arah dan pada SNI 03-2847-2002 serta pada peraturanACI 318-05 dijabarkan dua metode yaitu perhitungan dengan metode KoefisienMomen ( Direct Design Method ) dan metode Portal Ekivalen ( Equivalent FrameMethod ). Namun dalam perhitungan secara manual, membutuhkan banyak waktukarena bila struktur yang direncanakan memiliki kuantitas perhitungan yang besar.Untuk mengatasi masalah ini dapat dimanfaatkan kemapuan komputer yang dapatmelakukan perhitungan dengan jumlah besar dalam waktu yang singkat. Namun
aplikasi - aplikasi komputer yang ada dibandrol dengan harga yang sangat mahalserta sulit untuk didapat. Selain itu sering dikeluhkan kesulitan dalampengoperasiannya. Juga tidak dijabarkannya langkah langkah perhitungan padaanalisa yang dilakukan.
Untuk itu dibuat suatu aplikasi untuk menganalisa dan mendesain pelat betonbertulang dua arah yang diberi nama Program Portal Ekivalen. Metode perhitunganyang digunakan adalah metode Portal Ekivalen. Bahasa pemrograman yangdigunakan adalah Visual Basic 6.0. Program komputer Portal Ekivalen ini mampumelakukan analisa pelat beton bertulang dua arah tipe: tanpa balok, dengan balok,dan dengan balok tepi dengan metode Portal Ekivalen secara akurat. Programkomputer ini mudah digunakan karena menggunakan bahasa Indonesia serta juga
menggunakan peraturan peraturan baku yang digunakan di Indonesia. Selain ituProgram Portal Ekivalen menjadi solusi untuk mendapatkan aplikasi untukmenghitung pelat dua arah yang murah karena dibuat sendiri.
Hasil perhitungan berupa parameter kekakuan, momen penampangmaksimum, serta gaya geser pada muka kolom yang diperoleh dengan program PortalEkivalen sama dengan yang diperoleh dengan menghitung secara manual. Dari hasilperhitungan dengan menggunakan program Portal Ekivalen ternyata sama denganyang diperoleh dengan menghitung secara manual. Selain itu program Portal Ekivalenjuga memberikan hasil akhir berupa penulangan pelat serta gambar detail penulangandan hasil akhir yang diperoleh berupa momen rencana, penulangan, dan gambar detailpenulangan juga bisa dicetak lewat printer.
Kata kunci : pelat dua arah, program Portal Ekivalen, hasil perhitungan
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
2/126
ii
ABSTRACT
Ability to analyze and design the structure of a building must be possessed by
the every civil engineer subject. A prevalent type of the building structure is theconcrete structure. Plate is one of the main components of the concrete structurewhich arrange a structure besides the slab, column, and wall. Plate is consisting of theone way and two way slabs system. Theres some method in calculating the two wayslab system, and in the SNI 03-2847-2002 also ACI 318-05 theres two methods to befound, which is Direct Design Method and Equivalent Frame Method. But theres aplenty of time needed in manual analyze, because frequently a structure have a greatquantity to be analyze. To solve this problem we can use the ability of computer,which can easily calculate a large quantity of case in a short of time. But the softwarethat available are usually expensive also hard to find. For some applications therescomplaining about using the software neither the steps in analyzing that not detail.
So theres created an application for analyzing and designing concrete twoway slab called Program Portal Ekivalen. The method that been used is theEquivalent Frame Method. Visual Basic 6.0 been used as the language softwareprogram. This software is ease to use because its used the Indonesian language andalso used the standard rule that valid in here, also the analyze steps are perceptible.Also this program turns to be the solution for an application that cheap but alsoaccurate because its self made.
The result of the Portal Ekivalen Program is similar to the manual calculation.The result contains shear force in column, stiffness parameter, and maximum sectionmoment. Additionally the Portal Ekivalen Program gives the final result that consistsof plate reinforcement, and drawing detail of the reinforcement, also it can produce
the print out of the design moment, reinforcement, drawing detail of thereinforcement.
Key word: Two way slab, Portal Ekivalen Program, maximum section moment
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
3/126
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Tuhan Yesus Kristus, karena hanya
karena lewat berkat, bimbingan dan kasih yang diberikan-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan pembuatan skripsi ini.
Pembuatan skripsi ini adalah merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Sipil di Fakultas Teknik
Universitas Sam Ratulangi Manado. Skripsi ini adalah merupakan penerapan atau
aplikasi dari Ilmu Teknik Sipil yaitu berupa pembuatan program komputer dengan
judul APLIKASI KOMPUTER UNTUK ANALISA DAN DESAIN PLAT
BETON BERTULANG DENGAN METODE PORTAL EKIVALEN
MENGGUNAKAN PROGRAM VISUAL BASIC6.0.
Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini serta juga bisa menyelesaikan
perkuliahan di Fakultas Teknik Sipil ini atas bantuan dan dukungan dari berbagai
pihak, dan pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan
penghargaan sebesarnya kepada:
1. Banu Dwi Handono, ST, MT., selaku dosen pembimbing dalam
pembuatan skripsi ini
2. Prof. DR. Ir. Ellen J. Kumaat MSc, DEA., selaku Dekan Fakultas Teknik
Unsrat
3. DR. Ir. Fabian J. Manoppo, M.Agr., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Unsrat.
4. Ir. Mecky R. E. Manoppo, selaku Ketua Program Studi S1 Teknik Sipil
Fakultas Teknik Unsrat
5. Para dosen di Fakultas Teknik Jurusan Sipil Unsrat
6. Mami dan Papi tersayang atas segala kasih, doa, cinta, dan dukungannya
7. Kakak kakakku tercinta: Bu Yuven dan Bu Yupi yang selalu membantu
dan mendukungku
8. Mama Sayang (alm), cinta mama akan selalu dikenang
9. Keponakan keponakanku: Michiko, Yuriko, Mario, keluarga-
keluargaku: Akang Magda, Om Ape, Om Ungke, Om Yus, Om Eli, Nani
Nao, dan semua famili atas segala dukungannya
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
4/126
ii
10.Teman teman Angkatan 2001 Teknik Sipil Unsrat: Vicky D, Dede,
Oksan, Oland, Onal, Michael, Markus, Jamal, Vicky L, Hanny, Rifton,
Ari, Alfa, Efan, Jino, Cefen, Arthur T, Farly, Lisa, Dini, Pingkan, Ebin,
Linda, Odel, Fanly, Jimry, Audy, Naldo, Ai, Chan, Budi, Kute, Cali, Anto,
Acang, Faisal, Dicky, Felix, Titi, Alin, Olive C, Nela, Nini, Olive S, Nana
serta teman teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu,
terima kasih atas segala dukungan, kebersamaan dan persahabatannya
11.Anak anak Laboratorium Transportasi Fatek Unsrat : Vikry, Lucky, Ei,
Yuli, serta para pemain Trup : Deny, Roy, Rulan, Olan, Dape, Maikel,
Indra, Vicky, Herly, Swing, Dll
12.Indra dan Jotak as the members of The Three Great Man Affiliation.
Well be great forever
13.Sahabat sahabatku : Rensy, Mei, Bambang, Ribeng, Oal, Bobby, Aleng,
Jein, Oky, Lita
14.Someone there, terima kasih atas segala suka dan duka yang telah kita
lewati bersama. Youll never be forget.
15.Semua pihak yang telah berperan dalam persiapan, pelaksanaan serta
penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam skripsi ini
dikarenakan berbagai keterbatasan yang ada. Oleh karena itu berbagai masukan dan
saran yang membangun sangat diharapkan penulis sebagai bahan koreksi.
Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat serta kegunaan bagi kita
sekalian serta bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Tuhan memberkati.
Manado, April 2009
Penulis
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
5/126
iii
DAFTAR ISI
Kata Pengantar..........................................................................................................
Daftar Isi...................................................................................................................
Daftar Tabel..............................................................................................................
Daftar Gambar ..........................................................................................................
Daftar Notasi ............................................................................................................
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ...........................................................................................
1.2. Rumusan Masalah ......................................................................................1.3. Batasan Masalah.........................................................................................
1.4. Tujuan Penelitian........................................................................................
1.5. Manfaat Penelitian......................................................................................
II. LANDASAN TEORI
2.1. Pelat Sebagai Elemen Pembentuk Struktur .................................................
2.1.1. Struktur secara umum ........................................................................
2.1.2. Pelat ..................................................................................................
2.1.3. Pelat sistem satu arah dan dua arah ....................................................
2.1.4. Pelat dua arah ....................................................................................
2.2. Metode Analisa Pelat Dua Arah..................................................................
2.2.1. Metode perecanaan langsung (direct design method)..........................
2.2.2. Metode portal ekivalen (equivalent frame method).............................
2.3. Analisa Pelat Dua Arah Dengan Metode Portal Ekivalen............................
2.3.1. Syarat syarat perencanaan ...............................................................
2.3.2. Tebal pelat .........................................................................................
2.3.3. Mengecek kekuatan terhadap geser ....................................................
2.3.4. Menghitung parameter parameter kekakuan untuk perhitungan
analisa struktur dari portal ekivalen....................................................
2.3.5. Kombinasi pembebanan untuk beban mati dan beban hidup...............
2.3.6. Momen momen maksimum pada daerah tumpuan dan lapangan......
i
iii
vi
vii
ix
1
33
4
4
5
5
5
6
6
8
8
8
10
10
10
12
13
16
18
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
6/126
iv
2.3.7. Mendistribusikan momen momen tumpuan dan lapangan pada
jalur kolom dan jalur tengah...............................................................
2.3.8. Perhitungan penulangan lentur ...........................................................
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pembuatan Program ...................................................................................
3.1.1. Perlengkapan untuk pembuatan program............................................
3.1.2. Prosedur pembuatan program.............................................................
3.1.3. Garis besar isi program......................................................................
3.2. Algoritma...................................................................................................
3.2.1. Pelat tanpa balok................................................................................
3.2.2. Pelat dengan balok.............................................................................
3.2.3. Pelat dengan balok tepi ......................................................................
3.3. Diagram Alir ..............................................................................................
3.3.1. Pelat tanpa balok................................................................................
3.3.2. Pelat dengan balok.............................................................................
3.3.3. Pelat dengan balok tepi ......................................................................
IV. PROGRAM KOMPUTER
4.1. Penjelasan Program....................................................................................
4.1.1. Pelat tanpa balok................................................................................
4.1.2. Pelat dengan balok.............................................................................
4.1.3. Pelat dengan balok tepi ......................................................................
4.2. Validasi......................................................................................................
4.2.1. Perhitungan manual untuk pelat tanpa balok ................................ ......
4.2.2. Pehitungan dengan program untuk pelat tanpa balok..........................4.2.2.1.Input data.....................................................................................
4.2.2.2.Tebal pelat ...................................................................................
4.2.2.3.Parameter analisa struktur ............................................................
4.2.2.4.Perataan momen...........................................................................
4.2.2.5.Pembagian momen ke jalur pelat dan jalur kolom ........................
4.2.3. Perbandingan hasil perhitungan manual dan menggunakan program .
18
20
21
21
21
22
23
23
25
28
32
32
34
36
38
38
46
51
56
56
6868
68
69
69
70
71
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
7/126
v
4.3. Aplikasi Komputer .....................................................................................
4.3.1. Pelat dengan balok di antara tumpuan ................................................
4.3.1.1.Input data.....................................................................................
4.3.1.2.Tebal pelat ...................................................................................
4.3.1.3.Parameter analisa struktur ............................................................
4.3.1.4.Perataan momen...........................................................................
4.3.1.5.Pembagian momen ke jalur pelat dan jalur kolom ........................
4.3.1.6.Desain penulangan .......................................................................
4.3.1.7.Gambar ........................................................................................
4.3.2. Pelat dengan balok tepi ......................................................................
4.3.2.1.Input data.....................................................................................
4.3.2.2.Tebal pelat ...................................................................................
4.3.2.3.Parameter analisa struktur ............................................................
4.3.2.4.Perataan momen...........................................................................
4.3.2.5.Pembagian momen ke jalur pelat dan jalur kolom ........................
4.3.2.6.Desain penulangan .......................................................................
4.3.2.7.Gambar ........................................................................................
4.4. Pembahasan................................................................................................
4.4.1. Kelebihan Program ............................................................................
4.4.2. Kesulitan selama pembuatan program serta solusi yang dilakukan .....
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan ................................................................................................
5.2. Saran..........................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................
LAMPIRAN .............................................................................................................
72
72
72
72
73
73
74
74
75
76
76
76
77
77
78
78
79
79
79
80
81
81
82
83
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
8/126
vi
DAFTAR TABEL
Nomor Teks Halaman
Tebal Pelat Minimun Tanpa Balok Interior .............................
Persentase Momen Rencana Negatif Interior yang Ditahanoleh Jalur Kolom .....................................................................
Persentase Momen Rencana Negatif Eksterior yangDitahan oleh Jalur Kolom........................................................
Persentase Momen Rencana Positif yang Ditahan oleh Jalur
Kolom .....................................................................................
Perhitungan Two Cycle Moment...............................................
Hasil perhitungan secara manual dan dengan menggunakanprogram
1
2
3
4
5
6
11
19
19
19
64
71
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
9/126
vii
DAFTAR GAMBAR
Nomor Teks Halaman
Ilustrasi Komponen Pelat.......................................................
Rangka Ekivalen....................................................................
Komponen Pelat Dua Arah ....................................................
Ilustrasi Kolom Analogi.........................................................
Ilustrasi kondisi a...................................................................
Ilustrasi Kondisi b..................................................................
Ilustrasi Kondisi c..................................................................
Ilustrasi Kondisi d..................................................................
Ilustrasi Kondisi e..................................................................
Penempatan tulangan untuk pelat tanpa balok ........................
Form Menentukan tipe pelat ..................................................
Form Data Pelat Tanpa Balok ................................................
Form Tebal Pelat Tanpa Balok...............................................
Form Parameter Pelat Tanpa Balok........................................Form Perataan Momen Pelat Tanpa Balok .............................
Form Pembagian Momen Pelat Tanpa Balok .........................
Form Penulangan Pelat Tanpa Balok .....................................
Form Gambar Penempatan Tulangan Pelat Tanpa Balok........
Form Pengisian Data Pelat Dengan Balok..............................
Form Tebal Pelat Dengan Balok ..........................................
Form Parameter Pelat Dengan Balok ....................................
Form Perataan Momen Pelat Dengan Balok .........................
Form Pembagian Momen Pelat Dengan Balok ......................
Form Penulangan Pelat Dengan Balok ..................................
Form Gambar Penempatan Tulangan Pelat Dengan Balok .....
Form Data Pelat Dengan Balok Tepi .....................................
Form Tebal Pelat Dengan Balok Tepi ...................................
Form Parameter Pelat Dengan Balok Tepi ...........................
2.1
2.2
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
4.17.
4.18.
7
9
13
14
17
17
17
17
18
20
38
39
40
4142
43
44
45
46
47
48
48
49
50
51
52
53
53
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
10/126
viii
Form Perataan Momen Pelat Dengan Balok Tepi .................
Form Pembagian Momen Pelat Dengan Balok Tepi ...............
Form Penulangan Pelat Dengan Balok Tepi ..........................
Form Gambar Penempatan Tulangan Pelat Dengan Balok
Tepi .......................................................................................
Ilustrasi Portal Ekivalen .......................................................
Input Data Pelat Tanpa Balok.................................................
Tebal Pelat Tanpa Balok ........................................................
Parameter Kekakuan Pelat Tanpa Balok.................................
Perataan Momen Pelat Tanpa Balok.......................................
Pembagian Momen Pelat Tanpa Balok ...................................
Input Data Pelat Dengan Balok ..............................................
Tebal Pelat Dengan Balok ......................................................
Parameter Kekakuan Pelat Dengan Balok...............................
Perataan Momen Pelat Dengan Balok.....................................
Pembagian Momen Pelat Dengan Balok.................................
Penulangan Pelat Dengan Balok.............................................
Gambar Penempatan Tulangan Pelat Dengan Balok ...............Input Data Pelat Dengan Balok Tepi ......................................
Tebal Pelat Dengan Balok Tepi ..............................................
Parameter Kekakuan Pelat Dengan Balok Tepi.......................
Perataan Momen Pelat Dengan Balok Tepi.............................
Pembagian Momen Pelat Dengan Balok Tepi.........................
Penulangan Pelat Dengan Balok Tepi.....................................
Gambar Penempatan Tulangan Pelat Dengan Balok Tepi .......
4.19.
4.20.
4.21.
4.22.
4.23.
4.24.
4.25.
4.26.
4.27.
4.28.
4.29.
4.30.
4.31.
4.32.
4.33.
4.34.
4.35.4.36.
4.37.
4.38.
4.39.
4.40.
4.41.
4.42.
54
54
55
55
62
68
68
69
69
70
72
72
73
73
74
74
7575
76
77
77
78
78
79
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
11/126
ix
DAFTAR NOTASI
Ac = Luas penampang kritisAka = Luas kolom analogi
As = Luas tulangan perlu
b = Lebar balok/pelat
c = Faktor kekakuan
C = Elemen torsi
c1 = Lebar kolom yang searah pelat tinjauan
c2 = Lebar kolom yang tegak lurus pelat tinjauan
COF = Carry Over Factor (koefisien induksi)
DL = Dead load (beban mati)
E = Modulus elastisitas
Ecb = Modulus elastisitas balok beton
Ecs = Modulus elastisitas kolom beton
fc = Kuat karakteristik beton
FEM = Fixed End Momen (momen ujung)
fy = Kuat karakteristik baja
H = Tinggi kolom yang ditinjau
h = Tebal pelat dua arah
Ib = Inersia balok
Ibp = Inersia balok pelat
Ik = Inersia kolom
Ika = Inersia kolom analogi
Ip = Inersia pelatIp1 = Inersia pelat dalam kolom analogi
Ip2 = Inersia balok pelat dalam kolom analogi
Is = Inersia pelat
Kbp = Kekakuan balok pelat
Kk = Kekakuan kolom
Kke = Kekakuan kolom ekivalen
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
12/126
x
Kkea = Kekakuan kolom ekivalen atas
Kkeb = Kekakuan kolom ekivalen bawah
Kp = Kekakuan pelat
Kt* = Kekakuan torsi pelat dengan balok
L1 = Panjang bentang yang searah pelat yang ditinjau
L2 = Panjang bentang dalam arah tegak lurus pelat tinjauan
LL = Live Load (beban hidup)
ln = Bentang bersih dalam arah memanjang, diukur muka ke muka, dari
kolom untuk pelat tanpa balok dan dari balok untuk pelat dengan balok
M+maks = Momen positif maksimum
M-maks = Momen negatif maksimum
Mn = Momen nominal penampang
Mu = Momen ultimit (momen maksimum terfaktor pada penampang)
n = Jumlah tulangan
t = Tebal pelat
Vc = Kuat geser yang disumbangkan oleh beton
Vn = Kuat geser nominal penampang
Vs = Kuat geser yang disumbangkan oleh baja
Vu = Gaya geser maksimum pada daerah kritis
= Rasio kekakuan lentur penampang balok terhadap pelat
1 = dalam arah L1
c = Rasio kekakuan kolom terhadap gabungan kekakuan pelat dan balok
m = Nilai rata rata untuk semua balok pada tepi suatu panel pelat
= Rasio bentang panjang terhadap bentang pendek
= Adalah faktor reduksi kekuatan untuk geser (SNI 03-2847-2002)
= Koefisien distribusi
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
13/126
1
BAB. I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemampuan untuk menganalisa dan merancang struktur bangunan harus
dimiliki oleh setiap praktisi teknik sipil. Hal ini penting sebab menganalisa dan
merancang struktur bangunan adalah bagian dari ilmu teknik sipil yang sangat
mendasar dan utama. Disamping itu, saat ini kegiatan pembangunan fisik bangunan
sedang gencar dilakukan baik oleh pemerintah maupun oleh pihak swasta. Dan
tentunya yang paling memahami mengenai urusan mendirikan suatu struktur
bangunan adalah para insinyur teknik sipil.Struktur suatu bangunan secara umum tersusun dari komponen pelat, balok,
kolom dan dinding. Komponen komponen ini bekerja bersama sama membentuk
suatu bangunan, baik itu sebuah rumah sederhana sampai bangunan bertingkat
dengan massa dan volume yang besar. Terdapat beberapa jenis material yang dapat
menjadi bahan utama membentuk struktur bangunan, yang umum digunakan adalah :
baja, kayu, batu, dan beton. Khusus untuk beton biasanya ditambahkan material besi
atau baja sebagai bahan penguatan terhadap deformasi tarik maupun tekan yang
terjadi dan bisa juga ditambahkan kayu untuk bangunan semi permanen. Gabungan
beton dan besi atau baja disebut beton bertulang.
Pelat adalah salah satu komponen utama pada suatu struktur bangunan.
Bahkan pelat beton bertulang merupakan bagian yang mempergunakan material yang
paling besar dibandingkan dengan komponen lainnya pada suatu struktur bangunan.
Karena itu perencanaan yang baik terhadap komponen pelat sangat diperlukan agar
diperoleh suatu struktur bangunan yang kuat juga ekonomis.
Pelat beton bertulang merupakan suatu struktur kaku yang terbuat dari
material penyusun beton bertulang yang memliki dimensi tinggi jauh lebih kecil
dibandingkan dengan dimensi panjang maupun lebarnya. Ini menjadikan pelat
berbentuk bidang datar yang lebar. Pelat lantai dapat merupakan panel panel beton
bertulang dua atau satu arah saja, tergantung dari sistem strukturnya. Apabila nilai
perbandingan antara panjang dan lebar pelat tidak lebih dari 2, maka diketahui pelat
tersebut mengalami dampak lenturan dalam 2 arah baik arah panjang maupun lebar
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
14/126
2
akibat beban yang berlaku sehingga digunakan penulangan dalam dua arah. Namun
bila perbandingan sisi panjang terhadap sisi pendek yang saling tegak lurus lebih
besar dari 2, maka pelat dapat dianggap berkerja sebagai pelat satu arah, dengan
penulangan hanya dilakukan pada arah yang panjang saja.
Terdapat beberapa metode dalam perhitungan pelat dua arah dan pada SNI 03-
2847-2002 serta pada peraturan ACI 318-05 dijabarkan dua metode yaitu perhitungan
dengan metode Koefisien Momen ( Direct Design Method ) dan metode Portal
Ekivalen (Equivalent Frame Method). Metode metode ini umum digunakan dalam
perancanan struktur pelat beton bertulang.
Tapi dalam perhitungan secara manual untuk menghitung serta merencanakan
pelat dengan menggunakan metode metode tadi sering menghabiskan banyak waktu
karena seringkali suatu struktur yang direncanakan memiliki kuantitas perhitungan
yang besar. Untuk mengatasi masalah ini dapat dimanfaatkan kemampuan dari
komputer, yang dapat dengan mudah melakukan perhitungan dengan jumlah besar
dalam waktu yang singkat. Dewasa ini banyak praktisi teknik sipil yang mulai
memanfaatkan teknologi komputer untuk mempermudah serta mengefisiensi waktu
dalam melakukan perancangan berbagai bangunan sipil.
Saat ini telah tersedia berbagai macam aplikasi komputer untuk melakukan
berbagai perhitungan yang berhubungan dengan perancangan bangunan sipil
khususnya untuk merancang beton bertulang, yang semuanya adalah aplikasi
berbayar dan berlisensi dari luar negeri. Namun aplikasi - aplikasi tersebut umumnya
dibandrol dengan harga yang sangat mahal serta sulit untuk didapat. Dan pada
beberapa aplikasi berbayar yang ada, sering dikeluhkan kesulitan dalam
pengoperasiannya. Juga tidak dijabarkannya langkah langkah perhitungan pada
analisa yang dilakukan.
Dalam skripsi ini penulis membuat suatu aplikasi untuk menganalisa danmendesain pelat beton bertulang yang mengalami lenturan dalam dua arah. Metode
perhitungan yang digunakan adalah metode Portal Ekivalen. Bahasa pemrograman
yang digunakan adalah Visual Basic 6.0. Dipilih Visual Basic karena program ini
memiliki kemudahan dalam desain user interface (tampilan) serta memiliki fitur
(fasilitas) yang cukup untuk melakukan perhitungan matematis. Diharapkan aplikasi
ini dapat menjadi alternatif bagi perencanaan pelat beton bertulang khususnya pelat
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
15/126
3
dua arah, serta dapat menjadi alternatif untuk mengatasi berbagai masalah yang
dijabarkan di atas tadi.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam mendesain suatu pelat beton bertulang, khususnya pelat dua arah
secara manual seringkali ditemui masalah pada lamanya waktu yang diperlukan untuk
menyelesaikan perhitungan, apalagi bila desain dilakukan pada struktur dengan
kuantitas perhitungan yang besar. Bila mendesain dengan bantuan komputer dan
memakai aplikasi berbayar yang ada seringkali ditemui masalah pada mahalnya harga
dari suatu aplikasi asli serta rumitnya pengoperasian. Untuk mengatasi permasalahan
itu penulis mencoba membuat sendiri suatu aplikasi komputer untuk mendesain pelat
beton bertulang khususnya pelat dua arah dengan menggunakan bahasa pemrograman
Visual Basic 6.0 sehingga dapat diperoleh suatu aplikasi untuk desain pelat beton
bertulang yang mudah digunakan, murah, serta dapat dikembangkan lebih lanjut
sesuai kebutuhan.
Sehubungan dengan itu maka penulis mengadakan penelitian dan studi
terapan dengan judul Aplikasi Desain Beton Bertulang Pelat Dua Arah
Menggunakan Bahasa Pemrograman Visual Basic 6.0 dengan Metode Portal
Ekivalen .
1.3 Batasan Masalah
Batasan batasan masalah pada penyusunan skripsi ini adalah sebagai berikut
:
- Aplikasi yang dibuat ditekankan pada perhitungan momen yang terjadi pada
penampang pelat.
- Analisa dilakukan hanya meninjau pada portal dalam dan tidak meninjauportal tepi
- Beban yang ditinjau adalah beban akibat gravitasi dan tidak meninjau beban
beban lateral ( gempa, angin, dll )
- Bentang struktur menerus yang digunakan adalah 3 bentang tipikal yang
terdiri dari 2 bentang luar ( eksterior ) dan satu bentang dalam ( interior )
- Ukuran kolom serta balok diasumsikan memiliki dimensi yang seragam.
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
16/126
4
- Panjang bentang menerus seragam
- Jenis pelat dua arah yang ditinjau dalam skripsi ini adalah : pelat tanpa balok,
pelat dengan balok di antara tumpuan, dan pelat dengan balok tepi. Semuanya
dihitung dengan Metode Portal Ekivalen dengan memperhitungkan panjang
efektif bentang
- Dalam perencanan pelat dengan balok di antara tumpuan tidak dihitung
sampai pada perencanaan tulangan geser balok ( sengkang )
- Peraturan baku yang digunakan adalah peraturan pada SNI 03-2847-2002
serta ACI 318-05 serta untuk pembebanan diambil dari peraturan SNI 03-
1727-1989
1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu aplikasi komputer sederhana
dalam melakukan analisa serta desain pada pelat beton bertulang yang memikul
beban gravitasi dalam dua arah dengan menerapkan metode perhitungan Portal
Ekivalen.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah agar dapat diperoleh suatu aplikasi komputer
untuk melakukan analisa dan desain pelat beton bertulang yang murah serta mudah
dipahami sehingga dapat mempermudah serta mempercepat pekerjaan dalam
merancang suatu struktur bangunan.
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
17/126
5
BAB II.
LANDASAN TEORI
2.1 Pelat Sebagai Elemen Pembentuk Struktur
2.1.1 Struktur secara umum
Struktur dapat didefiniskan sebagai suatu bentuk fisik yang memiliki sifat
keseluruhan yang dapat dipahami sebagai suatu organisasi unsur-unsur pokok
yang ditempatkan dalam ruang didalamnya dimana karakter keseluruhan
mendominasi pada t iap bagian-bagiannya yang menyangkut ruang dan ukuran.
Pada dasarnya suatu struktur bangunan dirancang supaya berfungsi sebagai
suatu kesatuan secara keseluruhan untuk memikul beban baik yang bereaksi
secara vertikal maupun secara horisontal.
Struktur suatu bangunan secara umum tersusun dari komponen pelat, balok,
kolom dan dinding. Komponen komponen ini bekerja bersama sama membentuk
suatu bangunan, baik itu sebuah rumah sederhana sampai bangunan bertingkat
dengan massa dan volume yang besar
2.1.2 Pelat
Pelat adalah elemen horizontal yang mendukung beban mati maupun beban
hidup dan menyalurkannya ke rangka vertikal dari sistem struktur. Definisi lain
menyebutkan pelat adalah struktur datar kaku yang secara khas terbuat dari material
monolit yang dimensi tingginya lebih kecil dibandingkan dengan dimensi-
dimensi yang lain
Pelat dapat ditumpu diseluruh tepinya oleh dinding-dinding dan gelegar
atau hanya pada titik-titik tertentu oleh kolom-kolom. Adanya variasi kondisi
tumpuan menyebabkan pelat dapat digunakan untuk berbagai keadaan. Pelat
juga merupakan suatu bentuk elemen struktur yang berbentuk permukaan
bidang yang dapat melendut apabila mengalami pembebanan tertentu. Pelat
dapat digunakan dalam berbagai posisi secara horizontal, vertikal atau pada,
suatu kemiringan. Penerapan dimana pelat digunakan secara horizontal
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
18/126
6
adalah pada desain pelat lantai. Pelat menerima beban secara transversal pada
permukaannya dan mentrasfernya secara hor izontal pada tumpuan. Jika pelat
digunakan secara vertikal, elemen struktur biasanya memikul beban pada
bidangnya. Perilaku bentuk permukaan tersebut membuat elemen pelat datar
sangat berguna dalam situasi dimana diinginkan permukaan menutup suatu bangunan.
2.1.3 Pelat sistem satu arah dan dua arah
Berdasarkan perbandingan antara bentang yang panjang dan bentang
yang pendek, pelat dapat diklasifikasikan dalam pelat satu-arah dan pelat dua
arah. Pelat yang berdefleksi secara dominan dalam satu arah disebutpelat satu arah.
Disebut pelat satu arah karena diketahui bila pelat memenuhi syarat untuk pelat satu
arah yaitu bila perbandingan panjang bentang panjang dan bentang pendek dari pelat
tersebut lebih besar atau sama dengan 2 maka pelat tersebut dianggap hanya akan
mengalami lendutan dalam satu arah saja yaitu dalam arah yang panjang. Itu
dikarenakan lendutan yang terjadi dalam arah bentang pendek dari pelat sangat kecil
sehingga dapat diabaikan pengaruhnya. Sebaliknya bila perbandingan panjang
bentang panjang dan pendek suatu pelat lebih kecil dari 2 maka lendutan yang terjadi
cukup besar dalam kedua arah itu. Sehingga pelat disebut sebagai pelat dua arah.
Sebenarnya pada sistem pelat dua arah, mekanisme lendutan yang tejadi lebih
rumit tapi selalu melibatkan paling sedikit dua arah dari pelat tersebut.
Perbedaan nyata antara aksi struktural pelat dua arah dan satu arah adalah
dalam konteks desain. Ada beberapa situasi yang umumnya melibatkan pola tertentu
didalam sistem tumpuan yang digunakan yang sering menghasilkan keuntungan
(pada penggunaan material secara efisien) dalam menggunakan sistem dua arah
dibandingkan dengan sistem satu arah.
2.1.4 Pelat dua arah
Terdapat beberapa konsep dalam perhitungan untuk pelat dua arah,
dan yang umum digunakan adalah metode dengan Koefisien Momen ( Direct
Design Method ) dan metode Portal Ekivalen ( Equivalent Frame Method ). Satu
satunya perbedaan antara kedua metode ini terletak pada penentuan momen
longitudinal pada bentang portal kaku ekivalen. Metode desain langsung melibatkan
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
19/126
7
satu siklus distribusi momen, sementara motode portal ekivalen melibatkan beberapa
siklus distribusi momen normal. Momen desain yang diperoleh dari kedua metode
tersebut didistribusikan ke kolom dan jalur tengah dengan cara yang
sama(McCormac,2003).
Metode desain langsung dapat diterapkan jika batas kisaran maksimum
perbandingan beban hidup dan beban mati sebesar 2:1 dan perbandingan maksimum
panjang bentang longitudinal dan transversal juga sebesar 2:1. Selain itu, kolom
tidak boleh diletakkan menyimpang lebih jauh dari 10% panjang bentang terhadap
garis pusat jajaran kolom, baik pada arah longitudinal maupun transversal. Pada
metode portal ekivalen, batasan-batasan seperti ini tidak ada. Hal ini sangat
penting untuk diperhatikan karena banyak sekali sistem lantai yang tidak
memenuhi batasan-batasan yang telah disyaratkan dalam metode desain langsung.
Analisis dengan kedua metode ini akan menghasilkan momen yang hampir sama
besamya untuk pelat-pelat yang memenuhi batasan persyaratan untuk penerapan
metode desain langsung.
Gambar 2.1. Ilustrasi Komponen Pelat
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
20/126
8
2.2 Metode Analisa Pelat Dua Arah
2.2.1 Metode perencanaan langsung ( direct design method )
Metode perencanaan langsung melibatkan analisa distribusi momen siklus
tunggal dari struktur berdasarkan pada :
- Perkiraan kekakuan lentur pelat balok dan kolom
- Kekakuan torsi dan pelat dan balok (jika ada) trasversal terhadap arah momen
lentur yang akan ditentukan(McCormac,2003)
Pada perhitungan dengan menggunakan Metode Perencanaan Langsung,
sistem pelat yang ditinjau harus memenuhi batasan sebagai berikut:
Minimum harus ada tiga bentang menerus dalam masing-masing arah.
Panel pelat harus berbentuk persegi dengan perbandingan antara bentang
panjang terhadap bentang pendek diukur antara sumbu-ke-sumbu tumpuan,
tidak lebih dari 2.
Panjang bentang yang bersebelahan, diukur antara sumbu-ke-sumbu tumpuan,
dalam masing-masing arah tidak boleh berbeda lebih dari sepertiga bentang
terpanjang.
Posisi kolom boleh menyimpang maksimum sejauh 10% panjang bentang
(dalam arah penyimpangan) dari garis-garis yang menghubungkan sumbu-
sumbu kolom yang berdekatan.
Beban yang diperhitungkan hanyalah beban gravitasi dan terbagi merata pada
seluruh panel pelat. Beban hidup tidak boleh melebihi 2 kali beban mati.
Untuk suatu panel pelat dengan balok di antara tumpuan pada semua sisinya,
kekakuan relatif balok dalam dua arah yang tegak lurus, tidak boleh kurang
dari 0,2 dan tidak boleh lebih dari 5,0.
2.2.2 Metode portal ekivalen (Equivalent Frame Method)
Pada metode Portal Ekivalen, suatu konstruksi dianggap terdiri atas portal
portal yang ekivalen pada bidang bidang kolom memanjang maupun melintang, dan
masing masing portal terdiri atas deretan kolom kolom ekivalen dan jalur jalur
balok dan pelat. Metode portal ekivalen hanya melibatkan analisis elastik dari portal
struktur yang terdiri dari sebaris kolom ekivalen dan elemen - elemen pelat horizontal.
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
21/126
9
Masing masing pelat ini terdiri dari satu panel panjang dan lebar melintangnya sama
dengan jarak antara garis tengah panel di sebelah kiri kolom yang ditinjau ke garis
tengah panel sebelah kanan kolom.
Untuk beban vertikal, setiap lantai dan kolom-kolom yang terletak di atas
dan di bawahnya dianalisis secara terpisah. Untuk analisis seperti ini, ujung jauh
kolom dianggap sebagai jepit. Jika ada sejumlah besar panel, momen pada suatu
joint (sambungan) tertentu pada balok pelat dapat diperkirakan dengan cukup
tepat dengan mengasumsikan bahwa elemen tersebut dijepit pada dua panel yang
berdekatan. Penyederhanaan ini diperbolehkan karena beban vertikal pada sebuah
panel hanya berpengaruh besar terhadap gaya-gaya di panel tersebut dan di panel
yang berdekatan dengan kedua sisi panel yang ditinjau itu.
Untuk beban lateral, kita harus memperhitungkan portal ekivalen pada ke-
seluruhan tinggi bangunan, karena gaya-gaya pada batang tertentu dipengaruhi oleh
gaya-gaya lateral pada semua lantai di atas lantai yang ditinjau. Jika beban lateral
diperhitungkan, portal harus dianalisis terhadap gaya-gaya tersebut dan menggabung-
kan hasilnya dengan analisis yang dibuat untuk beban gravitasi.
Gambar 2.2. Rangka Ekivalen
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
22/126
10
2.3. Analisa Pelat Dua Arah Dengan Metode Portal Ekivalen
2.3.1 Syarat syarat perencanaan
Perencanaan sistem pelat dengan cara rangka ekivalen harus didasarkan pada
asumsi-asumsi sebagai berikut :
Struktur harus dianggap terdiri dari rangka-rangka ekivalen pada garis-garis
kolom yang diambil dalam arah longitudinal dan transversal bangunan.
Masing-masing rangka tediri dari sebaris kolom atau tumpuan dan lajur pelat-
balok, dibatasi dalam arah lateral oleh garis tengah panel pada masing-masing
sisi dari sumbu kolom atau tumpuan.
Kolom atau tumpuan dianggap dihubungkan pada lajur pelat-balok oleh
komponen puntir yang arahnya transversal terhadap arah bentang yangditinjau momennya dan memanjang hingga garis tengah panel-panel pada
masing-masing sisi kolom.
Rangka yang berdekatan dan sejajar terhadap suatu tepi dibatasi oleh tepi
tersebut dan garis tengah panel yang berada di dekatnya.
Setiap rangka ekivalen dapat dianalisis sebagai suatu kesatuan; sebagai
alternatif, untuk perhitungan akibat beban gravitasi, masing-masing lantai dan
atap dapat dianalisis secara terpisah dengan menganggap bahwa ujung-ujung
jauh dari kolom adalah terjepit.
Bila pelat-balok dianalisis secara terpisah, dalam menentukan momen pada
suatu tumpuan, dapat dianggap bahwa tumpuan jauh pada dua bentang
berikutnya adalah terjepit selama pelat-balok adalah menerus melewati
tumpuan jepit tersebut.
2.3.2 Tebal pelat
Pelat beton dua arah biarpun didesain tipis, tapi memiliki ketahanan momen
yang cukup besar. Tapi hal ini juga mengakibatkan defleksi yang cukup besar bila
terlalu tipis. Karena itu diperlukan suatu syarat ketebalan pelat minimum untuk
menghindari defleksi yang berlebihan.
Untuk pelat tanpa balok interior yang membentang di antara tumpuannya dan
mempunyai rasio bentang panjang terhadap bentang pendek tidak lebih dari 2, tebal
minimum dapat diambil dari Tabel 10 Peraturan SNI 03-2847-2002.
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
23/126
11
Sumber : Tabel 10. SNI 03-2847-2002
Nilai dari tabel di atas tidak boleh lebih kecil dari nilai berikut
1. Pelat tanpa penebalan, 120 mm
2. Pelat dengan penebalan, 100 mm
Untuk pelat dengan balok diantara kolomnya sepanjang sisi eksterior. Nilai
untuk balok sisi tidak boleh kurang dari 0,8. Dengan nilai adalah :
scs
bcb
IE
IE
Dimana : Ecb = modulus elastisitas balok beton
Ecs = modulus elastisitas kolom beton
Ib = Inersia balok
Is = Inersia pelat
Tebal minimum pelat dengan balok yang membentang diantara tumpuan pada
semua sisi digunakan batasan batasan sebagai berikut :
1. Untuk m 0,2, tebal minimum sama dengan pelat tanpa balok interior
yang membentang di antara tumpuan tumpuannya.
2. Untuk 0,2 2, tebal pelat tidak boleh kurang dari 9 cm atau :
936
)1500
8,0(
y
n
fl
h
Tanpa Penebalan Dengan Penebalan
Panel Luar Panel Dalam Panel Luar Panel DalamKekakuan
leleh fy
(Mpa) Tanpa balok
tepi
Dengan
balok tepi
Tanpa
balok tepi
Dengan
balok tepi
300 Ln/33 Ln/36 Ln/36 Ln/36 Ln/40 Ln/40
400 Ln/30 Ln/33 Ln/33 Ln/33 Ln/36 Ln/36
500 Ln/28 Ln/31 Ln/31 Ln/31 Ln/34 Ln/34
Tabel 1. Tebal Pelat Minimun Tanpa Balok Interior
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
24/126
12
Dimana :4
4321
m
= rasio bentang panjang terhadap bentang pendek
ln = bentang bersih dalam arah memanjang, diukur muka kemuka, dari kolom untuk pelat tanpa balok dan dari
balok untuk pelat dengan balok
Pada persamaan diatas digunakan untuk memperhitungkan pengaruh bentuk panel
pada defleksinya, sedang pangaruh balok dinyatakan denganm. Jika tidak ada balok
maka nilai m= 0.
2.3.3 Mengecek kekuatan terhadap geser
Akibat bekerjanya geser dalam kondisi aksi dua arah, dapat timbul retak
diagonal di sepanjang kerucut terpancung atau piramida imajiner di sekeliling
pertemuan kolom dengan pelat. Penampang kritis yang tegak lurus terhadap bidang
pelat dan terletak sedemikian rupa sehingga keliling penampang adalah bo, tapi tidak
lebih dekat dari terhadap keliling beban terpusat atau daerah reaksi atau perubahan
tebal pelat ke kepala kolom. Dengan sendirinya apabila tidak digunakan pertebalan
hanya ada satu penampang kritis untuk kondisi aksi dua arah.
nu VV
scn VVV
Dimana :
= 0,7adalah faktor reduksi kekuatan untuk geser (SNI 03-2847-2002)
Vs = Kekuatan geser yang disumbangkan oleh baja/besi
Vc = Kekuatan geser yang disumbankan oleh beton
Vu = Gaya geser maksimum pada daerah kritis
Bila tidak menggunakan tulangan geser, kuat geser nominal diambil nilai terkecil dari
tiga persamaan berikut :
1. ccc
c AfV
'
21
Dimana c adalah nilai banding sisi panjang terhadap sisi pendek kolom di daerah
beban terpusat atau reaksi gaya.
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
25/126
13
2. cco
cc Af
b
dV
'2
c = 40 untuk kolom interior
c = 30 untuk kolom tepi
c = 20 untuk kolom sudut
3. ccc AfV '3
1
Ac= luas penampang kritis
2.3.4 Menghitung parameter parameter kekakuan untuk perhitungan
analisa struktur dari portal ekivalen
Faktor kekakuan struktur perlu dicari untuk keperluan analisa struktur portal
ekivalen.
a. Nilai faktor kekakuan (c) dapat diambil sebesar 4 untuk analisa yang tidak
memperhitungkan panjang efektif bentang akibat adanya kolom. Tapi untuk
mendapatkan hasil perhitungan yang lebih akurat, harus memperhitungkan
panjang efektif bentang. Untuk itu faktor kekakuan (c) dapat diperoleh dengan
menggunakan tabel yang diberikan oleh ACI 318-77. Nilai faktor kekakuan
Gambar 2.3. Komponen Pelat Dua Arah
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
26/126
14
L1
t
c1/c2
2
1
pc IE
1
1
pc IE
Ln
Ip1
Ip2
L2
Pot A-A
Pot B-B
t
t
c1
A
A
B
B
c1
(c) ini selanjutnya dipakai dalam menentukan parameter parameter
kekakuan dari pelat.
b. Menentukan kekakuan pelat dan kekakuan balok pelat
Terdapat dua cara dalam menentukan kekakuan pelat dan kekakuan balok
pelat :
Menggunakan faktor kekakuan
Kp =1l
IEc p
Kbp =1l
IEcbp
E = modulus elastisitasc = faktor kekakuan pelat/balok pelat
Ip = Inersia pelat
Ibp = Inersia balok pelat
L1 = Panjang bentang yang searah pelat tinjauan
Menggunakan metode kolom analogi
Gambar 2.4. Ilustrasi Kolom Analogi
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
27/126
15
Kp =ka
L
ka IA
22 )(1 1
Kbp =ka
L
ka IA
22 )(1 1
Aka = 121
21
12
1c
IEL
IE pcn
pc
Ika =3
11
21
3
1
2
)()11
(12
11
12
1cL
IEIEL
IE pcpcpc
Aka = Luas kolom analogi
Ika = Inersia kolom analogi
c. Menentukan kekakuan kolom
Terdapat dua cara dalam menentukan kekakuan kolom
Menggunakan faktor kekakuan
Kk =H
IEc k
E = modulus elastisitas
c = faktor kekakuan kolom
Ik = Inersia kolom
H = Tinggi kolom yang ditinjau
Menggunakan metode kolom analogi
Kk = ))(
31(
2
2
tH
H
tH
IE kc
t = tebal pelat
d. Menentukan kekakuan torsi
)
)1(
9(
3
2
22
l
cl
CEKt
E = modulus elastisitas
C = elemen torsi = )3
)(63,01(3 yx
y
x
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
28/126
16
L2 = Panjang bentang dalam arah transversal pelat tinjauan
c2 = lebar kolom yang searah pelat tinjauan
Untuk pelat dengan balok :
t
p
bp
t KI
IK *
e. Menentukan kekakuan kolom ekivalen
)( kt
ktke
KK
KKK
f. Menentukan Koefisien induksi atau Carry Over Factor(COF)
Dapat diperoleh dengan menggunakan metode kolom analogi, dan dapat jugadiperoleh dari tabel ACI 318-77
COF =B
A
M
M
MA =ka
L
ka IA
22 )(1 1
MB =ka
L
ka IA
22 )(1 1
g. Menentukan faktor / koefisien distribusi
kep
p
pelatKK
K
kep
kekolom
KK
K
h. Menentukan momen primer atau Fixed End Momen(FEM)
Fix End Moment(FEM) tumpuan =2
1212
1LLqu
Momen Lapangan = )2
(8
1 212
kanankiriu
FEMFEMLLq
2.3.5 Kombinasi pembebanan untuk beban mati dan beban hidup
Dalam peraturan ACI pasal 13.7.6.3 diatur tentang kombinasi beban :
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
29/126
17
a. Jika besar beban hidup (LL) beban mati (DL) , maka beban mati (DL) +
beban hidup (LL) dipasang pada seluruh bentang
b. Untuk mendapatkan nilai M+maks pada bentang AB maka 0,75 LL dipasang
pada bentang AB dan CD
c. Untuk mendapatkan nilai (M-)maks pada tumpuan A maka 0,75 LL dipasang
pada daerah B, dan C dijepit
d. Untuk mendapatkan nilai (M+)maks pada bentang BC maka 0,75 LLdipasang pada bentang BC
DL + LL
DL + LL0,75 LL
0,75 LL
DL + LL0,75 LL
DL + LL0,75 LL
0,75 LL
A
A
A
A B C D
B C D
B C D
B C
Gambar 2.5. Ilustrasi kondisi a
Gambar 2.6. Ilustrasi Kondisi b
Gambar 2.7. Ilustrasi Kondisi c
Gambar 2.8. Ilustrasi Kondisi d
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
30/126
18
e. Untuk mendapatkan nilai M-maks pada tumpuan B maka 0,75 LL dipasang
pada bentang AB dan BC
Catatan :
1. Jika beban hidup ( LL ) beban mati ( DL ) maka keadaan a yang ditinjau
2. Jika beban hidup ( LL ) beban mati ( DL ) maka keadaan a sampai e yang
ditinjau
3. Kondisi pembebanan model b sampai e disebut pembebanan sistem papan
catur ( chess patern loading )
2.3.6 Momen momen maksimum pada daerah tumpuan dan lapangan
Terdapat beberapa cara untuk menghitung momen maksimum yang terjadi
pada struktur, salah satunya dengan Metode Two Cycle Momen Distribution. Pada
skripsi ini, penulis menggunakan metode tersebut untuk menghitung momen
maksimum yang terjadi pada struktur pelat dua arah. Penjelasan tentang metode ini
diberikan pada lampiran
2.3.7 Mendistribusikan momen tumpuan dan lapangan pada jalur kolom dan
jalur tengah
Peraturan ACI 318-05 maupun SNI 03-2847-2002 mensyaratkan bahwabagian dari momen rencana yang tidak ditahan oleh jalur kolom sebagaimana
dijelaskan sebelumnya, diterima oleh separuh dari jalur tengah. Jalur tengah
direncanakan untuk menahan momen total yang dibebankan pada dua separuh jalur
tengahnya. Pembagian momen rencana dicantumkan pada tabel berikut :
DL + LL0,75 LL
0,75 LL
A B C D
Gambar 2.9. Ilustrasi Kondisi e
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
31/126
19
Tabel 2. Persentase Momen Rencana Negatif Interior yang Ditahan oleh Jalur Kolom
1
2
l
l 0,5 1,0 2,0
01
21 l
l 75 75 75
11
21 l
l 90 75 45
Sumber : Tabel 13.6.4.1 ACI 318-05
Tabel 3. Persentase Momen Rencana Negatif Eksterior yang Ditahan oleh Jalur
Kolom
1
2
l
l 0,5 1,0 2,0
= 0 100 100 1000
1
21 l
l
2,5 75 75 75
= 0 100 100 1001
1
21 l
l
2,5 90 75 45
Sumber : Tabel 13.6.4.2 ACI 318-05
Tabel 4. Persentase Momen Rencana Positif yang Ditahan oleh Jalur Kolom
1
2
l
l 0,5 1,0 2,0
01
21 l
l 60 60 60
11
21 l
l 90 75 45
Sumber : Tabel 13.6.4.3 ACI 318-05
Untuk pelat dengan balok diantara tumpuan, momen jalur kolom harus
didistribusikan pada pelat dan balok. Peraturan SNI 03-2847-2002 mensyaratkan :
1. Balok diantara tumpuan harus direncanakan mampu memikul 85 % momen
lajurkolom bila 1(L2/L1) 1
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
32/126
20
2. Untuk nilai 1 (L2/L1) di antara satu dan nol, nilai momen lajur kolom yang
dipikul balok harus didapat dari interpolasi linier antara 85 % dan 0.
2.3.8. Perhitungan penulangan lentur
Untuk desain penulangan digunakan metode momen batas (ultimate limit
method)
MnMu
l. Menghitung luas tulangan perlu
bf
fAdfA
M
c
ys
ysu
'85,02
2. Menghitung jarak tulangan untuk lebar 100 cm- jarak antar tulangan minimum = 40 mm
- jarak antar tulangan maksimum = 250 mm
3. Menghitung jumlah tulangan
tulanganluas
perluluasn
4. Penempatan tulangan
Untuk detail penempatan tulangan diberikan pada SNI 03-2847-2002
Gambar 2.10. Penempatan tulangan untuk pelat tanpa balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
33/126
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
34/126
22
ETABS. Disamping itu disiapkan pula buku buku teks penunjang yang berhubungan
dengan pelat dan beton bertulang serta buku buku tentang Visual Basic.
2. Penulisan listing program
Dalam program yang dibuat terdapat tiga tipe pelat dua arah yang akan
dianalisa, dan ketiga tipe pelat tersebut memiliki kesamaan dalam proses analisanya,
hanya terdapat beberapa perbedaan pada perhitungan untuk pelat yang memiliki
balok. Karena itu dalam penulisan listing program, penulis membuat sampai selesai
listing program untuk satu tipe pelat dan selanjutnya untuk tipe yang lain tinggal
dilakukan perubahan yang sesuai. Dengan cara ini, pembuatan program menjadi lebih
mudah serta lebih cepat. Digunakan pula bantuan program Microsoft Excel untuk
memudahkan penulisan listing program yang banyak jumlahnya.
Dalam penulisan listing program diutamakan untuk menyelesaikan dulu
perhitungan matematis untuk analisa serta desain pelatnya. Selanjutnya untuk
mempercantik tampilan serta kemudahan penggunaan dilakukan setelah seluruh
listing untuk perhitungan selesai dibuat. Mempercantik tampilan program sebagian
juga dilakukan pada tahap penyelesaian akhir.
3. Pengujian program
Setelah listing program selesai dibuat, perlu dilakukan pengujian untuk
mengetahui apakah terdapat kesalahan pada program. Dengan cara menjalankan
program, bila ditemukan kesalahan maka dilakukan perbaikan dengan menelusuri isi
program untuk mencari kesalahan yang terjadi.
4. Penyelesaian akhir
Pada penyelesaian akhir dilakukan penambahan pada tampilan program serta
kemudahan penggunaan program. Setelah program yang dibuat telah selesai dan
disetujui oleh dosen pembimbing maka dilakukan compile yaitu proses perubahan
dari bentuk project pada Visual Basic menjadi aplikasi jadi yang dapat langsungdijalankan pada lingkungan Windows.
3.1.3. Garis besar isi program
Program untuk menghitung pelat dua arah yang dibuat secara garis besar
berisi:
1. Form untuk memilih jenis pelat dua arah yang akan dihitung
2. Form untuk memasukan data data awal struktur pelat yang akan dihitung.
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
35/126
23
3 Form untuk menentukan data tebal pelat yang akan digunakan
4. Form yang berisi hasil proses perhitungan yang terdiri dari :
a. Perhitungan untuk parameter kakakuan struktur yang ditinjau
b. Perhitungan untuk perataan momen untuk mencari momen maksimum pada
daerah tumpuan (momem negatif) dan daerah lapangan (momen positif).
c. Perhitungan untuk pembagian (distribusi) momen tumpuan dan lapangan ke
jalur kolom dan jalur pelat.
5. Form yang berisi hasil akhir berupa :
a. Momen rencana
b. Luas tulangan perlu
c. Ukuran besi dan jarak tulangan
d. Gambar penempatan tulangan
6. Outputprogram juga dapat berupa cetakan (print out) dari momen rencana serta
gambar tulangan
3.2 Algoritma
3.2.1 Pelat Tanpa Balok
Algoritma program untuk perhitungan pelat datar atau pelat tanpa balok yang
berdefleksi dalam dua arah :
1. Inputdata :
- dimensi pelat
- dimensi kolom
- mutu baja
- mutu beton
- beban hidup
2. Menentukan ketebalan pelat dengan estimasi tebal minimum dari tabel 1. Tebalpelat ditentukan harus lebih besar dari tebal minimum
3. Mengecek tebal pelat yang telah ditentukan terhadap gaya geser yang terjadi
pada pertemuan kolom dan pelat (geser pada muka kolom)
nu VV
scn VVV
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
36/126
24
1. ccc
c AfV
'
21
2. cco
c
c Afb
d
V
'2
c = 40 untuk kolom interior
c = 30 untuk kolom tepi
c = 20 untuk kolom sudut
3. ccc AfV '3
1
Vc diambil nilai terkecil dari 3 persamaan diatas.
4. Menghitung beban yang bekerjaa. Beban mati
Berat sendiri pelat = tebal pelat * 2400 kg/m
b. Beban hidup
Beban akibat penggunaan lantai (fungsi lantai)
c. Berat total dari beban mati dan beban hidup
Qu= 1,2 Beban Mati + 1,6 Beban Hidup
5. Menghitung parameter kakakuan struktur untuk keperluan analisa struktur
Untuk perhitungan kekakuan digunakan metode kolom analogi
a. Menentukan kekakuan pelat
Kp =ka
L
ka IA
22 )(1 1
b. Menentukan kekakuan kolom
Kk = ))(
31(
2
2
tH
H
tH
IE kc
c. Menentukan kekakuan torsi
Kt = )
)1(
9(
3
2
22
l
cl
CE
d. Menentukan kekakuan kolom ekivalen
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
37/126
25
Kke =)( kt
kt
KK
KK
e. Menentukan Koefisien induksi atau Carry Over Factor(COF)
COF =B
A
M
M
f. Menentukan faktor / koefisien distribusi
kep
pelatKK
Kp
kep
kekolom
KK
K
g. Menentukan momen primer atau Fixed End Momen (FEM)
Fix End Moment(FEM) tumpuan =2
1212
1LLqu
Momen Lapangan = )2
(8
1 212
kanankiriu
FEMFEMLLq
6. Melakukan perataan momen untuk mencari momen maksimum pada daerah
tumpuan dan lapangan. Perataan momen dilakukan dengan metode Two Cycle
Momen
7. Membagi (mendistribusi) momen maksimum pada tumpuan (momen negatif)
dan lapangan (momen positif) ke jalur kolom dan jalur tengah menggunakan
tabel 2, tabel 3, dan tabel 4
8. Menghitung momen rencana untuk keperluan desain penulangan
Mn< Mu
9. Menghitung luas tulangan perlu
10. Menghitung jarak tulangan untuk lebar 100 cm
11. Gambar penempatan tulanganJarak penempatan tulangan diberikan dalam Gambar 2.9
3.2.2 Pelat Dengan Balok
Algoritma program untuk perhitungan pelat dengan balok yang berdefleksi
dalam dua arah :
1. Input data :
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
38/126
26
- dimensi bentang pelat
- dimensi balok
- asumsi tebal pelat
- dimensi kolom
- mutu baja
- mutu beton
- beban hidup
2. Menentukan ketebalan pelat.
a. Untuk m 0,2, tebal minimum sama dengan pelat tanpa balok interior
yang membentang di antara tumpuan tumpuannya.
b. Untuk 0,2 2, tebal pelat tidak boleh kurang dari 9 cm atau :
936
)1500
8,0(
y
n
fl
h
44321
m
Tebal pelat ditentukan harus lebih besar dari tebal minimum
3. Menghitung beban yang bekerja
a. Beban mati
Berat sendiri pelat = tebal pelat * 2400 kg/m
Berat sendiri balok = tebal balok * 2400 kg/m
b. Beban hidup
Beban akibat penggunaan lantai (fungsi lantai)
c. Berat total dari beban mati dan beban hidup
Qu= 1,2 Beban Mati + 1,6 Beban Hidup
4. Menghitung parameter kekakuan struktur untuk keperluan analisa struktur
Untuk perhitungan parameter kekakuan digunakan metode kolom analogi
a. Menentukan kekakuan balok pelat
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
39/126
27
Kbp =ka
L
ka IA
22 )(1 1
b. Menentukan kekakuan kolom
Kk = ))(
31(
2
2
tH
H
tH
IE kc
c. Menentukan kekakuan torsi
Kt = )
)1(
9(
3
2
22
l
cl
CE
Kt* = tp
bpK
I
I
d. Menentukan kekakuan kolom ekivalen
Kke =)( kt
kt
KK
KK
e. Menentukan Koefisien induksi atau Carry Over Factor(COF)
COF =B
A
M
M
f. Menentukan faktor / koefisien distribusi
kebp
bp
pelatbalokKK
K
kebp
kekolom
KK
K
g. Menentukan momen primer atau Fixed End Momen (FEM)
Fix End Moment(FEM) tumpuan =2
12
12
1LLqu
Momen Lapangan = )2
(8
1 212
kanankiriu
FEMFEMLLq
6. Melakukan perataan momen untuk mencari momen maksimum pada daerah
tumpuan dan lapangan. Perataan momen dilakukan dengan metode Two Cycle
Momen
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
40/126
28
7. Membagi (mendistribusi) momen maksimum pada tumpuan (momen negatif)
dan lapangan (momen positif) ke jalur kolom dan jalur tengah menggunakan
tabel 2, tabel 3, dan tabel 4. Untuk jalur kolom harus diinterpolasi antara 0
sampai 85 % untuk mencari besar momen yang ditahan oleh balok.
8. Menghitung momen rencana untuk keperluan desain penulangan
Mn< Mu
9. Menghitung luas tulangan perlu
bf
fAdfA
M
c
ys
ysu
'85,02
Dalam hal ini, dimensi balok serta pelat telah diketahui
10. Menghitung jarak tulangan untuk lebar 100 cm berdasarkan ukuran tulanganyang dipilih dengan syarat :
- jarak antar tulangan minimum = 40 mm
- jarak antar tulangan maksimum = 250 mm
11. Menghitung jumlah tulangan yang diperlukan berdasarkan ukuran tulangan
yang dipilih
tulanganluas
perluluasn
12. Gambar penempatan tulangan
Jarak penempatan tulangan diberikan dalam Gambar 2.9
3.2.3 Pelat Dengan Balok Tepi
Algoritma program untuk perhitungan pelat dengan balok tepi yang
berdefleksi dalam dua arah :
1. Input data :- dimensi pelat
- dimensi balok tepi
- dimensi kolom
- mutu baja
- mutu beton
- beban hidup
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
41/126
29
2. Menentukan ketebalan pelat dengan estimasi tebal minimum dari tabel 1. Tebal
pelat ditentukan harus lebih besar dari tebal minimum
3. Mengecek tebal pelat yang telah ditentukan terhadap gaya geser yang terjadi
pada pertemuan kolom dan pelat (geser pada muka kolom)
nu VV
scn VVV
1. ccc
c AfV
'
21
2. cco
cc Af
b
dV
'2
c = 40 untuk kolom interior
3. ccc AfV '3
1
Vcdiambil nilai terkecil dari 3 persamaan diatas.
4. Menghitung beban yang bekerja
a. Beban mati
Berat sendiri pelat = tebal pelat * 2400 kg/m
b. Beban hidupBeban akibat penggunaan lantai (fungsi lantai)
c. Berat total dari beban mati dan beban hidup
Qu= 1,2 Beban Mati + 1,6 Beban Hidup
5. Menghitung parameter kakakuan struktur untuk keperluan analisa struktur
Untuk perhitungan kekakuan digunakan metode kolom analogi
a. Menentukan kekakuan pelat
Kp =ka
L
ka IA
22 )(1 1
b. Menentukan kekakuan kolom
Kk = ))(
31(
2
2
tH
H
tH
IE kc
c. Menentukan kekakuan torsi
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
42/126
30
Kt = )
)1(
9(
3
2
22
l
cl
CE
d. Menentukan kekakuan kolom ekivalen
Kke =)( kt
kt
KK
KK
e. Menentukan Koefisien induksi atau Carry Over Factor(COF)
COF =B
A
M
M
f. Menentukan faktor / koefisien distribusi
kep
p
pelatKK
K
kep
kekolom
KK
K
g. Menentukan momen primer atau Fixed End Momen(FEM)
Fix End Moment(FEM) =2
1212
1LLqu
Momen Lapangan = )
2
(
8
1 212
kanankiriu
FEMFEMLLq
6. Melakukan perataan momen untuk mencari momen maksimum pada daerah
tumpuan dan lapangan. Perataan momen dilakukan dengan metode Two Cycle
Momen
7. Membagi (mendistribusi) momen maksimum pada tumpuan (momen negatif)
dan lapangan (momen positif) ke jalur kolom dan jalur tengah menggunakan
tabel 2, tabel 3, dan tabel 4
8. Menghitung momen rencana untuk keperluan desain penulangan
Mn< Mu
9. Menghitung luas tulangan perlu
bf
fAdfA
M
c
ys
ysu
'85,02
Dalam hal ini, dimensi pelat telah diketahui
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
43/126
31
10. Menghitung jarak tulangan untuk lebar 100 cm berdasarkan ukuran tulangan
yang dipilih dengan syarat :
- jarak antar tulangan minimum = 40 mm
- jarak antar tulangan maksimum = 250 mm
11. Gambar penempatan tulangan
Jarak penempatan tulangan diberikan pada Gambar 2.9
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
44/126
32
Memilih Tipe Pelat:- Pelat Dengan Balok- Pelat Tanpa Balok- Pelat Dengan Balok Tepi
Pelat Tanpa Balok
Memasukan data data :- Panjang bentang arah X (L1)- Panjang bentang arah Y (L2)- Dimensi kolom
- Tinggi kolom atas- Tinggi kolom bawah- Mutu baja- Mutu beton
- Fungsi bangunan (beban hidup)
Menentukan tebal pelat
berdasarkan tebal minimum
Mengecek tebal pelat terhadap
gaya geser pada muka kolom
Tidak Tebal memenuhi syarat Ya
Perhitungan Parameter Kekakauan:- Kekakuan Pelat- Kekakuan Kolom- Kekakuan Torsi
- Kekakuan Kolom Ekivalen
3.3. Diagram Alir
3.3.1 Pelat tanpa balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
45/126
33
Perataan Momen denganMetodeTwo Cycle Momen
Beban Hidup > Beban Mati YaTidak
Tidak dilakukankombinasi beban
Dilakukankombinasi beban( Chess Pattern
Load)
Momen Maksimum Penampang
Membagi momen tumpuan dan lapangan ke
jalur kolom dan jalur tengah
Dipilih momenterbesar
Dipilih momenterbesar
Menentukan momen rencana jalur kolom dan pelat( Mn< Mu)
Diperoleh luas perlu tulangan
Cek syarat luas maksimum dan minimum
Jarak Tulangan
Gambar
Selesai
Pilih ukuran besi
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
46/126
34
Memilih Tipe Pelat:- Pelat Dengan Balok- Pelat Tanpa Balok- Pelat Dengan Balok Tepi
Pelat Dengan Balok
Memasukan data data :- Panjang bentang arah X (L1)- Panjang bentang arah Y (L2)- Dimensi balok- Tebal asumsi pelat- Dimensi kolom- Tinggi kolom atas- Tinggi kolom bawah- Mutu baja- Mutu beton
- Fungsi bangunan (beban hidup)
Menentukan tebal pelat
berdasarkan tebal minimum
Perhitungan Parameter Kekakuan:- Kekakuan Balok Pelat- Kekakuan Kolom- Kekakuan Torsi
- Kekakuan Kolom Ekivalen
- Perhitungan Koefisien distribusi
- PerhitunganCarry Over Factor
3.3.2 Pelat dengan balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
47/126
35
Perataan Momen denganMetodeTwo Cycle Momen
Beban Hidup > Beban Mati YaTidak
Tidak dilakukan
kombinasi beban
Dilakukankombinasi beban( Chess Pattern
Load)
Momen Maksimum Penampang
Membagi momen tumpuan dan lapangan ke
jalur kolom dan jalur tengah
Dipilih momen
terbesar
Dipilih momen
terbesar
Menentukan momen rencana jalur kolom dan pelat
( Mn< Mu)
Diperoleh luas perlu tulangan
Cek syarat luas maksimum dan minimum
Jarak Tulangan dan Jumlah Tulangan
Gambar
Selesai
Pilih ukuran besi
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
48/126
36
Memilih Tipe Pelat:- Pelat Dengan Balok
- Pelat Tanpa Balok- Pelat Dengan Balok Tepi
Pelat Dengan Balok Tepi
Memasukan data data :- Panjang bentang arah X (L1)- Panjang bentang arah Y (L2)- Dimensi balok tepi- Dimensi kolom- Tinggi kolom atas
- Tinggi kolom bawah- Mutu baja- Mutu beton- Fungsi bangunan (beban hidup)
Menentukan tebal pelat
berdasarkan tebal minimum
Mengecek tebal pelat terhadap
gaya geser pada muka kolom
Tidak Tebal memenuhi syarat Ya
Perhitungan Parameter Kekakauan:- Kekakuan Pelat- Kekakuan Kolom- Kekakuan Torsi- Kekakuan Kolom Ekivalen
Pehitungan Koefisien DistribusiPehitungan Carry Over Factor
3.3.3 Pelat dengan balok tepi
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
49/126
37
Perataan Momen denganMetodeTwo Cycle Momen
Beban Hidup > Beban Mati YaTidak
Tidak dilakukan
kombinasi beban
Dilakukankombinasi beban( Chess Pattern
Load)
Momen Maksimum Penampang
Membagi momen tumpuan dan lapangan ke
jalur kolom dan jalur tengah
Dipilih momen
terbesar
Dipilih momen
terbesar
Menentukan momen rencana jalur kolom dan pelat
( Mn< Mu)
Diperoleh luas perlu tulangan
Cek syarat luas maksimum dan minimum
Jarak Tulangan
Gambar
Selesai
Pilih ukuran besi
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
50/126
38
BAB IV.
PROGRAM KOMPUTER
4.1. Penjelasan Program
4.1.1 Pelat tanpa balok
Untuk jenis pelat dua arah tanpa balok pemakaian programnya sebagai berikut
:
1. Form menentukan tipe pelat dua arah
Form yang pertama ini untuk memilih jenis pelat yang akan dihitung yang
terdiri dari :
- Pelat dua arah tanpa balok
- Pelat dua arah dengan balok di antara tumpuan
- Pelat dua arah dengan balok tepi
Setelah memilih jenis pelat, klik pada tombol lanjut untuk melanjutkan. Jika
jenis pelat belum dipilih, maka tombol lanjut tidak bisa diakses.
2. Form pelat tanpa balok
Form untuk mengisi data data struktur yang akan dihitung yang terdiri dari :
- panjang bentang pelat
Gambar 4.1. Form Menentukan tipe pelat
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
51/126
39
- ukuran kolom
- tinggi kolom
-` mutu baja
- mutu beton
- fungsi lantai untuk menentukan beban hidup
Khusus untuk memilih fungsi lantai, tersedia combo box yang berisi daftar
fungsi fungsi lantai yang didapat dari SNI 03-1727-1989. Dengan memilih
salah satu fungsi lantai tadi maka akan muncul besar beban hidup yang terjadi
pada kotak di bawahnya. Pemakai program juga bisa menentukan sendiri nilai
beban hidup yang akan digunakan.
Setelah mengisi data data pada kotak yang sudah disediakan, klik pada
tombol lanjut untuk melanjutkan pada form berikutnya.
Jika data - data belum diisi, maka tombol lanjut tidak bisa diakses. Selain itu
bila pada pengisian data perbandingan panjang bentang yang lebih panjang
dan yang lebih pendek lebih besar atau sama dengan dari 2 yang adalah
Gambar 4.2. Form Data Pelat Tanpa Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
52/126
40
ukuran untuk pelat satu arah, maka saat diklik pada tombol lanjut akan
muncul pesan untuk mengganti panjang bentang dengan ukuran yang sesuai.
3. Form tebal pelat
Form ini adalah untuk menentukan tebal pelat. Tebal minimum untuk pelat
dua arah tanpa balok ditentukan lewat tabel dari SNI 03-2847-2002. Dimana
tebal minimum pelat dihitung berdasarkan mutu baja yang digunakan serta
panjang bentang efektif ( ln ).
Selanjutnya tebal pelat ditentukan pemakai program dengan melihat tebal
minimum pelat yang dapat digunakan.
Setelah mengisi data tebal pelat pada kotak yang sudah disediakan, klik pada
tombol cek terhadap geser untuk mengecek kemampuan pelat dengan tebalyang dipilih terhadap gaya geser pada pertemuan kolom dan pelat tanpa
menggunakan tulangan geser.
Bila pada perhitungan ternyata pelat mampu menahan gaya geser pada muka
kolom, maka akan muncul kotak pesan yang menyatakan pelat mampu
menahan geser pada muka kolom. Bila tidak maka akan muncul pesan
sebaliknya dan ukuran tebal pelat harus diganti dengan yang lebih besar.
Gambar 4.3. Form Tebal Pelat Tanpa Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
53/126
41
Pada form ini juga terdapat kotak yang berisi nilai dari beban hidup, beban
mati, dan beban total setelah dikalikan dengan faktor beban. Selain itu akan
muncul juga pesan yang berisi hasil perbandingan beban hidup dan beban
mati yang bila beban hidup lebih besar maka perlu dilakukan kombinasi beban
hidup untuk memperoleh momen lapangan maksimum, dan tidak perlu
dilakukan kombinasi beban bila beban mati yang lebih besar.
Seperti sebelumnya, pada form ini tombol lanjut tidak bisa diakses bila tebal
pelat belum memenuhi syarat geser kolom serta syarat tebal minimum pelat.
4. Form parameter untuk perhitungan mekanika teknik
Pada form ini ditampilkan nilai nilai dari parameter mekanika teknik
(analisa struktur) untuk bentang pelat yang ditinjau. Yang terdiri dari :
a. Parameter kekakuan :- Kekakuan pelat
- Kekakuan kolom : atas dan bawah
- Kekakuan torsi
- Kekakuan kolom ekivalen : atas dan bawah
b. Koefisien distribusi
c. Carry Over Factor ( koefisien induksi )
Gambar 4.4. Form Parameter Pelat Tanpa Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
54/126
42
5. Form perataan momen dengan metode two cycle moment
Form ini berisi proses perataan momen pada penampang pelat struktur
menerus untuk mendapatkan momen maksimum pada daerah tumpuan dan
lapangan. Untuk perataan momen digunakan metode Two Cycle Momen.
Pada form ini terdapat dua jenis pembebanan, yang pertama dimana beban
total terfaktor (1,6 beban hidup + 1,2 beban mati) dipasangkan pada sepanjang
bentang menerus. Yang kedua dilakukan kombinasi beban papan catur dimana
beban hidup dipasangkan berselang seling pada sepanjang bentang menerus
dan beban mati dipasangkan pada seluruh bentang. Kombinasi papan catur
dimaksudkan untuk mencari momen positif maksimum yang bisa terjadi.Sebab bila perbandingan beban hidup dan beban mati cukup besar, maka
perubahan momen positif pada bentang interior dapat mencapai 50 persen dari
yang diperoleh dengan cara beban didistribusikan merata ke seluruh bentang.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya pada form tebal pelat, kombinasi
beban akan dilakukan bila beban hidup > beban mati. Selanjutnya dari
Gambar 4.5. Form Perataan Momen Pelat Tanpa Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
55/126
43
kombinasi kombinasi beban ini dilihat momen terbesar yang selanjutnya
akan dibagi ke jalur pelat dan jalur kolom.
6. Form pembagian momen pada jalur kolom dan jalur pelat
Form ini berisi penyaluran momen tumpuan dan lapangan maksimum yang
diperoleh dari proses perataan momen ke jalur kolom dan jalur tengah dari
pelat. Terdapat 3 tabel untuk proporsi pembagian momen yang diberikan oleh
SNI 03-2847-2002 .
Tabel tabel itu terdiri dari:
- tabel momen negatif eksterior (momen tumpuan luar)
- tabel momen negatif interior (momen tumpuan dalam)
- tabel momen positif (momen lapangan)
Selanjutnya klik pada tombol Penulangan untuk melanjutkan ke proses
penulangan pelat.
7. Form penulangan pelat
Pada form ini dilakukan proses desain penulangan. Penulangan pelatdilakukan dengan prinsip momen batas (ultimate limit) serta menganggap
pelat sebagai balok bertulang dengan lebar 100 cm.
Sebelumnya momen momen pada jalur kolom dan jalur pelat dibagi dengan
faktor keamanan atau faktor reduksi kekuatan penampang untuk mendapat
momen rencana yang akan digunakan.
Gambar 4.6. Form Pembagian Momen Pelat Tanpa Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
56/126
44
Setelah diperoleh momen rencana, dicari luas tulangan yang diperlukan dan
selanjutnya luas yang didapat dikontrol dengan luas tulangan minimum dan
maksimum yang diizinkan.
Bila luas tulangan izin minimum lebih besar dari luar tulangan yang
diperlukan, maka digunakan luas tulangan minimum sebagai luas tulangan
rencana. Bila luas tulangan izin maksimum lebih kecil dari tulangan perlu,
maka penampang pelat harus diubah artinya harus kembali melakukan
perhitungan mulai dari perubahan tebal pelat.
Setelah didapat luas tulangan rencana, dapat dilakukan desain ukuran besi
yang akan dipakai. Disini disediakan combo boxyang berisi ukuran ukuran
besi yang sering digunakan pada perencanaan penulangan.Setelah ukuran besi dipilih maka akan muncul jarak tulangan yang akan
dipakai untuk ukuran lebar 100 cm. Untuk pemilihan besi sebaiknya bila
memungkinkan digunakan besi dengan ukuran yang sama untuk semua lokasi
serta dipilih besi yang menghasilkan jarak tulangan maksimal. Hal ini agar
memudahkan pada pekerjaan pemasangan besi nantinya.
Gambar 4.7. Form Penulangan Pelat Tanpa Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
57/126
45
Setelah ukuran besi dan jarak besi diketahui, dapat dilanjutkan ke gambar
penempatan tulangan dengan menekan pada tombol gambar.
Pada form ini terdapat fasilitas pencetakan lewat printer yang dapat
digunakan untuk mencetak form ini bila diinginkan oleh pengguna program.
8. Form gambar penempatan tulangan
Ini adalah form terakhir untuk tipe pelat tanpa balok. Pada form ini diberikan
gambar penempatan tulangan untuk daerah tumpuan dan lapangan serta pada
jalur kolom dan jalur tengah. Syarat dan Acuan untuk penempatan tulangan
didasarkan pada cara yang diberikan dalam SNI 03-2847-2002.
Form ini juga dapat dicetak lewat printer
Gambar 4.8. Form Gambar Penempatan Tulangan Pelat Tanpa Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
58/126
46
4.1.2 Pelat dengan balok
Untuk jenis pelat dua arah tanpa balok pemakaian program sebagai berikut:
1. Form pelat tanpa balok
Form untuk mengisi data data struktur yang akan dihitung yang terdiri dari :
- panjang bentang pelat
- tebal asumsi pelat
- dimensi balok
- ukuran kolom
- tinggi kolom
-` mutu baja
- mutu beton
- fungsi lantai untuk menentukan beban hidup
Sama seperti pada tipe pelat tanpa balok, khusus untuk memilih fungsi lantai
tersedia combo box yang berisi daftar fungsi fungsi lantai yang didapat dari
SNI 03-1727-1989.
2. Form tebal pelat
Form ini adalah untuk menentukan tebal pelat untuk pelat dengan balok
diantara tumpuan.
Gambar 4.9. Form Pengisian Data Pelat Dengan Balok
-
7/22/2019 Aplikasi Komputer Untuk Analisa Dan Desain Plat Beton Bertulang Dengan Metode Portal Ekivalen Menggunakan P
59/126
47
Tebal pelat minimum ditentukan dengan menggunakan persamaan yang
diberikan pada SNI 03-2847-2002. Dengan mengacu pada nilai dari m serta
dari pelat pada bagian sudut struktur.
Selanjutnya tebal pelat ditentukan pemakai program dengan melihat tebal
minimum pelat yang dapat digunakan.
Setelah mengisi data tebal pelat pada kotak yang sudah disediakan, klik pada
tombol Qu untuk menghitung nilai dari beban hidup, beban mati, dan beban
total setelah dikalikan dengan faktor beban. Selain itu akan muncul juga pes