bab 4 skripsi

BAB IV-37

BAB IV

ANALISA STRUKTUR

4.1 Tinjauan Umum

Sebagai calon engineer sipil, seorang mahasiswa harus dapat

merencanakan dan menghitung suatu struktur baik beton, baja maupun kayu.

Banyak aspek yang perlu dipertimbangkan dalam merncanakan suatu struktur

bangunan, antara lain : kekuatan struktur, kesulitan pekerjaan, tersedianya

material dan alat ,waktu pekerjaan, serta biaya pelaksanaan, harus teliti dalam

menghitung perencanaan struktur agar nantinya bangunan aman dalam menerima

pembebanan.

Pada bagian ini akan dibahas dan ditinjau masalah hitungan perencanaan

elemen struktur yaitu pelat. Dimanna hasil perhitungan akan dibandingkan dengan

hasil pelaksanaan dilapangan. Dari hasil pebandingan ini kemudian dilakukan

pembahasan sesuai dengan kondisi proyek.

4.2 Dasar Perencanaan

Sebagai dasr perencanaan digunakan standar tata cara yang berlaku di

indonesia,antara lain :

a. Tata cara perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

(SNI 03-2847-2002)

b. Tata cara perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung

(SNI 03-1729-2002)

c. Tata cara perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung

(SNI 03-1726-2002)

STT NUSA PUTRA

BAB IV-38

4.3 Metode Perhitungan Pelat

Metode yang digunakan dalam analisis pelat beton bertulang di indonesia

adalah sebagai berikut :

a. Beban tersendiri dari beban hidup dan beban mati.

b. Asumsi perletakan adalah tertumpu bebas pada tumpuan tepi.

c. Analisis struktur sesuai tabel dan grafik gideon H kusuma.

d. Analisis beton bertulang sesuai SNI 03-2847-2002.

4.4 Perhitungan Pelat

Struktur pelat seluruhnya menggunakan beton konvensional dengan

material bahan menggunakan beton fc’ = 30 Mpa, dan baja untuk tulangan utama

menggunakan fy = 400 Mpa.

Pemilihan tipe pelat dibedakan menurut bentang dan lebarnya,

perencanaan pelat diasumsikan sama dari lantai 1 sampai 3 karena dan fungsinya

ssecara umum hampir sama sedangkan pelat atap dibedakan dan tersendiri. Pada

perencanaan tulangan pelat lantai tumpuan disekelilingi pelat terdiri 1 tipe yaitu

terjepit, hal tersebut disebabkan pelat lantai ataupun atap di asumsikan minolit

dengan balok induk dan balok anak.

Pada perencanaan pembangunan Ruko 3 ½ lantai danalaga sukabumi,

perhitungan pelat lantai terdiri dari beberapa tipe, salah satu diantaranya dapat

dilihat pada skema pelat dibawah ini :

5 meter

2,75 meter

Gambar 4.1 Skema Pelat Atap

STT NUSA PUTRA

BAB IV-39

5 meter

9 meter

Gambar 4.2 Skema Pelat Lantai 1,2,3

4.5 Langkah-Langkah Perencanaan Pelat

1) Menentukan syarat-syarat batas dan bentangannya

2) Menentukan tebal pelat

3) Hitung beban yang bekerja pada pelat,berupa beban mati dan beban hidup

4) Hitung momen-momen yang menentukan

5) Mencari tulangan pelat

4.6 Pelat Atap

4.6.1 Penentuan Perencanaan Tebal Pelat Atap

Data perencanaan :

1) Tipe pelat : 5 meter x 2,75 meter

2) Mutu beton (f’c) : 30 Mpa

3) Mutu Baja (fy) : 400 Mpa

4) Diameter tulangan : 10 mm

STT NUSA PUTRA

BAB IV-40

4.6.2 Perencanaan tulangan balok

4.6.2.1 Balok induk

1) Tinggi : h=115×bentang= 1

15×5000=333,3mm=333mm ≤ 350

mm

2) Lebar balok :

b=23×h=2

3×333=222mm≥200mm di perencanaan

4.6.2.2 Balok anak

1) Tinggi :

h= 115×bentang= 1

15×2500=166,67mm≤300mm

2) Lebar :

b=23×166,67=111,1mm=111mm≤200mm

4.6.3 Perencanaan Tebal Pelat Atap

Penentuan tebal pelat berdasarkan SNI 03-2847-2002 adalah sebagai

berikut :

hmin=λn (0.8− f y

1500 )36+9 β

hmax=λn(0.8− f y

1500 )36

dimana :

β= lxly

STT NUSA PUTRA

ly = 5000 mm

lx = 2750 mm

BAB IV-41

Perhitungan h minimum dan h maksimum

2,75 meter

5 meter

β= lylx

=50002750

=1,818≤2 ( two way slab )

a) Perhitungan h minimum


1500 )36+9 β

hmin=5000 (0.8− 300

1500 )36+9 (1,818 )

=57,29mm≤100mm

b) Perhitungan h maksimum

hmax=5000 (0.8− 300

1500 )36

=83,33mm≤100mm

jadi, tebal pelat atap yang di ambil adalah 100 mm

STT NUSA PUTRA

BAB IV-42

4.6.4 Perhitungan Beban Pelat Atap

4.6.4.1 Beban Mati

1) Beban sendiri pelat = 0,10 x 2400 = 240 kg/m2

2) Adukan semen (2 cm) = 0,02 x 2100 = 42 kg/m2

3) Lapisan aspal (2 cm) = 0,02 x 1400 = 28 kg/m2

4) Plafon dan penggantung = 18 kg/m2

5) Air genangan hujan (5cm) = 5 kg/m 2

Total = 333 kg/m2

4.6.4.2 Beban Hidup

Sesuai dengan SNI 2002 adalah 100 kg/m2

4.6.4.3 Kuat perlu

Sesuai dengan SNI 2002 adalah :

Maka Wu = 1,2WD + 1,6 WL = 1,2 (333) + 1,6 (100) = 559,6kg/m 2 =

5,596 kN/m2 atau 0,5596 t/m2

4.6.5 Pembatasan Tulangan Pelat Atap

ρmin=1,4fy

= 1,4400

=0,0035

ρb=0,85. β . fcfy

+ 600600+ fy

=¿

ρb=0,85.1,818 .30400

+ 600600+400

=0,716

ρmax=0,75. ρb

STT NUSA PUTRA

BAB IV-43

ρmax=0,75.0,716=0,537

4.6.6 Perhitungan Momen Pelat Atap

Pada kasus ini pelat yang ditinjau merupakan tumpuan jepit. Tebal

minimum didapat 100 mm dari Tabel 14. Tabel Minimum Pelat tanpa Balok

Interior (SNI 03-2847-2002). Momen pelat dihitung berdasarkan harga

perbandingan Ly /Lx dan interpolasi koefisien-koefisien pengali pada tabel

perhitungan beton bertulang (Gideon H Kusuma, hal 90) :

1) Momen lapangan arah x (Mlx)

Mlx=0,001.qu . lx2 . X

Mlx=0,001×0,5596×52×54=0,756 tm

2) Momen lapangan arah y (Mly)

Mly=0,001.qu . lx2 . X

Mly=0,001×0,5596×52×17=0,2378tm

3) Momen tumpuan arah x (Mtx)

Mtx=0,001.qu . lx2 . X

Mtx=0,001×0,5596×52×82=1,147 tm

4) Momen tumpuan arah y (Mty)

Mty=0,001.qu . lx2 . X

Mty=0,001×0,5596×52×53=0,741 tm

STT NUSA PUTRA

BAB IV-44

4.6.7 Perhitungan Penulangan Pelat Atap

1) Tebal pelat (h) = 100 mm

2) Penutup beton (p) = 20 mm

a) Kontruksi terlindung p = 20 mm

b) Kontruksi tak terlindung p = 40 mm

3) Diameter tulangan utama arah x dan arah y rencana ∅ = 10 mm

Tinggi efektif kontruksi terlindung

Tinggi efektif arah x

(dx )=h−p−0,5×∅

(dx )=100−20−0,5×10=75mm

Tinggi efektif arah y

(dy )=h−p−∅−0,5×∅

(dy )=100−20−10−0,5×10=65mm

Tinggi efektif kontruksi tak terlindung


(dx )=h−p−0,5×∅

(dx )=100−40−0,5×10=55mm


(dy )=h−p−∅−0,5×∅

(dy )=100−40−10−0,5×10=45mm

STT NUSA PUTRA

BAB IV-45

A. Tulangan Lapangan Arah X Pelat Atap

b = 1000 mm ; dx = 75 mm

Mu = Mlx = 0,756 tm = 0,756.107 Nmm

Mn=Mu∅

=0,756.107

0,8=0,945.107Nmm

Rn= Mnb .d2=

0,945 .107

1000 .752 =1,68

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .1,68

400 )=0,0043

ρ< ρmax = digunakan tulangan tunggal

ρ> ρmin = digunakan ρ= 0,0043

As perlu=0,0043.b .d=0,0043.1000 .75=322,5mm2

n tulangan= As perlu14. π .d2

= 322,514. π .102

=4,108≈5buah

jarak tulangan=s=10005

=200mm

Dipakai tulangan D 10 – 200

Asada=0,25.π .102 .1000200

=392,5mm2>352,5mm2(memenuhi syarat)

STT NUSA PUTRA

BAB IV-46

Kontrol kekuatan pelat atap :

S aktual = 200mm∅ 10mm sesuai tabel cur adalah 393mm2

a= S aktual× fy0,85×fc×1000

= 393×4000,85×30×1000

=6,165

Mn=393×400×(75−( 12×6,165))×10−7=1,1305 tm

Syarat kekuatan ∅Mn≥Mu

0,8×1,1305≥0,756

0,9044 tm≥0,756 tm (Jadi memenuhi syarat kekuatan)

B. Tulangan Lapangan Arah Y Pelat Atap

b = 1000 mm ; dx = 65 mm

Mu = Mly = 0,2378 tm = 0,2378.107 Nmm

Mn=Mu∅

=0,2378 .107

0,8=0,2973.107Nmm

Rn= Mnb.d2=

0,2973 .107

1000 .652 =0,70367

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

STT NUSA PUTRA

BAB IV-47

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .0,70367

400 )=0,00178


ρ< ρmin = digunakan ρmin= 0,0035

As perlu=0,0035 . b . d=0,0035 .1000 .65=227,5mm2


= 227,514. π .102

=2,9<4buah


=250mm


Asada=0,25.π .102 .1000250

=314mm2>227,5mm2(memenuhi syarat)


S aktual = 250mm∅ 10mm sesuai tabel cur adalah 314


= 314×4000,85×30×1000

=4,941

Mn=314×400×(65−( 12×4,941))×10−7=0,785 tm


0,8×0,785≥0,2378


STT NUSA PUTRA

BAB IV-48

C. Tulangan Tumpuan Arah X Pelat Atap

b = 1000 mm ; dx = 75 mm

Mu = Mtx = 1,147 tm =1,147.107 Nmm

Mn=Mu∅

=1,147 .107

0,8=1,43 .107 Nmm

Rn= Mnb .d2=

1,43 .107

1000 .752 =2,54

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .2,54

400 )=0,0067



As perlu=0,0055 . b . d=0,0067 .1000 .75=502,5mm2


= 502,514. π .102

=6,401≈6,5buah

jarak tulangan=s=10006,5

=153,846mm>150mm


STT NUSA PUTRA

BAB IV-49

Asada=0,25.π .102 .1000150



S aktual = 150mm∅ 10mm sesuai dengan buku cur adalah 524


= 524×4000,85×30×1000

=8,2196

Mn=524×400×(75−(12×8,2196))×10−7=1,486 tm


0,8×1,486≥1,147


D. Tulangan Tumpuan Arah Y Pelat Atap

b = 1000 mm ; dx = 65 mm

Mu = Mty = 0,741tm = 0,741.107 Nmm

Mn=Mu∅

=0,741.107

0,8=0,926 .107Nmm

Rn= Mnb .d2=

0,926 .107

1000 .652 =2,19

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

STT NUSA PUTRA

BAB IV-50

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .2,19

400 )=¿0,0057



As perlu=0,0057 . b . d=0,0057 .1000 .65=370,5mm2


= 370,514. π .102

=4,72≈5buah


=200mm


Asada=0,25.π .102 .1000200



S aktual = 200mm∅ 10mm sesuai dengan buku cur adalah 393


= 393×4000,85×30×1000

=6,1647

Mn=393×400×(65−( 12×6,1647))×10−7=0,973tm


0,8×0,9733≥0,741

0,7787 tm≥0,741 t m (Jadi memenuhi syarat kekuatan)

STT NUSA PUTRA

BAB IV-51

4.7 Pelat Lantai

4.7.1 Perencanaan Tebal Pelat Lantai

Data perencanaan :

1) Tipe pelat : 4,5 meter x 2,5 meter

2) Mutu beton (f’c) : 30 Mpa

3) Mutu Baja (fy) : 400 Mpa

4) Diameter tulangan : 10 mm

5) Tebal pelat lantai : 120 mm

6) Tebal keramik : 20 mm

7) Tebal spesi : 20 mm

8) Berat jenis beton : 2,4 t/m3

9) Berat jenis pasir : 1,6 t/m3

10) Berat jenis spesi : 2,1 t/m3

4.7.2 Perencanaan Tulangan Balok Pelat Lantai

4.7.2.1 Balok induk

1) Tinggi : h=115×bentang= 1

15×5000=333,3mm=333mm ≤ 400

mm

2) Lebar balok :

b=23×h=2

3×333=222mm≥200mm di perencanaan

4.7.2.2 Balok Anak

1) Tinggi :

h= 115×bentang= 1

15×2500=166,67mm≤300mm

2) Lebar :

STT NUSA PUTRA

ly = 4500 mm

lx = 2500 mm

BAB IV-52

b=23×166,67=111,1mm=111mm≤200mm

4.7.3 Perhitungan Tebal Pelat Lantai

Penentuan tebal pelat berdasarkan SNI 03-2847-2002 adalah sebagai

berikut :


1500 )36+9 β

hmax=λn(0.8− f y

1500 )36

dimana :

β= lxly

Perhitungan h minimum dan h maksimum

2,5 meter

4,5 meter

β= lylx

=45002500

=1,8≤2 ( twoway slab )

a) Perhitungan h minimum

STT NUSA PUTRA

BAB IV-53


1500 )36+9 β

hmin=4500(0.8− 300

1500 )36+9 (1,8 )

=51,72mm≤120mm

b) Perhitungan h maksimum

hmax=4500(0.8− 300

1500 )36

=75mm≤120mm

jadi, tebal pelat lantai yang di ambil adalah 120 mm, karena pelat lantai

mungkin akan mendapat beban lebih besar dari pelat atap.

4.7.4 Perhitungan Beban Pelat Lantai

4.7.4.1 Beban Mati

1) Beban sendiri pelat = 0,12 x 2400 = 240 kg/m2

2) Adukan semen = 0,02 x 2100 = 42 kg/m2

3) keramik = 0,02 x 1400 = 28 kg/m2

4) Plafon dan penggantung = 18 kg/m 2

Total = 328 kg/m2

4.7.4.2 Beban Hidup

Sesuai dengan SNI 2002 adalah 250 kg/m2

4.7.4.3 Kuat perlu

Sesuai dengan SNI 2002 adalah :

STT NUSA PUTRA

BAB IV-54

Maka Wu = 1,2WD + 1,6 WL = 1,2 (328) + 1,6 (250) = 793,6 kg/m2 =

7,936 kN/m2 atau 0,7936 t/m2

4.7.5 Pembatasan Tulangan Pelat Lantai

ρmin=1,4fy

= 1,4400

=0,0035

ρb=0,85. β . fcfy

+ 600600+ fy

=¿

ρb=0,85.1,8 .30400

+ 600600+400

=0,715

ρmax=0,75. ρb

ρmax=0,75.0,715=0,536

4.7.6 Perhitungan Momen Pelat Lantai

Pada kasus ini pelat yang ditinjau merupakan tumpuan jepit. Tebal

minimum didapat 120 mm dari Tabel 14. Tabel Minimum Pelat tanpa Balok

Interior (SNI 03-2847-2002). Momen pelat dihitung berdasarkan harga

perbandingan Ly /Lx dan interpolasi koefisien-koefisien pengali pada tabel

perhitungan beton bertulang (Gideon H Kusuma, hal 90) :

1) Momen lapangan arah x (Mlx)

Mlx=0,001.qu . lx2 . X

Mlx=0,001×0,7936×4,52×54=0,8678 tm

2) Momen lapangan arah y (Mly)

STT NUSA PUTRA

BAB IV-55

Mly=0,001.qu . lx2 . X

Mly=0,001×0,7936×4,52×17=0,273 tm

3) Momen tumpuan arah x (Mtx)

Mtx=0,001.qu . lx2 . X

Mtx=0,001×0,7936×4,52×82=1,318tm

4) Momen tumpuan arah y (Mty)

Mty=0,001.qu . lx2 . X

Mty=0,001×0,7936×4,52×52=0,8357 tm

4.7.7 Perhitungan Penulangan Pelat Lantai

1) Tebal pelat (h) = 120 mm

2) Penutup beton (p) = 20 mm

a) Kontruksi terlindung p = 20 mm

b) Kontruksi tak terlindung p = 40 mm

3) Diameter tulangan utama arah x dan arah y rencana ∅ = 10 mm

Tinggi efektif kontruksi terlindung


(dx )=h−p−0,5×∅

(dx )=120−20−0,5×10=95mm


(dy )=h−p−∅−0,5×∅

(dy )=120−20−10−0,5×10=85mm

Tinggi efektif kontruksi tak terlindung


(dx )=h−p−0,5×∅

(dx )=120−40−0,5×10=75mm

STT NUSA PUTRA

BAB IV-56


(dy )=h−p−∅−0,5×∅

(dy )=120−40−10−0,5×10=65mm

A. Tulangan Lapangan Arah X Pelat Lantai

b = 1000 mm ; dx = 95 mm

Mu = Mlx = 0,8678 tm = 0,8678.107 Nmm

Mn=Mu∅

=0,8678 .107

0,8=1,085 .107Nmm

Rn= Mnb .d2=

1,085 .107

1000 .952 =1,20

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .1,2

400 )=0,0031



As perlu=0,0035.b .d=0,0035.1000 .95=332,5mm2


= 332,514. π .102

=4,2357≈ 4,5buah

jarak tulangan=s=10004,5

=222,222mm


STT NUSA PUTRA

BAB IV-57

Asada=0,25.π .102 .1000200


Kontrol kekuatan pelat lantai :

S aktual = 200mm∅ 10mm sesuai buku cur hal 82 adalah 393


= 393×4000,85×30×1000

=6,165

Mn=393×400×(95−(12×6,165))×10−7=1,445 tm


0,8×1,445≥0,8678


B. Tulangan Lapangan Arah Y Pelat Lantai

b = 1000 mm ; dx = 85 mm

Mu = Mly = 0,273 tm = 0,273.107 Nmm

Mn=Mu∅

=0,273 .107

0,8=0,341.107 Nmm

Rn= Mnb .d2=

0,341 .107

1000 .852 =0,472

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

STT NUSA PUTRA

BAB IV-58

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .0,472

400 )=0,0011



As perlu=0,0035.b .d=0,0035.1000 .85=297,5mm2


= 297,514. π .102

=3,7898≈4buah


=250mm


Asada=0,25.π .102 .1000250

=314mm2>297,5mm2(memenuhi syarat)




= 314×4000,85×30×1000

=4,925

Mn=314×400×(85−( 12×4,925))×10−7=1,037 tm


0,8×1,037≥0,273


STT NUSA PUTRA

BAB IV-59

C. Tulangan Tumpuan Arah X Pelat Lantai

b = 1000 mm ; dx = 95 mm

Mu = Mtx = 1,318 tm = 1,318.107 Nmm

Mn=Mu∅

=1,318 .107

0,8=1,6475 .107Nmm

Rn= Mnb .d2=

1,6475 .107

1000 .952 =1,826

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .1,826

400 )=0,0047



As perlu=0,0047.b .d=0,0047.1000 .95=446,5mm2


= 446,514. π .102

=5,688≈6buah


=166,67mm≈150mm


STT NUSA PUTRA

BAB IV-60

Asada=0,25.π .102 .1000150





= 524×4000,85×30×1000

=8,2196

Mn=524×400×(95−( 12×8,2196))×10−7=1,905 tm


0,8×1,905≥1,318


D. Tulangan Tumpuan Arah Y Pelat Lantai

b = 1000 mm ; dx = 85 mm

Mu = Mty =0,8357tm = 0,8357.107 Nmm

Mn=Mu∅

=0,8357 .107

0,8=1,045.107Nmm

Rn= Mnb .d2=

1,045 .107

1000 .852 =1,446

m= fy0,85. fc

= 4000,85.30

=15,686

STT NUSA PUTRA

BAB IV-61

ρ= 1m (1−√1−2.m. Rn

fy )

ρ= 115,686 (1−√1−2.15,686 .1,446

400 )=0,0037



As perlu=0,0037.b .d=0,0037.1000 .85=314,5mm2


= 314,514. π .102

=4,006≈5buah


=200mm


Asada=0,25.π .102 .1000200





= 393×4000,85×30×1000

=6,165

Mn=393×400×(85−(12×6,165))×10−7=1,288 tm


0,8×1,288≥1,318


STT NUSA PUTRA

BAB IV-62

4.8 Kesimpulan Perencanaan Pelat Atap dan Pelat lantai

4.8.1 Dari analisis hitungan tulangan pelat Atap diatas kemudian dibandingkan

dengan pelaksanaan di lapangan seperti pada Tabel 4.1. berikut :

No Jenis Penulangan Hasil Hitungan Pelaksanaan di lapangan

1 Lapangan arah x D 10 – 200 D 10 – 100

2 Lapangan arah y D 10 – 250 D 10 – 100

3 Tumpuan arah x D 10 – 150 D 10 – 100

4 Tumpuan arah y D 10 – 200 D 10 – 100

Tabel 4.1. Hasil Hitungan Analisis Pelat Atap

4.8.2 Dari analisis hitungan tulangan pelat lantai diatas kemudian dibandingkan

dengan pelaksanaan di lapangan seperti pada Tabel 4.2. berikut :

No Jenis Penulangan Hasil Hitungan Pelaksanaan di lapangan

1 Lapangan arah x D 10 – 200 D 10 – 100

2 Lapangan arah y D 10 – 250 D 10 – 100

3 Tumpuan arah x D 10 – 150 D 10 – 100

4 Tumpuan arah y D 10 – 200 D 10 – 100

Tabel 4.2. Hasil Hitungan Analisis Pelat

Dari tabel di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa perencanaan pelat atap

dan pelat Lantai sudah sesuai dengan peraturan yang berlaku di Indonesia, bahkan

diestimasikan lebih besar, hal ini dimaksudkan untuk memberikan kemudahan

STT NUSA PUTRA

BAB IV-63

dalam pengerjaan dan memberikan jarak aman untuk menghindari kesalahan

manusia pada saat pemasangan yang tidak sesuai dengan shop drawing yang ada.

STT NUSA PUTRA

bab 4 skripsi

Engineering