bab ii studi pustaka · 2019. 1. 9. · sistem struktur bangunan gedung memiliki lantai tingkat...

5

BAB II

STUDI PUSTAKA

2.1. Dasar Perencanaan

Dalam menganalisa atau mendesain suatu struktur perlu ditetapkan kriteria yang

dapat digunakan sebagai ukuran untuk menentukan apakah suatu struktur tersebut dapat

diterima sesuai fungsi yang diinginkan atau untuk maksud disain tertentu (Daniel L.

Schodek, 1992).

Untuk memenuhi kriteria-kriteria dalam mendesain suatu bangunan harus

memperhatikan hal-hal sebagai berikut :

1. Arsitektural, Estetika, dan Fungsi Bangunan

Aspek Arsitektural ini dipertimbangkan berdasarkan kebutuhan dari jiwa

manusia akan sesuatu hal yang terlihat indah. Bentuk-bentuk struktur yang

direncanakan mengacu pada pemenuhan kebutuhan yang dimaksud dan sesuai

dengan fungsinya.

2. Kekuatan dan Kestabilan

Struktur harus cukup kuat dan stabil dalam mendukung beban rencana yang

bekerja dan penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu

yang dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya-gaya yang bekerja.

3. Kemampuan Layan

Komponen struktur harus memenuhi kemampuan layanan terhadap tingkat

beban kerja dan kemampuan layanan bagi keamanan serta kenyamanan pengguna

bangunan tersebut. Hal-hal yang perlu diperhatikan yaitu lendutan, retak, korosi

tulangan, rusaknya permukaan balok atau pelat beton bertulang.

4. Ekonomis dan mudah dilaksanakan

Dampak terhadap lingkungan sekitar wilayah proyek, baik dampak dimasa

pelaksanaan maupun dampak yang akan terjadi setelah masa pelaksanaan berakhir.

Agar bangunan dapat berfungsi sesuai dengan umur rencana maka harus

diperhitungkan terhadap beban-beban yang bekerja baik beban luar maupun beban

dari berat struktur itu sendiri.

6

2.2. Landasan Teori

Perencanaan struktur gedung bertingkat harus memenuhi syarat-syarat dan

ketentuan yang berlaku. Adapun syarat-syarat dan ketentuan serta rumus yang berlaku

terdapat pada buku pedoman, antara lain :

1. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1987.

2. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI 2847-2002.

3. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI 1729-2002.

4. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan

Non Gedung SNI 1726-2012.

5. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI).

6. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa.

2.3. Kriteria Dasar Perancangan

Beberapa kriteria dasar yang perlu diperhatikan antara lain:

2.3.1. Material Struktur

Material struktur dapat dibagi menjadi empat (4) golongan yaitu:

a. Struktur Kayu

Struktur kayu merupakan struktur yang ringan serta mempunyai

kekuatan dan daktilitas yang tinggi, sehingga sangat baik digunakan untuk

konstruksi bangunan di daerah rawan gempa. Kelemahan dari material ini

adalah tidak tahan terhadap api dan pelapukan

b. Struktur Baja

Struktur baja sangat tepat digunakan pada bangunan bertingkat tinggi

karena material baja mempunyai kekuatan dan tingkat daktilitas yang tinggi

bila dibandingkan dengan material-material struktur yang lain.

Spesifikasi material yang digunakan dalam perencanaan struktur

gedung ini adalah sebagai berikut:

BJ 37 fu = 370 MPa, fy = 240 MPa

c. Struktur Komposit

Struktur ini merupakan gabungan antara dua jenis material atau lebih.

Pada umumnya yang sering digunakan adalah kombinasi antara baja

struktural dengan beton bertulang. Kombinasi tersebut menjadikan struktur

komposit memiliki perilaku struktur antara struktur baja dan struktur beton

7

bertulang. Struktur komposit ini digunakan untuk bangunan tingkat

menengah sampai dengan bangunan tingkat tinggi.

d. Struktur Beton

Struktur beton ini biasanya digunakan pada bangunan tingkat

menengah sampai dengan bangunan tingkat tinggi. Struktur ini paling banyak

digunakan bila dibandingkan dengan struktur lainnya karena struktur ini lebih

monolit dan mempunyai umur rencana yang cukup panjang, mempunyai

ketahanan yang lebih baik dibandingkan dengan struktur yang terbuat dari

pasangan dinding bata. Struktur beton ini meliputi :

Struktur Beton Bertulang Cor di tempat

Struktur beton bertulang yang dikerjakan, dibuat langsung di

tempat. Beton terlebih diproduksi dengan menggunakan mixer atau ready

mix dengan takaran material yang sesuai dengan kebutuhan karakteristik

beton yang akan direncanakan. Kemudian buton tersebut dituangkan pada

struktur tulangan yang telah siap.

Struktur Beton Pracetak

Merupakan elemen-elemen structural pracetak hasil fabrikasi.

Kelemahan dari struktur ini adalah kurang monolit, sehingga ketahanan

terhadap gempa kurang baik. Umumnya digunakan pada bangunan

tingkat rendah sampai dengan menengah.

Struktur Beton Prategang

Beton pratekan merupakan konstruksi beton yang ditegangkan

terlebih dahulu sebelum beban hidup bekerja. Dengan demikian beton

dalam keadaan tertekan awal sebelum memikul beban hidup. Tegangan

dalam / internal yang disebabkan oleh gaya pratekan tersebut secara

langsung meningkatkan kemampuan pemikulan beban.

Setiap jenis material mempunyai karakteristik tersendiri sehingga

suatu jenis bahan bangunan tidak dapat digunakan untuk semua jenis

bangunan. Sehingga harus menyesuaikan kebutuhan dari perencanaan

struktur tersebut.

Spesifikasi material yang digunakan dalam perencanaan struktur

gedung ini adalah sebagai berikut:

Beton : f’c = 30 MPa E = 25743 MPa

8

Baja : Tul. Ø > 12mm fy = 400 MPa (tulangan utama)

Tul. Ø ≤ 12mm fy = 240 MPa (tulangan geser)

2.3.2. Konfigurasi Struktur Bangunan

a. Konfigurasi Horisontal

Denah bangunan diusahakan memiliki bentuk yang sederhana, kompak,

dan simetris tanpa mengesampingkan unsur estetika. Hal tersebut bertujuan

agar struktur mempunyai titik pusat kekakuan yang sama dengan titik pusat

massa bangunan atau memiliki eksentrisitas yang tidak terlalu besar sehingga

tidak terjadi torsi. Struktur dengan bagian yang menonjol dan tidak simetris

perlu adanya dilatasi, untuk memisahkan bagian struktur yang menonjol

dengan struktur utama.

11.6

m23.6 m

Gambar 2.1. Konfigurasi Denah Bangunan

b. Konfigurasi Vertikal

Pada konfigurasi struktur arah vertikal perlu dihindari adanya

perubahan bentuk struktur yang tidak menerus. Hal ini dikarenakan apabila

terjadi gempa maka akan terjadi pula getaran yang besar pada daerah tertentu

suatu struktur. Gedung yang relatif langsing akan mempunyai kemampuan

yang lebih kecil dalam memikul momen guling akibat gempa.

Ada dua macam Konfigurasi Rangka Struktur yaitu :

Rangka Penahan Momen, yang terdiri dari konstruksi beton bertulang

berupa balok dan kolom

9

Rangka dengan Diafragma Vertikal, adalah rangka yang digunakan bila

rangka struktural tidak mencukupi untuk mendukung beban horisontal

gempa yang akan bekerja pada struktur. Dapat berupa dinding geser

(shear wall) yang dapat juga berfungsi sebagai core wall.

Gambar 2.2. Konfigurasi Potongan Bangunan

Di dalam tugas akhir ini konstruksi rangka penahan momen terdiri dari

konstruksi beton bertulang berupa balok, pelat lantai dan kolom yang bekerja

bersama-sama dalam menahan gaya lateral akibat gempa.

c. Konfigurasi Keruntuhan Struktur

Perencanaan struktur di daerah gempa terlebih dahulu harus ditentukan

elemen kritisnya. Mekanisme tersebut diusahakan agar sendi-sendi plastis

terbentuk pada balok terlebih dahulu daripada kolom. Hal ini dimaksudkan

untuk menghindari adanya bahaya ketidakstabilan struktur akibat patahan

pada kolom terjadi lebih dahulu dibandingkan balok strukturnya. Selain itu

10

kolom lebih sulit untuk diperbaiki dibandingkan balok, sehingga harus

dilindungi dengan tingkat keamanan yang lebih tinggi. Konsep disain seperti

ini sering disebut konsep desain strong column weak beam.

Gambar 2.3. Sendi-sendi plastis pada balok

2.3.3. Metode Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa

Metode analisis yang dapat digunakan untuk memperhitungkan pengaruh

beban gempa terhadap struktur gedung adalah sebagai berikut:

a. Metode Analisis Statis

Merupakan analisis sederhana untuk menentukan pengaruh gempa

tetapi hanya digunakan pada struktur gedung beraturan, penyebaran

kekakuan massa menerus, dan ketinggian tingkat kurang dari 40 meter.

11

Struktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan, apabila

memenuhi ketentuan sebagai berikut:

Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari

10 tingkat atau 40 meter.

Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan

kalaupun mempunyai tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari

25% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan

tersebut.

Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun

mempunyai coakan sudut, panjang sisi coakan tidak lebih dari 15% dari

ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut.

Sistem struktur bangunan gedung memiliki lantai tingkat yang menerus,

tanpa lubang ataupun bukaan yang luasnya lebih dari 50 % seluruh lantai

tingkat. Kalaupun ada lantai tingkat dengan lubang atau bukaan seperti

itu jumlahnya tidak boleh melebihi 20 % dari jumlah lantai seluruhnya.

Analisis statis prinsipnya menggantikan beban gempa dengan gaya-

gaya statis ekivalen yang bertujuan menyederhanakan dan memudahkan

perhitungan. Disebut metode gaya lateral ekivalen (equivalent lateral force

method) dengan asumsi bahwa gaya-gaya gempa besarnya berdasar hasil

perkalian suatu konstanta/massa dan elemen struktur tersebut.

b. Metode Analisis Dinamis

Struktur gedung yang tidak memenuhi ketentuan sebagaimana struktur

gedung beraturan maka pengaruh gempa rencana harus diperhitungkan

dengan analisa gempa dinamik. Analisis dinamik perlu dilakukan pada Hotel

Amaris karena memiliki karakeristik sebagai berikut:

Tinggi bangunan dari lantai semi basement sampai dengan lantai atap

adalah 38.2 m

Memiliki bukaan pada setiap lantainya sebesar 13.5 %

Sebagai analisis yang lebih akurat untuk memperhitungkan perilaku

struktur akibat pengaruh gempa

Metode analisis dinamis ada dua jenis yaitu analisis respon dinamik

riwayat waktu (time history analysis) yang memerlukan rekaman percepatan

gempa rencana dan analisis ragam spektrum respon (spectrum modal

12

analysis) dimana respon maksimum dan tiap ragam getar yang terjadi didapat

dari spektrum respon rencana (design spectra).

Secara umum, beban luar yang bekerja pada struktur Teknik Sipil dapat

dibedakan menjadi beban statis dan beban dinamis.

Gambar 2.4. Beban pada Struktur Teknik Sipil

Beban statis adalah beban yang bekerja secara terus-menerus pada suatu

struktur.Jenis dari beban statis adalah sebagai berikut :

1. Beban Mati (Dead Load)

Beban mati adalah beban-beban yang bekerja vertikal ke bawah pada

struktur dan mempunyai karakteristik bangunan, seperti misalnya penutup

lantai, alat mekanis, dan partisi. Berat satuan atau berat sendiri dari

beberapa material konstruksi dan komponen bangunan gedung dapat

2.4. Konsep Disain

2.4.1. Pembebanan

13

ditentukan dari peraturan yang berlaku di Indonesia yaitu Peraturan

Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983 atau peraturan tahun 1987.

Adapun berat satuan beberapa material disajikan pada tabel 2.1. dan tabel

2.2. sebagai berikut :

Tabel 2.1. Berat Material Konstruksi

Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, 1987

Tabel 2.2. Berat Sendiri Komponen Gedung


2. Beban Hidup ( Live Load )

Beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh hunian atau

penggunaan (occupancy loads) dan beban ini bisa ada atau tidak ada pada

struktur untuk suatu waktu yang diberikan. Semua beban hidup mempunyai

karakteristik dapat berpindah atau, bergerak. Secara umum beban ini

bekerja dengan arah vertikal ke bawah, tetapi kadang-kadang dapat juga

berarah horisontal. Beban hidup untuk bangunan gedung diberikan pada

tabel 2.3. sebagai berikut.

14

Tabel 2.3. Beban Hidup pada lantai Struktur


3. Beban Tanah dan Air ( Soil and Water Load )

Struktur bangunan yang terletak di bawah permukaan tanah seperti

dinding penahan tanah, terowongan, dan ruang yang sebagian tertanam di

tanah (semi basement), diperlukan penahan tekanan tanah lateral yang

berupa tekanan tanah dan tekanan hidrostatis akibat dari pembebanan tanah

dan air. Sedangkan pada pelat lantai basement akan mendapat pengaruh

tekanan air ke atas (uplift pressure). Jika pada permukaan tanah di sekitar

dinding basement tersebut dimuati, misalnya oleh kendaraan-kendaraan,

maka akan terdapat tambahan tekanan lateral akibat beban kendaraan pada

dinding. Beban dinamis adalah beban yang bekerja secara tiba-tiba pada

struktur. Pada umumya beban ini tidak bersifat tetap (unsteady-state) serta

mempunyai karakterisitik besaran dan arah yang berubah dengan cepat.

4. Beban Dinamis

Beban dinamis adalah beban yang bekerja secara tiba-tiba pada

struktur. Beban ini bersifat tidak tetap serta mempunyai karakteristik

besaran dan arah yang berubah dengan cepat. Deformasi pada struktur

akibat beban dinamik ini juga akan berubah-rubah secara cepat. Beban

dinamis ini terdiri dari beban gempa dan beban angin.

1. Beban Gempa

Beban gempa adalah fenomena getaran yang diakibatkan oleh

benturan atau pergesekan lempeng tektonik bumi yang terjadi didaerah

patahan. Gempa yang terjadi di daerah patahanan ini pada umumnya

merupakan gempa dangkal karean patahan umumnya terjadi pada

lapisan bumi dengan kedalaman antara 15 sampai 50 km. gerak tanah

gempa rencana harus digunakan untuk menghitung perpindahan pada

15

struktur dengan isolasi. Gempa maksimum yang dipertimbangkan harus

digunakan untuk menghitung perpindahan maksimum total dari isolasi

a. Kategori Resiko Sruktur Bangunan

Kategori resiko bangunan pada SNI 1726-2012 dibagi

menjadi 4 kategori berdasarkan jenis penggunaan bangunan dan

kaitannya dengan resiko yang akan ditimbulkan berdasarkan

prioritasnya. Kategori tersebut dapat dilihat sebagai berikut:

Tabel 2.4. Kategori resiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori Resiko

Gedung dan non gedung yang memiliki resiko rendah

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan,

termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan dan

perikanan

Fasilitas sementara

Gudang penyimpanan

Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk

dalam kategori resiko I, III, IV, termasuk, tapi tidak dibatasi

untuk:

Perumahan

Ruko dan rukan

Pasar

Gedung perkantoran

Gedung apartemen / rumah susun

Pusat perbelanjaan/mall

Bangunan industri

Fasilitas manufaktur

pabrik

II

16

Gedung dan non gedung yang memiliki resiko tinggi

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan,

termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Bioskop

Gedung pertemuan

Stadion

Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan

UGD

Fasilitas penitipan anak

Penjara

Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam

kategori resiko IV, yang memiliki potensi untuk

menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan atau

gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat

sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak

dibatasi untuk:

Pusat pembangkit listrik

Fasilitas penanganan air

Fasilitas penanganan limbah

Pusat telekomunikasi

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas

yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk:

Bangunan-bangunan monumental

Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang

memiliki fasilitas bedah dn UGD

Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans dan kantor

polisi, serta garasi kendaraan darurat

Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai

dan tempat perlindungan darurat lainya

IV

17

Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan

fasilitas lainya untuk tanggap darurat

Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainya yang

dibutuhkan pada keadaan darurat

Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,

tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin,

struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran

atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau

material atau peralatan pemadam kebakaran

Sumber : Standar perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan

gedung SNI 03-1726-2012

Setiap kategori bangunan memilikifaktor keutamaan gempa yang

akan digunakan sebagai pengali dalam perhitungan beban gempa.

Tabel berikut menunjukan hubungan kategori resiko gempa dengan

faktor keutamaan gempa:

Tabel 2.5. Hubungan kategori resiko dengan faktor keutamaan

gempa

Kategori resiko Faktor keutamaan gempa Ie

I dan II 1,0

III 1,25

IV 1,5

Sumber : Standar perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

bangunan gedung SNI 03-1726-2012

b. Klasifikasi Situs

Jenis tanah juga ikut mempengaruhi beban gempa yang

diterima oleh bangunan gedung. Semakin buruk tanah yang dipijak

oleh gedung, akan semakin besar beban gempa yang diterima oleh

bangunan gedung tersebut. Pengklasifikasian jenis tanah dapat

didasarkan pada salah satu dari tiga parameter yang ada. Parameter

tersebut antara lain adalah kecepatan rambang gelombang rerata

tanah, hasil uji NSPT tanah, dan hasil uji CPT tanah. Berikut adalah

hubungan nilai parameter-parameter tersebut dengan klasifikasi

situs:

18

Tabel 2.6. Klasifikasi situs

Kelas Situs (m/dtk) atau ℎ (kPa)

SA (batuan keras) >1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (Tanah keras,

sangat padat dan

batuan lunak)

350 sampai 750 >50 ≥100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak)

<175 <15 <50

Atau setiap tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah

dengan karakteristik sebagai berikut:

Indeks plastisitas, PI >20

Kadar air, w ≥ 40%

Kuat geser niralir < 25 kPa

SF (tanah khusus

yang

membutuhkan

investigasi

geoteknik spesifik

dan analisis

respons spesifik-

situs yang

mengikuti 6.10.1)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut:

Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban

gempa seperti mudah likuifaksi, lempeng sangat sensitif,

tanah tersementasi lemah

Lempung sangat organik dan atau gambut (ketebalan H >

3 m)

Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7,5

m dengan indeks plastisitas PI > 75

Lapisan lempung lunak / setengah teguh dengan ketebalan

H > 3 m dengan < 50 kPa


gedung SNI 03-1726-2012

c. Penentuan Nilai Respons Spektra

Nilai respons spektra setiap daerah berbeda-beda akibat

adanya kemungkinan kejadian gempa daerah satu dengan lainnya

sangat berbeda. Untuk mendesain sebuah bangunan gedung,

diperlukan penentuan nilai respons spektra pada percepatan periode

19

pendek yaitu 0,2 detik dan nilai respons spektra pada percepatan

periode 1 detik. Nilai tersebut dapt dilihat pada peta SNI gempa

2012 atau situs www.puskim.pu.go.id, yang berdasarkan

probabilitas terlampaui 20% dalam 50 tahun dengan periode ulang

gempa 2475 tahun.

Selain itu, untuk menentukan parameter respons spektra

percepatan gempa di permukaan tanah, diperlukan faktor

amplifikasi seismik pada periode 0,2 detik dan periode 1 detik yang

bisa didapat dari hubungan parameter respons spektra percepatan

gempa dengan kelas situs berikut:

Tabel 2.7. Koefisien situs, Fa

Kelas

Situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCEr) terpetakan

pasa periode pendek, T = 0,2 detik, Ss

Ss ≤ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss ≥ 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF


gedung SNI 03-1726-2012

Tabel 2.8. Koefisien situs, Fv

Kelas

SitusSs (Percepatan respons spektra periode pendek, T = 1 detik)

S1 ≤ 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 ≥ 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,6 2,4 2,4

SF SS

20


gedung SNI 03-1726-2012

Parameter respons spektra percepatan di permukaan tanah tersebut

dapat diketahui dengan cara mengalikan faktor amplifikasi seismik

masing-masing periode dengan respons spektra percepatan yang

sudah didapat dari peta gempa sesuai dengan persamaan berikut:..Keterangan:

Untuk nilai Ss atau Sl yang tidak ada pada tabel dapat dilakukan

interpolasi linier

SS = Sotis yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan

analisis respons situs-spesifik

Gambar 2.5. Respons spektra percepatan pendek yaitu percepatan 0,2

detik

21

Gambar 2.6. Respons spektra percepatan pendek yaitu percepatan 1 detik

d. Kategori desain Seismik

Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain

seismik (KDS) yang mengikuti ketentuan berikut:

1. Struktur dengan kategori resiko I, II atau III dengan nilai S1 ≥

0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain

seismik E.

2. Struktur dengan kategori resiko IV dengan nilai S1 ≥ 0,75 harus

ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F.

Struktur yang memiliki ketentuan diluar ketentuan tersebut,

jenis kategori desain seismiknya ditetapkan berdasarkan

hubungan nilai Sds dan Sdl terhadap kategori resiko gedung

seperti tabel berikut:

Tabel 2.9. Kategori Desain seismik bedasarkan parameter

respons percepatan pada periode pendek

Nilai SdsKategori Resiko

I II III IV

Sds ≤ 0,167 A A A A

0,167 < Sds < 0,33 B B B B

0,33 < Sds < 0,5 C C C C

Sds ≥ 0,5 D D D D

22


gedung SNI 03-1726-2012

Tabel 2.10. Kategori Desain seismik bedasarkan parameter

respons percepatan pada periode pendek

Nilai SdsKategori Resiko

I II III IV

Sdl ≤ 0,067 A A A A

0,067 < Sdl < 0,133 B B B B

0,133 < Sdl < 0,2 C C C C

Sdl ≥ 0,2 D D D D

Sumber : Standar perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

bangunan gedung SNI 03-1726-2012

e. Parameter dan Pemilihan Sistem gedung

SNI 1726-2012 memberikan batasan yaitu struktur yang akan

didesain harus masuk dalam salah satu dari sistem gedung

berdasarkan elemen vertikal yang digunakan untuk menahan gaya

seismik lateral dan harus sesuai dengan batasan tinggi struktur oleh

hubungan sistem struktur dan kategori desain seismik yang dapat

dilihat pada tabel 2.x.

Setelah gedung yang akan didesain sesuai dengan tabel 2.x.

akan didapat 3 jenis faktor yang berguna dalam menghitung beban

lateral. Ketiga faktor tersebut adalah faktor modifikasi respon R,

faktor kuat lebih sistem Ω0 dan faktor pembesaran deflesi Cd.

Tabel 2.11. faktor R, Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gempa

Sistem penahan gaya seismik R Ω0 Cd

Batasan sistem srtuktur dan

batasan tinggi struktur (m)

Kategori desain siesmik

B C D E F

A. Sistem dinding penumpu

1. Dinding geser beton bertulang khusus 5 2,5 5 TB TB 48 48 30

2. Dinding geser beton bertulang biasa 4 2,5 4 TB TB TI TI TI

3. Dinding geser beton polos didetail 2 2,5 2 TB TI TI TI TI

23

4. Dinding geser beton polos biasa 1,5 2,5 1,5 TB TI TI TI TI

5. Dinding geser pracetak menengah 4 2,5 4 TB TB 12 12 12

6. Dinding geser pracetak biasa 3 2,5 3 TB TI TI TI TI

B. Sistem rangka bangunan

1. Dinding geser beton bertulang khusus 6 2,5 5 TB TB 48 48 30

2. Dinding geser beton bertulang biasa 5 2,5 4,5 TB TB TI TI TI

3. Dinding geser beton polos detail 2 2,5 2 TB TI TI TI TI

4. Dinding geser beton polos biasa 1,5 2,5 1,5 TB TI TI TI TI

5. Dinding geser pracetak menengah 5 2,5 4,5 TB TB 12 12 12

6. Dinding geser pracetak biasa 4 2,5 4 TB TI TI TI TI

C. Sistem rangka pemikul momen

1. Rangka beton bertulang pemikul

momen khusus8 3 5,5 TB TB TB TB TB


momen menengah5 3 4,5 TB TB TI TI TI


momen biasa3 3 2,5 TB TI TI TI TI

D. Sistem Ganda Dengan Rangka Pemikul

Momen Khusus

1. Dinding geser beton bertulang khusus 7 2,5 5,5 TB TB TB TB TB

2. Dinding geser beton bertulang biasa 6 2,5 5 TB TB TI TI TI

E. Sistem ganda dengan rangka pemikul

momen menengah mampu menahan

paling sedikit 25% gaya gempa yang

ditetapkan

1. Dinding geser beton bertulang khusus 6,5 2,5 5 TB TB 48 30 30

2. Dinding geser beton bertulang biasa 5,5 2,5 4,5 TB TB TI TI TI

F. Sistem interaktif dinding geser rangka

dengan rangka pemikul momen beton

bertulang biasa dan dinding geser

beton bertulang biasa

4,5 2,5 4 TB TI TI TI TI

24

G. Sistem kolom kantilever didetail untuk

memenuhi persyaratan untuk


momen khusus2,5

1,2

51,5 10 10 10 10 10


momen menengah1,5

1,2

51,5 10 10 TI TI TI


momen biasa1

1,2

51 10 TI TI TI TI

Keterangan: TB = tidak dibatasi; TI = tidak diijinkan


gedung SNI 03-1726-2012

f. Prosedur Analisis

SNI 1726-2012 memberi batasan dalam hal prosedur analisis,

metode yang diijinkan untuk digunakan dalam melakukan analisis

dalam beban gempa. Unttuk dapat melakukan prosedur sesuai yang

diijinkan, dapat dilihat hubungan antara kategori desain siesmik dan

karakteristik struktur pada tabel berikut:

Tabel 2.12. Prosedur analisis yang boleh digunakan

Kategori desain

seismikKarakteristik Struktur

Analisis

gaya

lateral

ekivalen

pasal

Analisis

spektrum

respons

ragam

Prodedur

riwayat

respons

seismik

B, C Bangunan dengan kategori resiko I atau II

dari konstruksi rangka ringan dengan

ketinggian tidak melebihi 3 tingkat

I I I

Bangunan lainnya dengan kategori resiko I

atau II, dengan ketinggian tidak melebihi 2

tingkat

I I I

Semua struktur lainnya I I I

25

D, E, F Bangunan dengan kategori resiko I atau II

dari konstruksi rangka ringan dengan

ketinggian tidak melebihi 3 tingkat

I I I

Bangunan lainnya dengan kategori resiko I

atau II dengan ketinggian tidak melebihi 2

tingkat

I I I

Struktur beraturan dengan T < 3,5 Ts dan

semua struktur dari konstruksi rangka

ringan

I I I

Struktur tidak beraturan dengan T < 3,5 Ts

dan mempunyai hanya ketidakteraturan

horisontal tipe 2, 3, 4, atau 5 atau

ketidakteraturan vertikal tipe 4, 5a, atau 5b

I I I

Semua struktur lainnya TI I I

Keterangan: I = diijinkan; TI = tidak diijinkan


gedung SNI 03-1726-2012

g. Periode Fundamental Pendekatan

Dalam menentukan periode fundamental struktur T dapat

diperoleh dari hasil analisis struktur yang akan ditinjau. Namun SNI

Gempa 2012 memberi persyaratan bahwa periode fundamental

yang akan dipakai sebagai perhitungan tidak boleh melebihi dari

batas atas periode fundamental yang mana nilainya adalah perkalian

dari koefisien periode batas atas (Cu) yang bias didapat pada table

2.16., dengan periode pendekatan (Ta) untuk memudahkan

pelaksanaan periode alami fundamental T ini boleh langsung

digunakan periode pendekatan Ta.

Periode pendekatan ditentukan berdasarkan Persamaan

berikut ini := .ℎDengan hn adalah ketinggian struktur bangunan gedung

dalam satuan meter, sedangkan nilai Ct dan x dapat diperoleh dari

tabel berikut:

26

Tabel 2.13. Koefisien Batas Atas Periode

Parameter percepatan respons spektral

desain pada 1 detik,Koefisien

≥ 0,4 1,4

0,3 1,4

0,2 1,5

0,15 1,6

≤ 0,1 1,7


gedung SNI 03-1726-2012

Tabel 2.14. Nilai Parameter perioda pendekatan dan x

Tipe Struktur x

Sistem rangka pemikul momen dimana rangka

memikul 100% gaya gempa yang disyaratkan dan

tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan

komponen yang lebih kaku dan akan mencegah

rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terkadap

tekuk0,0731 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488 0,75


gedung SNI 03-1726-2012

Selain itu SNI Gempa 2012 juga memberi alternative untuk

menentukan periode fundamental pendekatan (Ta) beberapa

diantaranya sebagai berikut:

1. Untuk struktur gedung dengan ketinggian tidak melebihi 12

tingkat dengan system penahan gaya gempa berupa rangka

penahan momen atau baja dengan tinggi tingkat minimal 3 m = 0,1

27

N adalah jumlah tingkat

2. Untuk struktur dinding geser batu bata atau beton= 0,0062√ ℎDengan Cw sebagai berikut := 100 ℎℎ 1 + 0,93 ℎKeterangan :

AB= Luas dasar struktur, dinyatakan dalam meter persegi( m²)

Ai = Luas badan dinding geser ‘’i’’, meter persegi ( m²)

Di= panjang dinding geser ’’i’’ dinyatakan dalam meter (m)

hi= tinggi dinding geser ‘’ I ‘’ dinyatakan dalam meter (m)

x = jumlah dinding geser dalam bangunan yang efektif dalam

menahan gaya lateral dalam arah yang ditinjau

h. Gaya geser dasar seismik

Gaya geser dasar seismik adalah total dari seluruh gaya lateral

akibat gempa yang diterima oleh bangunan gedung yang sedang

ditinjau dan merupakan total dari gaya lateral gempa yang diterima

setiap lantainya. Besarnya gaya geser seismic seperti Persamaan := .Dengan :

V = gaya geser dasar seismic

Cs = koefisien respons seismic

W = berat gravitasi total struktur gedung efektif

Sebagai tambahan persyaratan, untuk struktur yang berlokasi

di daerah dimana Si ≥ 0,6 g; maka nilai Cs yang diambil tidak

diperkenankan melebihi dari nilai yang dihasilkan Persamaan := = 1

Cs = 0,044. Sps.le ≥ 0,01

28

= 0,5.i. Distribusi vertical gaya gempa

Setelah didapatkan nilai total gaya lateral yang diterima

gedung akibat gempa, pendistribusian beban ke setiap lantai dengan

menggunakan koefisien factor distribusi vertikal berupa Cxy sesuai

dengan Persamaan := .= .ℎ∑ .ℎdengan :

Cvx = Faktor distribusi vertical

V = Geser dasar seismic

Wx dan Wi = Berat seismic efektif total struktur (W) pada tingkat i

atau x

Hx dan hi = Tinggi tingkat I atau x yang diukur dari dasar struktur

K = Eksponen yang berhubungan dengan periode getar struktur,

nilainya adalah 1,0 untuk periode getar ≤ 0,5 detik, dan bernilai 2,0

jika periode getar ≥ 2,5 detik. Untuk periode getar diantara 0,5 detik

dan 2 detik perlu untuk dilakukan interpolasi

j. Batasan Simpangan Antar Lantai

Tabel 2.15. Simpangan antar lantai ijin, ΔStruktur

Kategori resiko

I atau II III IV

Struktur, selain dari struktur dinding geser batu

bata, 4 tingkat atau kurang dengan dinding

interior, partisi, langit-langit dan sistem

dinding eksterior yang telah didesain untuk

mengakomodasi simpangan antar lantai

tingkat

0,025ℎ 0,020ℎ 0,015ℎStruktur dinding geser kantilever batu bata 0,010ℎ 0,010ℎ 0,010ℎStruktur dinding geser batu bata lainnya 0,007ℎ 0,007ℎ 0,007ℎ

29

Semua struktur lainnya 0,020ℎ 0,015ℎ 0,010ℎℎ = tinggi tingkat dibawah tingkat x


gedung SNI 1726-2012

Simpangan antara lain (∆) dibatasi agar tidak melebihi dari

simpangan antar lantai ijin sebesar ∆u yang ditentukan berdasarkan

ketentuan pada tabel diatas

2. Beban Angin

Beban angin ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian

gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekan udara. Beban angin

berdasarkan PPPURG 1987 yang ditentukan dengan menganggap adanya

tekanan positif dan negatif yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang

yang ditinjau.

Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung Tahun 2002, disebutkan bahwa

kombinasi pembebanan yang harus diperhitungkan pada perancangan struktur

bangunan gedung adalah :

Kombinasi Pembebanan Tetap

Pada kombinasi Pembebanan Tetap ini, beban yang harus

diperhitungkan bekerja pada struktur adalah :

U = 1,2 DL + 1,6 LL (2.4)

Kombinasi Pembebanan Sementara

Pada kombinasi Pembebanan Sementara ini beban yang harus

diperhitungkan bekerja pada struktur adalah :

U = 1,2 DL + 1,0 LL + (I/R)Ex + 0,3(I/R)Ey (2.5)

U = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 (I/R)Ex + (I/R)Ey (2.6)

Faktor live load direduksi menjadi 0,5 karena ruangan-ruangan yang

digunakan mempunyai live load kurang dari 500 Kg/m². Dimana :

DL = beban mati

LL = beban hidup

Ex = beban gempa arah x

2.4.2. Kombinasi Pembebanan

Pada buku Rancangan Standar Nasional Indonesia Tata Cara Perhitungan

30

Ey = beban gempa arah y

I = faktor keutamaan struktur

R = faktor reduksi beban gempa

di atas tanah yang terdiri dari struktur sekunder dan struktur utama portal.

Seluruh prosedur perhitungan mekanika / analisis struktur untuk struktur portal

dilakukan dengan Metode Analisis Dinamis dengan bantuan program komputer

Structural Analysis Program SAP2000, sehingga akan didapatkan output

program berupa gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur. Perencanaan

struktur portal utama dilakukan dengan menggunakan prinsip Strong Column

Weak Beam, yaitu dengan mengusahakan sendi-sendi plastis terjadi pada balok-

baloknya.

Dalam menentukan kuat rencana suatu komponen struktur, maka kuat

minimalnya harus direduksi dengan faktor reduksi kekuatan sesuai dengan sifat

beban, hal ini dikarenakan adanya ketidakpastian kekuatan bahan terhadap

pembebanan. Faktor reduksi Ø menurut SNI 03-1726-2002 sebagai berikut :

Tabel 2.16. Faktor Reduksi Kekuatan

Sumber : Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI

03-2847-2002

Untuk menghitung komponen struktur terhadap beban lentur mengacu pada

aturan SK SNI T-15-1991-03 didasarkan pada terpenuhinya kondisi seimbang

dan kompatibilitas regangan yang ada.

2.4.3. Perencanaan Struktur Atas ( Upper Structure Design )

Struktur atas adalah struktur bangunan gedung yang secara visual berada

31

A. Perencanaan Atap

Konstruksi atap berbentuk setengah kuda-kuda pelana digunakan profil

single IWF dengan mutu BJ 37 fu = 370 MPa, fy = 240 MPa. Analisis beban

atap diperhitungkan terhadap beban mati, beban hidup, dan beban angin. Beban

mati meliputi berat sendiri rangka dan penutup atap, sedangkan beban hidup

terdiri dari orang yang bekerja dan alat kerja. Beban angin ditinjau dari kanan

atau kiri saja, yakni tegak lurus terhadap bidang atap.

Analisis pembebanan berdasarkan Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk

Gedung. Sedangkan analisis gaya batang kuda-kuda dengan analisis tak tentu

menggunakan program SAP2000.

Gording

Gording dianggap sebagai gelagar yang menumpu bebas di atas dua

tumpuan. Desain gording berdasarkan teori elastisitas (Wira, 1997), sebagai

berikut :

Kontrol tegangan 1600 / Mendimensi gording

Gambar 2.7. Gording

Pembebanan :

Beban mati (D)

D = q = berat sendiri profil (qs) + berat atap / genteng (qa)

Beban hidup (L) = p

Tekanan angin (w)

Momen yang terjadi akibat pembebanan

Akibat beban mati18 . cos .

32

Akibat beban mati= 14 . sin .Akibat beban angin

Angin tekan= 18 . . . 0,02 − 0,04 Angin hisap= 18 . . . 0,04 Cek tegangan= + < Kontrol lendutan yang terjadi= 5. .384. . + .48. .= 5. .384. . + .48. .= + < = 1500 .Keterangan :

Mx = momen terhadap sumbu x-x

My = momen terhadap sumbu y-y

σx = tegangan arah sumbu x-x

σy = tegangan arah sumbu y-y

fx = lendutan arah sumbu x-x

fy = lendutan arah sumbu y-y

q = beban merata

l = bentang gording

E = modulus elastisitas baja (E = 200.000 MPa)

I = momen Inersia profil

wx = momen tahanan arah sumbu x-x

wy = momen tahanan arah sumbu y-y

Batang Kuda-kuda (Single Beam IWF)

Tahanan balok dalam desain LRFD harus memenuhi persyaratan:

33

. =Keterangan:

ϕ = 0,90

Mn = momen nominal

Mu = momen lapangan/tumpuan dari perhitungan SAP2000

Dalam perhitungan tahanan nominal dibedakan antara penampang

kompak, tak kompak, dan langsing. Batas penampang kompak, tak

kompak, dan langsing adalah:

1. Penampang kompak : <2. Penampang tak kompak : < <3. Langsing : <

Gambar 2.8. Tahanan momen nominal penampang kompak dan tak

kompak

Penampang kompak

Tahanan momen nominal untuk beam terkekang lateral dengan

penampang kompak:= = .Keterangan:

= momen plastis

= modulus plastis

= kuat leleh

Penampang Tak Kompak= = − .Keterangan:

34

= modulus penampang

= tegangan sisa

= kuat leleh

Lendutan Beam

Dalam SNI 03-1729-2002 pasal 6.4.3 membatasi besarnya lendutan

yang timbul pada beam. Dalam pasal ini disyaratkan lendutan maksimum

untuk beam biasa tidak boleh lebih dari L/300. Pembatasan ini

dimaksudkan agar beam memberikan kemampuan layan yang baik

(serviceability).Δ = .48. . < 300Konfigurasi Sambungan

Sambungan akan dipilih rekomendasi dari Metal Building

Manufactures Association (MBMA) dari Amerika, yang membagi menjadi

2 (dua) tipe, flush end plate dan extended end plate (Murray et. Al. 2003)

MM

Bagian tarik

MM

Bagian tarik(A) (B)

Gambar 2.9. (A). Flush end plate (B). Extended end plate

Kapasitas momen sambungan end plate berdasarkan terjadinya leleh

pada pelat ujung adalah sebagai berikut :. = . = . . .Dimana :

= faktor ketahanan lentur terhadap leleh (0,9)

= Besarnya momen pada sambungan

= Tegangan leleh dari material pelat ujung

= tebal pelat ujung

= parameter kuat batas pelat berdasar pola garis leleh

35

h

Bp

PfPb

g

tw

tp

h1h2

s

(A) dimensi (B) pola garis leleh

Gambar 2.10. Tipe Flush end plate= 2 ℎ + 0,75. + ℎ + 0,25. + 2= 2 ℎ 1 + ℎ 1 +Catatan:= . jika > maka =Base Plate

Suatu base plate penahan momen, sesuai konsep LRFD harus didesain

agar kuat rencan minimal sama atau lebih besar dari pada kuat perlu, yaitu

momen lentur (Mu), gaya aksial (Pu) dan gaya geser (Vu) untuk semua

macam kombinasi pembebanan yang disyaratkan. Secara geometri , suatu

struktur base plate ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

N

bf

d

B

xxf f

0,95d mm

0,8b

fn

n

Gambar 2.11. Penampang base plate= ( − 0,95. )2

36

= ( − 0,8. )2= . 2 + 2Keterangan:

B = Lebar base plate

N = Panjang base plate

b = Lebar sayap / flens kolom

d = tinggi kolom

f = jarak angkur ke sumbu base plate dan sumbu kolom

Berkaitan dengan momen lentur yang bekerja pada base plate, maka

tinjauan desain untuk struktur base plate dipilih kategori A dari 4 kategori

Base Plate Kategori A

Struktur base plate tanpa beban momen lentur, atau dalam bentuk

idealisasi tumpuan, adalah tumpuan berupa jepit. Dalam kasus ini suatu

struktur harus base plate harus mampu memikul gaya aksial serta gaya

geser. Karena tidak ada momen lentur yang bekerja, maka akan terjadi

distribusi tegangan yang merata di sepanjang bidang kontak antara base

plate dan beton penumpu. Sedangkan angkur yang terpasang ditujukan

untuk menahan gaya geser yang terjadi

N

Pu

Vu

Ø.VuØ.Pp

Mu=0Pu>0

Gambar 2.12. Base plate dengan gaya aksial dan gaya geser

Untuk memenuhi syarat kesetimbangan statis, reaksi tumpuan pada

beton (Pp) harus segaris dengan beban aksial yang bekerja= .

37

= 0,85. . .≤ 2

Keterangan:

= 0,6′ = Kuat tekan beton 30 MPa

= Luas penampang baja yang secara konsentris menumpu pada

permukaan beton (mm²)

= Luas maksimum bagian permukaan beton yang secara geometris

sama dengan dan konsentris dengan daerah yang terbebani (mm²)

Maka,= .Sehingga,

≤ 0,06 . 0,85 . . . .≤ 0,06 . 0,85 . . . . (2)

Base Plate Kategori B

Dalam kategori ini base plate selain harus memikul gaya aksial dan

gaya geser, juga memikul momen lentur dalam intensitas yang cukup kecil.

Distribusi tegangan tidak terjadi di sepanjang base plate, namun momen

lentur yang bekerja masih belum mengakibatkan base plate terangkat dari

beton penumpu. Angkur terpasang hanya berfungsi sebagai penahan gaya

geser, disamping itu angkur tersebut juga berfungsi menjaga stabilitas

struktur selama masa konstruksi, momen lentur yang bekerja dianggap

sebagai beban terpusat Pu yang bekerja dengan eksentrisitas, e dari sumbu

kolom.

38

e

Vu

?.Vu

Pu

?c.PpY

N

Gambar 2.13. Base plate dengan beban momen lentur=0 ≤ ≤ .60 ≤ ≤ 6 = − 2= −2Untuk base plate dalam kategori B, berlaku hubungan sebagai berikut := .≤ 0,60 . 0,85 . . . . ≤ 0,60 . 0,85 . . . . (2)

Base Plate Kategori C

Intensitas momen lentur kian meningkat, pada kondisi ini dapat

dikatakan bahwa base plate berada pada batas elastinya, karena dengan

penambahan sedikit intensitas momen lentur saja akan mengakibatkan

pengangkatan base plate terhadap beton penumpu. Seperti pada kategori B,

momen lentur diasumsikan sebagai gaya aksial yang bekerja pada

eksentrisitas, e dari sumbu kolom. Dalam kategori ini, jarak eksentrisitas

maksimum yang belum mengakibatkan gaya pengangkatan pada base plate

adalah sebesar N/6.

39

e=N/6

Vu

?.Vu

Pu

?c.PpY

N

Gambar 2.14. Base plate dengan eksentrisitas beban e=N/6

=0 ≤ = .6= 6 = − 2= − 2 6= 23Untuk base plate dalam kategori C, berlaku hubungan := .≤ 0,60 . 0,85 . . . . ≤ 0,60 . 0,85 . . . . (2)≤ 0,60 . 0,85 . . . . . 23 ≤ 1,02 . . . . (23 )

Base Plate Kategori D

Dalam kasus ini eksentrisitas yang terjadi sudah melebihi N/6,angkur harus

didesain agar mampu menahan gaya pengangkatan serta gaya geser yang

terjadi. Base plate dalam kondisi inilah yang sering kita jumpai dalam

40

perencanaan. Pada umumnya desain base plate dalam kondisi ini harus

disertai dengan proses desain ukuran angkur yang digunakan

Vu

?.Vu

Pu

?c.PpY

N

Tu

f e

Gambar 2.15. Base plate dengan eksentrisitas beban e>N/6=0 < .6 <6 < Untuk base plate dalam kategori C, berlaku :

= ( + 2 ± − + 2 − 2 ( + )

41

B. Perencanaan Pelat

Pelat merupakan struktur kaku yang secara khas terbuat dari material

monolit dengan dimensi tinggi / tebal yang jauh lebih kecil dibandingkan

dengan dimensi-lebarnya. Untuk merencanakan pelat beton bertulang perlu

mempertimbangkan faktor pembebanan dan ukuran serta syarat-syarat dari

peraturan yang ada. Pada perencanaan ini digunakan tumpuan jepit penuh

untuk mencegah pelat berotasi dan relatif sangat kaku terhadap momen puntir

dan juga di dalam pelaksanaan, pelat akan di cor bersamaan dengan balok.

Pelat merupakan panel-panel beton bertulang yang mungkin bertulangan

dua atau satu arah saja tergantung sistem strukturnya.

Apabila ly/lx = 3 harus dianalisa sebagai struktur pelat dua arah,

Apabila ly/lx > 3 harus dianalisa sebagai struktur pelat satu arah.

Ly = panjang bentang arah y Lx = panjang bentang arah x

Dimensi bidang pelat dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.16. Dimensi bidang pelat

Langkah-langkah perencanaan penulangan pelat, sebagai berikut :

1. Menentukan syarat-syarat batas, tumpuan, dan panjang bentang.

2. Menentukan tebal pelat lantai ( berdasarkan ketentuan SK SNI 2002 ayat

11 butir 5 sub butir 3 ) dan melakukan cheking terhadap lendutan yang

diijinkan.ℎ = ( . )(2.7)

ℎ = ( . )(2.8)= = (2.9)

42

3. Menghitung kombinasi beban yang bekerja pada pelat, yang terdiri dari

beban mati (DL) dan beban hidup (LL).

Wu = 1,2 DL + 1,6 LL

4. Melakukan analisa momen pelat dan maximum displacement dengan

menggunakan metode finite element dengan bantuan program SAP2000.

5. Menghitung kebutuhan luas tulangan pelat (As) denganpersamaan := . . . / (2.10)

6. Memeriksa syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρ max) = 14/ (2.11) = 45006500 + .= 0.85 ′ ≤ 307. Mencari luas tulangan yang dibutuhkan= . . (2.13)

43

Gambar 2.17. Flowchart perhitungan pelat lantai

C. Balok

Dalam mendesain penulangan balok gaya-gaya dalam maksimum

diperoleh dengan bantuan SAP2000 dimana konfigurasi faktor-faktor reduksi

menggunakan ACI code design dengan menyesuaikan faktor reduksinya

berdasarkan SNI 03-2847-2002.

Pendimensian Balok didesign berdasarkan panjang bentang antar kolom atau

tumpuan yaitu :ℎ= sampaiℎ= (2.14)= ℎ (2.15)

44

Sumber : (Vis dan Kusuma,1997)

Keterangan :

l = Jarak antar Kolom atau tumpuan

h = Tinggi balok

b = Lebar balok

Perencanaan Lentur Murni Beton Bertulang

Gambar 2.18. Tegangan, regangan dan gaya yang terjadi pada perencanaan

lentur murni beton bertulang

Dari gambar didapat:= . 0,003(0,003 + )= .= 2. 10 /Jadi:/ = . 0,003(0,003 + 2. 10 )= . . 6000(6000 + )Jika a/d dalam keadaaan balanced ini disebut Fb maka,= = .( ) (2.16)

Menurut Rancangan Standar Nasional Indonesia Tata Cara Perhitungan

Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung Tahun 2002 untuk := 0,85 ≤ 30 (2.17)= 0,85 − 0,00714 − 30 ≤ 30Pada Tugas Akhir ini digunakan f’c = 30 MPa, sehingga = 0,85 maka didapat :

45

= 5100(6000 + )Jika melihat penampang normal yang menahan momen lentur M akan

diperoleh :

Mn =Mu/0,8 (Momen ultimit yang tereduksi, dimana besarnya F untuk lentur

tanpa gaya aksial adalah sebesar 0,8 (2.18)= . . . − 2 , = .= . . . . − 2= . . . 1 − 2 , . 1 − 2 = ,= . . . (2.19)

Sehingga diperoleh := . . (2.20) = 0,85. ′ (2.21) . 1 − 2 =Akan diperoleh − 2 + 2 = 0= 1 − √1 − 2 (2.22)= .( ) (2.23)= 14/ (2.24)

Jika F < Fmax maka digunakan tulangan tunggal

Jika F > Fmax maka digunakan tulangan ganda

1. Keseimbangan gaya :. . = .= . .2. Mencari luas As tulangan := . . .3. Menentukan rasio tulangan (ρ)= . (2.25) < < (2.26)

46

= 14 = . 45006000 + .

Keterangan :

Mu = momen lapangan/tumpuan dari perhitungan SAP2000

Mn = momen nominal yang dapat ditahan oleh penampang

B = lebar penampang beton

d = tinggi efektif beton

ρ = rasio luas tulangan terhadap luas efektif penampang beton

fy = mutu tulangan

f’c = mutu beton

As = luas tulangan terpasang

Adapun langkah-langkah perencanaan penulangan balok dapat ringkas

sebagai berikut:

1. Menentukan dimensi balok berdasarkan jarak antar tumpuan

2. Menghitung momen dengan rumus := ( = 0,85)= 0,85. ′= . .= 1 − √1 − 2= . 45006000 +Jika F < Fmax maka digunakan tulangan tunggal

Jika F > Fmax maka digunakan tulangan ganda

3. Tulangan Tunggal (F<Fmax)

Mencari luas tulangan yang dibutuhkan= . . .= .

Kebutuhan luas tulangan disyaratkan sebagai berikut

47

< < 4. Tulangan Ganda (F>Fmax)

Analisa tulangan rangkap dilakukan dengan cara sebagai berikut :

a. = ,b. = + (2.27)

c. = . . ^2. (2.28)

d. = 0,85.e. = 1.f. = . 1 − (2.29)

g. = − (2.30)

h. = . . . (2.31)

i. = . (2.32)

j. = +Keterangan :

Mn = Momen nominal

Mu = Momen ultimit tumpuan / lapangan

M1 = Momen yang ditahan oleh tulangan tarik

M2 = Momen yang ditahan oleh tulangan tekan

As = luas tulangan total

48

Gambar 2.19. Flowchart perhitungan balok tulangan single

49

Gambar 2.20. Flowchart perhitungan balok tulangan double

5. Perhitungan Geser dan Torsi

Langkah-langkah perhitungan tulangan geser dan torsi berdasarkan SNI 03-

1728-2002 pasal 13 yaitu

V = Vu = gaya lintang, dari perhitungan SAP2000

T = Tu = Torsi, dari perhitungan SAP2000

th = tebal pelat lantai

bw = lebar web, lebar balok

bf = lebar flens

h = tinggi penampang balok

50

Gambar 2.21. Penampang balok tepi dan pelat lantai

Σx²y = (bw².h)+((3th)² untuk balok tepi (2.33)

Σx²y = (bw².h)+(2.(3th)².th) untuk balok tengah (2.34)= . /Σ (2.35)′ = 0,66 + 0,33. < 1,5 (2.36)1 = − 2 − ∅ ( = )1 = ℎ− 2 − ∅ = . . . ( . ). .. (2.37)

= . . Σ( . ) (2.38)

= . ( . )( , )^ .( ) (2.39)

< Tu < Tu min, maka torsi diabaikan dihitung berdasarkan Vu (geser) saja= . . . (2.40)< . /2 jadi tidak perlu tul. geser (2.41)> . /2 jadi perlu tul geser (2.42) = . . . (2.43)= − (2.44)< ……… !

51

Jika < . maka perlu tulangan geser minimum= . /3. (2.45)= ⋯ < 2,Dimana s = jarak antar tulangan geser dalam arah memanjang (mm)

Jika > . maka perlu tulangan geser= . .(2.46)

Av = Luas penampang 2 kaki tul. Geser (mm²)

Syarat:< /4 (pada daerah sendi plastis, y = d)< /2 (pada daerah diluar sendi plastis, y = 2h)

Jika Tn < Tc, maka penulangan torsi minimum= . . . ), (2.47)

< . /2 maka tidak perlu tul, geser> . /2 maka perlu tulangan geser = 2/3. .b.d< s yang kecil dari dan < 30= ..Luas penampang kedua kaki sengkang + 2.Batasanya:4.0,34. . > + 2. > 0,34. . (2.48)= 2. . ( )

(2.49)

Jika Tn > Tc maka penampang cukup jika := ( − ) < 4. (2.50)

= 16 . . . )1 + 0,4 = −

52

= 23 . . . = = .= −= . . .Tentukan s kecil dari

( )dan < 30+ 2. > 2.0,34. .

= 2. .( )= , . . . . − 2. . (2.51)

Dipakai Al yang paling besar, jika ada gaya aksial Nu maka :

= . ., . . (1 + 0,3. . ) (2.52)

= . . . ), . (1 + 0,3. ) (2.53)

Nu bernilai positif jika tekan dan bernilai negatif jika tarik

Keterangan :

Vu = gaya lintang pada penampang yang ditinjau.

Vn = kekuatan geser nominal

Vn = Vc + Vs

Vc = kekuatan geser nominal sumbangan beton

Vs = kekuatan geser nominal sumbangan tulangan geser

= faktor reduksi kekuatan = 0,75

Tc = momen torsi nominal yang diberikan oleh beton

Tn = momen torsi nominal

Ts = momen torsi nominal yang diberikan oleh tul geser

Tu = momen torsi terfaktor pada penampang

53

Gambar 2.22. Flowchart perhitungan begel / sengkang balok

54

D. Kolom

Perhitungan kekuatan kolom didasarkan pada kemampuan kapasitas

penampang kolom. Kapasitas penampang kolom beton bertulang dapat

dinyatakan dalam bentuk diagram interaksi P-M yang menunjukkan hubungan

beban aksial dan momen lentur pada kondisi batas. Setiap titik kurva

menunjukkan kombinasi P dan M sebagai kapasitas penampang terhadap suatu

garis netral tertentu.

Suatu kombinasi beban yang diberikan pada kolom tersebut bila

diplotkan ternyata berada dalam diagram interaksi dari kolom yang dibuat

maka beban tersebut dapat dipikul oleh kolom. Begitu juga sebaliknya apabila

suatu kombinasi beban tersebut (P dan M) ada di luar diagram maka kapasitas

kolom tidak memenuhi, sehingga dapat menyebabkan runtuh (Wiryanto

Dewobroto, 2005). Sesuai dengan RSNI Tata Cara Perencanaan Struktur Beton

untuk Gedung tahun 2002 pasal 12.3(5) besarnya gaya aksial dibatasi sebagai

berikut:

Untuk kolom dengan spiral: = 0,85. (2.54)

Untuk kolom dengan sengkang = 0,80. (2.55)

Dengan= 0,85. . − + . (2.56)

Dimana :

Pn = gaya tekan nominal

Po = gaya tekan axial sentris

Ag = luas penampang beton

Ast = luas total penampang tulangan memanjang

Untuk perhitungan, besarnya beban aksial dan momen ditentukan sebagai

berikut (Wahyudi dan Rahim, 1997):== . . . . . .

(2.57)= . . . . . .(2.58)

55

= ℎ = ℎ Kapasitas kolom akibat lentur dua arah ( biaxial bending) dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan yang dikembangkan oleh Boris Bresler

berikut ini (Wahyudi dan Rahim, 1997) :> 0,1.= + −Atau= + − (2.59)

Dimana :

Pux = Beban aksial arah sumbu x pada saat eksentrisitas tertentu

Puy = Beban aksial arah sumbu y pada saat eksentrisitas tertentu

Puo = Beban aksial maksimal

Sedangkan untuk > 0,5. dapat digunakan rumus+ ≤ 1Atau+ ≤ 1 (2.60)

Pengembangan dari persamaan di atas menghasilkan suatu bidang runtuh

tiga dimensi dimana bentuk umum tak berdimensi dari metode ini adalah

(Nawi, 1998) :+ = 1 (2.61)

Besarnya a1 dan a2 menurut Bresler dapat dianggap sebesar 1,5 untuk

penampang bujur sangkar, sedangkan untuk penampang persegi panjang nilai

a bervariasi antara 1,5 dan 2,0 dengan harga rata-rata 1,75 (Wahyudi dan

Rahim, 1997).

Dalam analisa kolom biaksial, dapat dilakukan konversi dari momen

biaksial yang terdiri dari momen dua sumbu menjadi momen satu sumbu.

Penentuan momen dan sumbu yang berpengaruh dengan penyederhanaan load

contour (CBA) untuk disain penampang simetris adalah sebagai berikut (Nawy,

1998):

Untuk

56

> /ℎ= + . . (2.62)

Untuk≤ /ℎ= + . . (2.63)

=== 0,65= 0,65Kolom dapat dinyatakan sebagai kolom pendek bila (SNI Tata Cara

Perencanaan Struktur Beton untuk Gedung tahun 2002) :

Untuk kolom tak bergoyang:< 34 − .(2.64)

Dengan M1b dan M2b adalah momen ujung berfaktor dari kolom, dengan

M1b < M2b. Bila faktor momen kolom = 0 atau Mu / Pu < e min, harga M2b

harus dihitung dengan eksentrisitas minimum,= (15 + 0,03.ℎ) dengan h dalam mm (2.65)

Untuk kolom bergoyang :< 22 (2.66)

Dimana :

k = faktor panjang efektif komponen tekan

lu = panjang kolom

r = radius girasi (2.67)

A= b.h

M1b=momen ujung terfaktor yang lebih kecil pada komponen tekan; bernilai

positif bila komponen struktur melentur dengan kelengkungan tunggal,

negatif bila komponen struktur melentur dengan kelengkungan ganda

57

M2b=momen ujung terfaktor yang lebih besar pada komponen struktur tekan;

selalu bernilai positif

Besarnya k didapat dari nomogram Jackson dan Moreland (Nawi, 1998)

yang bergantung dari besarnya perbandingan kekakuan semua batang tekan

dengan semua batang lentur dalam bidang (ψ).Ψ = (2.68)

Apabila tidak menggunakan nomogram, besarnya k dapat dihitung

dengan menggunakan ((Nawi, 1998) dan (Udiyanto, 2000)) :

Untuk kolom tak bergoyang:= 0,7 + 0,05(Ψ + Ψ ) ≤ 1,0 (2.69)= 0,85 + 0,05.Ψ ≥ 1,0 (2.70)

Untuk kolom bergoyang:= . 1 + Ψ ,untuk Ψ < 2 (2.71)= 0,9. 1 + Ψ ,untuk Ψ ≥ 2 (2.72)

Apabila syarat tersebut terpenuhi maka pengaruh kelangsingan dapat

diabaikan. Jika syarat tersebut tidak terpenuhi maka didefinisikan sebagai

kolom langsing dan analisa yang perlu dilakukan terhadap kolom langsing

adalah :

1. Metode Pembesaran Momen ( Momen Magnification Method )

2. Analisis orde kedua, jika ≥ 100Metode pembesaran momen (moment magnification method), dimana desain

kolom tersebut didasarkan atas momen yang diperbesar:= = ( . + . ) (2.73)= , . ≥ 1 (2.74)

= , . ≥ 1 (2.75)

Dimana:

= faktor pembesar untuk momen yang didominasi oleh beban gravitasi M2b

= faktor pembesar terhadap momen ujung terbesar M2s akibat beban yang

menyebabkan goyangan besar

58

Pc=beban tekuk Euler = . (2.76)

Cm = 0,6 + 0,4. ≥ 0,4 (2.77)

Dimana ≤atau Cm diambil sama dengan 1,0 apabila kolom braced frame dengan beban

transversal ≤untuk nilai EI dapat digunakan persamaan:= ( . /5) + ( / )1 +Atau dapat disederhanakan menjadi:= , . .

(2.78)

Dimana

=momen beban mati rencana / momen total rencana ≤ 1,0

Desain Tulangan Kolom

Perencanaan penulangan longitudinal kolom didasarkan menurut grafik

pada Buku Grafik dan Tabel Perencanaan Beton Bertulang Grafik

(Ir.W.C.Vis dan Ir.Gideon H. Kusuma, M.Eng).

Untuk perancangan tulangan geser pada kolom didasarkan pada persamaan= 0,17. 1 + 0,073. . . . (2.79). . . ≥ ( − ) (2.80)

Dimana:

Vn adalah Gaya geser nominal (Vc+Vs)

Vc adalah Gaya geser sumbangan dari beton

Perencanaan spasi tulangan geser juga perlu dibatasi oleh jarak antara

tulangan geser maksimum sebagai berikut :

Jika ≤ . . . , ≤ ≤ 600Jika > . . . , ≤ ≤ 400Dimana :

s = Spasi antara tulangan geser

59

Vs = Kekuatan geser sambungan dari tulangan geser

bw = Lebar penampang kolom

d = tinggi efektif penampang

Adapun langkah-langkah perencanaan penulangan kapasitas kolom akibat

lentur dua arah (Biaxial Bending) dapat ringkas sebagai berikut :

1. Menentukan momen (Mux dan Muy) dan gaya aksial (Pu) yang

mewakili dari hasil perhitungan SAP2000

2. Menghitung nilai Pn = Pu / Φ dimana Φ = 0,65

3. Menghitung nilai Mn dengan penyederhanaan rumus load contour

(CBA)

4. Menghitung nilai e = Mn / Pn >e min

5. Menghitung tulangan longitudinal kolom untuk mendapatkan = .( ′ ≤ 30 ; = 0,85)Nulai r didapat dengan bantuan grafik 9.9 pada buku CUR (Vis kusuma

dan Gideon) = . . , . ≥ 0,1 (2.81) = . . , . . (2.82)= 0,65= / (2.83)

ℎ≅ 0,15

6. Luas tulangan longitudinal = .7. Kontrol kekuatan penampang dari kolom (Tinjau biaxial bending)

8. Mengontrol persyaratan daktilitas “Strong column weak beam”

berdasarkan ketentuan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

(SRPMK) dari peraturan SNI 03-2002 (pasal 23.4)

60

> .(2.84)

Gambar 2.23. Flowchart perhitungan kolom

E. Tangga

Adapun parameter yang perlu diperhatikan pada perencanaan struktur tangga

adalah sebagai berikut :

Tinggi antar lantai

Tinggi Optrede

Lebar bordes

Kemiringan tangga

61

Tebal pelat tangga

Lebar anak tangga

Panjang Antrede

Jumlah anak tangga

Tebal selimut beton

Gambar 2.24. Sketsa tangga

Mencari tinggi optrade dan panjang antrade :

Menurut Diklat Konstruksi Bangunan Sipil karangan Ir. Supriyono

2 . Opt+Ant = 57~65

2 . ( Ant.tg α)+Ant = 57~65

Dimana 57~65 adalah panjang langkah orang dewasa rata-rata

1. Menghitung Jumlah optrade= .2. Menghitung ekivalen tebal anak tanggaℎ= ℎ+ 2 . cos= ℎ− ℎ

Analisis gaya dalam (khususnya momen) pada pelat tangga dan pelat

bordes dilakukan seperti halnya analisa pelat lantai yaitu dengan menggunakan

Finite Element Method dengan bantuan program SAP2000.

Tinjauan momen maksimum pada joint arean yang ditinjau dianggap

mewakili sepanjang sumbu joint tersebut, sehingga tinjauan tidak dilakukan

berdasarkan per-elemen area (tiap-tiap jalur mesh).

Untuk perhitungan penulangan pelat tangga dan pelat bordes dilakukan

sama seperti analisa pada pelat lantai, sedangkan untuk perencanaan balok

tangga dilakukan analisa seperti halnya analisa perencanaan balok, dimana

tulangan geser dibutuhkan jika > .

62

Langkah-langkah perencanaan penulangan pelat tangga, sebagai berikut:

1. Menentukan syarat-syarat batas, tumpuan, dan panjang bentang.

2. Menentukan tebal pelat lantai ( berdasarkan ketentuan SK SNI 2002 ayat

11 butir 5 sub butir 3 ) dan melakukan cheking terhadap lendutan yang

diijinkan.ℎ = ( . )ℎ = ( . )= =

3. Menghitung kombinasi beban yang bekerja pada pelat, yang terdiri dari

beban mati (DL) dan beban hidup (LL).

Wu = 1,2 DL + 1,6 LL

4. Melakukan analisa momen pelat dan maximum displacement dengan

menggunakan metode finite element dengan bantuan program SAP2000.

5. Menghitung kebutuhan luas tulangan pelat (As) denganpersamaan := . . . /6. Memeriksa syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρ max) = 14/ = 45006500 + .= 0.85 ′ ≤ 307. Mencari luas tulangan yang dibutuhkan= . .

F. Lift

Lift merupakan alat transportasi manusia di dalam gedung dari satu

tingkat ke tingkat lainya, yang berupa ruang naik/turun.

Dalam perencanaan lift, metode perhitungan yang dilakukan merupakan

analisi terhadap konstruksi ruang tempat lift dan perhitungan balok

penggantung katrol lift. Perhitungan konstruksi tempat lift meliputi :

63

a. Kapasitas dan jumlah lift

Kapasitas dan jumlah lift disesuaikan dengan perkiraan jumlah pemakai lift,

mengingat dari segi manfaat.

b. Perencanaan konstruksi

1. Mekanikal

Secara mekanikal perencanaan konstruksi lift tidak direncanakan di sini

karena sudah direncanakan di pabrik dengan spesifikasi tertentu,

sebagai dasar perencanaan konstruksi dimana lift tersebut akan

diletakkan.

2. Konstruksi ruang dan tempat lift

Lift terdiri dari tiga komponen utama, yaitu:

Mesin dengan kabel penarik serta perangkat lainnya.

Trace / traksi / kereta penumpang yang digunakan untuk

mengangkut penumpang dengan pengimbangnya.

Ruangan dan landasan serta konstruksi penumpang untuk mesin,

kereta, beban dan pengimbangnya.

Ruangan dan landasan lift direncanakan berdasarkan kriteria

sebagai berikut :

Ruang dan tempat mesin lift diletakkan pada lantai teratas

bangunan. Oleh karenanya perlu dibuat dinding penutup mesin

yang memenuhi syarat yang dibutuhkan mesin dan kenyamanan

pemakai gedung.

Mesin lift dengan beban-beban (q) sama dengan jumlah dari

berat penumpang, berat sendiri, berat traksi, dan berat

pengimbangnya yang ditumpukan pada balok portal.

Ruang terbawah diberi kelonggaran untuk menghindari

tumbukan antara lift dan lantai basement. Ruang terbawah ini

juga direncanakan sebagai tumpuan yang menahan lift pada saat

maintenance.

3. Spesifikasi lift yang dipakai

Lift yang digunakan adalah dari produk Hyundai Elevator,

dengan spesifikasi sebagai berikut :

64

Tabel 2.17. Spesifikasi Lift produksi Hyundai Elevator Co. Ltd.

Sumber : www.hyundaielevator.co.id

Analisa balok yang menahan gaya Resultan akibat beban machine Room

dilakukan dengan SAP2000 pada saat perhitungan portal 3D. analisi

perhitungan penulangan dilakukan seperti halnya rumus pada perhitungan

balok.

kondisi sekitar proyek, telah dipilih Hotel Amaris Semarang menggunakan

pondasi tiang pancang.

Pemilihan sistem pondasi ini didasarkan atas pertimbangan :

1. Beban yang bekerja cukup besar.

2. Pondasi tiang pancang dibuat dengan sistem sentrifugal, menyebabkan

beton lebih rapat sehingga dapat menghindari bahaya korosi akibat

rembesan air.

3. Pondasi yang digunakan cukup banyak, sehingga penggunaan tiang

pancang prategang merupakan pilihan terbaik.

4. Berdasarkan data Boring Log, kedalaman tanah keras terletak pada

kedalaman 36 m.

A. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang

Daya dukung pondasi tiang pancang pada tugas akhir ini dihitung

berdasarkan data NSPT dari Boring Log sehingga beban dipikul oleh tanah

melalui daya dukung tanah di ujung tiang.

2.4.4. Perencanaan Struktur Bawah (Sub Structure Design)

Berdasarkan data tanah hasil penyelidikan, beban-beban yang bekerja dan

65

1. Perhitungan Daya Dukung Vertikal Tiang Pancang

Analisis-analisis kapasitas daya dukung dilakukan dengan cara

pendekatan untuk memudahkan perhitungan. Persamaanpersamaan

yang dibuat dikaitkan dengan sifat-sifat tanah dan bentuk bidang geser

yang terjadi saat keruntuhan.

2. Berdasarkan kekuatan bahan

Menurut tata cara perencanaan struktur beton untuk bangunan gedung

SNI-2002, kuat tumpu rencana (P) pada beton dihitung dengan rumus≤ . (0,85. . (2.85)

Dimana :

ϕ = 0,8

A = Luas penampang tiang pancang

P = Kapasitas beban tiang pancang

3. Berdasarkan hasil sondir

Tes Sondir atau Cone Penetration Test (CPT) pada dasarnya adalah

untuk memperoleh tahanan ujung (q) dan tahanan selimut (c) sepanjang

tiang. Tes sondir, biasanya dilakukan pada tanah kohesif dan tidak

dianjurkan pada tanah berkerikil dan lempung keras. Perhitungan tiang

pancang didasarkan pada tahanan ujung dan hambatan pelekat,

persamaan daya dukung yang diijinkan adalah :

Dengan menggunakan rumus Begemann := . + .(2.86)

Dimana

Qc = nilai unsur resistance

A = luas penampang

TF = jumlah tahanan geser

3 dan 5 = faktor keamanan

O = π.D ; (D = Diameter tiang pancang)

Nilai qc dan TF didapat dari hasil data sondir tanah

4. Berdasar Daya Dukung Tanah (N-SPT)

Perhitungan kapasitas dukung tiang terhadap gaya desakdidasarkan

pada dua metode :

I. Metode Broms

66

Kapasitas dukung tiang pancang didasarkan pada tahanan gesek

tiang dan tahanan ujung ultimit.

a. Rumus Tahanan Gesek Tiang := Σ . . . (2.87)

Dimana

Qs = Tahanan gesek ultimie tiang (kN)

As = Luas selimut tiang = . . .h = Kedalaman yang ditinjau tiap 2 meter

Kd = Koefisien tekanan tanah yang bergantung pada kondisi

tanah

δ = Sudut gesek dinding efektif antara dinding tiang dan

tanah

Po = Tekanan vertikal efektif rerata di sepanjang tiang

b. Tahanan Ujung Ultimit (Qb)

Persamaan tahanan ujung ultimit (Qb) untuk tiang pancang

menurut Broms adalah := . . (2.88)

Dimana :

Qb = Tahanan ujung ultimit (kN)

Po = Tekanan vertikal efektif pada ujung tiang (kN/m²)

Nq = Faktor kapasitas dukung, diperoleh dari gambar 2.14

(HCH-teknik pondasi II)

Ab = Luas dasar tiang pancang (m²) = . .c. Kapasitas dukung ijin tiang= + − (2.89)

II. Metode Suyono

Daya dukung tiang pancang pada tanah pondasi diperoleh dari

jumlah daya dukung terpusat tiang dan tahanan geser pada dinding

tiang dan dirumuskan sebagai berikut :

Ru =. . .

(2.90)

Dimana :

Ru = Daya dukung batas pada tanah pondasi (ton)

67

Qd = Daya dukung terpusat tiang (ton)

A = Luas ujung tiang (m²)

U = Keliling penampang tiang (m)

li = Tebal lapisan tanah yang ditinjau

fi = besarnya gaya geser maksimum dari lapisan tanah dengan

menghitung geseran dinding tiang (ton/m²)

5. Daya Dukung Ijin Tiang Group ( Pall Group)

Dalam pelaksanaan jarang dijumpai pondasi yang hanya terdiri dan satu

tiang saja, tetapi terdiri dan kelompok tiang. Teori membuktikan dalam

daya dukung kelompok tiang geser tidak sama dengan daya dukung

tiang secara individu dikalikan jumlah tiang dalam kelompok,

melainkan akan lebih kecil karena adanya faktor efisiensi.= 1 − . . .. (2.91)

Dimana :

m = Jumlah baris

n = Jumlah tiang

φ = arc tan (d/s) (º)

d = Diameter tiang

s = jarak antar tiang

Pall = Eff . Pall 1 tiang (daya dukung tiang tunggal)

Adapun jarak antar as tiang dalam kelompok, menurut Dirjen Bina

Marga Departemen P.U.T.L. disyaratkan :

6. Pmax yang terjadi pada tiang akibat pembebanan= ± . ± .(2.92)

Dimana :

Pmax = Beban max yang diterima 1 tiang pancang

ΣPv = Jumlah beban vertikal

N = Banyak tiang pancang

Mx = Momen arah X

68

My = Momen arah Y

Xmax = Absis max (jarak terjauh) tiang ke pusat berat tiang

Ymax = Ordinat max (jarak terjauh) tiang ke pusat berat kelompok

tiang

Nx = Banyak tiang dalam satu baris arah x

Ny = Banyak tiang dalam satu baris arah y

Σy² = Jumlah kuadrat jarak arah Y (absis-absis) tiang

Σx² = Jumlah kuadrat jarak arah X (ordinat-ordinat) tiang

Gambar 2.25. Notasi pada Lay Out Pile cap

7. Penulangan Tiang Pancang

Penulangan Tiang Akibat Pengangkatan. Penulangan tiang

pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada waktu proses

pengangkatan, yaitu :

Kondisi 1

Pengangkatan tiang di dua titik

69

Gambar 2.26. Pengangkatan Pile di dua titik= . . (2.93)= . ( . ( − 2 ) − . . ) (2.94)=. . = . ( . ( − 2 ) − . . ) (2.95)4 + 4 − ^2 = 0 (2.96)= = . . (2.97)= .= . ( . − ) (2.98)

Kondisi 2

Pengangkatan tiang di satu titik

Gambar 2.27. Pengangkatan Pile di satu titik

70

= 12 . .= 12 . − − 12 . − 2. .− = . − 2 . .2 −= . − 12 . .→ = 0− = 0= = . 2. .2( − )= 2 = . . 2. .2 − − 12 . . 2. .2 −= 12 . − 2 .2 −=12 . = 12 . − 2 .2 −2 − 4 + = 0 (2.99)= = . . (2.100)= . ( − ) (2.101)

Keterangan :

Desain penulangan tiang pancang diambil berdasarkan momen

terbesar dari dua cara pengangkatan di atas

Jadi yang berpengaruh adalah saat kondisi 2, dimana

pengangkatan dan pemasangan tiang pancang= 0,8= . . .= 1 − √1 − 2.= . .2400= . .

71

8. Penulangan didasarkan pada analisa penampang

Menurut buku Menghitung Beton Bertulang oleh Ir. Udiyanto,

penampang pondasi tiang pancang dengan penampang lingkaran dapat

dianalogikan sebagai bujur sangkar dengan dimensi sebagai berikut :

Gambar 2.28. Ekivalensi penampang tiang pancang lingkaran sebagai

penampang bujur sangkar

Dimana :

D = Diameter tiang pancang

d = 0,88.D (2.102)

Selanjutnya rumus seperti perhitungan tulangan penampang persegi.

9. Penulangan Geser

Jarak antar tulangan spiral :

s = 5 cm, syarat 2,5 cm < s < 8cm.

cek rasio penulangan spiral :

ρs, min = 0,45.(Ag/Ac-1).f’c/fy

Ag = Luas bruto

Ac = Luas Core inti spiral

ρs = 4.As terp / (d.s)

d = Tinggi efektif

s = Jarak antar tulangan spiral

72

Gambar 2.29. Flowchart perhitungan pondasi

73

B. Perencanaan Pile Cap

1. Penulangan Pile Cap

Besarnya momen yang bekerja pada poer / pile cap dapat dilihat

pada Gambar 2.16. dibawah ini :

Gambar 2.30. Mencari Nilai Momen untuk Penulangan Pile cap

Mu = . 3 (2.103)

= Beban maksimum yang diterima 1 tiang pancang

Mn = /Dimana = 0,8

Selanjutnya berlaku rumus seperti perhitungan tulangan persegi

dengan tulangan double dimana lebar (b = lebar poer)

2. Kontrol Terhadap Tegangan Geser Pons

Menurut buku Menghitung Beton Bertulang oleh Ir. Udiyanto,

tegangan geser pons dari pelat dapat terjadi disekitar beban terpusat atau

disekitar reaksi tumpuan terpusat, ditentukan antara lain oleh tahanan

tarik beton dibidang kritis yang berupa piramida atau kerucut

terpancung disekitar beban atau reaksi tumpuan terpusat tersebut yang

akan berusah lepas dan menembus pelat. Bidang kritis untuk

perhitungan geser pons dapat dianggap tegak lurus pada bidang pelat

dan terletak pada jarak d/2 dari keliling beban (reaksi) terpusat yang

74

bersangkutan, dimana d = tinggi efektif pelat. Lebih jelasnya dapat

dilihat pada gambar 2.17. di bawah ini :

Gambar 2.31. Mencari Nilai Momen Penulangan Pile cap

Perhitungan untuk penulangan geser pons adalah sebagai berikut :

d =ℎ− − 1/2= tinggi efektif pile cap

p = Selimut beton

bo = 4. += Keliling penampang kritis

Bc = , jika a = b, maka Bc = 1

= rasio perbandingan lebar dan tebal penampang kolom= 1 + . . . ≤ . . . (2.104)≤Maka tebal pelat cukup dan tidak memerlukan tulangan geser= 0,6≤ 0,6. 13 . . .

75

= , . . . (2.105)

Maka tebal pile cap (h) :ℎ= + + 1/2∅kebutuhan tulangan geser pons disyaratkan jika :>Jika dipasang tulangan geser pons berupa sengkang berlaku rumus := − . /( . . ) (2.106)

Dimana :

Vu = Pu (beban aksial berfaktor dari hitungan SAP2000)

Vc = kuat geser nominal beton

Vs = Kuat geser nominal tulangan geser pons

B = Lebar pile cap

bab ii studi pustaka · 2019. 1. 9. · sistem struktur bangunan gedung memiliki lantai tingkat...

Documents