bab ii tinjauan pustaka adalah suatu spesifikasi profil...

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Castellated Beam

2.1.1 Pengertian Profil Castellated Beam

Castellated Beam adalah suatu spesifikasi profil yang ditingkatkan

kekuatan komponen strukturnya dengan memperpanjang kearah satu sama lain

dan di las sepanjang pola. Castellated Beam ini mempunyai tinggi (h) hampir

50% lebih tinggi dari profil awal sehingga meningkatkan nilai lentur axial,

momen inersia (Ix), dan modulus section (Sx) (Knowles 1991).

2.1.2 Terminologi

Dibawah ini merupakan ilustrasi bagian-bagian dari Castellated Beam.

• Web Post : Area solid dari Castellated Beam.

• Castellation : Area yang sudah mengalami pelubangan (hole).

• Throat Width : Perpanjangan horisontal dari potongan “gigi” bawah profil

• Throat Depth : Tinggi daerah profil potongan “gigi” bawah sampai sayap

profil (Patrick Bardley 2007).

Gambar 2.1 Bagian-bagian Hexagonal Castellated Beams (Patrick Bardley 2007)

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

Castellation adalah proses memotong badan profil dengan pola zig-zag yang

dicetak menggunakan hot-rolled (cetakan panas) berbentuk H, I, atau U. Setengah

bagian profil baja yang telah dipotong disambung dengan cara digeser atau dibalik

(ujung kanan di las dengan ujung kiri, dan sebaliknya) sehingga membentuk lubang

berbentuk polygonal. Hal ini mengakibatkan bertambahnya tinggi (h) dan tinggi

daerah pemotongan (d) (Amayreh dan Saka 2005).

Tan φ = b

dà b =

ϕtan

d

dT = 2

dh −

Semakin panjang e, bertambah pula tegangan tekuk (bending stress) pada bagian T

(tee section) dikarenakan V (shear force) bertambah.

2.2 Proses Pembuatan Castellated Beam

Proses fabrikasi dari Castellated beams diuraikan sebagai berikut

(Grunbauer 2001) :

φ

b e = dT


6

1. Badan profil dibuat dicetakan hot-rolled (cetakan panas) berbentuk I, H,

atau U dengan pola pemotongan zig – zag.

2. Setengah hasil potongan digeser, ujung atas kanan dilas dengan ujung

bawah kiri, dan sebaliknya. Sehingga lubang yang dihasilkan berbentuk segi

enam (hexagonal). Untuk menghasilkan lubang berbentuk segi delapan

(octogonal) maka disisipkan plat segi empat di kedua sisi. Bila pola

pemotongan berbentuk setengah lingkaran, maka lubang yang dihasilkan

adalah lingkaran (circular).

Gambar 2.2 Proses pembuatan Hexagonal Castellated Beams (Grunbauer 2001)

2.3 Tipe – Tipe Pemotongan Castellated Beam

Ada 4 ( empat ) tipe pemotongan balok berdasarkan dimensi U dan T

(Grunbauer 2001).

1. Beam ends left ragged, U = T

(Simple and cheap, but not convenient to use)

Pemotongannya mudah, sederhana dan murah, tetapi kurang baik

digunakan.


7

Gambar 2.3 Beam ends left ragged, U = T (Grunbauer 2001)

2. Beam ends left ragged, U >T

(Longer ends, but not very effective)

Menghasilkan ujung potongan yang panjang tetapi tidak efektif.

Gambar 2.4 Beam ends left ragged, U > T (Grunbauer 2001)

3. Beam ends finished, U = T

(Nice finish, dearer due to extra cutting operation and material waste)

Menghasilkan potongan yang baik (rapi) serta menghemat material (tidak

banyak bahan yang terbuang).

Gambar 2.5 Beam ends finished, U = T (Grunbauer 2001)

4. Beam ends finished with infill plates, U >T

(Strong and rigid, but expensive)


8

Kuat dan kaku, tetapi mahal karena adanya penambahan plat.

Gambar 2.6. Beam ends finished with infill plates, U >T (Grunbauer 2001)

2.4 Keuntungan dan Kekurangan dari Castellated Beam

2.4.1 Keuntungan dari Castellated Beam :

1. Dengan lebar profil yang lebih tinggi (dg), menghasilkan momen inersia

dan modulus section yang lebih besar sehingga lebih kuat dan kaku bila

dibandingkan dengan profil asalnya (Megharief 1997 dan Grunbauer

2001).

2. Mampu memikul momen lebih besar dengan tegangan ijin yang lebih kecil

(Megharief 1997 dan Grunbauer 2001 ).

3. Bahan ringan, kuat serta mudah dipasang (Megharief 1997 dan Grunbauer

2001 ).

4. Profil Castellated Beam ini juga cocok untuk bentang panjang (untuk

penggunaan Castellated Beam pada atap dapat mencapai 10 – 50 m dan bila

digunakan sebagai plat 12 – 25 m). Sehingga dapat mengurangi jumlah

kolom dan pondasi, serta mengurangi biaya erection (pengangkatan)

(Dougherty 1993).

5. Dapat digunakan untuk gedung tingkat tinggi, bangunan perindustrian

(Amayreh dan Saka 2005).


9

2.4.2 Kekurangan dari Castellated Beams :

1. Castellated Beam kurang tahan api. Sehingga harus ditambah dengan

lapisan tahan api (fire proofing) 20% lebih tebal agar mencapai ketahanan

yang sama dengan profil awalnya (Grűnbauer 2001).

2. Kurang kuat menerima gaya lateral, sehingga perlu diberi satu atau lebih

plat pada ujung-ujung (dekat dengan pertemuan balok-kolom) (Grunbauer

2001).

3. Pada ujung-ujung bentang (di sudut-sudut profil) terjadi peningkatan

pemusatan tegangan (stress consentrations) (Amayreh dan Saka 2005).

4. Castellated Beam tidak sesuai untuk bentang pendek dengan beban yang

cukup berat (Amayreh dan Saka 2005).

5. Analisa dari defleksi lebih rumit daripada balok solid (Amayreh dan Saka

2005).

2.5 Kegagalan dalam Castellated Beam

1. Vierendeel atau Shear Mechanism

Mekanisme ini berbanding lurus dengan tegangan geser yang cukup tinggi

pada balok. Sendi plastis terjadi pada ujung balok (reentrant corners) pada

lubang dapat merubah bentuk bagian T (tee section) menjadi seperti

jajargenjang (parallelogram) (Altifillisch 1957, Toprac dan Cook 1959).


10

Gambar 2.7 Plastic Collapse in region of high shear (Altifillisch 1957)

2. Flexural Mechanism

Titik leleh yang terjadi pada bagian T (tee section) bagian atas dan bawah

pada ujung awal (the opening) profil Castellated Beam hampir sama dengan

profil WF solid pada kondisi under pure bending forces.

Mp = Z’ x Ft ; dimana Z’ adalah modulus plastis yang diambil melalui garis

tengah vertikal pada lubang.

3. Lateral – Torsional – Buckling

Pada web opening mempunyai efek yang diabaikan pada lateral torsional

buckling pada balok-balok yang telah mereka uji.

4. Rupture of Welded Joint

Las pada jarak antara lubang yang satu dengan yang lainnya (e) dapat

mengalami rupture (putus) ketika tegangan geser horisontal melebihi

kekuatan leleh dari pengelasannya (welded joint) (Husain dan Speirs 1971)

.

Gambar 2.8 Rupture of Welded Joint (Husain dan Speirs 1971)


11

Panjang horisontal pada lubang (horizontal length of the opening)

berbanding lurus dengan panjang pengelasan, dan ketika panjang horisontal

berkurang untuk menambah secondary moment (Vierendeel truss), maka las

sepanjang badan profil menjadi lebih mudah gagal (failure). Mekanisme

Vierendeel biasanya terjadi pada balok-balok yang mempunyai jarak lubang

horisontal yang cukup panjang (oleh karena itu mempunyai panjang las

lebih panjang).

5. Web Post Buckling due to Compression

Kegagalan ini disebabkan oleh beban terpusat yang secara langsung

dibebankan melebihi web-post. Kegagalan ini dapat dicegah bila

penggunaan pengakunya diperkuat untuk menahan gaya tersebut.

2.6 Kontrol Lendutan pada Balok Statis Tertentu

2.6.1 Untuk Beban Terbagi rata

� 1=�

� � � x

� � �

� � ……(2.1)

Keterangan :

q = beban terbagi rata

L = pangjang bentang balok

E = modulus young

I = Momen Inersia


12

2.6.2 Untuk Beban Terpusat

� 1=�

� � x

� � �

� � ……(2.2)

Keterangan :

P = beban terpusat


E = modulus young

I = Momen Inersia

2.6.3 Lendutan pada Balok Statis tak Tentu

� 1 = � � � .� .� � � � ,� (� � � � � � � )

� � � .� � ……(2.3)

Keterangan :

ml = momen lapangan


Mt1 = momen tumpuan kiri

Mt2 = momen tumpuan kanan

2.7 Profil King Cross dan Queen Cross sebagai Kolom

Kolom adalah bagian dari struktur bangunan yang berfungsi untuk meneruskan

beban diatasnya ke konstruksi pondasi bangunan.Dalam perencanan pendahuluan /

Preliminary Design kolom, gaya-gaya dalam yang bekerja adalah Gaya aksial serta

momen.


13

Karena pada balok menggunakan profil castellated maka agar lebih mudah

dalam perhitungan dan pelaksanaan, untuk kolom digunakan profil king cross untuk

kolom internal dan profil queen cross untuk kolom eksternal.Adapun kelebihan

menggunakan kolom jenis king cross karena profil ini memiliki kuat aksial yang

cukup tinggi pada arah X dan arah Y. Maka dari itu profil ini paling baik digunakan

untuk struktur kolom pada bangunan.

Gambar 2.9 Profil Baja King Cross

Gambar 2.10 Profil Queen Cross

2.8 Hubungan Balok Kolom

Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, hubungan berikut ini harus dipenuhi pada

sambungan balok ke kolom:

∑ � � �

∑ � � �> 1


14

Dimana :

∑ � � � adalah jumlah momen – momen kolom di bawah dan di atas sambungan pada

pertemuan antara as kolom dan as balok. ∑ � � � ditentukan dengan

menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal kolom, termasuk voute bila ada,

di atas dan di bawah sambungan pada as balok dengan reduksi akibat gaya

aksial tekan kolom. Diperkenankan untuk mengambil ∑ M� � = ∑ Zc � fyc −

� � �

� �� . Bila as balok – balok yang bertemu di sambungan tidak membentuk

satu titik maka titik tengahnya dapat digunakan dalam perhitungan.

∑ � � � adalah jumlah momen balok – balok pada pertemuan as balok dan as kolom.

∑ � � � ditentukan dengan menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal balok

di daerah sendi plastis pada as kolom. Diperkenankan untuk mengambil

∑ M� � = ∑(1,1RyMp − My), dengan My adalah momen tambahan akibat

amplifikasi gaya geser dari lokasi sendi plastis ke as kolom.

Keterangan :

Agadalah luas penampang bruto kolom

fycadalahteganganlelehpenampangkolom

Nuc adalah gaya aksial tekan berfaktor pada kolom

Zc adalah modulus plastis penampang kolom


15

Gambar 2.16 Hubungan Balok Kolom Interior

Gambar 2.17 Hubungan Balok Kolom Eksterior

2.8.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel

Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, Gaya geser berfaktor Vu pada daerah panel

ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan kombinasi pembebanan

1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu melebihi gaya geser yang

ditetapkan berdasarkan 0,8∑ Ry. Mp dari balok – balok yang merangka pada sayap

kolom disambungan. Kuat geser rencana ϕVn panel ditentukan menggunakan

persamaan berikut :


16

Bila Nu ≤ 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �

�

� � � � � �� …...(2.4)

Bila Nu > 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �

�

� � � � � �� 1,9 −

� ,� � �

� �� ……(2.5)

Keterangan :

tp adalah tebal total daerah panel, termasuk pelat pengganda

dc adalah tinggi keseluruhan penampang kolom

bcf adalah lebar sayap kolom

db adalah tinggi bruto penampang balok

fy adalah tegangan leleh bahan baja pada daerah panel

Gambar 2.18 Daerah Panel Interior

2.8.2 Gaya Geser yang Terjadi pada Daerah Panel

Gaya geser yang terjadi pada daerah panel pada daerah gempa tinggi

merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom. Besarnya gaya

geser pada daerah panel dapat dilihat seperti pada gambar 3.3.


17

Gambar 2.19 Gaya Geser Daerah Panel

Kontrol gaya geser pada daerah panel :

Gaya geser daerah panel harus memenuhi syarat � � � � > V� . Apabila hasil

perhitungan tidak memenuhi syarat atau � � � � < V� , dimana kapasitas geser daerah

panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan pelat panel.

Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :

t = � �

� � � �xtp ……(2.6)

2.9 Perencanaan Sambungan

2.9.1 Umum

Sambungan terdiri dari komponen sambungan (pelat pengisi, pelat buhul,

pelat pendukung, dan pelat penyambung) dan alat pengencang (baut dan las).

Sambungan tipe tumpu adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut

yang dikencangkan dengan tangan, atau baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk

menimbulkan gaya tarik minimum yang disyaratkan, yang kuat rencananya

disalurkan oleh gaya geser pada baut dan tumpuan pada bagian-bagian yang

disambungkan. Sambungan tipe friksi adalah sambungan yang dibuat dengan


18

30

30

50

Balok Induk

CS 585x300x10x16Balok Anak

CS 447x200x9x14

Baut D16

Profil Siku

60x60x6

menggunakan baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk menimbulkan tarikan baut

minimum yang disyaratkan sedemikian rupa sehingga gaya-gaya geser rencana

disalurkan melalui jepitan yang bekerja dalam bidang kontak dan gesekan yang

ditimbulkan antara bidang-bidang kontak.

Pengencangan penuh adalah cara pemasangan dan pengencangan baut yang

sesuai dengan ketentuan-ketentuan Butir 18.2.4 dan 18.2.5. Pembebanan dalam

bidang adalah pembebanan yang gaya dan momen lentur rencananya berada dalam

bidang sambungan sedemikian rupa sehingga gaya yang ditimbulkan dalam

komponen sambungan hanya gaya geser.

2.9.2 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior

Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak

terletak pada 2 tumpuan sederhana.

Gambar 2.20 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior

2.9.2.1 Sambungan pada Badan Balok Anak

Penentuan jumlah baut : Ab = ¼ π d2 ……(2.7)

Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x Fu x 0,4 x Ab x m ……(2.8)

Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x Fu x db x tp ……(2.9)

Ф Vn yang kecil adalah yang dipakai.

Balok Anak CS 300x100x5.5x8

Balok Induk CS 600x200x8x13


19

Jumlah baut yang diperlukan :

n = � �

∅ � � ......(2.10)

Syarat : Vu ≤ n x Ф V

Kontrol jarak baut :

Jarak ke tepi = 1,5 db s.d ( 4 tp + 100mm) atau 200mm

Jarak antar baut = 3 db s.d 15 tp atau 200mm

2.9.3 Sambungan Balok Induk dengan Kolom

Untuk menghubungkan kolom dengan balok, pada ujung balok di beri end

plate, yang selanjutnya antara end plate dengan kolom disambung dengan baut/paku

keling. End plate dihubungkan dengan las kepada ujung balok seperti diperlihatkan

pada gambar berikut :

Gambar 2.21 Detail End Plate Connection

Metode ini mengasumsikan bahwa sambungan yang menerima beban lentur

tersebut akan berputar dengan titik putar pada baut terbawah sehingga baut-baut akan

menerima beban tarik sedemikian rupa sehingga besarnya sebanding dengan jarak

baut terhadap titik putarnya.


20

Mu = Tu1.d1 + Tu2.d2 + Tu3.d3 + Tu4.d4 ……(2.11)

Kontrol Geser

Vu=Pu

n ……(2.12)

fuv = � �

� � ……(2.13)

Beban Tarik ( Interaksi Geser dan Tarik )

ft = (1,3. fub − 1,5. fuv) ……(2.14)

ft = fub = Tegangan Putus Baut

Td = 0,75xfubxAb ……(2.15)

Mencari garis netral anggap di bawah baut terbawah

a = � � � � �

� � � � ……(2.16)

ØMn = � � 0,9xfyxa� x�

�� + ƩT. d� ……(2.17)

2.10.3 Sambungan Pelat dengan Balok ( Sambungan Las )

Digunakan las � � � � � �

te = Tebal las


21

h = d − 2x(tw + r) ……(2.18)

e A� � � = 2x(h + b)xte ……(2.19)

Ip = 2x � ��

� �xbxh� � 2 + � texbx �

�

��

�

� � ……(2.20)

Akibat beban geser sentris

fu = � �

� � � � ……(2.21)

Akibat beban momen lentur

Sx = � �

� �⁄ ……(2.22)

� h = � �

� � ……(2.23)

Tegangan total akibat geser dan momen lentur

ftot = √fu� + � h� ……(2.24)

Kekuatan Rencana Las

Øfn = (фx0,6x70x70,3) ……(2.25)

ftot ≤ Øfn …OK!!

te� � � � � ≥ � � � �

Ø� � ……(2.26)

a� � � � � ≥ � � � � � � �

� ,� � � ……(2.27)

Syarat :

amin = 6mm(untukketebalanpelatt = 15mm)

aeff� � � (lasdibadan) = 1,41x� � � � �

� � � � � , � ……(2.28)

aeff� � � (lasdisayap) = 0,707x� � � � �

� � � � � , � …....(2.29)


23

BAB III

METODOLOGI

3.1 Bagan Alur Metodologi Penyelesaian Tugas Akhir

Tidak

Ya

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

START

Pengumpulan Data dan Studi Literatur Data Umum Bangunan dan Peraturan yang berkaitan

Preliminary Design

Pembebanan 1.Beban Hidup 3.Beban Gempa 2.Beban Mat 4.Beban Angin

Permodelan dan Analisa Struktur

1.Struktur Primer 2.Struktur Sekunder 3.Hubungan Balok Kolom

Kontrol Desain

Gambar Output Autocad

END


24

3.2 Metodologi Penyelesaian

Metodologi penyelesaian yang digunakan adalah :

1. Pengumpulan Data

Mencari data umum bangunan dan data tanah Gedung Perkantoran Petrosida

Gresik.

a) Data Umum Bangunan Awal

Nama Gedung : Gedung Perkantora Petrosida Gresik

Lokasi : Jl. KIG Utara I Gresik

Fungsi : Perkantoran

Jumlah Lantai : 5 lantai ( 20 meter )

Zona Gempa : 3

Struktur Utama : Beton Bertulang

Sistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah

(SRPMM)

b) Data Bangunan Modifikasi

Nama Gedung : Gedung Perkantora Petrosida Gresik

Lokasi : Jl. KIG Utara I Gresik

Fungsi : Perkantoran

Jumlah Lantai : 8 lantai ( 28 meter )

Zona Gempa : 6

Struktur Utama : Stuktur Baja (dengan menggunakan Castellated

Beam)

Sistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

(SRPMK)


25

c) Data Tanah

Tipe tanah : Tanah lunak

1. Studi Literatur

Melakukan studi referensi berupa : buku pustaka, jurnal konstruksi

baja, penelitian terdahulu, serta peraturan mengenai perencanaan

struktur gedung menggunakan Castellated Beam antara lain :

a. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983

b. SNI 03 – 1729 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur

Baja Untuk Bangunan Gedung

c. SNI 03 – 1726 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Bangunan Gedung

d. American Institute of Steel Construction-Load and Resistance

Factor Design (AISC - LRFD)

e. Structural Steel Designer’s Handbook 4th edition

f. Browsing penelitian terdahulu dan jurnal tentang Castellated Beam

melalui internet

2. Preliminary Design

Pada tahap ini dilakukan hal-hal seperti berikut ini :

a. Memperkirakan dimensi awal dari elemen struktur

b. Penentuan mutu bahan yang digunakan dalam perencanaan

3. Pembebanan

Pembebanan struktur meliputi :

a. Beban mati

b. Beban hidup


26

c. Beban angin

d. Beban gempa

4. Permodelan dan Analisa Struktur

Melaukan perhitungan struktur :

a. Struktur Primer (balok induk dan kolom)

b. Struktur Sekunder (pelat, tangga, balok anak)

5. Kontrol Desain

Melakukan analisa struktur bangunan, dimana harus memenuhi syarat

keamanan dan rasional sesuai batas-batas tertentu menurut peraturan.

Dilakukan pengambilan kesimpulan, apakah design telah sesuai

dengan syarat-syarat perencanaan dan peraturan angka keamanan, serta

efisiensi. Bila telah memenuhi, maka dapat diteruskan ke tahap

penggambaran. Bila tidak memenuhi harus melakukan re-design.

6. Output Gambar AutoCAD

Penuangan analisa dan perhitungan ke dalam gambar yang

representatif

7. Kesimpulan

3.3 Peraturan

Peraturan yang digunakan dalam perencanaan adalah Standar ASCE

yang berbasis AISC-LRFD, LRFD (Load and Resistance Factor Design),

PPIUG (Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung) 1983, SNI 03 –

1729 – 2002 dan SNI – 03 – 1726 - 2002.


27

3.4 Pembebanan

Pembebanan struktur meliputi:

3.4.1 Beban mati (PPIUG 1983 bab 2)

Beban mati terdiri atas :

1. Berat sendiri dari bahan-bahan bangunan penting dan dari beberapa

komponen gedung yang harus ditinjau di dalam menentukan beban mati

dari suatu gedung, harus diambil menurut Tabel L.1 (terlampir).

2. Apabila dengan bahan bangunan setempat diperoleh berat sendiri yang

menyimpang lebih dari 10% terhadap nilai-nilai yang tercantum dalam

Tabel L.1, maka berat sendiri tersebut harus ditentukan tersendiri dengan

memperhitungkan kelembaban setempat, dan nilai yang ditentukan ini

harus dianggap sebagai pengganti dari nilai yang tercantum dalam Tabel

L.1 (terlampir) itu. Penyimpangan ini dapat terjadi terutama pada pasir

(antara lain pasir besi), koral (antara lain koral kwarsa), batu pecah, batu

alam, batu bata, genting, dan beberapa jenis kayu.

3. Berat sendiri dari bahan bangunan dan dari komponen gedung yang

tidak tercantum dalam Tabel L.1 (terlampir) harus ditentukan tersendiri.

3.4.2 Beban hidup (PPIUG 1983 bab 3)

Beban hidup terdiri dari beban yang diakibatkan oleh pemakaian

gedung dan tidak termasuk beban mati, beban konstruksi dan beban akibat

fenomena alam (lingkungan).

3.4.3 Beban gempa (SNI – 03 – 1726 – 2002 Pasal 6.1.2)

Perhitungan beban gempa dengan analisa beban dinamis.


28

Gaya geser dasar rencana total (V), ditetapkan sebagai berikut

(SNI 03-1726-2002 Pasal 6.1.2):

tWR

ICV ×

×= 1 …(3.1)

T1 = 0.085 (hn)

3/4 …(3.2)

Gaya geser dasar rencana total (V), tidak lebih besar daripada nilai berikut

(SNI 03-1729-2002 Pasal 15.2-2):

t

amaks W

R

xIxCVV ×=≤

5,2

…(3.3)

dimana :

V = Gaya geser dasar Nominal statik ekivalen (N)

Vmaks = Gaya geser dasar rencana maksimum (N)

R = Faktor reduksi gempa (Tabel L.2)

T = Waktu getar alami struktur (detik)

Wt = Berat total struktur (N)

I = Faktor kepentingan struktur yang ditetapkan oleh ketentuan

yang berlaku dalam butir 3.1 dan 3.2

C = Faktor respon gempa yang didapat dari spectrum respons

gempa rencana menurut gambar yang terdapat pada lampiran

Gambar G.1 (terlampir)

Ca = Koefisien percepatan gempa yang ditetapkan oleh ketentuan

dalam butir 3.1 dan 3.2

hn = Tinggi total struktur.


29

Pembatasan waktu getar alami fundamental (SNI – 03 – 1726 – 2002 Pasal

5.6 )

T1 < ς n

dimana :

ς = Koefisien untuk wilayah gempa tempat struktur gedung

berada. Tercantum dalam Tabel L.3 (terlampir)

n = Jumlah tingkat.

Berat total struktur Wt ditetapkan sebagai jumlah dari beban – beban

berikut ini :

1. Beban mati total dari struktur bangunan.

2. Bila digunakan dinding pertisi pada perencanaan lantai maka harus

diperhitungkan tambahan sebesar 0,5 Kpa

3. Pada gedung-gedung dan tempat-tempat penyimpanan barang maka

sekurang-kurangnya 25% dari beban hidup rencana harus

diperhitungkan.

4. Beban total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan harus

diperhitungkan.

3.4.4 Beban Angin (PPIUG 1983 Bab 4)

Beban angin dihitung sebagai berikut :

2

16

Vp =

…(3.4)

dimana :

p = Desain tekanan angin (kg/m3)

V = Kecepatan angin (m/dtk)


30

3.5 Kombinasi Pembebanan (SNI – 03 – 1729 – 2002 Pasal 6.2.2 )

Pembebanan struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi

pembebanan di bawah ini :

1. 1.4D

2. 1.2D + 1.6L + 0,5 (La atau H)

3. 1.2D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0.8W)

4. 1.2D + 1.3W + γL L + 0,5 (La atau H)

5. 1.2D + 1,0E + γL L

6. 0.9D ± (1.3W atau 1,0E)

dimana :

D = Beban Mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi hermanen,

termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan

peralatan layan tetap.

L = Beban Hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung,

termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti

angin, hujan, dan lain-lain.

La = Beban Hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh

pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa

oleh orang dan benda bergerak.

W = Beban Angin

E = Beban Gempa, yang ditentukn menurut SNI 03 – 1726 – 2002,

atau penggantinya.

H = Beban Hujan, tidak termasuk diakibatkan oleh genangan air


31

3.6 Batasan Story Drift

Pada LRFD pasal 15.4.1 disebutkan drift dihitung berdasarkan respons

simpangan inelastic maximum (Δm).

Δm = 0.7 × R × Δs …(3.5)

dimana:

R = faktor reduksi gempa. ( lihat lampiran tabel L.2 )

Δs = respons statis simpangan elastis.

Displacement (LRFD pasal 15.4.2) terjadi ketika struktur dirancang

akibat gaya lateral. Pembatasan story drift didasarkan pada periode dasar

struktur, yaitu :

T ≤ 0.7 detik Δm ≤ 0.025h

T > 0.7 detik Δm ≤ 0.02h

dimana :

T = periode getar struktur.

h = beda tinggi antar lantai.

3.7 Kontrol Perhitungan Balok dan Kolom

3.7.1 Kontrol Perhitungan Balok Castellated

Kontrol Penampang (SNI 03 – 1729 - 2002 tabel 7.5 – 1)

Pelat sayap : ; Pelat badan :

f

f

t

b

2=λ

wt

h=λ …(3.6)

yfp

170=λ

yfp

1680=λ

…(3.7)


32

ry ffr

−=

370λ

yfr

2550=λ

…(3.8)

Untuk memenuhi persyaratan penampang harus masuk pada kategori

penampang kompak.

• Penampang kompak (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.2.3)

Pλλ ≤

Pn MM = • Penampang tidak kompak (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.2.4)

RP λλλ ≤<

Pn MM = - ( )( )( )PR

P

RP MMλλ

λλ

−

−−

…(3.9)

Kontrol Tekuk Badan untuk profil Castellated (eq. 4.2ASCE journal page

3319)

Gambar 3.2 Dimensi Geometri Penampang Castellated Beam

a. w

f

t

td 2− ≤

yf

1365 ;

w

f

t

td 2− ≤

yf

1100

…(3.10)

3.0 ≤o

o

h

a

Vm ≤ 3

2Vp à untuk balok non – komposit dan balok komposit pada

momen negatif .


33

Vm ≤ 3

2VP + Vc à untuk balok komposit pada momen positif.

b. w

f

t

td 2− ≤

fy

1365 ;

w

f

t

td 2− >

yf

1100

…(3.11)

2,2≤o

o

h

a

Vm ≤ 0.45VP

dimana :

VP = fy tw d/ 3

Vc = Vpt (µ/υ – 1) ≥ 0 atau Vmt (sh) – Vpt ; mana yang lebih kecil

c. Parameter Opening :

1. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 5.6; untuk balok baja.

2. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 6.0; untuk balok komposit.

Momen Lentur Nominal (eq. 3.2 ASCE journal page 3327)

nu MM φ≤ ( LRFD Pasal 8.1.1 )

Mn = Mp – fy.∆As

+ e

ho

4; untuk balok non – komposit …(3.12)

dimana :

Mn = Kuat Momen Lentur Nominal Balok

∆As = ho x tw

ho = tinggi lubang

tw = ketebalan badan

e = eksentrisitas lubang untuk penampang non-komposit

fy = kuat leleh baja


34

Kontrol Kuat Geser (eq. 3.3a ASCE journal page 3317)

nu VV φ≤

Vn = Σ Vnt

Untuk tee bawah dan atas :

3

6

+

+

ν

µ …(3.13)

Vnt = 3

6

+

+

ν

µ Vpt ≤ Vpt …(3.14)

dimana :

Vnt = kuat geser satu tee

Vpt = fy tw st / 3 ɸ = faktor reduksi

fy = kuat leleh baja

ao = panjang lubang

tw = tebal badan

st = tinggi tee

υ = aspek rasio tee = ao/st

bf = lebar sayap

Persamaan Interaksi Lentur dan Geser untuk Profil Castellated (eq. 3.1 ASCE

journal page 3317)

0,1

33

≤

+

Vn

Vu

Mn

Mu

φφ

…(3.15)


35

3.7.2 Kontrol Perhitungan Kolom

Kontrol Penampang

Penampang tidak boleh termasuk dalam kategori penampang langsing :

Pelat sayap : ; Pelat badan :

λ < rλ λ < rλ

f

f

t

b

2<

yf

250( OK )

wt

h<

yf

665( OK ) …(3.16)

Kontrol Kekakuan Portal (SNI 03 – 1729 - 2002 Pasal 7.6.3.3)

∑

∑

=

b

b

c

c

L

I

L

I

G

…(3.17)

Dari nilai G, dapat diperoleh nilai kc (faktor panjang tekuk).

Amplifikasi Momen Struktur Portal (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.4.3.2)

…(3.18)

1

1

≥

−

=

crb

u

mb

N

N

Cδ

…(3.19)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.4.3.1)

dimana : 2

.

c

yb

crb

fAN

λ=

…(3.20)

)()( ltntu sxMbxMM δδ +=


36

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.1)

−=

2

14.06.0M

MCm

…(3.21)

∑∑

∆−

=

HL

ohN

s

u1

1δ atau

−

=

∑∑

crb

u

N

Ns

1

1δ

…(3.22)

dimana : 2

.

c

yb

crb

fAN

λ=

Kontrol Komponen Tekan

E

f

r

xLK ycc

.

.

πλ =

…(3.23)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.1)

fcrAN gn .=

…(3.24)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.2)

ω

yffcr =

…(3.25)

untuk :

cλ ≤ 0,25 maka 1=ω

…(3.26)

2,125,0 << cλ maka cλ

ω67,06,1

43,1

−=

…(3.27)

2,1≥cλ maka 2

25,1 cλω =

…(3.28)


37

Kontrol Tekuk Lateral

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.1.1)

nu MM φ≤ …(3.29)

dimana :

Mu = Momen lentur rencana (Nmm)

Mn = Kuat lentur nominal penampang (Nmm)

Ø = Faktor reduksi (0,9)

Jari-jari girasi

a. Bentang Pendek (pb LL ≤ )

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.3)

pn MM = …(3.30)

y

ypf

ErL ×= 76.1

…(3.31)

A

Ir

y

y =

…(3.32)

dimana :

ry = jari-jari girasi terhadap sumbu

lemah

b. Bentang Menengah (rbp LLL ≤≤ )

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.4)

p

pr

brrprbn M

LL

LLMMMCM ≤

−

−−+= )(

…(3.33)

22 )(11

)(

.1

ry

ry

y

r ffXff

XrL −++

−=

…(3.34)


38

21

EGJA

SX

x

π=

;

2

2 4

=

GJ

S

l

IX x

y

w

…(3.35)

dimana :

Iw = konstanta puntir lengkung

J = konstanta puntir torsi

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.1)

30.2

3435.2

5.12

max

max ≤+++

=CBA

bMMMM

MC

…(3.36)

c. Bentang Panjang ( br LL ≤ )

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.5)

pcrn MMM ≤=

…(3.37)

p

b

y

b

bcrn ML

EJGIE

LCMM ≤

==

2

...ππ

…(3.38)

Persamaan Interaksi Aksial-Momen (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.5)

a. Jika n

u

P

P

φ≥ 0.2 maka 0.1

..9

8≤

++

ny

uy

nx

ux

n

u

Mb

M

Mb

M

P

P

φφφ

…(3.39)

b. Jika n

u

P

P

φ< 0.2 maka 0.1

..2≤

++

ny

uy

nx

ux

n

u

Mb

M

Mb

M

P

P

φφφ

…(3.39)

( SNI 03 - 1729 - 2002 Tabel 8.3.2 )


39


Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002 pasal 15.7.6 hubungan berikut ini harus

dipenuhi pada sambungan balok ke kolom:

∑ � � �

∑ � � �> 1

Dimana :






� � �










Momen pada ke dua ujung kolom :

∑ M� � = 2xZ� x(fyc − � � �

� �) …(3.40)


40

Momen pada balok induk :

M� � � = (1,1xRyxMp − My) …(3.41)

dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi gaya geser )

Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa

Mp = Zxxfy …(3.42)

Kontrol syarat strong column weak beam :

∑ M� � = M� � � + M� � � …(3.43)

Syarat : ∑ � � �

∑ � � �> 1 …(3.44)

3.8.1 Daerah Panel Hubungan Balok Kolom

3.8.1.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel

Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002 pasal 15.7.2.3, Gaya geser berfaktor Vu

pada daerah panel ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan

kombinasi pembebanan 1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu

melebihi gaya geser yang ditetapkan berdasarkan 0,8∑ Ry. Mp dari balok – balok

yang merangka pada sayap kolom disambungan. Kuat geser rencana ϕVn panel

ditentukan menggunakan persamaan berikut :

Bila Nu ≤ 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �

�

� � � � � �� …(3.45)

Bila Nu > 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �

�

� � � � � �� 1,9 −

� ,� � �

� �� …(3.46)

Keterangan :



bcf ada lah lebar sayap kolom


41



Kapasitas aksial kolom :

0,75Ny = 0,75xAgxfy …(3.45)

Kontrol gaya aksial kolom :

Nu > 0,75Ny , apabila hasilnya Nu < 0,75Ny maka digunakan rumus:

� � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � �

�

� � � � � �� …(3.45)

3.8.1.2 Gaya Geser yang Terjadi pada Daerah Panel


merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom.

Perhitungan Momen pada balok dan kolom

M� = (1,1xRyxMp)


Mp = Zxxfy

Perhitungan Gaya Geser

T1 = C1 = � �

� � � � …(3.46)

T2 = C2 = � �

� � � � …(3.47)

Vk = � � �

� …(3.48)

Gaya geser daerah panel

V� = T1 + C2 − Vk …(3.49)


42


Gaya geser daerah panel harus memenuhi syarat � � � � > V� . Apabila hasil

perhitungan tidak memenuhi syarat atau � � � � < V� , dimana kapasitas geser daerah

panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan pelat panel.

Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :

t = � �

� � � �xtp …(3.50)

3.9 Sambungan

Dalam perencanaan sambungan harus disesuaikan dengan bentuk struktur agar

perilaku yang timbul nantinya tidak menimbulkan pengaruh-pengaruh buruk pada

bagian lainnya. Perencanaan sambungan harus memenuhi persyaratan sebagai

berikut:

• Gaya-gaya dalam yang disalurkan berada dalam keseimbangan gaya-

gaya yang bekerja pada sambungan.

• Deformasi sambungan masih berada dalam batas kemampuan deformasi

sambungan.

• Sambungan dan komponen yang berdekatan harus mampu memikul

gaya-gaya yang bekerja.

3.9.1 Klasifikasi Sambungan :

Pada sambungan antar elemen digunakan jenis End Plate Connection adalah

sambungan yang dianggap memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan

sudut-sudut di antara komponen-komponen struktur yang akan disambung.


43

HBK Interior HBK Eksterior

Gambar 3.3 Sambungan pada Hubungan Balok Kolom

3.9.2 Sambungan Baut

Kuat Geser à øRnv = ø x fv x Ab x m …(3.51)

Kuat Tumpu à øRnt = ø x 1.8 fy x db x tp …(3.52)

Diambil mana yang lebih kecil nilainya

Jumlah Baut (n) = n

u

R

V

φ

…(3.53)

Kontrol Jarak Baut (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.4)

Jarak tepi minimum = 1.5 x db

Jarak tepi maksimum = (4 tp + 100 mm) atau 200 mm

Rak minimum antar baut = 3 x db

Jarak maksimal antar baut = 15 x tp atau 200mm

3.9.3 Sambungan Las (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.5.3.10)

Las sudut yang memikul gaya terfaktor per satuan panjang las, Ru, harus

memenuhi : Ru ≤ φ Rnw dengan,


44

φ f Rnw = 0,75tt (0,6 fuw ) à (las) …(3.54)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.5-3a)

φ f Rnw = 0,75tt (0,6 fu ) à (bahan dasar) …(3.55)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.5-3b)

φ f = 0,75 faktor reduksi kekuatan saat fraktur

dimana :

fuw = tegangan tarik putus logam las (MPa)

fu = tegangan tarik putus bahan dasar(MPa)

tt = tebal rencana las (mm)


45


46

” halaman ini sengaja dikosongkan”


45

BAB IV

PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

Perencanaan struktur sekunder meliputi struktur pelat atap balok anak, dan tangga.

4.1. Pelat Atap ( lantai 8 )

4.1.1. Beban Berguna ( Super Imposed Load ):

Beban berguna dalam tabel Perencanaan Praktis adalah jumlah beban hidup

dan beban-beban finishing lainnya.

1. Beban hidup : ( Menurut PPIUG 1983 )

Beban Lantai atap = 1000 N/m2

2. Beban Finishing:

Aspal = 2 cm x 14 = 280 N/m2

Plafon = 110 N/m2

Penggantung = 70 N/m2

Sanitasi = 200 N/m2

Plumbing = 100 N/m2

+

Maka, Beban Berguna = 1760 N/m2

Berdasarkan tabel Perencanaan Praktis ( Brosur Lysaght ) :

Direncanakan menggunakan bondex, tebal 0,75 mm untuk bentang menerus

dengan tulangan negatif.

• Bentang = 2 m ( menggunakan 1 baris penyangga )

• Tebal plat = 9 cm


46

• Tul.Negatif = 1,67 cm2/m

4.1.2 Pembebanan Pelat Atap

1. Beban hidup :

Lantai atap (qL) = 1000 N/m2

2. Beban mati :

Berat pelat bondek = 101 N/m2

Berat beton = 0,09 x 2400 = 2160 N/m2

Aspal = 2 cm x 14 = 280 N/m2

Spesi (semen) = 2 cm x 21 = 420 N/m2

Plafon = 110 N/m2


Sanitasi = 200 N/m2

Plumbing = 100 N/m2

+

qD = 4441 N/m2

Kombinasi Pembebanan (qU) :

qU = 1,2qD + 1,6 qL

= 1,2(4441) + 1,6(100) = 6929,2 N/m2 = 6,929 kN/m2

3. Perencanaan Tulangan

Dipakai tulangan Ø 8 (As = 0,5024 cm� )

Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :

• � =� � � .� � � � � � �

� �=

� ,� �

� ,� � � �

= 3,324buah ≈ 4buah


47

• Jarak antar tulangan tarik per meter

� =1000

4= 250� �

• Jarak tul.vertikal ( decking ) = 20 mm

Jadi, dipasang tulangan (tarik) negatif Ø8-250

Gambar 4.1 Penulangan Bondek Atap

4.2. Pelat Lantai

4.2.1. Beban Berguna ( Super Imposed Load )

1. Beban hidup : ( Menurut PPIUG 1983 )

Beban Lantai Perkantoran (qL) = 2500 N/m2

2. Beban Finishing:

Tegel = 2 cm x 24 = 480 N/m2

Spesi = 2 cm x 21 = 420 N/m2

Plafon = 110 N/m2


Sanitasi = 200 N/m2

Plumbing = 100 N/m2

+

Maka, Beban berguna = 3880 N/m2

Berdasarkan tabel Perencanaan Praktis ( Brosur Lysaght ) :


48

Direncanakan menggunakan bondek, tebal 0,75 mm untuk bentang menerus

dengan tulangan negatif.

• Bentang = 2 m ( menggunakan 1 baris penyangga )

• Tebal plat = 11 cm

• Tul.Negatif = 4,09 cm2/m

4.2.2 Pembebanan Pelat Lantai

1. Beban hidup :

Lantai Perkantoran (qL) = 2500 N/m2

2. Beban mati :

Berat pelat bondek = 101 N/m2

Berat beton = 0,11 x 2400 = 2640 N/m2

Tegel = 2 cm x 24 = 480 N/m2

Spesi = 2 cm x 21 = 420 N/m2

Plafon = 110 N/m2


Sanitasi = 200 N/m2

Plumbing = 100 N/m2

+

qD = 6621 N/m2

Kombinasi Pembebanan (qU) :

qU = 1,2qD + 1,6 qL

= 1,2(6621) + 1,6(2500) = 11945,2 N/m2 = 11,945 kN/m2


49

3. Perencanaan Tulangan

Dipakai tulangan Ø 8 (As = 0,5024 cm� )

Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :

• N =� � � .� � � � � � �

� �=

� ,� �

� , � � � �

= 8,140buah ≈ 8buah

• Jarak antar tulangan tarik per meter

S =1000

4= 125mm

Jarak tul.vertikal ( decking ) = 20 mm

Jadi, dipasang tulangan (tarik) negatif tumpuan Ø8-125

Gambar 4.2 Penulangan Bondek Lantai

4.3. Perencaan Balok Anak

Balok anak berfungsi untuk membagi luasan lantai agar tidak terlalu lebar

sehingga kekakuannya lebih baik. Balok anak menumpu diatas dua tumpuan

sederhana.

4.3.1. Data Perencanaan Balok Anak Menggunakan Profil Castellated Beam :

Profil WF 200 x 100 x 5.5 x 8

Mutu baja BJ.41 , fy = 250 Mpa = 250000 kN/m2

W = 0,213 kg/m r = 11 mm

d = 200 mm Ix = 1840 cm4


50

tw = 5,5 mm θ = 60º

bf = 100 mm Sx = 184 cm3

tf = 8 mm h = d – 2(tf + r ) = 162 mm

Gambar 4.3 Pembebanan Balok lantai

4.3.1.1 Kontrol Penampang

• Pelat Sayap

λ = � �

� � � =

� � �

� � � = 6.25

λ�

=� � �

� � �=

� � �

√� � � = 10,75

λ < λp Penampang Kompak (OK)

• Pelat Badan

λ

= h

t�=

162

5.5= 29.45

λ

�=

1680

� f�

=1680

√250= 106,25



51

4.3.2. Perhitungan Dimensi Profil Castellated

( Berdasarkan Jurnal Opened Web Expanded Beams and Girder )

Asumsi, K1 = 1,5

h = d (K1 – 1 )

= 200 ( 1,5 – 1 ) = 100 mm

dg = d + h = 200 + 100 = 300 mm

b = �

� � � �=

� � �

� , � �= 57.80� �

dt = � � � � � �

�− =

� � � � � (� )

�− 100 = 42� �

ho = 2h = 200 mm

e = 0,25 ho = 50 mm

ao = 2b + e = 165,6 mm

Gambar 4.4 Pot. Memanjang Castellated Beam

ao ho

dg


52

Gambar 4.5 Pot. Melintang Castellated Beam

Maka, profil wide flange menjadi profil Castellated dengan data-data sebagai

berikut :

dg = 300 mm � = 200 mm

tw = 5,5 mm ao = 165,6 mm

bf = 100 mm r = 11 mm

tf = 8 mm h = dg – 2(tf + r ) = 262 mm

4.3.2.1. Mencari Ix dan Zx pada profil castellated

• Momen inersia tanpa lubang

� � = �1

12� � � � �

� � − � 2� 1

12� �

� − � �

2� � � � � − 2� � �

�

= 225000000 – 7.875 x 73560059

= 44612856 mm4

= 0,0004461 m4


53

� � = ��

�

4� + (� − � � )� � � � − � � � � � �

= 123750 + 194.5 x 292

= 344502 mm3

= 0,00345 m3

• Momen inersia berlubang

� � = �1

12� � � � �

� � − � 2� 1

12� �

� − � �

2� � � � � − 2� � �

�

− �1

12� � � � (� � − 2� � − � )� �

= 225000000 – 7.875 x 73560059 – 270569,376

= 44020152 mm4

= 0,0004402 m4

� � = �1

4� � � � �

� � − � 2� 1

4� �

� − � �

2� � � � � − 2� � �

�− �

1

4� � � � �

� �

= 123750 + 194,5 x 292 - 55000

= 289502 mm3

= 0,002895 cm3

� � = � � � � � � − � � � �

� � =� � � � � � � � � � � � � + � � � � � � � � � � �

2

� � =4461,2856 + 4402,0152

2= 4431,65� � � = 0,0004431� �


54

4.3.3. Pembebanan Tributary Area

Beban Segitiga

Penurunan rumus :

P = ½ x b x qa

P = ½ x b/2 x P = ¼ x P x b

Mmax = P1 x ( b/2 – 1/3 x b/2 )

= ¼ x P x B x ( b/3 )

= ¼ x ( 1/2 x b x qa ) x b x b/3

Meq max = 1/8 x qeq xb�

Mmax = Meq-max


55

1/24 x qa x b� = 1/8 x qeq xb�

qeq = 1/3 x qa x b

qeq = 1/3 x qa x b

Beban Trapesium

P2 = P x ( Ly – b ) / 2

Meq max = 1/8 x qeq x L� �

Mmax = Meq – max

qeq = 1/2 x qa x Lx ( 1 – 1/3 x L� � / L� � )

Perhitungan pembebanan balok anak menggunakan tributary trapesium :


56

1. Beban mati :

qDeq = 2 x ½ x qa x Lx ( 1 – 1/3 x L� � / L� � )

= 2 x ½ x 6,621 x 4 ( 1 – 1/3 x 2� / 4� )

= 4,15 kN/m

2. Beban hidup :

Lantai Perkantoran (Tabel 3.1 PPIUG 1983) = 250 kg/m2 = 2,5 kn/m2

qLeq = 2 x ½ x qa x Lx ( 1 – 1/3 x L� � / L� � )

= 2 x ½ x 2,5 x 4 ( 1 – 1/3 x 2� / 4� )

= 1,67 kN/m

Kombinasi Beban :

qU = 1,2qD x 1,6qL

= (1,2 x (4,15 + 0,213)) + (1,6 x 1,67)

= 5,23 + 2,67

= 7,89 kNm

Mu = ⅛ x qu x L2 = ⅛ x 7,89 x (4)2

= 15,79 kNm

Vu = ½ x qu x L = ½ x 7,89 x 4

= 15,79 kNm

4.3.4 Kontrol Penampang :

• Pelat Sayap

λ =b�

2t�=

100

2x8=

100

16= 6,25


57

λ�

=170

� f�

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan ( ketika solid )

λ =h

t�=

200

5,5= 36,36

λ�

=1680

� f�

=1680

√250= 106,25


Dari kombinasi pembebanan didapat,

Mu = 15,79 kNm

Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp

Mn = fy x Zx

= 250000 x 0,002895

= 723,75 kNm

Φ Mn = 0,9 x 723,75

= 651,375 kNm

Φ Mn ≥ Mu

651,375 kNm ≥ 15,79 kNm (OK)


58

• Pelat Badan ( ketika berlubang )

λ

=dT

t�=

42

8= 5,25

λ�

=170

� f�

=170

√250= 10,75

λ�

=370

� f� − f� =

370

√250 − 70= 27,57

Didapat, λ < λp Penampang Kompak (OK)

Karena penampang kompak, maka :

Δ As = ho x tw

= 20 x 0,55

= 11 cm2 = 0,011 m2

Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering

Vol.118, No.12 page 3327)

Mn = M� − f� xΔAs(� �

�+ e)

= 723,75 – 250 x 0,011 (� � �

�+ 50)

= 448 kNmm = 0,448 kNm

Φ Mn = 0,9 x 0,448 kNm

= 0,403 kNm

Φ Mn ≥ Mu

0,403 kNm ≥ 15,79 kNm (OK)


59

• Kontrol Kuat Geser :

• � � � � �

� �=

� � �

� ,�= 51,63

• � � � �

� � �=

� � � �

√ � � �= 86,33

• � � � �

� � �=

� � � �

√ � � �= 69,57

Kontrol Tekuk Badan (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering

Vol.118, No.12 page 3319)

• � � � � �

� �≤

� � � �

� � �

51,63 ≤ 86,33 … . � �

• � � � � �

� �≤

� � � �

� � �

51,63 ≤ 69,57. . . .� �

• ao = 165,6 mm

• ho = 200 mm

a�

h�=

165,6

200 = 0,82 ≤ 3,0� �

V� = f� xt� xd

√3

= 250x5,5x17,32 = 23,815N = 0,238 kN

P� =a�

h�+

6h�

d

=165,6

200+

1200

300= 4,82 ≤ 5,6 … … � �

( nilai 5,6 adalah untuk balok baja non komposit )


60

Untuk tee atas dan bawah :

V� � =f� xt� xdt

√3 =

250x5,5x42

√3 = 33341,98N = 333,42kN

μ = 0

v =a�

d� =

165,6

42 = 3,94

√6 + μ

v + √3 = 0,43 ≤ 1,0 … … � �

V� � =√6 + μ

v + √3V� �

= 0,43 x 333,42

= 143,37 kN

Vnt ≤ Vpt 143,37 kn ≤ 333,42 ......(OK)

Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 666,83 kN

Φ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn = 0,9 x 666,83

= 600,16 kN

Φ Vn ≥ Vu

600,16 kN ≥ 15,79 kN ........ OK

4.3.5 Persamaan Interaksi :

�M�

ФM��

�

+ �V�

ФV��

�

≤ 1,0

= �157982

527602,5�

�

+ �1579,82

60015,56�

�

≤ 1,0


61

= 0,059 ≤ 1,0 ...... OK

4.3.6 Kontrol Jarak Antar Lubang :

S = 2 (b+e) = 2 (57,8 + 50) = 215,6 mm

S ≥ ho

215,6 mm ≥ 200 mm ........ OK

S ≥ ao�

� ��

� ��

� � �

�

215 ≥ 165,6 �� ,� � � �

� � � , � � � ��

21,5 cm ≥ 1,59 cm ....................... OK

4.3.7 Kontrol Lendutan

cm 1,11360

400

360

Lf ===

( )

OK! ............ cm 1,11f0,23

4431,65102

400)67,115,4(

384

5

IE

Lqq

384

5f

6

4

rata-ratax

4Ld

=≤=

××

×+×=

×

×+×=

Jadi, Profil Balok Anak dipakai Castellated Beam 300 x 100 x 5,5 x 8


62

4.4 Perencanaan Tangga

Gambar 4.6 Denah Tangga

Gambar 4.7 Potongan Tangga


63

4.4.1. Data – data Perencanaan Tangga :

Tanjakan (t) = 18 cm

Lebar injakan (i) = 30 cm

Tebal plat anak tangga = 3 mm

Tebal plat bordes = 6 mm

Lebar bordes = 150 cm

Lebar tangga = 120 cm

Tinggi per lantai = 400 cm

Tinggi Bordes = 200 cm

Sudut kemiringan (α) = arc tan (20/30) = 34º

Syarat sudut kemiringan : 25º ≤ α ≤ 40º = 25º ≤ 27º ≤ 40º

Syarat perencanaan tangga :

60 cm ≤ 2t + i ≤ 65 cm

60 cm ≤ (2 x t) + 30 ≤ 65 cm

(2 x 18) + 30 = 60 cm

66 cm ≤ 65 cm .....( OK )

Jumlah antrid =200

18= 11 buah

Jumlah oprid = 11 - 1 = 10 buah


64

4.4.2. Pelat Anak Tangga :

Gambar 4.8 Tampak Anak Tangga

4.4.2.1. Pembebanan plat anak tangga :

1. Beban mati :

Berat sendiri baja = 78500 N/m

Tebal pelat = 3 mm = 0,003 m

Lebar tangga = 1,20 m

+

qD = 78500 x 0,003 x 1,20

= 283 N/m = 0,283 kN/m

2. Beban hidup :

Tangga (Tabel 3.1 PPIUG 1983) = 300 kg/m2 = 3 kN/m2

qL = 0,3 x 3= 0,9 kN/m

Kombinasi Beban :

qU = 1,2qD + 1,6qL

= (1,2 x 0,283) + (1,6 x 0,9)

= 1,78 kN/m

Mu = ⅛ x qu x L2 = ⅛ x 1,78 x (0,6)2

= 0,8 kNm

Profil siku 45x45x5

60 cm 30 cm


65

Zx = ¼ x b x h2 = ¼ x 220 x (0,3)2

= 4,95 cm3 = 0,0000495 m3

Mn = fy x Zx = 250000 x 0,0000495

= 12,375 kNm

Φ Mn = 0,9 x 12,375

=11,14 kNm

Φ Mn ≥ Mu

11,14 knm ≥ 0,8 knm........ OK

4.4.2.2. Kontrol Lendutan

fijin=

L

360=

60

360=0,16cm

Ix=1

12bh3=

1

12x220x0,33=0,495cm4

f°=5

384x

(qD+qL)L4

ExIx

=5

384x

(0,283+0,9)604

2000000x0,49=0,0769

f º < fijin 0,0769 < 0,16....... (OK)

4.4.3. Pengaku Pelat Anak Tangga

Direncanakan memakai profil siku L 50 x 50 x 6

Mutu baja , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2

h = b = 45 mm t = 6 mm

w = 0,047 kN/m Ix = 13,1257 cm4 = 0,000001313 m4

Zx = 6,7015 cm3 =0,000067 m3


66

4.4.3.1. Pembebanan

1. Beban Mati (1/2 lebar injakan)

Tebal pelat = 3mm = 0,003 m

Berat pelat = 7850 x 0,003 x 0,150 = 47,1 N/m

Berat profil = 44,7 N/m

+

= 91,8 N/m

Alat Penyambung 10% = 9,18 N/m

+

qD = 100,098 N/m

Kombinasi pembebanan :

VD = ½ x qD x L = ½ x 0,1 x 6

= 0,3 kN

MD = ⅛ x qD x L2 = ⅛ x 0,1 x (6)2

= 0,45 kN

2. Beban Hidup

Beban Hidup Terpusat

Beban hidup pada anak tangga adalah sebagai berikut :


67

a. Kondisi Beban Terpusat

Gambar 4.9 Distribusi Beban Hidup Terpusat (Kondisi 1)

P1 = 1000 N

VL (terpusat) = (2 x P1)/2

= ( 2 x 1000 )/2

= 1000 N

ML (terpusat) = Mmax (terpusat)

= ¼ x P1 x L

= ¼ x 1000 x 0,6

= 150 Nm

Beban Hidup Terbagi Rata

qL = 3 x 0,15 = 0,45 kN/m

VL (terbagi rata) = 1/2 x qL x L

= 1/2 x 0,45 x 0,6

= 0,135 kN

ML (terbagi rata) = Mmax (terbagi rata)

= 1/8 x qL x L2

= 1/8 x 0,45 x (0,6)2

= 0,02 kN


68

Sehingga :

qu = 1,2qD + 1,6qL

= (1,2 x 1) + (1,6 x 0,45)

= 1,92 kN/m

Vu = 1,2VD + 1,6VL

= (1,2 x 0,3) + (1,6 x 0,135)

= 0,576 kN

Mu = 1,2MD + 1,6ML

= (1,2 x 0,45) + (1,6 x 0,02)

= 0,572 kNm


fijin=

L

360=

0,6

360=0,00167

f° =5

384x

(qD + qL)L�

ExI�

= �5

384x

(1 + 0,45)0,6�

2000000x0,000001313�

= 0,000932 cm < fijin = 0,00167 .....(OK)

4.4.3.3. Kontrol Penampang Profil

• Pelat Sayap

λ =b

t=

50

6= 8,33

λ�

=170

� f�

=170

√250= 10,75



69

Karena penampang kompak, maka :

Mn = Mp

Mn = fy x Zx = 250000 x 0,000067

= 16,75 kNm

Φ Mp = 0,9 x 16,75

= 15,075 kNm

Φ Mp ≥ Mu

15,075 kNm ≥ 0,572 kNm......... OK

4.4.3.4. Kontrol Kuat Geser

h

t=

45

6= 7,5

h

t≤

1100

� fy

( plastis)

1100

� f�

=1100

√250= 69,57

Vn = 0,6 x fy x Aw

= 0,6 x 250 x ( 5 x 0,6 + 5 x 0,6 )

= 9000 N = 9 kN

Φ Vn = 0,9 x 9

= 8,1 kN

Φ Vn ≥ Vu

8,1 kN ≥ 0,576 kN......... OK


70

4.4.4. Pelat Bordes

Pelat bordes menggunakan pelat baja t = 3 mm. b = 1000 mm

Mutu baja BJ 37

fy = 240 Mpa = 240 N/mm2

fu = 370 Mpa = 370 N/mm2

Sx = 1/6 x b x t2

= 1/6 x 1000 x 32 = 1500 mm3

4.4.4.1 Pelat Bondek

1. Beban Hidup ( tabel 3.1 PPIUG 1983 )

Beban hidup bordes (qL) = 300 kg/m2 = 3 kN/m2

2. Beban Mati

Berat sendri baja = 7850 kg/m3 = 78,5 kN/m3

Berat sendiri pelat bordes = 78,5 x 0,003 x 1 = 0,236 kN/m

qU = 1,2qD + 1,6qL

= (1,2 x 0,236) + (1,6 x 3)

= 0,2832 x 4,8

= 1,359 kN/m

Mu = 1/8 x qU x L2

= 1/8 x 1,359 x 0,62

= 0,0611 kNm

Mn = fy x Sx


71

= 240 x 1500

= 360000 Nmm = 0,36 kNm

Φ Mn = 0,9 x Mn

= 0,9 x 0,36

= 0,324 kNm

Φ Mn ≥ Mu

0,324 kNm ≥ 0,0611 kNm......... OK

4.4.5. Balok Tangga

Direncanakan :

WF 200 x 100 x 5,5 x 8

Mutu baja , fy = 250 Mpa =250 N/mm2 = 250000 kN/m2

w = 21,3 kg/m r = 11 mm

d = 200 mm Ix = 1840 cm4

tw = 5,5 mm Zx = 200 cm3

bf = 100 mm α = 60º

tf = 8 mm Sx = 184 cm3

iy = 2,22 cm Ag = 27,16 cm2

h = d – 2(tf + r ) = 162 mm

4.4.5.1 Pembebanan

a. Pada Tangga

1. Beban mati :

Berat pelat = (78500 x 0,6 x 0,004 ) = 188,4 N/m

Berat profil siku = ( 44,7 x 0,6 x 0,3 ) = 8,05 N/m


72

Berat profil WF = W

cosα=

213

cos 34 = 256,9 N/m

+

= 521,85 N/m

Alat penyambung 10% = 521,85 N/m

+

qD = 574,03 N/m

2. Beban hidup :

qL = 0,6 x 3 = 1,8 kN/m

qU1 = 1,2qD + 1,6qL

= (1,2 x 0,574) + (1,6 x 1,8)

= 3,568 kN/m

a. Pada Bordes

1. Beban mati :

Berat pelat bordes = 4239 N/m

Berat profil balok tangga = 213 N/m

+

= 4452 N/m

Alat penyambung 10% = 445,2 N/m

+

qD = 4897,2 N/m

2. Beban hidup :

qL = 0,6 x 3 = 1,8 kN/m

qU2 = 1,2qD + 1,6qL


73

= (1,2 x 4,897) + (1,6 x 1,8)

= 10,677 kN/m

Gambar 4.11 Distribusi Beban Tangga

ΣMA = - RB (4,5) + qu1(3)(1,5) + qu2 (1,5)(3,75) = 0

R� =3,568(4,5) + 10,677(5,625)

4,5 = 16,91kN

ΣMB = RA (4,5) - qu1(3)(3) - qu2 (1,5)(0,75) = 0

R� =3,568(9) + 10,677(1,125)

4,5 = 9,8kN

ΣV = RA + RB - qu1(3) - qu2 (1,5)

= 9,8 + 16,91 - 10,71 - 16

= 0 .......OK

Momen maksimum pada bentang A-C adalah :

MX = RAX – ½ qu1 X2

= 1860,28 X – (½ x 1067,664 X2)

Momen maksimum terjadi bila � � �

� �= 0

1860,28 – 1067,664 X = 0


74

X = � � � � ,� �

� � � � ,� � � = 1,74

Mmax = 18,60 (1,74) – (½ x 10,68 (1,74)2)

= 16,21 kNm

Momen maksimum pada bentang B-C adalah :

Momen maksimum terletak pada titil C ( X= 1,5 dari kanan)

MC KANAN = RBX – ½ qu2 X2

= 16,91 (1,5) – (½ x 10,667 (1,5)2)

= 13,36 kNm

MC KIRI = RAX – ½ qu1 X2

= 9,8 (3) – (½ x 3,568 (3)2)

= 13,36 kNm

MC KANAN = MC KIRI = 13,36 kNm

Gaya lintang pada bentang A-C adalah :

X = 0 m

DA = RA x cos 34º

= 9,8 x cos 34º = 81,24 kN

X = 3 m

DC KIRI = RA x cos34º –qu1(LAC) x cos34º

= 9,8 x cos34o – (3,568 (3) x cos34º)

= - 0,749 kN


75

Gaya lintang pada bentang B-C adalah :

DC KANAN = RB– qu2(LCB)

= 16,91 – (3,568(1,5))

= 11,558 kN

X = 4,5 m

DBMAX = RB = 16,91 kN

Gaya lintang pada bentang B-C adalah :

NA = -RA x sin 34º

= 9,8 x sin 34º = 54,8 kN

NC KIRI = -RA x sin 34º + qu1(LAC) x sin 34º

= -9,8 x sin 34º + (3,568(3) x sin 34º)

= 11,46 kN

DC KANAN-B = 0

4.4.5.2 Kontrol Penampang Profil

• Pelat Sayap

λ =b�

2t�=

100

2x8=

100

16= 6,25

λ

�=

170

� f�

=170

√250= 10,75



76

• Pelat Badan

λ =h

t�=

162

5,5= 29,5

λ

�=

1680

� f�

=1680

√250= 106,25


4.4.5.3 Kontrol Tekuk Lateral

Lb = � (� � + � � )

= � (15� + 30� )

= 33,5 cm

Lp = 1,76 iy ��

� �

= 1,76 x 2,22 ��

� � � � = 110,512 cm

Lb < Lp = Bentang Pendek

Karena bentang pendek, maka :

Mn = Mp

Mn = fy x Zx = 250000 x 0,0002

= 50 kNm

Φ Mn = 0,9 x 50

= 45 kNm

Φ Mn ≥ Mu

45 kNm ≥ 20,63 kNm....... OK


77

4.5.4. Kontrol Kuat Geser

�

� =

� � �

� ,� = 29,5

h

t≤

1100

� fy

( plastis)

1100

� fy

=1100

√250=69,57

Vn = 0,6 x fy x Aw

= 0,6 x 250000 x ( 0,005 x 0,162 )

= 121,5 kN

Φ Vn = 0,9 x 121,5

= 109,35 kN

Φ Vn ≥ Vu

109,35 kn ≥ 26,71 kn................ OK

4.4.5.5. Kontrol Interaksi Tekan dan Lentur

L = √3002 + 2002

= 360,55 cm

kc = 1 ( sendi-sendi )

λ� =� � � �

� � � �

��

�

� � =1� 335,41

� � 2,22�

2500

2000000

= 1,68 → λc ≥ 1,2


78

ɷ = 1,25 λc2 = 3,53

Pn = ( Ag x fy )/ɷ = (0,2716 x 250000 ) / 3,53

= 192,35 kN

Φ Pn = 0,9 x Pn = 0,9 x 192,35 = 173,11 kN

� �

� � �=

� � ,� �

� � � ,� � = 0,1 < 0,2 maka,

= 0,1..2

≤

++

ny

uy

nx

ux

n

u

Mb

M

Mb

M

P

P

φφφ

0,14500

06,2519

192,352

20,76≤

+=

x

= 0,60 ≤ 1,0 ................. OK


fijin=

L

360=

360,55

360= 1 cm

f° =5

384x

(qD� qL)L4

ExIx

= �5

384x

(489700 + 180)360,554

2000000x1840�

= 0,14 cm < fijin = 1......(OK)

Jadi,Profil Balok tangga dipakai : WF 200 x 100 x 5,5 x 8

4.5. Perencanaan Balok Lift

Perencanaan balok lift meliputi balok-balok yang berkaitan dengan ruang

mesin lift, yaitu yang terdiri dari balok penumpu dan balok penggantung lift.


79

Untuk lift pada bangunan ini menggunakan lift yang diproduksi oleh PT.

Hyundai Elevator CO., LTD, dengan data-data sebagai berikut :

Type lift : Office Elevator

Merk : Hyundai

Kapasitas : 6 orang ( 450 kg )

Lebar pintu ( opening width ) : 800 mm

Dimensi sangkar ( car size ) : Inside 850 x 1400 mm

Outside 1060 x 1460 mm

Dimensi ruang luncur : 1400 x 2200 mm

Dimensi ruang mesin : 2600 x 2900 mm

Beban reaksi ruang mesin :

R1 = 3750kg(Beratmesinpenggerak + bebankereta + perlengkapan)

R2 = 2600kg(Beratbandulpemberat + perlengkapan)

4.5.1 Balok Penggantung Lift

1. Beban yang bekerja pada balok penumpu

Beban yang bekerja merupakan beban akibat dari mesin penggerak lift +

berat kereta dari mesin luncur + perlengkapan, juga akibat bandul pemberat +

perlengkapan.

2. Koefisien kejut beban hidup oleh keran

Pasal 3.3.(3) PPIUG 1983 menyatakan bahwa beban keran yang membebani

struktur pemikulnya terdiri dari berat sendiri keran ditambah muatan yang

diangkatnya, dalam kedudukan keran induk dan keran angkat yang paling

menentukan bagi struktur yang ditinjau. Sebagai beban rencana harus diambil


80

beban keran tersebut dengan mengalikannya dengan suatu koefisien kejut

yang ditentukan dengan rumus berikut :

Ψ = ( 1 + k1 x k2 x V ) ≥ 1,15

Dimana :

Ψ = koefisien kejut yang nilainya tidak boleh diambil kurang dari 1,15.

V = kecepatan angkat maksimum dalam m.det pada pengangkatan

muatan maksimim dalam kedudukan keran induk dan keran angkat

yang paling menentukan bagi struktur yang ditinjau dan nilainya

tidak perlu diambil lebih dari 1,00 m/det.

k1 = koefisien yang bergantung pada kekakuan struktur keran induk,

yang untuk keran induk dengan struktur rangka, pada umumnya

nilainya dapat diambil sebesar 0,6.

K2 = koefisien yang bergantung pada sifat mesin angkat dari keran

angkatnya dan diambil sebesar 1,3.

Jadi, beban yang bekerja pada balok adalah :

P = ∑R x Ψ

= (37,50 + 26 ) x ( 1 + 0,6 x 1,3 x 1 )

= 113,03 kN ( beban terpusat lift )


81

Gambar 4.13 Denah Lift

4.5.1.1 Data-data Perencanaan

Direncanakan :

WF 200 x 100 x 5,5 x 8

Mutu baja BJ 41 , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2

w = 21,3 kg/m r = 11 mm

d = 200 mm Ix = 1840 cm4

tw = 5,5 mm Zx = 200 cm3

bf = 100 mm α = 60º

tf = 8 mm Sx = 184 cm3

iy = 2,22 cm Ag = 27,16 cm2

h = d – 2(tf + r ) = 162 mm

Panjang balok penggantung (L) = 0,95 m


82

4.5.1.2 Pembebanan Balok Penggantung Lift

1. Beban mati :

Berat profil = 213 N/m

Berat bondek = 101 x (1/2 x 1,25) = 63,13 N/m

Beton = 0,09 x 24000 x 0,625 = 1350 N/m

+

= 1626,13 N/m

Penggantung 10% = 162,6 N/m

+

qD = 1788,73 N/m

2. Beban hidup :

(Tabel 3.1 PPIUG 1983)

Beban hidup pada atap = 1000 N/m2

qL = ½ x 1,25 x 1000 = 625 N/m

Kombinasi Beban :

P = 113,03 kN

qu = 1,2qD + 1,6qL

= (1,2 x 1,79) + (1,6 x 0,625) = 2,78 kN/m


83

Dari persamaan didapat MB = 97,5 kN

Va = Vb = �

� x 56,51 kN = 28,25 kN

MMAX = ( �

� x 56,51 x 0,95) + (

�

� x 2,79 x 0,95� )

= 13,42 + 0,63 = 14,05 kNm


• Pelat Sayap

λ =bf

2tf=

100

2x8=

100

16= 6,25

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan

λ =h

tw=

162

5,5= 29,45

λp

=1 � � �

� fy=

1 � � �

√250= 67,98



Mu = 13,42 kNm


Mn = Fy x Zx

= 250000 x 0,0002 = 50 kNm


84

Φ Mn = 0,9 x 50

= 45 kNm

Φ Mn ≥ Mu

45 kNm ≥ 13,42 kNm ......... OK

4.5.1.4 Kontrol Kuat Geser

λ =

�

� �=

� � �

� , �= 29,45

λp

=1100

� fy=

1100

√250= 69,57

h

tw≤

1100

� fy

= Plastis

Vn = 0,6 x Fy x Aw

= 0,6 x 250000 x (0,05 x 0,2)

= 150 kN

Φ Vn = 0,9 x 150 = 135 kN

Φ Vn ≥ Vu

135 kN ≥ 28,25 kN ..... OK

4.5.1.5 Kontrol Lendutan

cm 0,53360

190

360

Lf ===


85

( )OK ............ 0,53f0,26

1840102

0,95412,

384

5

IE

L)q(q

384

5f

6

4

x

4Ld

=≤=

××

××=

×

×+×=

Jadi, Profil Balok Penggantung Lift dipakai Profil WF 200 x 100 x 5,5 x 8

4.5.2 Balok Penumpu Lift

4.5.2.1 Data-data Perencanaan

Direncanakan : Profil WF 200 x 150 x 6 x 9

Mutu baja BJ 41 , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2

W = 30,6 kg/m r = 13 mm

d = 200 mm Ix = 2690 cm4

tw = 6 mm Zx = 296 cm3

bf = 150 mm Sx = 277 cm3

tf = 9 mm

h = d – 2(tf + r )

= 200-2(9+13) = 15 mm

Panjang balok penumpu (L) = 1,45 m

4.5.2.2 Pembebanan Penumpu Lift

Beban reaksi perletakan balok penggantung lift


86

Va = Vb = ½ x 56,52 x 2

= 56,52 kN

Vu = 56,51 kN

ƩMa = 0

M1= M3 = 56,52 x 0,75

= 42,38 kNm

M2 = 56,52 (0,75 + 0,25) – 56,52 x 0,25

= 56,52 – 14,12

= 42,38 kNm

M max = 42,38 kNm


• Pelat Sayap

λ =bf

2tf=

60

2x8=

60

16= 3,75

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan

λ =h

t�=

91

6= 15,17

λp

=1680

� fy

=1680

√250= 106,25



87


Mu = 42,38 kNm


Mn = Fy x Zx

= 250000 x 0,000296 = 74 kNm

Φ Mn = 0,9 x 74

= 66 kNm

Φ Mn ≥ Mu

66 kNm ≥ 42,38 kNm … (OK)

4.5.2.4 Kontrol Kuat Geser

λ =h

t�=

91

6= 15,17

λp

=1100

� fy

=1100

√250= 69,57

h

tw≤

1100

� fy

PLASTIS

Vn = 0,6 x Fy x Aw

= 0,6 x 250000 x (0,006 x 0,2)

= 180 kN

Φ Vn = 0,9 x 180 kN

= 162 kN


88

Φ Vn ≥ Vu

162 kN ≥ 56,51 kN… (OK)

4.5.2.5 Kontrol Lendutan

cm 0,004360

1,45

360

Lf ===

( )

OK! ............ 59,0f0.25

2690102

1,4541,2

384

5

IE

L)q(q

384

5f

6

4

x

4Ld

=≤=

××

××=

×

×+×=

Jadi, Profil Balok Penumpu Lift dipakai Profil WF 200 x 150 x 6 x 9


89

BAB V

PEMBEBANAN DAN ANALISA STRUKTUR PRIMER

5.1 Umum

Merencanakan beban gempa adalah bertujuan untuk mendapatkan beban

gempa yang sesuai dengan peraturan untuk dibebankan kedalam struktur gedung.

Beban gempa rencana dicek terhadap kontrol – kontrol sesuai peraturan gempa yaitu

SNI 03-1726-2002, dimana kontrol – kontrol tersebut terdiri dari kontrol nilai gaya

geser dasar (base shear), waktu getar alami fundamental (T), dan simpangan (drift).

5.2 Pembebanan

Untuk mendapatkan beban gempa yang sesuai dengan SNI 03-1726-2002,

maka terlebih dahulu dicek besarnya Vdinamis yang telah didapatkan dengan bantuan

program ETABS v9.7.1 dan membandingkan besaran Vdinamis tersebut dengan Vstatis

yang akan diperhitungkan di bawah ini sesuai dengan SNI 03-1726-2002 Ps.6.1, dan

nilai Vstatis ini harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung ke masing – masing

lantai sesuai SNI 03-1726-2002 Ps.6.1.2

5.2.1 Data Gedung

Data – data gedung yang akan dibutuhkan dalam penghitungan Vstatis adalah

sebagai berikut,

- Mutu baja : BJ41

- Mutu beton ( fc’ ) : 25MPa

- Tinggi tipikal lantai : 4,25 m

- Tebal pelat bondek lantai 1 – 6 : 11 cm

- Tebal pelat bondek lantai atap : 9 cm


90

- Profil balok induk 1 : Castellated beam 675 x 200 x 9 x 14

- Profil balok induk 2 : Castellated beam 450 x 150 x 6,5 x 9

- Profil balok induk 3 : Castellated beam 225 x 75 x 5 x 7

- Profil balok anak : Castellated beam 300 x 100 x 5,5 x 8

- Profil balok tangga : WF 200 x 100 x 5,5 x 8

- Profil kolom king cross : King cross 800 x 300 x 14 x 26

- Profil kolom queen cross : King cross 800 x 300 x 14 x 26

- Wilayah gempa : WG6

- Kategori tanah : Tanah Lunak

- I ( Faktor keutamaan gedung ) : 1

Denah gedung terlampir.

5.2.2 Perhitungan Berat Struktur

Beban gravitasi berupa beban mati dan beban hidup yang bekerja di tiap lantai

atau atap.

a) Lantai 8 (Atap)

Kolom king cross : 4 x 3697 x 29 = 428852 N

Kolom queen cross : 4 x 2774 x 29 = 321784 N

Balok induk 1 : 2160 x 660 = 142560 N

Balok induk 2 : 122,35 x 367 = 26060 N

Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N

Balok anak : 255,6 x 213 = 54443 N

Balok Penggantung lift : 4 x 213 = 852 N

Balok Penumpu lift : 4,35 x 306 = 1330 N

Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N


91

Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 418029 N

Dinding : 43 x 4 x 2500 = 376250 N

Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N

Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N

Aspal t = 1 cm : 915,92 x 240 = 219820 N

Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N

Plumbing : 915,92 x 100 = 91592 N

Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 91592 N

Wd8 = 2117504 N

Dan beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut adalah,

Beban hidup : = 915,92 x 250 = 228980 Kg = 2289800 N

Wl8 : = 228980 Kg = 2289800 N

Menurut PPIUG Ps.3.5 bahwa beban hidup dapat direduksi untuk komponen

struktur yang menumpu bebrapa lantai tingkat, maka beban hidup diatas dapat

direduksi dikalikan dengan koefisien reduksi untuk beban hidup sebesar 0,6 untuk

gedung yang berfungsi sebagai perkantoran menurut PPIUG Ps.3.5 Tabel 3.3.

Sehingga setelah dikalikan faktor reduksi tersebut , maka total beban hidup (Wl1)

menjadi,

Wl8 = 0,3 x Wl3

= 0,3 x 228980

= 68694 Kg = 686940 N

Sehingga berat total lantai 8 menjadi,

Wt8 = Wd8 + Wl8

= 211750,4 + 68694 = 280444,4 Kg = 2804444 N


92

b) Lantai 3-7



Balok induk 1 : 216 x 660 = 142560 N

Balok induk 2 : 116,35 x 367 = 24783 N

Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N

Balok anak : 255,6 x 213 = 54443 N

Balok tangga : 18 x 213 = 3834 N

Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N

Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 2418029 N

Dinding : 188 x 3,325 x 2500 = 156275 N

Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N

Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N

Tegel : 915,92 x 240 = 219820 N

Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N

Plumbing : 915,92 x 100 = 915920 N

Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 915920 N

Wd3 = 6004389 N


Beban hidup : = 915,92 x 250 = 228980 Kg = 228980 N

Wl3 : = 228980 Kg = 2289800 N





93



menjadi,

Wl3 = 0,3 x Wl3

= 0,3 x 228980

= 68694 Kg = 686940 N

Sehingga berat total lantai 3-6

Wt3 = Wd3 + Wl3

= 600438,9 + 68694 = 669132,9 Kg = 6691329 N

c) Lantai 1-2



Balok induk 1 : 216 x 660 = 142560 N

Balok induk 2 : 110,35 x 367 = 40498 N

Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N

Balok anak : 249,6 x 213 = 53165 N

Balok tangga : 18 x 213 = 3834 N

Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N

Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 2418029 N

Dinding : 188 x 3,325 x 2500 = 1562750 N

Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N

Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N

Tegel : 915,92 x 240 = 219820 N

Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N


94

Plumbing : 915,92 x 100 = 91592 N

Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 91592 N

Wd1 = 6018816 N


Beban hidup : 915,92 x 250 = 228980 Kg = 2289800 N

Wl1 : 228980 Kg = 2289800 N






menjadi,

Wl1 = 0,3 x Wl1

= 0,3 x 228980

= 68694 Kg = 686940 N

Sehingga berat total lantai 1-2

Wt1 = Wd1 + Wl1

= 601881,6 + 69712,5 = 671594,1 Kg = 6715941 N


95

Ringkasan berat bangunan dinyatakan dalam Tabel 5.1 berikut ini :

Tabel 5.1 Berat Struktur per Lantai

Lantai Tinggi hx (m) Berat Lantai Wx

(N)

Lantai 8 28 2804444

Lantai 7 24 6691329

Lantai 6 20 6691329

Lantai 5 16 6691329

Lantai 4 12 6691329

Lantai 3 8 6691329

Lantai 2 4 6715941

Lantai 1 0 6715941

5.3 Pembebanan Gempa Statik Ekivalen

5.3.1 Waktu Getar Alami

Menurut Ps. 5.6 SNI 03-1726-2002, untuk mencegah penggunaan struktur

gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T1 struktur harus

dibatasi. Dengan rumus empiris Method A dari UBC section 1630.2.2, waktu getar

alamai gedung adalah :

Ct = 0,0853 (koefisien untuk bangunan sistem rangka pemikul momen baja)

Hn = 4 x 7 = 28 m (tinggi gedung dalam m, diukur dari taraf penjepitan)

Tempiris = Ct x � ��

�

= 0,0853 x 12,17

= 1,038 detik

Menurut Ps .5.6 tabel 8 SNI 03-1726-2002 untuk wilayah gempa, pembatasan waktu

getar alami adalah :

� = 0,15 (wilayah gempa 6)

n = 7 (jumlah tingkat gedung yang ditinjau)


96

T = � xn

= 0,15 x 7

= 1,05 detik

Sehingga Tempiris = 1,038 detik < T= 1,05 detik.....OK!

5.3.2 Gaya Geser Dasar Nominal

Menurut SNI 03-1726-2002 Ps. 6.1.2 beban geser dasar nominal statik

ekivalen V yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan :

Dimana :

C1 adalah nilai faktor respon gempa sesuai SNI 03-1726-2002 gambar 2

I adalah faktor keutamaan gedung sesuai SNI 03-1726-2002 tabel 1

Wt adalah berat total bangunan (termasuk beban hidup yang sesuai)

R adalah faktor reduksi gempa sesuai SNI 03-1726-2002 tabel 3


97

Sehingga dapat dicari :

C1 = 0,81 untuk wilayah gempa 6, tanah lunak dengan T = 1,038 detik

I = 1 untuk perkantoran

Wt = 29569760 N = 29569,76 kN

R = 8,5 untuk SRPMK rangka baja

V = � � � � � � �

� =

� ,� � � � � � � � � � ,� �

� ,� = 2817,82 kN

5.3.3 Distribusi Gaya Geser Horizontal Gempa

Menurut Ps. 6.1.3 SNI 03-1726-2002, beban geser nominal V pasal 6.1.2 harus

dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban nominal statik

ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lanytai tingkat ke I menurut

persamaan :

Dimana : Fi adalah gaya geser horizontal akibat gempa pada lantai ke i

Zi adalah ketinggian lantai pada tingkat ke i

Wi adalah berat lantai tingkat ke I termasuk beban hidup yang

sesuai

V adalah gaya geser dasar nominal


98

Tabel 5.2 Distribusi Gaya Geser Dasar akibat Gempa Sepanjang Tinggi Gedung

Lantai zi (m) Wi (kN) Wi.zi Fix,y (kN) 30% Fix,y

(kN)

STORY 7 28 2804,444 78524,432 387,874 116,362

STORY 6 24 6691,329 160591,896 793,248 237,974

STORY 5 20 6691,329 133826,580 661,04 198,312

STORY 4 16 6691,329 107061,264 528,832 158,649

STORY 3 12 6691,329 80295,948 396,624 118,987

STORY 2 8 6715,941 53727,528 265,388 79,616

STORY 1 4 6715,941 26863,764 132,694 39,808

Σ 43001,640 640891,412 3165,703 949,711

Gambar 5.1 Gaya Geser Arah Sumbu X akibat Gempa

Gambar 5.2 Gaya Geser Arah Sumbu Y akibat Gempa


99

5.3.4 Eksentrisitas Pusat Massa terhadap Pusat Rotasi Lantai

Menurut Ps. 5.4.3 SNI 03-1726-2002 dinyatakan bahwa harus ada peninjauan

eksentrisitas rencana ed antara pusat massa dan pusat rotasi lantai. Rumus yang

digunakan adalah :

• Untuk e < e < 0,3b

ed = 1,5e + 0,05b atau ed = e – 0,05b

• Untuk e > 0,3b

ed = 1,33e + 0,1b atau ed = 1,17e – 0,1b

dipilih pengaruhnya paling menentukan untuk struktur gedung,dimana :

b adalah ukuran horizontal terbesar denah struktur pada lantai gedung yang

ditinjau,tegak lurus arah pembebanan gempa.

e adalah selisih antara pusat massa dan pusat kekakuan pada lantai gedung yang

ditinjau.

Tabel 5.3a Perhitungan Eksentrisitas Rencana ed pada Arah x

e b (1.5*e)+(0.05*b) e - 0.05*b edx

(arah y)

125.68 20 189.52 -124.678 189.52

80.29 20 121.44 -79.293 121.44 76.86 20 116.29 -75.857 116.29

71.93 20 108.90 -70.935 108.90 63.69 20 96.54 -62.691 96.54

50.71 20 77.06 -49.706 77.06 80.26 20 121.38 -79.256 121.38


100

Tabel 5.3b Perhitungan Eksentrisitas Rencana ed pada Arah y

e b (1.5*e)+(0.05*b) e - 0.05*b edy

(arah x)

83.055 50 127.08 -80.56 127.08 309.944 50 467.42 -307.44 467.42

332.541 50 501.31 -330.04 501.31 359.157 50 541.24 -356.66 541.24

395.534 50 595.80 -393.03 595.80 447.737 50 674.11 -445.24 674.11

548.733 50 825.60 -546.23 825.60 5.3.5 Arah Pembebanan

Beban gempa yang bekerja pada struktur bangunan terjadi dalam arah

sembarang (tidak terduga) baik dalam arah x dan y secara bolak balik dan

periodikal. Menurut SNI 03-1726-2002 ps 5.8.2. untuk mensimulasikan arah

pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh

pembebanan gempa rencana dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan

terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa yang arahnya tegak lurus

dengan arah utama dengan efektifitas 30%.

Gempa Respon Spektrum X :

100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y

Gempa Respon Spektrum Y :

100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X

5.4 Kontrol Batas Simpangan (drift)

5.4.1 Kinerja Batas Layan (Δs)

Kinerja batas layan struktur gedung (Δs) ditentukan oleh simpangan antar

tingkat akibat pengaruh gempa nominal, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan


101

baja dan peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan

non-struktur.

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps. 8.1.2, simpangan antar tingkat yang

dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui R

03.0 dikali tinggi

tingkat yang bersangkutan atau dibatasi sebesar 30 mm, bergantung yang mana

nilainya terkecil. Nilai R didapat sebesar 8,5 sehingga batasan Simpangan Batas

Layan struktur gedung :

• Untuk h = 4 m :

Δs = 45,8

03,003,0×=× ih

R= 0,0141 meter = 14,10 mm

Nilai simpangan struktur gedung didapat dari hasil running ETABS v9.2.0

dengan memilih satu titik pada setiap gedung yang direncanakan. Sedangkan nilai

simpangan antar tingkat diambil dari selisih nilai simpangan antar gedung yang

terjadi. Nilai simpangan gedung yang terjadi dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 5.4a Simpangan Akibat Gempa Arah x

Lantai hi (m) Δs

(mm)

drift Δs Syarat drift Δs Ket. antar tingkat

(mm) (mm)

8 4 37.7158 2.67 14.1 Ok

7 4 35.0437 4.14 14.1 Ok

6 4 30.9031 5.76 14.1 Ok

5 4 25.1448 7.05 14.1 Ok

4 4 18.0929 7.64 14.1 Ok

3 4 10.4483 6.93 14.1 Ok

2 4 3.52 3.52 14.1 Ok


102

Tabel 5.4b Simpangan Akibat Gempa Arah y

Lantai hi (m) Δs

(mm)

drift Δs Syarat drift Δs Ket. antar tingkat

(mm) (mm)

8 4 11.0597 0.68 14.1 Ok

7 4 10.3794 1.14 14.1 Ok

6 4 9.2359 1.64 14.1 Ok

5 4 7.5932 2.05 14.1 Ok

4 4 5.5451 2.27 14.1 Ok

3 4 3.2764 2.13 14.1 Ok

2 4 1.1477 1.15 14.1 Ok

5.4.2 Kinerja Batas Ultimit (Δm)

Menurut SNI 03-1726-2002 Ps. 8.2.1 kinerja batas ultimit struktur gedung

adalah sbb:

• Untuk struktur gedung beraturan

Δm = � x Δs dimana � = 0,7 x R

• Untuk struktur gedung tidak beraturan

Δm = � x Δs dimana � = 0,7R / Faktor skala

Menurut SNI 03-1726-2002 Ps. 8.2.2, untuk memenuhi persyaratan,kinerja

batas ultimit Δm tidak boleh lebih besar dari :

hi = 4000 mm

0,02 . hi = 80 mm

Contoh perhitungan :

Δsx = 37,7158 – 35,0437 = 2,67 mm

Δmx = 0,7.8,5. 2,67= 15,89 mm


103

Tabel 5.5a Kinerja Batas Ultimit Arah x

Lantai hi (m) drift Δs drift Δm

Syarat drift Δm

Ket. antar tingkat

(mm) antar tingkat

(mm) (mm)

8 4 2.67 15.90 80 Ok

7 4 4.14 24.64 80 Ok

6 4 5.76 34.26 80 Ok

5 4 7.05 41.96 80 Ok

4 4 7.64 45.49 80 Ok

3 4 6.93 41.22 80 Ok

2 4 3.52 20.94 80 Ok

Tabel 5.5b Kinerja Batas Ultimit Arah y

Lantai hi (m) drift Δs drift Δm

Syarat drift Δm

Ket. antar tingkat

(mm) antar tingkat

(mm) (mm)

8 4 0.68 4.05 80 Ok

7 4 1.14 6.80 80 Ok

6 4 1.64 9.77 80 Ok

5 4 2.05 12.19 80 Ok

4 4 2.27 13.50 80 Ok

3 4 2.13 12.67 80 Ok

2 4 1.15 6.83 80 Ok

5.5 Perhitungan Kontrol Dimensi Balok Induk Interior :

5.5.1 Balok induk 1

Hasil output ETABS batang B106 - story 1, didapat :

Mmax (-) = 210,64 kNm

Vu (-) = 110,81 kNm

L = 8 m

Profil WF 400 x 200 x 8 x 13

Mutu baja , fy = 250 Mpa

= 250 N/mm2 = 250000 kN/m2


104

W = 66 kg/m r = 16 mm

d = 400 mm Ix = 23700 cm4

tw = 8 mm Zx = 1286 cm3

bf = 200 mm θ = 60º

tf = 13 mm Sx = 1190 cm3

h = d – 2(tf + r ) = 342 mm

Kontrol Penampang

• Pelat Sayap

λ =b�

2t�=

200

2x13=

200

26= 7,69

λ�

=170

� f�

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan

λ =h

t�=

342

8= 42,75

λ�

=1680

� f�

=1680

√250= 106,25


• Perhitungan Dimensi Profil Castellated


Asumsi, K1 = 1,5

h = d (K1 – 1 )


105

= 400 ( 1,5 – 1 ) = 200 mm

dg = d + h = 400 + 200 = 600 mm

b = �

� � � �=

� � �

� , � �= 115,6� �

dT = � � � � � �

�− =

� � � � � (� � )

�− 200 = 87� �

ho = 2h = 400 mm

e = 0,25 ho = 100 mm

ao = 2b + e = 331,2 mm


berikut :

dg = 600 mm ho = 400 mm

tw = 8 mm ao = 331,2 mm

bf = 200 mm r = 22 mm

tf = 13 mm

h = d – 2(tf + r ) = 530 mm

• Mencari Ix dan Zx pada profil castellated

Momen inersia tanpa lubang

� � = �1

12� � � � �

� � − � 2� 1

12� �

� − � �

2� � � � � − 2� � �

�

= ��

� �� 200� 600� � − � 2�

�

� ��

� � � � �

�� (600 − 2.13)�

= 3600000000-189119224

= 341088077,6 mm4

= 0,00034109 m4


106

� � = ��

4� + (� − � � )� � � − � � � � � �

= ��

�� + (200 − 8)� (600 − 13)� 13

= 2185152 mm3

= 0,002185 m3

Momen inersia berlubang

� � = ��

� ��

� � − � 2��

� ��

� � � �

�� − 2� � �

�− �

�

� �� (� � − 2� � − 2 )� �

=��

� �� 200� 600� � − � 2�

�

� ��

� � � � �

�� (600 − 2� 13)� − �

�

� �� 8� (600 −

2� 13 − 2� 530)� �

= 3600000000 - 3235258452

= 364741548 mm4

= 0,0003647 m4

� � = �1

4� � � � �

� � − � 2�1

4� �

� − � �

2� � � � � − 2� � �

�− �

1

4� � � � �

� �

= ��

�� 200� 600� � − � 2�

�

��

� � � � �

�� (600 − 2� 13)� − �

�

�� 13� 530� �

= 18000000 - 14901923

= 3098077 mm3

= 0,003098 m3


107

Ix rata-rata

Ix tanpa lubang + Ix berlubang / 2

( 0,0003419 + 0,0003647 ) / 2 = 0,0003533 m4

Zx rata-rata

Zx tanpa lubang + Zx berlubang / 2

(0,002185 + 0,003098) / 2 = 0,0026415 m3

Kontrol Penampang :

• Pelat Sayap

λ =bf

2tf=

� � �

2x1 �=

� � �

� �= 7,69

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan ketika solid

λ =h

tw=

400

13= 30,77

λp

=1680

� fy

=1680

√250= 106,25



Mu = 210,46 kNm


Mn = Fy x Zx rata-rata

= 250000 x 0,0026415


108

= 321,5 kNm

Δ As = ho x tw = 400 x 0,13

= 52 cm2


Vol.118, No.12 page 3327)

Mn = Mp − fyΔAs(� �

�+ � )

= 321500 – 0,250 x 5200 (� � �

�+ 100 )

= 615 kNm

Φ Mn = 0,9 x 615

= 553,5 kNm

Φ Mn ≥ Mu

553,5 kNm ≥ 210,46 kNm… (OK)

• Pelat Badan ketika berlubang

λ =dT

t�=

87

13= 6,69

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


Kontrol Kuat Geser :

• d � 2tf

tw=

� � �

� �= 44,15


109

• 1365

� fy=

1365

√2 � 0= 86,33

• 1100

� fy=

1100

√2 � 0= 69,57


Vol.118, No.12 page 3319)

• � � � � �

� �≤

� � � �

� � �

= 44,15 ≤ 86,33� �

• � � � � �

� �≤

� � � �

� � �

= 44,15 ≤ 69,57� �

• ao = 331,2 mm

• ho = 400 mm

ao

ho=

331,2

400 = 0,82 ≤ 3,0� �

Vp = fyxtwxd

√3 = 250000x0,0013x0,346 = 112,45k�

Po =ao

ho+

6ho

d

=331,2

400+

2400

600= 4,82 ≤ 5,6 … … … … � �

( nilai 5,6 adalah untuk balok non komposit )


Vpt =fyxtwxdt

√3 =

250000x0,013x0,87

√3 = 1632,45kN

μ = 0


110

v =ao

dt =

� � � ,�

� � = 3,8

√6 + μ

v + √3 = 0,44 ≤ 1,0 … OK

Vnt =√6 + μ

v + √3Vpt

= 0,44 x 1632,45

= 718,28 kN

Vnt ≤ Vpt 718,28 kN ≤ 1632,45 kN.... (OK)

Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 2 x 718,28 = 1436,56 kN

Φ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn

= 0,9 x 1436,56

= 1292,90 kN

Φ Vn ≥ Vu

1292,90 kN ≥ 110,81 kN

Persamaan Interaksi :

�Mu

ФMn�

3

+ �Vu

ФVn�

3

≤ 1,0

= �21046,42

27765�

3

+ �110,81

1292,9�

3

≤ 1,0

= 0,4366 ≤ 1,0 ..... OK


111

Kontrol Jarak Antar Lubang :

S = 2 (b+e) = 2 (115,6 + 100) = 431,2 mm

S ≥ ho = 431,2 mm ≥ 400 mm ........ OK

S ≥ ao �

� ��

� ��

� � �

�

≥ 33,12 �� , � � � �

� ,� � � � ��

43,12 cm ≥ 31,16 cm..... OK

Kontrol Lendutan

cm 2,22360

800

360

Lf ===

Lendutan yang terjadi (hasil etabs) :

f ° = 0,226 cm

f ° < fijin

0,226 cm < 2,22 cm ...............OK

Jadi balok induk 1 menggunakan profil castellated 600x200x8x13


112

5.5.2 Balok induk 2

Hasil output ETABS batang B105 - story 1, didapat :

Mmax (-) = 97,58 kNm

Vu (-) = 198,87 kN

L = 4 m

Profil wide flange sebelum menjadi profil castelated WF 250 x 125 x 6 x 9


Ag = 37,66 cm2

W = 29,6 kg/m r = 12 mm

d = 250 mm Ix = 4050 cm4

tw = 6 mm Zx = 352 cm3

bf = 125 mm θ = 60º

tf = 9 mm Sx = 324 cm3

h = d – 2(tf + r ) = 208 mm

Kontrol Penampang

• Pelat Sayap

λ =b�

2t�=

125

2x9=

125

18= 6,94

λ�

=170

� f�

=170

√250= 10,75



113

• Pelat Badan

λ =h

t�=

208

6= 34,67

λ�

=1680

� f�

=1680

√250= 106,25


• Perhitungan Dimensi Profil Castellated


Asumsi, K1 = 1,5

h = d (K1 – 1 )

= 250 ( 1,5 – 1 ) = 125 mm

dg = d + 2h = 250 + 125 = 375 mm

b = h

tan θ=

125

1,73=72,25mm

dT = � � � � �

�=

� � � � � (� � � )

�= 62,5mm

ho = 2h = 250 mm

e = 0,25 ho = 62,5 mm

ao = 2b + e = 207 mm


berikut :

dg = 375 mm ho = 250 mm

tw = 6 mm ao = 207 mm


114

bf = 125 mm r = 12 mm

tf = 9 mm

h = dg – 2(tf + r ) = 333 mm

• Mencari Ix dan Zx pada profil castellated

Momen inersia tanpa lubang

� � = �1

12� � � � �

� � − � 2� 1

12� �

� − � �

2� � � � � − 2� � �

�

= ��

� �� 125� 375� � − � 2�

�

� ��

� � � � �

�� (375 − 2.9)�

= 549316406,3 – 449396517

= 9811,508 cm4 = 0,00009811508 m4

� � = ��

4� + (� − � � )� � � − � � � � � �

= ��

�� + (125 − 6)� (375 − 9)� 9

= 602,923 cm3 = 0,000602923 m3

Momen inersia berlubang

� � = ��

� ��

� � − � 2��

� ��

� � � �

�� − 2� � �

�− �

�

� �� (� � − 2� � − 2 )� �

= ��

� �� 125� 375� � − � 2�

�

� ��

� � � � �

�� (375 − 2� 9)� − �

�

� �� 6� (375 −

2� 9 − 2� 333)� � / 104

= 56406,114 cm4 = 0,00056406114 m4


115

� � = �1

4� � � � �

� � − � 2�1

4� �

� − � �

2� � � � � − 2� � �

�− �

1

4� � � � �

� �

= ��

�� 125� 375� � − � 2�

�

��

� � � � �

�� (375 − 2� 9)� − �

�

�� 6� 250� � /103

= 579,486 cm3 = 0,000579486 m4

Ix rata-rata

Ix tanpa lubang + Ix berlubang / 2

(0,00009811508 + 0,00056406114) / 2 = 0,000331088 m4

Zx rata-rata

Zx tanpa lubang + Zx berlubang / 2

(0,000602923 + 0,000579486) / 2 = 0,0005912045 m3

Kontrol Penampang :

• Pelat Sayap

λ =bf

2tf=

125

2x9=

125

18= 6,94

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan ketika solid

λ =h

tw=

375

6= 55,5

λp

=1680

� fy

=1680

√250= 106,25



116


Mu = 97,58 kNm


Mn = fy x Zx

= 250000 x 0.000579486

= 144,872 kNm

Δ As = ho x tw = 250 x 6

= 1500 mm2 = 15 cm2


Vol.118, No.12 page 3327)

• Pada Saat Solid

Mn = Mp = 144,872 kNm

Φ Mn = 0,9 x 144,872

= 130,385 kNm

Φ Mn ≥ Mu

130,385 kNm ≥ 97,58 kNm…(OK)

• Pelat Badan berlubang

λ =dT

t�=

62,5

6= 10,42

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


117


Kontrol Kuat Geser :

• d � 2tf

tw=

� � � � (� � � )

�= 59,5

• 1365

� fy=

1365

√2 � 0= 86,33

• 1100

� fy=

1100

√2 � 0= 69,57


Vol.118, No.12 page 3319)

• � � � � �

� �≤

� � � �

� � �

= 59,5 ≤ 86,33� �

• � � � � �

� �≤

� � � �

� � �

= 59,5 ≤ 69,57� �

• ao = 207 mm

• ho = 250 mm

ao

ho=

207

250 = 0,828 ≤ 3,0� �

Vp = fyxtwxd

√3 = 250000x0,006x0,2165 = 32,47 kN

Po =ao

ho+

6ho

d

=207

250+

1500

375= 4,8 ≤ 5,6 … … OK

( nilai 5,6 adalah untuk balok non komposit )


118


Vpt =fyxtwxdt

√3 =

250000x0,006x0,625

√3 = 541,9kN

μ = 0

v =ao

dt =

� � �

� � ,� = 3,31

√6 + μ

v + √3 = 0,49 ≤ 1,0 … OK

Vnt =√6 + μ

v + √3Vpt

= 0,49 x 541,9

= 262,26 kN

Vnt ≤ Vpt 262,26 kN ≤ 541,9 kN ...(OK)

Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 2 x 262,26 = 524,52 kN

Φ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn

= 0,9 x 524,52

= 472,068 kN

Φ Vn ≥ Vu

472,068 kN ≥ 198,87 kN .... OK

Persamaan Interaksi :

�Mu

ФMn�

3

+ �Vu

ФVn�

3

≤ 1,0


119

= �97,58

130,385�

3

+ �198,87

472,068�

3

≤ 1,0

= 0,48 ≤ 1,0 ... OK

Kontrol Jarak Antar Lubang :

S = 2 (b+e) = 2 (125 + 62,5) = 375 mm

S ≥ ho = 450 mm ≥ 250 mm .... OK

S ≥ ao �

� ��

� ��

� � �

�

≥ 207 �� ,� � �

� ,� � ��

45 cm ≥ 14,25 cm .... OK

Kontrol Lendutan

cm 1,11360

400

360

Lf ===

Lendutan yang terjadi (hasil etabs) :

f ° = 0,36 cm

f ° < fijin

0.36 cm < 1,11 cm.........OK

Jadi balok induk 2 menggunakan profil Castellated 375x125x6x9


120

5.6 Perhitungan Kontrol Dimensi Kolom Interior

5.6.1 Kolom King Cross

Hasil output ETABS, didapat :

Pu (-) = 2305,95 kN

Mux (-) = 23,67 kNm

Muy (-) = 26,54 kNm

H = 4 m

Profil K 700 x 300 x 13 x 24


Ag = 369,7 kg/m

tw = 13 mm

tf = 24 mm

Ix = 211800 cm4

Iy = 220791 cm4

Sx = 6051,4 cm3

Sy = 6193,3 cm3

Zx = 7356,34 cm3

Zy = 7505 cm3

rx = 21,19 cm3

ry = 21,60 cm3

r = 28 mm

h = d - 2(tf + r) = 596 mm


121

Kontrol Penampang

• Pelat Sayap

λ =bf

2tf=

300

2x24=

300

48= 6,25

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan

λ =h

tw=

596

13= 45,85

λp

=1680

� fy

=1680

√250= 106,25


karena penampang kompak, maka Mnx = Mny = Mp

Sumbu X

Mx = Sx x fy

= 0,0060514 x 25000

= 1512,85 kNm

1,5 Mx = 2269,27 kNm

Mnx = fy x Zx

= 250000 x 0,007356

= 1839,09 kNm


122

Mnx ≤ 1,5 Mx

1839,09 kNm ≤ 2269,27 kNm....... OK

Sumbu Y

My = Sy x fy

= 0,006193 x 250000

= 1548,32 kNm

1,5 Mx = 2322,48 kNm

Mny = fy x Zy

= 250000 x 0,007505

= 1876,25 kNm

Mny ≤ 1,5 My

1876,25 kNm ≤ 2322,48 kNm...... OK

Jadi, diperoleh : Mnx = 1839,09 kNm

Mny = 1876,25 kNm


Lb = 400 cm

L�= 1,76ry �

E

fy= 1,76x21,60�

2000000

2500= 2150,5cm

Lb < Lp → Bentang Pendek


123

Terhadap Sumbu X

Bagian dasar kolom diasumsikan jepit, sehingga GB = 1

� � =∑

� � �

� �

∑� � �

� �

=2(211800/400)

2(16895,1/400)= 12,54

GB = 1

Diperoleh : Kc = 1,94 ( bergoyang )

Kc = 0,724 ( tidak begoyang)

Tidak bergoyang :

λx = KcxLk

ix=

0,724x500

21,19= 17,08

Ncrbx = π2E

λ2 Ag = 3,142x2000000

17,082� 3,697 = 249898,13kN

Bergoyang :

λx = KcxLk

� x=

1,94x500

21,60= 44,9

Ncrbx = π2E

λ2 Ag = 3,142x2000000

44,92� 3,697 = 36161,46kN

Terhadap Sumbu Y


� � =∑

� � �

� �

∑� � �

� �

=2(211800/400)

(55683,6/800) + (16895,1/400)= 9,47

GB = 1


124



Tidak bergoyang :

λy = KcxLk

iy=

0,724x500

21,19= 17,08

Ncrby = π2E

λ2 Ag =3,142x2000000

17,082� 3,697 = 249898,13kN

Bergoyang :

λy = KcxLk

ix=

1,94x500

21,60= 44,9

Ncrby = π2E

λ2 Ag =3,142x2000000

44,92� 3,697 = 36161,46kN

Λterbesar = λ = 44,9

λc = λ

π�

fy

E=

44,9

π�

2500

2000000= 0,505

0,25 < λc < 1,2 → Kolom menengah (inelastic)

Dimana :

ω = 1,43

1,6 − 0,67λc= 1,133

Momen Balok Terhadap Sumbu X :

δbx = Cm

1 − ��

� � � � ��

≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1

� 2


125

Cm = 0,6 − 0,4(73,96)

(72,42)= 0,19

Nu = 2181,8 kN

Ncrbx = 36161,46 kN

Karena Cm ≤ 1 maka

δbx = 1

1 − �2181,81

36161,47�

= 0,25

Mltx = - 26,53 kNm

Mntx = akibat DL + LL = - 279,22 kNm

Mux = δbx Mntx + δbx Mltx

= 0,25 (-279,22) + 0,25 (-26,53)

= -76,438 kNm

Momen Balok Terhadap Sumbu Y :

δby = Cm

1 − ��

� � � � ��

≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1

� 2

Cm = 0,6 − 0,4(257,71)

(313,39)= 0,16

Nu = 2181,80 kN

Ncrby =36161,46 kN


δby = 1

1 − �2181,8

36161,47�= 3,94


126

Mlty = - 26,53 kNm

Mnty = akibat DL + LL = - 24,63 kNm

Muy = δby Mnty + δby Mlty

= 3,94 (-24,63) + 3,94 (-26,53) = 201,63 kNm

ФPn = Agfy

ω= 3,697x

250000

1,113= 8157,54kN

Kuat Tekan-Lentur

Pu

ФPn=

2305,95

8157,55= 0,3 ≥ 0,2

Dipakai rumus interaksi 1 :

PU

∅Pn+

8

9� �

Mux

ФMnx� + �

Muy

ФMny� � ≤ 1,0

2305,95

8157,55+

8

9� �

75,72

0,9x1839,08� + �

201,63

0,9x1876,25� � ≤ 1,0

= 0,429 ≤ 1,0 .............. OK

Jadi kolom interior menggunakan profil king cross 700x300x13x24


127

5.7. Perhitungan Kontrol Dimensi Kolom Ekterior

5.7.1 Kolom Queen Cross

Hasil output ETABS, didapat :

Pu (-) = 1683 kN

Mux (-) = 18,54 kNm

Muy (-) = 25,17 kNm

h = 4 m

Profil Q 700 x 300 x 13 x 24

Mutu baja , fy = 250 Mpa = 250 kN/mm2 = 250000 kN/m2

Ag = 277,4 kg/m

tw = 13 mm

tf = 24 mm

Ix = 206406 cm4

Iy = 86629 cm4

Sx = 5897,1 cm3

Sy = 3555,3 cm3

Zx = 6802,56 cm3

Zy = 4239,11 cm3

rx = 24,14 cm3

ry = 15,49 cm3

r = 28 mm

h = d - 2(tf + r) = 596 mm


128

Kontrol Penampang

• Pelat Sayap

λ =b�

2t�=

300

2x24=

300

48= 6,25

λp

=170

� fy

=170

√250= 10,75


• Pelat Badan

λ =h

t�=

700

13= 53,85

λp

=1680

� fy

=1680

√250= 106,25


karena penampang kompak, maka Mnx = Mny = Mp

Sumbu X

Mx = Sx x Fy

= 0,00356 x 250000

= 1474,27 kNm

1,5 Mx = 2211,41 kNm

Mnx = fy x Zx

= 250000 x 0,006802

= 1700,64 kNm


129

Mnx ≤ 1,5 Mx

1700,64 kNm ≤ 2211,41 kNm ....... OK

Sumbu Y

My = Sy x Fy

= 0,011269 x 250000

= 2817,25 kNm

1,5 My = 4225,87 kNm

Mny = fy x Zy

= 250000 x 0,004239

= 1059,77 kNm

Mny ≤ 1,5 My

1059,77 kNm ≤ 4225,87 kNm ..... OK

Jadi, diperoleh : Mnx = 1700,64 kNm

Mny = 1059,77 kNm


Lb = 500 cm

L�= 1,76ry �

E

fy= 1,76x15,49�

2000000

2500 = 771cm

Lb < Lp → Bentang Pendek


130

Terhadap Sumbu X


G� =∑

� � �

� �

∑� � �

� �

=2(206406/400)

2(16895,1/400)= 12,24

GB = 1



Tidak bergoyang :

λx = KcxLk

rx=

0,725x400

24,14= 12,01

Ncrbx = π2E

λ2 Ag = 3,142x2000000

12,012x2,774 = 379236,15kN

Bergoyang :

λx = KcxLk

� x=

1,981x400

15,49= 51,15

Ncrbx = π2E

λ2 Ag = 3,142x2000000

51,152x2,774 = 20907,61kN

Terhadap Sumbu Y


� � =∑

� � �

� �

∑� � �

� �

=2(409073/500)

2(55683,6/800)= 11,75

GB = 1


131



Tidak bergoyang :

λy = KcxLk

ix=

0,735x400

24,14= 12,17

Ncrby = π2E

λ2 Ag =3,142x2000000

12,172x2,774 = 369330kN

Bergoyang :

λy = KcxLk

ix=

1,91x400

15,49= 49,32

Ncrby = π2E

λ2 Ag =3,142x2000000

49,322x2,774 = 22487,93kN

Λterbesar = λ = 49,32

λc = λ

π�

fy

E=

49,32

π�

2500

2000000= 0,55

0,25 < λc < 1,2 → Kolom menengah (inelastic)

Dimana :

ω = 1,43

1,6 − 0,67λc= 1,074

Momen Balok Terhadap Sumbu X :

δbx = Cm

1 − ��

� � � � ��

≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1

� 2


132

Cm = 0,6 − 0,4(64,84)

(61,86)= 0,2096

Nu = 110,81 kN

Ncrbx = 379236,15 kN


δbx = 1

1 − �110,82

379236,2�

= 0,99

Mltx = - 18,54 kNm

Mntx = akibat DL + LL = - 19,73 kNm

Mux = δbx Mntx + δbx Mltx

= 0,99 (-19,73) + 0,99 (-18,54) = 37,89 kNm

Momen Balok Terhadap Sumbu Y :

δby = Cm

1 − ��

� � � � ��

≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1

� 2

Cm = 0,6 − 0,4(11413,86)

(9322,50)= 0,24

Nu = 110,81 kN

Ncrby = 369330 kN


δby = 1

1 − �110,82

369330�= 1

Mlty = - 25,17 kNm


133

Mnty = akibat DL + LL = - 39,83 kNm

Muy = δby Mnty + δby Mlty

= 1 (-39,83) + 1 (-25,17) = 65,01 kNm

ФPn = Agfy

�= 2,774�

� � � � � �

� ,� � � = 6457,16 kN

Kuat Tekan-Lentur

Pu

ФPn=

1683,02

6457,17= 0,26 ≥ 0,2

Dipakai rumus interaksi 1

PU

∅Pn+

8

9� �

Mux

ФMnx� + �

Muy

ФMny� � ≤ 1,0

1683,02

6457,17+

8

9� �

37,89

0,9x1700,64� + �

65,01

0,9x1059,78� � ≤ 1,0

= 0,342 ≤ 1,0 .......... OK

Jadi kolom eksterior menggunakan profil queen cross 700x300x13x24


134


134

BAB VI

HUBUNGAN BALOK KOLOM DAN DAERAH PANEL


Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, hubungan berikut ini harus dipenuhi pada

sambungan balok ke kolom:

∑ � � �

∑ � � �> 1

Dimana :






� � �











135

Nuc adalah gaya aksial tekan berfaktor pada kolom

Zc adalah modulus plastis penampang kolom

Profil kolom KC 700 x 300 x 13 x 24

Section properties :

Ag = 471cm�

Zx = 7356,335cm�

Material properties BJ 41 :

f� = 410Mpa

f� = 250Mpa

Profil kolom QC 700 x 300 x 13 x 24


Ag = 353,25cm�

Zx = 4239,11cm�


f� = 410Mpa

f� = 250Mpa

Profil B1 Castellated 600 x 200 x 8 x 13


dc = 600mm

bf = 200mm

tf = 13mm

tw = 8mm

Zx = 2641,61cm�


136


f� = 410Mpa

f� = 250Mpa

Profil B2 Castellated 375 x 125 x 6 x 9

dc = 375mm

bf = 125mm

tf = 9mm

tw = 6mm

Zx = 971,74cm�


f� = 410Mpa

f� = 250Mpa

6.1.1 Hubungan Balok Kolom Interior

Gambar 6.1 Hubungan Balok Kolom Interior


137

Gaya aksial kolom akibat beban kombinasi ultimate hasil analisa ETABS :

Nuc = 2305,95kN

Momen pada ke dua ujung kolom

� M� � = 2xZ� x(fyc − Nuc

Ag)

= 2x7,356335x(250000 − 2305,95

0,0471)

= 2957,85kNm

Momen pada balok CS 375.125.6.9

M� � � = (1,1xRyxMp − My) dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi

gaya geser )


Mp = Zxxfy

= 0,097174x250000

= 24,935kNm

M� � � = (1,1x1,5x24,935 − 0)

= 41,14275kNm


M� � � = (1,1xRyxMp − My) dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi )


Mp = Zxxfy

= 0,002642x250000

= 660,40kNm


138

M� � � = (1,1x1,5x660,40 − 0)

= 1089,96kNm


� M� � = 2957,85kNm

� M� � = M� � � + M� � �

= 41,14275 + 1089,96

= 1131,1kNm

∑ M� �

∑ M� �> 1

2957,85

1131,1= 2,615 > 1OK‼

6.1.2 Hubungan Balok Kolom Eksterior

Gambar 6.2 Hubungan Balok Kolom Eksterior

Gaya aksial kolom akibat beban kombinasi ultimate hasil analisa ETABS :

Nuc = 1683,015kN


139

Momen pada ke dua ujung kolom

� M� � = 2xZ� x(fyc − Nuc

Ag)

= 2x0,04239x(250000 − 1683

0,0471)

= 1816,6kNm


M� � � = (1,1xRyxMp − My) dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi )


Mp = Zxxfy

= 0,00264161x250000

= 660,4kNm

M� � � = (1,1x1,5x660,4 − 0)

= 1089,96kNm


� M� � = 1816,6kNm

∑ M� �

∑ M� � �> 1

1816,6

1089,96= 1,67 > 1OK‼

6.2 Daerah Panel Hubungan Balok Kolom

6.2.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel

Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, Gaya geser berfaktor Vu pada daerah

panel ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan kombinasi

pembebanan 1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu melebihi gaya


140

geser yang ditetapkan berdasarkan 0,8∑ Ry. Mp dari balok – balok yang merangka

pada sayap kolom disambungan. Kuat geser rencana ϕVn panel ditentukan

menggunakan persamaan berikut :

Bila Nu ≤ 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �

�

� � � � � ��

Bila Nu > 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �

�

� � � � � �� 1,9 −

� ,� � �

� ��

Keterangan :



bcf adalah lebar sayap kolom



Gambar 6.3 Daerah Panel Interior

Gaya aksial kolom akibat kombinasi ultimate hasil analisa ETABS adalah

Nu = 2305,95kN


141

Kapasitas aksial kolom :

0,75Ny = 0,75xAgxfy

= 0,75x0,0471x250000

= 8831,25kN

Kontrol gaya aksial kolom :

Nu = 2305,95kN < 0,75Ny

= 2305,95 < (0,75x8831,25) = 6623,44kN … OK‼

Karena Nu < 0,75Ny maka kuat geser rencana panel menggunakan rumus :

� � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + 3� � � � �

�

� � � � � ��

= 0,6� 0,75� 250� 700� 13 � 1 + 3� 200� 24�

600� 700� 13�

= 1088550N = 1088,55kN

6.2.2 Gaya Geser Yang Terjadi pada Daerah Panel


merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom. Besarnya gaya

geser pada daerah panel dapat dilihat seperti pada gambar 7.4.

Gambar 6.4 Gaya Geser Daerah Panel


142

1. Perhitungan Momen pada balok dan kolom

• Momen pada balok CS 375.125.6.9

M� = (1,1xRyxMp)


Mp = Zxxfy

= 0,0097174x250000

= 242,935kNm

M� = (1,1x1,5x242,935)

= 400,84275kNm

• Momen pada balok CS 600.200.8.13

M� � � = (1,1xRyxMp)


Mp = Zxxfy

= 0,00264161x250000

= 660,4kNm

M� � � = (1,1x1,5x660,4)

= 1089,96kNm

• Momen pada kolom KC 700.300.13.24

Mc = Zx. fy

Mc = 0,007356x250000

= 1839,08kNm


143

2. Perhitungan Gaya Geser

T1 = C1 = M1

d − tf

= 400,84x1000

375 − 9

= 908,94kN

T2 = C2 = M2

d − tf

= 1089,9641x1000

700 − 24

= 1612,37kN

Vk = 2Mc

h

= 2x1839,08

4

= 919,54kN

3. Gaya geser daerah panel

V� = T1 + C2 − Vk

= 908,94 + 1612,37 − 919,54

= 1601,77kN


� � � � = 1109,633kN < V� = 1601,77kN Not Ok !!

Karena kapasitas geser daerah panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan

pelat panel. Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :

t = Vj

� � � �xtp

= 1601,77

1109,63x13 = 18,76mm


144

Penebalan pelat panel = t – tp = 18,76 – 13 = 5,76 mm dibulatkan 8 mm. Sehingga

tebal total pelat daerah panel adalah 13 + 8 = 21 mm.


145

BAB VII

PERENCANAAN SAMBUNGAN

7.1 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior

Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak terletak

pada 2 tumpuan sederhana.

Vu = 6364,90 kg = 63,64 Kn

Balok anak : 300 x 100 x 5,5 x 8

Balok induk : 375 x 125 x 6 x 9

Gambar 7.1 Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Eksterior

7.1.1. Sambungan pada Badan Balok Anak

Penentuan Jumlah Baut

Direncanakan menggunakan:

Ø = 16 mm

fy = 250 N/mm2

fu = 410 N/mm2


146

Pelat siku dari profil 60 x 60 x 6

Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2

Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x fu x 0,4 x Ab x m

= 0,75 x 4100 x 0,4 x 2,0096 x 1

= 6197,52 kg = 61,97 kN ( menentukan)

Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x fu x db x tp

= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 x 0,6

= 7084,8 kg = 70,84 kN

Dipakai Ф Vn = 61,97 kN ( menentukan )


n = V�

∅Vn=

63,64kN

61,97kN= 1,027baut ≈ 2buahbaut

Vu ≤ n x Ф Vn = 2 x 61,97 = 123,94 kN .....OK

Kontrol jarak baut


= 2,4 cm s.d 12,4 cm → Terpasang = 3 cm


= 4,8 cm s.d 9 cm → Terpasang = 5 cm

7.1.2. Sambungan pada Badan Balok Induk Eksterior



Ø = 16 mm

fy = 250 kg/cm2

fu = 410 kg/cm2


147


Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2

Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x fu x 0,5 x Ab x m

= 0,75 x 4100 x 0,5 x 2,0096 x 1

= 3089,76 kg = 30,89 kN ( menentukan)

Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x fu x db x tp

= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 x 0,6

= 7084,8 kg = 70,84 kN

Dipakai Ф Vn = 30,89 kn ( menentukan)


n = V�

∅Vn=

63,64kN


Vu ≤ n x Ф Vn = 3 x 30,89 = 92,69 kN ....OK

Diameter perlemahan ( dengan bor ) :

Ø + 1,5 = 16 + 1,5 = 17,5 mm = 1,75 cm

Anv = (6,91- 2 x 1,75) x 0,6 x 2 = 4,092 cm2

Ф Pn = Ф x Anv x 0,6 x Fu

= 0,75 x 4,092 x 0,6 x 4100

= 7549,74 kg = 75,49 kN

Kontrol jarak baut

Jarak ke tepi = 1,5 db s.d (4tp + 100mm) atau 200mm





148

Dengan perhitungan yang sama maka didapat :

7.2 Sambungan Balok Anak dengan Balok Interior

Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak terletak

pada 2 tumpuan sederhana.

Vu = 62,33 kN : 2Vu = 124,67 kN

Balok anak : 300 x 100 x 5,5 x 8

Balok induk : 375 x 125 x 6 x 9

Gambar 7.2 Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Interior

Gambar 7.3 Detail Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Interior

30

30

50

Baut D16

30

30

50


149

7.2.1 Sambungan pada Badan Balok Anak



Ø = 16

fy = 250 N/mm2

fu = 410 N/mm2

m = Jumlah bidang geser


Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2

Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x Fu x 0,5 x Ab x m

= 0,75 x 4100 x 0,5 x 2,0096 x 2

= 6179,52 kg = 61,79 kN( menentukan)

Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x Fu x db x tp

= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 0,6

= 7084,8 kg = 70,84 kN

Dipakai Ф Vn = 61,79 kn ( menentukan )


n = V�

∅Vn=

62,34kN


Vu ≤ n x Ф Vn

62,34kN < 2 x 61,79 = 123,59 kN....OK

Kontrol jarak baut




150



7.2.2 Sambungan pada Badan Balok Induk Interior



Ø = 16

fy = 250 N/mm2

fu = 410 N/mm2

m = Jumlah bidang geser


Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2

Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x Fu x 0,5 x Ab x m

= 0,75 x 4100 x 0,5 x 2,0096 x 2

= 6179,52 kg = 61,79 kN( menentukan)

Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x Fu x db x tp

= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 x 0,6

= 7084,8 kg = 70,84 kN

Dipakai Ф Vn = 61,79 kN ( menentukan )


n = V�

∅Vn=

63,64kN


Vu ≤ n x Ф Vn =

63,64 kN < 2 x 61,79 = 123,59 kN .....OK


151

Diameter perlemahan ( dengan bor ) :

Ø + 1,5 = 16 + 1,5 = 17,5 mm = 1,75 cm

Anv = (6,91- 2 x 1,75) x 0,6 x 2 = 4,092 cm2

Ф Pn = Ф x Anv x 0,6 x Fu

= 0,75 x 4,092 x 0,6 x 4100

= 7549,74 kg = 75,49 kN

Kontrol jarak baut

Jarak ke tepi = 1,5 db s.d (4tp + 100mm) atau 200mm




7.3 Sambungan Balok Eksterior B1 dengan Kolom Eksterior KC1

7.3.1 Sambungan Pelat dengan Kolom KC1 ( Sambungan Baut )

Profil balok dan kolom

Kolom Interior ( King Cross) : 700 x 300 x 13 x 24

Balok induk ( Castellated ) : 600 x 200 x 8 x 13

Gambar 7.4 Sambungan Balok Eksterior dengan Kolom Eksterior


152

Gambar 7.5 Deatail Sambungan Balok Eksterior dengan Kolom Eksterior

Output Gaya Dalam Maksimum :

Momen akibat beban ultimate hasil analisa struktur menggunakan ETABS kombinasi

ENVE :

Mu = 313,39 kNm

Gaya geser akibat kombinasi beban 1,2DL + 0,5LL :

Pu1 = 154,49 kN

Direncanakan baut BJ 41

fub = 4100 kg cm�⁄

Øbaut = 19mm


153

Ab = 0,785x19�

= 283,53mm�

Pelat Penyambung BJ 41

fu = 410Mpa

fy = 250Mpa

tp = 20mm

Kontrol Geser

Direncanakan baut 16 D19

Vu = Pu

n=

154,49x1000

19= 8131,053N

fuv = � �

� �=

� � � � ,� � �

� � � ,� �= 28,678Mpa ≤ 0,4x0,75xfubx1 = 123MpaOK!!


ft = (1,3. fub − 1,5. fuv)

= (1,3x410 − 1,5x123) = 478,512 kN/cm2 ≥ fub = 410 kN cm�⁄

ft = fub = 410 kN cm�⁄

Td = 0,75 x fub x Ab = 0,75 x 410 x 283,53 = 87185,087 N


a = � � � � �

� � � � � � �= 27,899mm ≤ 75mm OK!!


154

Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :

Gambar 7.6 Diagram Gaya Tarik Baut

ØMn = � � 0,9x250xa� x200

2�

+ 2x87185,087(22 + 172 + 322 + 447 + 597 + 747 + 897)�

/1000000

= 576,195 kNm > Mu = 313,39 kNm …OK!

7.3.2 Sambungan Pelat dengan Balok B1 ( Sambungan Las )


Tebal las te = 1cm

Profil balok B1 WF 600.200.8.13 BJ 41

h = 600 − 2x(8 + 16)

= 552mm


155

e A� � � = 2x(552 + 200)x10 = 15040mm�

Ip = 2x � �1

12x552x10� � 2 + � 10x20x �

600

2�

�

� �

= 554672000mm�


Pu = 154,49kN

fu = Pux1000

A� � �=

154,49x1000

15040= 1102,719 kN cm�⁄


Mu = 313,39kNm

Sx = Ip

d 2⁄=

554672000

300= 1848906,667mm�

� h = � � � � � �

� �=

� � � ,� � � � � �

� � � � � � � ,� � � = 169,5 N/mm2


ftot = � fu� + � h�

= � 1102,719� + 169,5�

= 2169,811 kN mm�⁄


Øfn = (0,75x0,6x70x(70,3/10)) = 221,445 N mm�⁄

ftot = 2169,811 N mm�⁄ ≤ Øfn = 221,445 N mm�⁄ OK!!

te� � � � � ≥ ftotx10

Øfn= 7,668mm

a� � � � � ≥ 7,668

0,707= 10,848mm


156

Syarat :


aeff� � � = 1,41x410x8x10

70x70,3= 9,398mm(lasdibadan)

aeff� � � = 0,707x410x13x10

70x70,3= 15,272mm(lasdisayap)

Maka dipakai a = 11mm > a� � � � � = 10,848mm

7.4 Sambungan Balok Interior B2 dengan Kolom KC1

7.4.1 Sambungan Pelat dengan Kolom KC1 ( Sambungan Baut )

Kolom Interior ( King Cross) : 700 x 300 x 13 x 24

Balok induk ( Castellated ) : 375 x 125 x 6 x 9

Gambar 7.7 Sambungan Balok Interior dengan Kolom Interior


157

Gambar 7.8 Detail Sambungan Balok Interior dengan Kolom Interior

Output Gaya Dalam Maksimum :

Momen akibat beban ultimate hasil analisa struktur menggunakan ETABS

kombinasi ENVE :

Mu = 97,58 kNm

Gaya geser akibat kombinasi beban 1,2DL + 0,5LL :

Vu1 = 198,87 kN

Direncanakan baut BJ 41

fub = 410Mpa

Øbaut = 19mm

Ab = 0,785x19�

= 283,529mm�


158

Pelat Penyambung BJ 41

fu = 410Mpa

fy = 250Mpa

tp = 15mm

Kontrol Geser

Direncanakan baut 12 D19

Vu = Pu

n=

118x1000

12= 9833,33N

fuv = � �

� �=

� � � � ,� �

� � � , � � � = 34,682Mpa ≤ 0,4x0,75xfubx1 = 123MpaOK!!


ft = (1,3. fub − 1,5. fuv) = (1,3.410 − 1,5. 123)

= 4677,937 kg cm�⁄ ≥ fub = 410 Mpa

ft = fub = 410Mpa

Td = 0,75 x fub x Ab = 0,75 x 410 x 283,53 = 87185,087 N


a =� � � � �

� � � � � � � = 33,479 mm < 75 mm ….OK!!


159

Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :

Gambar 7.9 Diagram Gaya Tarik Baut

ØMn = � � 0,9x250xa� x125

2�

+ 2x87185,087(16 + 167 + 267 + 404 + 542)� /1000000

= 259,183kNm > Mu = 97,58kNm ...OK!

7.4.2 Sambungan Pelat dengan Balok B2 ( Sambungan Las )


Tebal las te = 10mm

Profil balok B2 WF 375.125.6.9 BJ 41

h = 375 − 2x(6 + 12)

= 339mm


160

A� � � = 2x(339 + 125)x10 = 9280mm�

Ip = 2x � �1

12x339x10� � + � 10x125 �

375

2�

�

� �

= 87947125mm�


Pu = 198,87kN = 198870 N

fu = Pu

A� � �=

198870

11820= 16,825 N mm�⁄


Mu = 97,58kNm = 97580 N

Sx = Ip

d 2⁄=

87947125

187,5= 469051,33mm�

� h = Mux100

Sx=

97580x100

469051,33= 20,861 N mm�⁄


ftot = � fu� + � h�

= � 16,825� + 20,861�

= 26,8 N mm�⁄


Øfn = (0,75x0,6x70x70,3/10) = 221,445 N mm�⁄

ftot = 26,8 N mm�⁄ ≤ Øfn = 221,445 N mm�⁄ OK!!

te� � � � � ≥ ftot

Øfn=

26,8

221,445= 0,12cm

a� � � � � ≥ 0,12

0,707= 0,169cm


161

Syarat :


aeff� � � = 1,41x410x6x10

70x70,3= 4,998mm(lasdibadan)

aeff� � � = 0,707x410x9x10

70x70,3= 10,573mm(lasdisayap)

Maka dipakai a = 10mm > a� � � � � = 9,7mm


162

BAB VIII

KESIMPULAN DAN SARAN

8.1 KESIMPULAN

Dari hasil perhitungan dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil

kesimpulan antara lain :

1. Dilakukan perhitungan struktur sekunder terlebih dahulu seperti perhitungan

pelat atap, pelat lantai, balok anak, tangga dan balok lift terhadap beban-beban

yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat.

2. Analisa balok Castellated Beam dihitung terhadap kontrol penampang (local

buckling dan lateral buckling), kontrol geser dan kontrol lendutan .

3. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom King Cross dan Queen Cross yang

meliputi kontrol penampang, perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan

kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi tekan aksial dan lentur.

4. Pada perbandingan berat saat kondisi gedung masih menggunakan beton

bertulang dan terdiri dari 5 lantai setinggi 20 meter mempunyai berat 2,29

kN/m2 dan setelah dilakukan modifikasi pada jumlah lantai menjadi 8 lantai dan

tinggi 28 meter menggunakan struktur baja, mengalami penurunan berat

menjadi 1,09 kN/m2. Jadi penggunan material baja pada gedung ini sangat

menguntungkan dibandingkan material beton bertulang karena berat gedung

mengalami banyak penyusutan pada beratnya.

5. Dari hasil pehitungan didapatkan hasil perencanaan sebagai berikut :

a. Tebal Pelat

Tebal Pelat Atap : 9 cm


163

Tebal Pelat Lantai : 11 cm

b. Dimensi Profil

• Dimensi Profil Balok Anak

Lantai 1 – Lantai 8

L = 4 meter

Profil Castellated 300 x 100 x 5.5 x 8

• Dimensi Profil Balok Induk 1


L = 8 meter

Profil Castellated 600 x 200 x 8 x13

• Dimensi Profil Balok Induk 2

Lantai 1 - Lantai 8

L = 4 meter

Profil Castellated 375 x 125 x 6 x 9

• Dimensi Profil Kolom Interior


H = 4 meter

Profil King Cross 700 x 300 x 13 x 24

• Dimensi Profil Kolom Interior


H = 4 meter

Profil Queen Cross 700 x 300 x 13 x 24


164

8.2 SARAN

Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan,diharapkan:

1. Untuk studi selanjutnya dapat dibandingkan seberapa besar pengaruh modifikasi

bangunan dari pembangunan awal menggunakan beton menjadi baja castellated beam

jika dilihat dari segi cost yang dibutuhkan.

2. Perancangan bracing tipe Inverted V yang berguna untuk menahan gaya horizontal

yang dibebankan pada balok dan di distribusikan pada bracing tipe V ini.Sehingga

balok tidak menahan beban yang terlalu besar.


165

DAFTAR PUSTAKA

American Institute of Steel Construction, 1999, “Load and Resistance Factor Design

Spesification”, Chicago, Illinois. Knowles, P.R. (1991). “Castellated Beams” Proceeding of the Institution of Civil

Engineers, Part 1, No. 90, pp 521-536. Kerdal, D. and Nethercot, D.A. T. Patrick Bradley, 2007, “Stability of Castellated Beams During Erection” by Thesis submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia. Jihad Dokali Megharief, 1997, “Behavior of Composite Castellated Beams”, McGill

University, Montreal, Canada. Journal of Structural Engineering, Vol. 118, No 12, “Proposed Specification for

Structural Steel Beams with Web Openings”, December 1992, ASCE Amayreh, L and Saka M.P, 2005, “Failure Load Prediction of Castellated Beams

Using Artificial Neural Networks”, Department of Civil Engineering, University of Bahrain, Bahrain.

Dougherty B.K, 1993, “Castellated Beams A State Of The Art Report”, Transport

Research Laboratory Crowthorne House, Nine Mile Ride, Wokingham, Berkshire RG40 3A, United Kingdom.

Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983. “Perencanaan

Struktur Baja untuk Bangunan Gedung Menggunakan Metoda LRFD”, Laboratorium Mekanika Struktur Pusat Penelitian Antar Universitas Bidang Ilmu Rekayasa Institut Teknologi Bandung, Bandung, Juli 2000.

Sevak Demirdjian, 1999, “Stability of Castellated Beam Webs”, McGill University,

Montreal, Canada. Standart Nasional Indonesia 03 – 1726 – 2002 “Tentang Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung”. Standart Nasional Indonesia 03 – 1729 – 2002 “Tentang Tata Cara Perencanaan

Struktur Baja”. The ASCE Task Committee on Design Criteria for Composite Structures in Steel and

Concrete, 1992, “Proposed Specification for Structural Steel Beams with WebOpenings”, Journal of Structural Engineering, 118(12).


165


bab ii tinjauan pustaka adalah suatu spesifikasi profil...

Documents