91

BAB III

METODOLOGI PERENCANAAN

3.1 Metode Perencanaan

Dalam Tugas Akhir ini, penulis mencoba untuk merencanakan

struktur bangunan yang difungsikan sebagai Perpustakaan Umum dengan

lokasi di Kota Tasikmalaya.

Prinsip dari perencanaan struktur gedung ini adalah menghasilkan

suatu bangunan yang aman, nyaman, kuat, efisien dan ekonomis. Suatu

konstruksi gedung harus mampu menahan beban dan gaya-gaya yang

bekerja pada konstruksi itu sendiri, sehingga bangunan atau struktur gedung

aman dalam jangka waktu yang direncakanan.

Data-data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dengan cara

library research, dimana penulis memperoleh data dari bahan-bahan

referensi seperti buku SNI Persyaratan Beton structural untuk banguanan

gedung 2847 2013, diktat kuliah, dokumen perencanaan proyek, dan

referensi lain yang berkaitan dengan topik yang akan penulis bahas. Metode

analisa struktur gedung Perpustakaan Umum ini menggunakan program

SAP2000 versi 14.2.2.

3.1.1 Data Penyelidikan Tanah

Data hasil penyelidikan tanah yang digunakan pada perencanaan

struktur bawah merupakan data tanah hasil pengujian sondir yang

92

mengutip dari hasil penyelidikan tanah pada salah satu proyek konstruksi

di daerah Kabupaten Ciamis.

Berikut adalah data hasil penyelidikan tanah yang digunakan dalam

perencanaan struktur bawah ditampilkan dalam Tabel 3.1.

Tabel 3. 1 Parameter Penentuan Jenis Tanah Berdasarkan Hasil Uji Sondir

3.1.2 Data Perencanaan

Perencanaan gedung bertingkat ini akan direncanakan sebanyak 3

lantai dengan data sebagai berikut :

1. Fungsi Bangunan : Perpustakaan Umum

2. Lokasi Bangunan : Jln. Ir. Djuanda Kota Tasikmalaya

3. Wilayah Gempa : Zona IV Tasikmalaya

4. Jumlah lantai : 3 lantai

Kedalaman

(cm)

Perlawanan

Penitrasi Konus

(kg/cm2)

Jumlah

Perlawanan

(kg/cm2)

Perlawanan

Gesek

(kg/cm2)

Hambatan

Pelekat

(kg/cm2)

Jumlah

Hambatan

Pelekat

(kg/cm2)

Hambatan

Pelekat

(kg/cm2)

0 0 0 0 0 0 0

20 0,0 3,0 3,00 3,99 3,99 0,199

40 0,0 3,0 3,00 3,99 7,98 0,199

60 0,0 3,0 3,00 3,99 11,97 0,199

80 5,0 7,0 2,00 2,66 14,63 0,133

100 5,0 7,0 2,00 2,66 17,29 0,133

20 9,0 12,0 3,00 3,99 21,27 0,199

40 9,0 12,0 3,00 3,99 25,26 0,199

60 10,0 12,0 2,00 2,66 27,92 0,133

80 10,0 12,0 1,30 1,40 29,32 0,086

200 9,0 11,0 2,00 2,66 31,98 0,133

20 9,0 11,0 2,00 2,66 34,64 0,133

40 9,0 11,0 2,00 2,66 37,30 0,133

60 14,0 19,0 5,00 6,65 43,95 0,332

80 14,0 19,0 5,00 6,65 50,60 0,332

93

5. Luas Bangunan

Lantai Dasar : 756 m2

Lantai 1 : 693 m2

Lantai 2 : 693 m2

6. Tinggi Antar Lantai

Lantai Dasar : 4,00 m

Lantai 1 : 8,00 m

Lantai 2 : 12,00 m

7. Jenis Pondasi : Telapak

Dimensi : 1,50 x 1,50 m

Tinggi pedestal : 2,00 m

Tebal Fondasi : 0,50 m

f’c : 30 MPa

fy : 400 MPa

tanah : 20 kN/m3

beton : 24 kN/m3

8. Struktur Bangunan : Struktur Beton Bertulang

9. Dinding : Pasangan HB 10

( 120 kg/m² )

10. Mutu beton (f’c)

pelat, balok, kolom, tangga : 30 MPa

11. Ec pelat, balok, kolom : 96,25742'.4700 cf MPa

12. Mutu baja tulangan pokok (fy) : 400 MPa

13. Mutu baja tulangan geser (fys) : 240 MPa

94

14. Jenis Pelat Lantai : Beton Ready-Mix

15. Dimensi

Kolom Lantai 1 (K1) : 550 x 550 mm

Kolom Lantai 2 (K2) : 550 x 550 mm

Kolom Lantai 3 (K3) : 450 x 450 mm

Balok Lantai 1 (BI) : 250 x 500 mm

Balok Lantai 2 (BI) : 250 x 500 mm

Balok Lantai 3 (RB) : 200 x 300 mm

Balok Anak (BA) : 200 x 300 mm

Sloof ( SLF ) : 200 x 300 mm

95

Ya

3.2 Tahapan Perencanaan

Tahapan perencanaan dalam penyusunan Tugas Akhir ini

ditampilkan dengan diagram alur perencanaan pada Bagan 3.1.

MULAI

Pengumpulan Data dan Studi Literatur

Pemodelan Struktur

Desain Awal (Preliminary design)

Pembebanan

Analisa Struktur Dengan Program SAP2000 V 14.2.2

Kontrol Desain

Output Gaya Dalam

Perencanaan Struktur

Detailing Struktur

SELESAI

Tidak

Bagan 3.1 Diagram Alur Perencanaan

96

3.2.1 Analisis Perhitungan dengan SAP 2000 versi 14.2.2.

Program SAP 2000 versi 14.2.2 digunakan hanya sebatas mencari

harga-harga momen, normal, lintang, dimensi profil gording dan dimensi

profil atap baja

Mulai

Input data :

fy

Define → materials

Masukan rencana dimensi elemen struktur

Define → frame sections

Tentkan jenis pembebanan

Define → load cases

Tentukan kombinasi pembebanan

Define → combinations

Gambar portal 2D

Define → coordinate systems

Tentukan dimensi tiap elemen batang struktur

Assign → frame → frame sections

Tentukan jenis & besarnya beban untuk tiap elemen struktur

joinload →forces (beban terpusat join)

point (beban terpusat batang +join)

disributed (beban merata)

Assign

frame

Analisis

Analize → run analysis

Output hasis analisis

Joint (reaksi perletakan)

Frames (momen,shear, axial forces)

Display →show forces

Desain & cek struktur

Design

Selesai

Bagan 3.2 alir langkah pengerjaan SAP 2000 versi 14.2.2.

97

3.2.2 Langkah Perencanaan Perhitungan Rangka Atap Baja

Rangka atap dihitung terpisah dari portal, baja ringan terbuat dari

bahan Cold Formed. Maka perencanaan memakai rujukan AISI (American

Iron Steel Institue). Adapun langkah perencanaannya sebagai berikut:

1. Perencanaan dimensi gording dan rangka atap dianalisis langsung

menggunakan SAP 2000 versi 14.2.2

2. Gording dihitung secara terpisah dari rangka atap, reaksi dari gording

didistribusikan ke rangka atap berupa beban terpusat (P), kemudian

dilakukan perhitungan analisis rangka atap

98

Mulai

Data Teknis

L,B, fu, fy, E,

Data Perencanaan :

-Berat Sendiri Atap

-Berat Jenis Baja

-Data Gording

Beban Sendiri qx, qy, Mx, My

Beban Hidup

Px, Py, Mx, My Beban Angin

q, Mx,My

Perhitungan Gording

Pembebanan Gording

Kontrol Syarat

Batas

Tidak

Ya

Kombinasi Pembebanan: 1,4 D

1,2 D + 1,6 L

1,2 D + 0,5 L ± 1,3 W

Tegangan :

= 𝑀𝑥

𝑤𝑥+

𝑀𝑦

𝑤𝑦 ≤

Lendutan : F = 1/250 . L

fx = 5

384.𝑞𝑥

𝐸 𝐼𝑦 𝐿4 +

𝑃𝑥

48 𝐸 𝐼𝑦 𝐿3

fy = 5

384.𝑞𝑦

𝐸 𝐼𝑥 𝐿4 +

𝑃𝑦

48 𝐸 𝐼𝑥 𝐿3

fo = fx2 + fy2

f ≤ F

Tidak

II

99

Pembebanan Kuda-kuda (D,L,W)

Analisis Struktur Atap dengan SAP 2000 V.14.0.0

Kontrol Dimensi

r ≤

Perencanaan Sambungan Baut

(n=N/N')

Gambar Desain

Selesai

Tidak

Ya

Estimasi Dimensi Profil Baja

Perhitungan Batang tarik dan batang tekan

Perhitungan Ikatan Angin : P = ( w x h )

N = 𝑃

cos𝛽

𝜎 = 𝑁

𝐹𝑛⇒ 𝐹𝑛 =

𝑁

𝜎

Fbr = 125% . Fn

Fbr = ¼ 𝜋 d2

d = 4 . 𝐹𝑏𝑟

𝜋

Perhitungan Sagron :

P total = Gx + Px = (qx . L) + Px

σ = P/Fn ≤

FBr = 125% . Fn

FBr = ¼ 𝜋 d2

d = 4 FBr

π

II

Bagan 3. 3 Bagan alir langkah perencanaan rangka atap baja

100

3.2.3 Langkah Perencanaan Struktur Portal Beton Bertulang

Langkah perencanaan struktur gedung berdasarkan ketentuan yang

berlaku menurut, SNI 2847-2013 tentang Peraturan Beton Bertulang

Indonesia dan SNI 1726-2012 tentang perencanaan ketahanan gempa

untuk struktur bangunan gedung dan non gedung.

Mulai

Landasan teori

Data : Gambar rencana

bangunan

Data teknis

Perencanaan

Estimasi dimensi Elemen struktur

Analisis beban

Pelat Balok Kolom Gravitasi Gempa Angin

Input SAP 2000 v.14.0.0

(Beban D, LL, E)

Analisis SAP 2000 v.14.0.0

Output SAP 2000 v.14.0.0 (momen, shear, axial forces)

Selesai

Bagan 3. 4 alir langkah perencanaan struktur portal beton bertulang

101

Ya

Tidak

3.2.4 Langkah Perencanaan Perhitungan Pelat Lantai

Pelat lantai dihitung terpisah dari balok, cara perencanaan pelat

memakai SNI 2847-2013. Pelat hanya memikul beban mati dan beban

hidup. Adapun langkah perencanaannya sebagai berikut :

Mulai

𝑎 = 1− 1 − 2 𝐾

0,85 𝑓′𝑐 .𝑑

Kontrol Desain Penulangan pelat

K = 𝑀𝑢

∅.𝑏.𝑑2 ≤ K max

bw, Lx, Ly, f’c, fy, ø, d’

Lny = Ly – (½ bw + ½ bw)

Lnx = Lx – (½ bw + ½ bw)

β = 𝑙𝑛𝑦

𝑙𝑛𝑥

≤ hf ≤

Qu = 1,2 D + 1,6 L

Perhitungan Momen

Mlx,Mtx,Mly, Mty

Penampang harus diperbesar

II

102

Ya

Tidak

Ya

Tidak

II

𝐴𝑠, 𝑢 = 0,85 .𝑓′𝑐 .𝑎 .𝑏

𝑓𝑦

Luas tulangan Perlu :

Fc’ < 31,36

𝐴𝑠 ≤ 1,4

𝑓𝑦𝑏.𝑑 𝐴𝑠 ≥

𝑓𝑐′

4 . 𝑓𝑦 .𝑏 .𝑑

𝑠 =

14𝜋 .𝐷2 . 𝑆

𝐴𝑠

Mencari jarak tulangan :

𝐴𝑠, 𝑡𝑢𝑙 =

14𝜋 𝐷2. 𝑆

𝑠

Luas tulangan :

Kontrol

As tul ≥ As perlu Diameter tulangan harus diperbesar

Selesai

Gambar Detail

Bagan 3.5 Alir langkah perencanaan pelat

103

3.2.5 Langkah Perencanaan Perhitungan Lentur Balok Segiempat

Mulai

Masukan = b, h, d, d’, As, As’, f’c, fy

Diberikan Es = 2.105 MPa

Kontrol Syarat batas

f’c ≤ 28 MPa

β1= 0,85 f’c ≥ 28 MPa

β1= 0,65

f’s = fy

𝑎 =𝐴𝑠.𝑓𝑦

0,85 𝑓′𝑐.𝑏

Kontrol Syarat batas

Kontrol Syarat batas

Perbaiki ukuran

penampang

Mn ≥ Mu

Selesai

Ya

Tidak

Tidak

Ya

Bagan 3. 6 alir langkah perencanaan lentur balok segiempat

104

3.2.6 Langkah Desain Penulangan Untuk Geser Penampang Segiempat

Mulai

f;c, bw, d, fy, Vu

Ø = 0,75

Vc = 1

6x bw x d

Kontrol Syarat batas

𝑉𝑢

Ø - Vc ≥

2

3xbwxd

Penampang harus

diperbesar

Tidak

Vu > 0,5 ØVc Kontrol

Vu > 0,5 ØVc

Ya

Ya

Tidak perlu tulangan geser (pakai tulangan praktis)

𝐴𝑣 = 𝑉𝑢Ø− 𝑉𝑐 𝑆

𝑓𝑦 x 𝑑

Dengan tulangan geser

Tidak

Ya

𝐴𝑣 =𝑏𝑤 x 𝑆

3 𝑓𝑦

Tulangan geser minimum

Selesai

Bagan 3. 7 alir langkah perencanaan penulangan geser

105

Bagan 3. 8 alir langkah perencanaan kolom

3.2.7 Langkah Perencanaan Perhitungan Penulangan Kolom

106

Ya

Tidak

3.2.8 Langkah Perencanaan Perhitungan Tangga

Tidak

bw, f’c, fy,h, ø, d’

qu = 1,2 qD + 1,6 qL

Perhitungan Momen

Penampang harus

diperbesar

Mulai

b =

max = 0,75 . b

Kontrol

min < < max

Ya

Luas tulangan Perlu :

Tulangan Bagi/ tulangan susut dan suhu (kalau ada):

fy ≤ 300 MPa, As,b = 0,002 . b . h

Dihitung jarak tulangan, S:

, s ≤ 450 mm

s ≤ 3.h

Jarak tulangan bagi :

s ≤ 5.h, s ≤ 450 mm

Kontrol As tul ≥ As perlu

Diameter tulangan harus

diperbesar

Selesai

Bagan 3. 9 alir langkah perencanaan tangga

107

3.2.9 Langkah Perencanaan Perhitungan Pondasi

Mulai

Data Teknis :

,C, Ø, 𝜔, d, Pn, Mu

Diambil yang terkecil

Meyerhof

= sc .dc .ic .Nc +

sq .dq .iq .p◦ .Nq+sγ.dγ .iγ .0,5 B ‘γ .Nγ

Terzaghi

= Sc . C . Nc + q . Nq

+ 0,4. B. . .

𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑢

𝐵.𝐿+

𝑀𝑢

16 𝐵.𝐿2

+ 𝑞 ≤ 𝜎𝑡

Menentukan ukuran Pondasi

Kontrol Syarat batas

𝑉𝑢 ≤ ∅𝑉𝑐 ,𝑀𝑛 ≥ 𝑀𝑢 ,𝑃𝑢 < 𝑃𝑢

Tidak 𝜎 =

𝑃𝑢

𝐵. 𝐿±

𝑀𝑢

16 𝐵. 𝐿2

+ 𝑞

Tegangan yang terjadi pada tanah :

𝑎 = 1 − 1 − 2𝐾

0,85 . 𝑓′𝑐 .𝑑

II

108

Dipilih jumlah yang terbesar

Gambar Detail

Selesai

𝐴𝑠 = 0,85 .𝑓′𝑐.𝑎 . 𝑏

𝑓𝑦 𝐴𝑠 =

1,4 𝑏 .𝑑

𝑓𝑦

𝑠 = 1

4

𝜋 𝐷2 𝑆

𝐴𝑠

Menentukan jarak antar tulangan :

II

Bagan 3. 10 alir langkah perencanaan fondasi

109

3.3 Gambar Atap, Denah dan Potongan

Gambar rencana disajikan dalam gambar – gambar berikut ini :

Gambar 3. 1 Rangka Atap

Gambar 3. 3 Detail Sambungan B Gambar 3. 2 Detail Sambungan A

Gambar 3. 4 Detail Sambungan C

110

Keterangan :

Jenis Atap : Rangka atap baja

Kuda-kuda : Profil Baja double angleshape

A (Atas) : ( 55.55.6 )

B (Bawah) : ( 45.45.7 )

D (Diagonal) : ( 45.45.7 )

V (Vertikal) : ( 55.55.6 )

Gording : Profil Baja channel ( C 125 x 65 x 60 )

Mutu Baja : BJ-41

Tegangan putus minimum (fu) : 410 Mpa = 4100 kg/cm2

Tegangan leleh minimum (fy) : 250 Mpa = 2500 kg/cm2

Tegangan dasar (σ) : 1666 kg/cm2

Kemiringan atap (α) : 30°

Bahan atap (genteng metal) : 6,375 kg/m2

111

Gambar 3. 5 Denah Lantai 1

112

Gambar 3. 6 Denah Lantai 2

113

Gambar 3. 7 Denah Lantai 2

114

Gambar 3. 8 Potongan Memanjang Arah A-A

Gambar 3. 9 Potongan Melintang Arah B-B

115

3.4 Pedoman Perencanaan

Peraturan yang menjadi pedoman perencanaan Tugas Akhir ini

adalah sebagai berikut :

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SKBI –

1.3.53.1987).

2. Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung (SNI 2847:2013).

3. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung

dan non gedung (SNI 1726:2012).

4. Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain

(SNI 1727:2013).

5. Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Dan Perumahan Rakyat No.28

Tahun 2016. Tentang analisis harga satuan pekerjaan umum.

6. Buku Balok dan Pelat Beton Bertulangan Ali Asroni

7. Buku Pondasi Ali Asroni

8. Buku Beton Bertulang Ali Asroni

9. Buku Beton Bertulang Agus Setiawan

10. Tabel Profil Baja Benyamin Ndu Ufi