bab i,ii,iii,iv

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Perkembangan yang pesat dalam rekayasa struktur dalam dua dasa

warsa terakhir ini, telah memungkinkan kita untuk merencanakan bangunan-

bangunan teknik berskala besar dalam tingkat kerumitan yang tinggi. Dengan

kemajuan rekayasa struktur tersebut, juga pengaruh pembebanan apa pun yang

bekerja pada struktur bangunan seperti gempa, angin, ledakan, akibat

perubahan temperatur dan lain-lain, dapat dianalisis dengan seksama.

Analisis struktur bangunan-bangunan demikian sudah tidak dapat

dilakukan secara manual lagi, sehingga penggunaan komputer sebagai alat

bantu tidak dapat dihindari lagi. Untuk itu harus dipakai perangkat lunak

(program komputer) yang sesuai, yang pilihannya kini banyak terdapat di

pasaran.

Salah satu program komputer canggih yang popular dipakai dalam

praktek perencanaan struktur-struktur kompleks, adalah SAP2000. SAP2000

cukup populer di Indonesia, pemakai program rekayasa dituntut untuk

memahami latar belakang penyelesaian, batasan-batasan penyelesaian

program dan bertanggung jawab penuh atas hasil pemakaiannya.

Metoda analisis yang dipakai dalam program SAP2000 didasarkan

pada metoda elemen hingga, sehingga dapat mencakup segala macam jenis

struktur dengan konfigurasi serumit apa pun. Untuk dapat menggunakan

program SAP2000 dengan baik, diperlukan pemahaman yang mendalam

mengenai programnya itu sendiri dan cara-cara menggunakannya.

Tugas perancangan bangunan ini merupakan aplikasi dari materi

kuliah yang telah diberikan pada mata kuliah Perencanaan Dibantu Komputer.

Dalam tugas ini terdapat analisa struktur rangka bangunan sehingga digunakan

program SAP 2000 versi 14.

2

1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan ini adalah untuk merencanakan bangunan

ruko dua lantai dengan dibantu software SAP2000 Ver.14.

1.3 Metodologi Langkah pengerjaan perancangan ini dijelaskan dalam flow chart

berikut :

A

(Proses) SAP 2000

(Input SAP) -Gambar Rencana - Material - Pembebanan

Preliminary Desain

(Input) -Fungsi Bangunan - Mutu Bahan - Lokasi - Gambar Rencana

START

B

3

FINISH

Jumlah Tulangan Gambar

Manual Beton 2000

Pilih salah satu balok untuk perbandingan

(Output) Asperlu

Desain SAP 2000

(Output) Gaya gaya dalam

Lendutan Translasi

A

Aman Tidak

Ya

B

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Perencanaan Dibantu Komputer Teknik sipil adalah salah satu cabang ilmu teknik yang mempelajari

tentang bagaimana merancang, membangun, merenovasi tidak hanya gedung

dan infrastruktur, tetapi juga mencakup lingkungan untuk kemaslahatan hidup

manusia. Teknik Sipil memiliki cabang-cabang ilmu, diantaranya adalah

bidang struktur. Bidang ini merupakan bidang ilmu Teknik Sipil yang paling

banyak menggunakan perhitungan matematis dalam desain maupun analisis

desainnya.

Seiring dengan lajunya perkembangan teknologi informasi, saat ini

hampir semua bidang pekerjaan memanfaatkan komputer sebagai alat bantu.

Telebih dalam dunia perancangan konstruksi yang membutuhkan keakuratan

tinggi serta waktu yang cukup lama dan berulang-ulang jika diolah secara

manual menggunakan alat hitung biasa sehingga perangkat lunak komputer

sangat dibutuhkan untuk mempercepat proses dan mendapatkan hasil

pekerjaan yang akurat. Komputer juga sangat bermanfaat untuk perhitungan-

perhitungan sulit yang membutuhkan presisi tinggi, serta memudahkan dalam

pembuatan jadwal. Terlebih dalam perancangan struktur bertingkat banyak

dengan analisis bidang yang cukup rumit, namun dengan perancangan di

bantu komputer akan menjadi lebih mudah dan cepat.

Salah satu program komputer yang biasanya digunakan dalam

melakukan desain teknik dan rancang bangun ini adalah Program SAP

(Structure Analysis Program).

Program komputer rekayasa seperti SAP2000 berbeda dengan program

komputer umum seperti excel, AutoCAD, words, dan sebagainya, karena

pengguna dituntut untuk memahami latar belakang metoda maupun batasan

dari program tersebut. Bahan atau data yang diinput merupakan data yang

didapat langsung dari lapangan, keakurasian data yang diambil akan

berkorelasi terhadap hasil yang akan diperoleh. Untuk mengetahui keakuratan

5

suatu perencanaan dengan komputer ini biasanya digunakan suatu data

pembanding yaitu hasil perhitungan secara manual. Pada dasarnya hasil

perhitungan dengan aplikasi program analisis SAP ini tergantung bagaimana

penggunanya dalam menggunakan. Dengan kata lain, brainware sangat

diperlukan untuk perencanaan ini.

Kelebihan yang jelas terlihat dalam perencanaan menggunakan

komputer adalah prosedur perancangan yang hanya memerlukan waktu proses

yang cukup singkat sehingga dapat digunakan untuk mencoba perencanaan

dengan berbagai kemungkinan pembebanan serta berbagai ukuran struktur,

untuk mendapatkan struktur yang optimal. Kelebihan lain dalam

merencanakan bangunan teknik dengan bantuan komputer dibandingkan

secara manual adalah kemudahan dalam memperbaiki desain ataupun

analisisnya jika ada kesalahan. Jika ada kesalahan dalam menggambar atau

ingin membuat ulang suatu gambar dengan memberikan perubahan, tidak

perlu berulang-ulang mengganti lembar kerja dan membuatnya dari awal,

cukup membuka file yang telah ada lalu melakukan perubahan yang

diinginkan dan disimpan dengan nama file yang baru dengan hasil yang lebih

presisi.

2.2 SAP (Structural Analysis Program) SAP 2000 merupakan program versi terakhir yang paling lengkap dari

seri-seri program analisis struktur SAP, baik SAP80 maupun SAP90.

keunggulan program SAP2000 antara lain ditunjukan dengan adanya fasilitas

untuk desain elemen, baik untuk material baja maupun beton. Disamping itu

juga adanya fasilitas disain baja dengan mengoptimalkan penampang profil,

sehingga pengguna tidak perlu menentukan profil untuk asing-masing elemen,

tetapi cukup memberikan data profil secukupnya, dan program akan memilih

sendiri profil yang paling optimal atau ekonomis.

Desain struktur adalah proses yang dilakukan sebagai tindak lanjut dari

proses analisis struktur. Gaya dalam yang ada harus mampu ditahan oleh

elemen struktur yang direncanakan. Proses desain struktur dipengaruhi oleh

6

jenis dan kualitas material (baik baja, beton atau material yang lain) dan

dimensi/penampang material. Semakin besar gaya dalam yang timbul, pada

umumnya membutuhkan kualitas material yng lebih baik dan

dimensi/penampang yang lebih besar. Dengan kata lain, kualitas dan dimensi

material berbanding lurus dengan gaya dalam yang timbul.

Hasil desain struktur dalam struktur beton adalah kebutuhan tulangan

lentur, tulangan geser dan tulangan puntir, sementara hasil desain struktur baja

adalah penampang profil beserta pengakunya.

Menarik untuk dicermati , bahwa desain struktur lebih banyak

dipengruhi oleh gaya dalam yang timbul pada model struktur, bukan pada

besar kecilnya gaya luar/beban.

Hal ini paling tidak dikarenakan 2 hal, yaitu :

1. Meski lebih sering diasumsikan sebagai beban (gaya vertikal/horizontal),

gaya luar tidak selalu berarti beban.

2. Gaya dalam berbanding lurus dengan gaya luar tetapi tidak dengan beban.

Hal ini dikarenakan beban satu ton yang ditempatkan pada tempat berbeda

menimbulkan atau menyebabkan gaya luar yang berbeda. Sebagai contoh,

beban satu ton pada posisi pertama menyebabkan reaksi satu ton gaya

vertical, sementara beban satu ton kedua menimbulakan gaya vertical satu

ton plus X tm momen.

Memodelkan struktur sehingga didapat model yang paling ideal sangat

penting. Hal ini dikarenakan gaya luar yang timbul dalam sebuah masa

bangunan tergantung dari modelnya. Sebagai contoh, bangunan ruko

sederhanapun bisa hanya dikenai beban terdistribusi saja atau dikenai beban

terdistribusi dan terpusat, tergantung dari cara kita memodelkannya.

7

Secara umum, proses anilisis melalui tahapan berikut:

1. Rencana dan penggambaran model struktur.

2. Penentuan beban yang bekerja sesuai dengan model rencana. (jumlah

beban dan nilai beban yang timbul tergantung darimodel yang kita

rencanakan)

3. Dimensi penampang rencana (dimensi ini menentukan kekakuan sistem

struktur dan juga sangat tergantung dari model yang kita rencanakan).

4. Analisa struktur atau analisis mekanika teknik (Hasil analisis ini

dipengaruhi oleh model, pembebanan (gaya luar dan rencana penampang)

5. Gambar gaya dalam (bidang momen, gaya lintang, gaya normal dan

momen punter) yang bekerja.

Setelah kita mendapatkan gaya dalam yang bekerja, kita bias

melakukan proses desain struktur dengan mempertimbangan factor-faktor

berikut :

1. Mutu/kualitas material yang digunakan.

2. Kombinasi beban rencana (tetap/sementara) yang paling kritis

(berdasarkan analisis mekanika teknik dan peraturan kombinasi beban

yang digunakan).

3. Faktor reduksi kekuatan sesuai dengan peraturan yang digunakan.

Jadi, apabila kita hanya ingin mengetahui nilai atau besarnya gaya

dalam, mutu bahan/material bisa kita lewatkan. Begitu juga dengan kombinasi

beban dan factor reduksi kekuatan.

Meski nampak sederhana, rencana model struktur, gaya luar yang

ditimbulkan, gaya dalam dan desain struktur bisa sangat kompleks dan rumit.

Karena pokok persoalan dari sebuah analisis dan desain struktur dalah

besarnya gaya luar yang bekerja pada model struktur, sementara gaya luar

yang bekerja pada model struktur tergantung dari model yang direncakana,

maka bisa dibilang pemodelan struktur adalah bagian terpenting dari proses

analisis dan desainstruktur.

8

Kita beruntung karena saat ini sudah dikembangkan perangkat

komputer baik keras maupun lunak yang sangat canggih sehingga sangat

membantu kita dalam merencanakan model yang ideal.

2.3 Beton 2000 Beton 2000 merupakan software yang dikembangkan oleh Tri Agung

Widianto dari Universitas Gajah Mada. Sofware ini lebih cocok digunakan

untuk Operasi Sistem Windows Xp, ketika digunakan pada Windows 7

software ini memiliki sedikit masalah pada menu utama, namun masih dapat

digunakan.

Beton 2000 berupa software sederhana yang digunakan untuk

perancangan maupun analisis suatu penampang beton bertulang. Software ini

mengacu pada peraturan SNI 03-2847-1992. Di dalam software ini terdapat

beberapa bagian seperti Analisa dan Perancangan Untuk Balok, Pondasi, Join,

Kolom, Pelat.

Pengguna dapat dengan mudah menggunakan software ini, karena

pengguna hanya tinggal menginput data yang diperlukan, selain itu didalam

software ini terdapat ptunjuk berupa sketsa gambar yang mempermudah

pengguna untuk memahaminya. Namun sebelumnya pengguna harus

mengerti terlebih dahulu mengenai dasar dasar ilmu struktur beton

bertulang.

Hasil output analisa berupa nilai lentur ataupun geser suatu

penampang dari data yang diinput, sedangkan hasil output perancangan

merupakan keamanan banyaknya tulangan yang digunakan ataupun diameter

tulangan yang digunakan.

9

BAB III

PERENCANAAN DIBANTU KOMPUTER

3.1 Data Perencanaan

Fungsi bangunan : Ruko

Lokasi : Banjarbaru

Jenis Pondasi : Pondasi Dangkal

Luas Bangunan : 12 x 16 m

Jarak Antar portal : 4m

Panjang Bangunan : 4 x 4m

Mutu Bahan

Fc : 25 Mpa

Fy : 400 Mpa

Fyh : 240 Mpa

Dirancang berdasarkan peraturan SNI 03-2847-2002

10

3.2 Gambar Struktur Bangunan

Gambar 3. 1 Denah Pelat lantai

11

Gambar 3. 2 Denah Pelat Dak

12

Gambar 3. 3 Rangka Portal Melintang 2D

13

Gambar 3. 4 Rangka Portal Memanjang 2D

14

Gambar 3. 5 Rangka Portal 3D

15

Gambar 3. 6 Denah Lantai Dasar

16

Gambar 3. 7 Denah Lantai Satu

17

Gambar 3. 8 Denah Dak

18

Gambar 3. 9 Tampak Depan

19

Gambar 3. 10 Tampak Samping Kiri

20

Gambar 3. 11 Tampak Samping Kanan

21

Gambar 3. 12 Tampak Belakang

22

3.3 Preliminary Desain

3.3.1 Dimensi Balok

Berdasarkan peraturan SNI-03-2847-2002 tebal minimum balok

non-prategang adalah sebagai berikut:

Tabel tebal minimum balok non-prategang atau pelat satu arah

bila lendutan tidak dihitung

Komponen

Struktur

Tebal Minimum, h

Dua tumpuan

sederhana

Satu ujung

menerus

Kedua ujung

menerus Kantilever

Komponen yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan

partisi atau konstruksi lain yang mungkin rusak oleh lendutan

yang besar

Pelat masif

satu arah l/20 l/24 l/28 l/10

Balok atau

pelat rusuk

satu arah

l/16 l/18,5 l/21 l/8

Catatan

Panjang bentang dalam mm.

Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan

beton normal (Wc = 2400 kg/m3) dan tulangan BJTD 40. Untuk kondisi lain, nilai

di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut :

(a) Untuk Struktur beton ringan dengan berat jebis di antara 1500 kg/m3

sampai 2000 kg/m3, nilai tadi harus dikalikan dengan [1,65-(0,0003)Wc adalah berat jenis dalam kg/m3 .

(b) Untuk fy selain 400 Mpa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy/700)

23

Portal Melintang A1-A4 E1-E4

Balok Lantai

Untuk balok A1-A2 E1-E2

= . = . = 21.62

= = 14.41

Diambil

= 30 40


=

=

= 19.05 =

= 12.7

Diambil

= 30 40


= . = . = 21.62

= = 14.41

Diambil

= 30 40 Jadi dimensi balok lantai portal melintang (A1-A4 E1-E4) adalah 30 40

Portal Melintang A1-A4 E1-E4

Balok Dak


= . = . = 21.62

= = 14.41

Diambil

= 20 30

24


=

=

= 19.05 =

= 12.7

Diambil

= 20 30


= . = . = 21.62

= = 14.41

Diambil

= 20 30 Jadi dimensi balok dak portal melintang (A1-A4 E1-E4) adalah 20 30

Portal Memanjang 1A-1E 4A-4E

Balok Lantai

Untuk balok cantilever

= =

= 18.75

= = 12.5

Diambil

= 30 40

Untuk balok 1A-1B 4A-4B

=

=

= 19.05 =

= 12.7

Diambil

= 30 40

Untuk balok 1B-1C 4B-4C

=

=

= 19.05

25

= = 12.7

Diambil

= 30 40

Untuk balok 1C-1D 4C-4D

=

=

= 19.05 =

= 12.7

Diambil

= 30 40

Untuk balok 1D-1E 4D-4E

= . = . = 21.62

= = 14.41

Diambil

= 30 40 Jadi dimensi balok lantai portal memanjang (1A-1E 4A-4E) adalah 30 40

Portal Memanjang 1A-1E 4A-4E

Balok Dak

= =

= 18.75

= = 12.5

Diambil

= 20 30


=

=

= 19.05 =

= 12.7

Diambil

= 20 30

26


=

=

= 19.05 =

= 12.7

Diambil

= 20 30


=

=

= 19.05 =

= 12.7

Diambil

= 20 30

Untuk balok 1D-1E 4D-4E

= . = . = 21.62

= = 14.41

Diambil

= 20 30 Jadi dimensi balok dak portal memanjang (1A-1E 4A-4E) adalah 20 30

3.3.2 Dimensi Kolom

Ukuran panjang dan lebar kolom adalah minimum lebar balok.

Dimensi kolom yang digunakan adalah 30 30 untuk semua kolom.

27

3.3.3 Perhitungan Tebal Pelat Lantai

Gambar 3. 133 Nilai Pada Pelat

Lebar Efektif Balok L

Lebar efektif balok L diambil dari nilai yang paling kecil dari kedua

perhitungan B efektif

Ukuran Balok b = 300 mm, h = 400 mm dan tp = 120 mm (Asumsi)

28

Be = bw + (h-tp)

Be = 300 + (400-120)

Be = 580 mm

Be = bw + 4.tp

Be = 300 + 4.120

Be = 780

Sehingga Be yang digunakan adalah Be = 580 mm

Gambar 3.14 Balok L Pelat Lantai

Lebar efektif balok T




Be = bw + 2 (h-tp)

Be = 300 + 2 (400-120)

Be = 860 mm

Be = bw + 8.tp

Be = 300 + 8.120

Be = 1260 mm

Sehingga Be yang digunakan untuk balok T adalah Be = 860 mm

29

Gambar 3.15 Balok T Pelat Lantai

Momen Inersia Balok dan flens

Ki =

..(.

.

.(

)

.(

)

Balok L

Kl =

.

.(.

.

.(

)

.(

) Kl = ,.(,,,)

, Kl = 1,346

Balok T

Kt =

.

.(.

.

.(

)

.(

) Kt = ,.(,,,)

, Kt = 1,578

Menghitung momen Inersia Balok L dan Balok T

Balok L = Ib1, Ib11, Ib18, Ib25, Ib26, Ib28, Ib30, Ib31, Ib24, Ib17, Ib9,

Ib32, Ib33, Ib34, Ib35

30

Ibl = Kl. .

Ibl = 1,346. .

Ibl = 2135600000 mm4

Balok T = Ib2, Ib3, Ib4, Ib5, Ib6, Ib7, Ib8,Ib10,Ib12,Ib13,Ib14, Ib15,

Ib16, Ib20, ib21, Ib22, Ib23, Ib24, Ib27, Ib29

Ibt = Kt. .

Ibt = 1,578. .

Ibt = 25254800000 mm4

Menghitung Nilai bentang bersih Ln

Bentang arah melintang

Ln1 = L1 (bw1+bw2)

Ln1 = 4000 (300+300)

Ln1= 3700 mm

Ln2 = L2- (bw2+bw3)

Ln2 = 4000 (300+300)

Ln2 = 3700 mm

Ln3 = L3 (bw3+bw4)

Ln3 = 4000 (300 + 300)

Ln3 = 3700 mm

Bentang arah memanjang

Ln4 = L4 (bw4+bw5)

Ln4 = 4000 (300+300)

Ln4 = 3700 mm

31

Ln5 = L5 (bw5+bw6)

Ln5 = 4000 (300+300)

Ln5 = 3700 mm

Ln6 = L6 (bw6+bw7)

Ln6 = 4000 (300+300)

Ln6 = 3700 mm

Ln7 = L7 (bw7+bw8)

Ln7 = 4000 (300+300)

Ln7 = 3700 mm

Menghitung nilai

panel 1 =

=

= 1

panel 2 =

=

= 1

panel 3 =

=

= 1

panel 4 =

=

= 1

panel 5 =

=

= 1

panel 6 =

=

= 1

panel 7 =

=

= 1

panel 8 =

=

= 1

panel 9 =

=

= 1

panel 10 =

=

= 1

panel 11 =

=

= 1

panel 12 =

=

= 1

panel 13 =

=

= 2,467

32

panel 14 =

=

= 2,467

panel 15 =

=

= 2,467

Menentukan Nilai

Gambar 3.16 Nilai Pada Pelat

33

Momen Inersia Pelat

Untuk L = 4000 mm

I =

(0.5*L) tp3

I =

(0.5*4000) 1203

I = 288000000 mm4

Nilai untuk 1, 11, 18, 25, 26, 28, 30, 31, 24, 17, 9

= .. = = 7,4152

Nilai untuk 2, 3, 4, 5, 6 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15, 16,

19, 20, 21, 22, 23, 27, 29

= .. = = 8,769

Untuk L = 1500 mm

I =

(0.5*L) tp3

I =

(0.5*1500) 1203

I = 108000000 mm4

Nilai untuk 32, 33,34, 35

= .. = = 19,774

34

Tabel 3.1 Hasil perhitungan nilai pada lantai

No Nilai No Nilai

1 1 7,4152 19 19 8,769

2 2 8,769 20 20 8,769

3 3 8,769 21 21 8,769

4 4 8,769 22 22 8,769

5 5 8,769 23 23 8,769

6 6 8,769 24 24 7,4152

7 7 8,769 25 25 7,4152

8 8 8,769 26 26 7,4152

9 9 7,4152 27 27 8,769

10 10 8,769 28 28 7,4152

11 11 8,769 29 29 8,769

12 12 8,769 30 30 7,4152

13 13 8,769 31 31 7,4152

14 14 8,769 32 32 19,774

15 15 8,769 33 33 19,774

16 16 8,769 34 34 19,774

17 17 7,4152 35 35 19,774

18 18 7,4152

m Panel 1 = (1 + 2 + 3 + 4)

= (7,4152 + 8,769 + 8,769 + 8,769)

= 8,43055

m Panel 2 = (3 + 5 + 6 + 7)

= (8,769 + 8,769 + 8,769 + 8,769)

= 8,769

m Panel 3 = (6 + 8 + 9 + 10)

= (8,769 + 8,769 + 7,4152 + 8,769)

= 8,43055

35

m Panel 4 = (2 + 11 + 12 + 13)

= (8,769 + 7,4152 + 8,769 + 8,769)

= 8,43055

m Panel 5 = (5 + 13 + 14 + 15)

= (8,769 + 8,769 + 8,769 + 8,769)

= 8,769

m Panel 6 = (8 + 15 + 16 + 17)

= (8,769 + 8,769 + 8,769 + 7,4152)

= 8,43055

m Panel 7 = (12 + 18 + 19 + 20)

= (8,769 + 7,4152 + 8,769 + 8,769)

= 8,43055

m Panel 8 = (14 + 20 + 21 + 22)

= (8,769 + 8,769 + 8,769 + 8,769)

= 8,769

m Panel 9 = (16 + 22 + 23 + 24)

= (8,769 + 8,769 + 8,769 + 7,4152)

= 8,43055

m Panel 10 = (19 + 25 + 26 + 27)

= (8,769 + 7,4152 + 8,769 + 8,769)

= 8,090

m Panel 11 = (21 + 27 + 28 + 29)

= (8,769 + 8,769 + 8,769 + 8,769)

= 8,769

m Panel 12 = (23 + 29 + 30 + 31)

= (8,769 + 8,769 + 7,4125 + 7,4152)

= 8,090

m Panel 13 = 1/3 (32 + 4 + 33)

= 1/3 (19,774 + 8,769 +19,774)

= 16,105

m Panel 14 = 1/3 (33 + 7 + 34)

36

= 1/3 (19,774 + 8,769 +19,774)

= 16,105

m Panel 15 = 1/3 (34 + 8 + 35)

= 1/3 (19,774 + 8,769 +19,774)

= 16,105

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 11.5.3

Untuk m > 2,0 ..... tp min = 9 cm dan = 1

h (,

)

. 120 mm

(,

).

120 mm (,

)

. 120 mm 87,703 mm .... Oke!

Untuk m > 2,0 ..... tp min = 9 cm dan = 2,467

h (,

)

. 120 mm

(,

).,

120 mm (,

)

., 120 mm 67,808 mm .... Oke!

37

3.3.4 Perhitungan Tebal Pelat Dak

Gambar 3.17 Nilai Pada Dak

Lebar Efektif Balok L




Be = bw + (h-tp)

Be = 300 + (400-100)

Be = 600 mm

Be = bw + 4.tp

Be = 300 + 4.100

Be = 700

38

Sehingga Be yang digunakan adalah Be = 600 mm

Gambar 3.18 Balok L Pada Dak

Lebar efektif balok T




Be = bw + 2 (h-tp)

Be = 300 + 2 (400-100)

Be = 900 mm

Be = bw + 8.tp

Be = 300 + 8.100

Be = 1100 mm

Sehingga Be yang digunakan untuk balok T adalah Be = 900 mm

39

Gambar 3.19 Balok T Pada Dak

Momen Inersia Balok dan flens

Ki =

..(.

.

.)

.(

)

Balok L

Kl =

.

.(.

.

.

)

.(

) Kl = ,.(,,,)

, Kl = 1,353

Balok T

Kt = 19003001.100400.(46.1004004.10040029003001.1004003)

19003001.(100400) Kt = 10,25.(41,50,250,03125)

10,5 Kt = 1,130

40

Menghitung momen Inersia Balok L dan Balok T

Balok L = Ib1, Ib11, Ib18, Ib25, Ib26, Ib28, Ib30, Ib31, Ib24, Ib17, Ib9,

Ib32, Ib33, Ib34, Ib35

Ibl = Kl. .312

Ibl = 1,353. 300.400312

Ibl = 2164800000 mm4

Balok T = Ib2, Ib3, Ib4, Ib5, Ib6, Ib7, Ib8,Ib10,Ib12,Ib13,Ib14, Ib15,

Ib16, Ib20, ib21, Ib22, Ib23, Ib24, Ib27, Ib29

Ibt = Kt. .312

Ibt = 1,130. 300.400312

Ibt = 1808000000 mm4

Menghitung Nilai bentang bersih Ln

Bentang arah melintang

Ln1 = L1 (bw1+bw2)

Ln1 = 4000 (300+300)

Ln1= 3700 mm

Ln2 = L2- (bw2+bw3)

Ln2 = 4000 (300+300)

Ln2 = 3700 mm

Ln3 = L3 (bw3+bw4)

Ln3 = 4000 (300 + 300)

Ln3 = 3700 mm

41

Bentang arah memanjang

Ln4 = L4 (bw4+bw5)

Ln4 = 4000 (300+300)

Ln4 = 3700 mm

Ln5 = L5 (bw5+bw6)

Ln5 = 4000 (300+300)

Ln5 = 3700 mm

Ln6 = L6 (bw6+bw7)

Ln6 = 4000 (300+300)

Ln6 = 3700 mm

Ln7 = L7 (bw7+bw8)

Ln7 = 4000 (300+300)

Ln7 = 3700 mm

Menghitung nilai

panel 1 =

=

= 1

panel 2 =

=

= 1

panel 3 =

=

= 1

panel 4 =

=

= 1

panel 5 =

=

= 1

panel 6 =

=

= 1

panel 7 =

=

= 1

panel 8 =

=

= 1

panel 9 =

=

= 1

panel 10 =

=

= 1

42

panel 11 =

=

= 1

panel 12 =

=

= 1

panel 13 =

=

= 2,467

panel 14 =

=

= 2,467

panel 15 =

=

= 2,467

Menentukan Nilai

Gambar 3.20 Nilai Pada Dak

43

Momen Inersia Pelat

Untuk L = 4000 mm

I = 112

(0.5*L) tp3

I = 112

(0.5*4000) 1203

I = 288000000 mm4

Nilai untuk 1, 11, 18, 25, 26, 28, 30, 31, 24, 17, 9

= .. = 2164800000288000000 = 7,516

Nilai untuk 2, 3, 4, 5, 6 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15, 16,

19, 20, 21, 22, 23, 27, 29

= .. = 1808000000288000000 = 6,27

Untuk L = 1500 mm

I = 112

(0.5*L) tp3

I = 112

(0.5*1500) 1203

I = 108000000 mm4

Nilai untuk 32, 33,34, 35

= .. = 2164800000108000000 = 20,044

44

Tabel 3.2 Hasil perhitungan nilai pada lantai

No Nilai No Nilai

1 1 7,516 19 19 6,27

2 2 6,27 20 20 6,27

3 3 6,27 21 21 6,27

4 4 6,27 22 22 6,27

5 5 6,27 23 23 6,27

6 6 6,27 24 24 7,516

7 7 6,27 25 25 7,516

8 8 6,27 26 26 7,516

9 9 7,516 27 27 6,27

10 10 6,27 28 28 7,516

11 11 6,27 29 29 6,27

12 12 6,27 30 30 7,516

13 13 6,27 31 31 7,516

14 14 6,27 32 32 20,044

15 15 6,27 33 33 20,044

16 16 6,27 34 34 20,044

17 17 7,516 35 35 20,044

18 18 7,516

m Panel 1 = (1 + 2 + 3 + 4)

= (7,516 + 6,27 + 6,27 + 6,27)

= 6,5815

m Panel 2 = (3 + 5 + 6 + 7)

= (6,27 +6,27 + 6,27 + 6,27)

= 6,27

m Panel 3 = (6 + 8 + 9 + 10)

= (6,27 + 6,27 + 7,516 + 6,27)

= 6,5815

45

m Panel 4 = (2 + 11 + 12 + 13)

= (6,27+ 7,516 + 6,27 + 6,27)

= 6,27

m Panel 5 = (5 + 13 + 14 + 15)

= (6,27 +6,27 + 6,27 + 6,27)

= 6,27

m Panel 6 = (8 + 15 + 16 + 17)

= (6,27 + 6,27 + 7,516 + 6,27)

= 6,27

m Panel 7 = (12 + 18 + 19 + 20)

= (6,27+ 7,516 + 6,27 + 6,27)

= 6,5815

m Panel 8 = (14 + 20 + 21 + 22)

= (6,27 +6,27 + 6,27 + 6,27)

= 6,27

m Panel 9 = (16 + 22 + 23 + 24)

= (6,27 +6,27 + 6,27 + 7,516)

= 6,5815

m Panel 10 = (19 + 25 + 26 + 27)

= (6,27+ 7,516 + 6,27 + 7,516)

= 6,893

m Panel 11 = (21 + 27 + 28 + 29)

= (6,27+ 7,516 + 6,27 + 6,27)

= 6,27

m Panel 12 = (23 + 29 + 30 + 31)

= (6,27+ 7,516 + 6,27 + 7,516)

= 6,893

m Panel 13 = 1/3 (32 + 4 + 33)

= 1/3 (20,044 + 7,516 +20,044)

= 15,868

m Panel 14 = 1/3 (33 + 7 + 34)

46

= 1/3 (20,044 + 7,516 +20,044)

= 15,868

m Panel 15 = 1/3 (34 + 8 + 35)

= 1/3 (20,044 + 7,516 +20,044)

= 15,868

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 11.5.3

Untuk m > 2,0 ..... tp min = 9 cm dan = 1

h Ln(0,81500)

369. 100 mm

3700(0,8 4001500)369.1

100 mm 3700(0,8 4001500)

369.1 100 mm 87,703 mm .... Oke!

Untuk m > 2,0 ..... tp min = 9 cm dan = 2,467

h Ln(0,81500)

369. 120 mm

3700(0,8 4001500)369.2,467

120 mm 3700(0,8 4001500)

369.2,467 120 mm 67,808 mm .... Oke!

47

Tabel 3.3 Hasil Preliminary Desain

No Perhitungan Dimensi

B (cm) H (cm)

1 Balok lantai 30 40

2 Balok dak 20 30

3 Kolom 30 30

4 Pelat Lantai Tebal = 12 Cm

5 Pelat Dak Tebal = 10 Cm

48

3.4 Perhitungan Pembebanan

Gambar 3.21 Diagram Pembebanan Pada Pelat Lantai

Perhitungan pembebanan portal arah melintang dan memanjang

Beban pada Balok Lantai

Pembebanan pada pelat dipengaruhi oleh:

Beban mati

Berat sendiri pelat lantai (t=12 cm) = 0.12 x 2400 = 288 kg/m2

Berat sendiri ubin dan plesteran = 24 + 21 = 45 kg/m2

Berat plafond + penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m2

qDL = 351 kg/m2

49

Beban hidup

Beban hidup untuk ruko = 250 kg/m2 +

qLL = 250 kg/m2

Beban ultimit yang bekerja pada pelat lantai:

q pelat = 1.2 qDL + 1.6 qLL

= 1.2 (351) + 1.6 (250)

= 821.2 kg/m2

1. Beban dari pelat lantai

Intensitas beban segitiga

Pelat tipe P1, ukuran 4mx4m:

q = q pelat x Lx = (821.2) 4 = 1642.4 kg/m

2. Beban dari Cantilever


Pelat tipe P2 ukuran 4m x 1,5m:

q = q pelat x Lx = (821.2) 1,5 = 615.9 kg/m

Intensitas beban Trapesium

q = q pelat x Lx = (821.2) 1,5 = 615.9 kg/m

3. Beban dinding setengah bata (h=4m)

q = 1.2 (250(4-0.35)) = 1245 kg/m

4. Berat sendiri balok (30/40)

q = 1.2 (0.3(0.4-0.12)2400) = 241.92 kg/m

Beban pada Balok Atap

Pembebanan pada pelat dipengaruhi oleh:

Beban mati

Berat sendiri pelat lantai (t=12 cm) = 0.12 x 2400 = 288 kg/m2

Berat plafond + penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m2

Waterproofing = 0.01 x 2200 = 22 kg/m2 +

qDL = 328 kg/m2

50

Beban hidup

Beban air hujan = 40 kg/m2

Beban hidup = 100 kg/m2 +

qLL = 140 kg/m2

Beban ultimit yang bekerja pada pelat dak:

q pelat = 1.2 qDL + 1.6 qLL

= 1.2 (328) + 1.6 (140)

= 617.6 kg/m2

1. Beban dari pelat dak


Pelat tipe P1, ukuran 4mx4m:

q = q pelat x Lx = (617.6) 4 = 1235.2 kg/m

2. Beban dari Cantilever


Pelat tipe P2 ukuran 4m x 1,5m:

q = q pelat x Lx = (617.6) 1,5 = 463,2 kg/m

Intensitas beban Trapesium

q = q pelat x Lx = (617.6) 1,5 = 463.2 kg/m

3. Berat sendiri balok (20/30)

q = 1.2 (0.2(0.3-0.10)2400) = 115.2 kg/m

51

Gambar 3.22 Rangka Portal Melintang (Portal A1-A4)

Pembebanan pada portal tepi arah melintang (Portal A1-A4) dipengaruhi

oleh:

Lantai

1. Beban merata dari dinding dan berat sendiri balok:

qu1 = 1245 + 241.92 = 1486.92 kg/m

2. Beban segitiga dari pelat lantai

qu2 = 1642.4 kg/m

52

3. Beban dari kantilever

qu3 = 615.9 kg/m

Dak

1. Berat sendiri balok:

qu1 = 115.2 kg/m

2. Beban segitiga dari pelat dak

qu2 = 1235.2 kg/m


qu3 = 463.2 kg/m

Gambar 3.23 Rangka Portal (Portal E1-E4)

53

Pembebanan pada portal tepi arah melintang (Portal E1-E4) dipengaruhi

oleh:

Lantai


qu1 = 1245 + 241.92 = 1486.92 kg/m


qu2 = 1642.4 kg/m

Dak


qu1 = 115.2 kg/m


qu2 = 1235.2 kg/m

54

Gambar 3.24 Portal Melintang (Portal B1-B4; C1-C4;D1-D4)

Pembebanan pada portal tengah arah melintang (Portal B1-B4 ; C1-C4 ; D1-

D4) dipengaruhi oleh:

Lantai


qu1 = 1245 + 241.92 = 1486.92 kg/m


qu2 = 1642.4 kg/m


55

qu3 = 1642.4 kg/m

Dak


qu1 = 115.2 kg/m


qu2 = 1235.2 kg/m


qu3 = 1235.2 kg/m

Gambar 3.25 Rangka Portal Memanjang (Portal 1A-1E; 4A-4E)

Pembebanan pada portal tepi arah memanjang (Portal 1A-1E ; 4A-4E)

dipengaruhi oleh:

56

Lantai


qu1 = 1245 + 241.92 = 1486.92 kg/m


qu2 = 1642.4 kg/m


qu3 = 615.9 kg/m

4. Beban titik dari kantilever

P = 1000.8375 kg

Dak


qu1 = 115.2 kg/m


qu2 = 1235.2 kg/m


qu3 = 463.2 kg/m

4. Beban titik dari kantilever

P= 752.7 kg

57

Gambar 3.26 Rangka Portal Memanjang (Portal 2A-2E; 3A-3E)

Pembebanan pada portal tengah arah memanjang (Portal 2A-2E ; 3A-3E)

dipengaruhi oleh:

Lantai


qu1 = 1245 + 241.92 = 1486.92 kg/m


qu2 = 1642.4 kg/m


qu3 = 1642.4 kg/m


qu4 = 615.9 kg/m

58

Dak


qu1 = 115.2 kg/m


qu2 = 1235.2 kg/m


qu3 = 1235.2 kg/m


qu4 = 463.2 kg/m

3.5 Perhitungan Analisa Struktur Menggunakan SAP 2000 Versi 14 3.5.1 Asumsi Asumsi Dasar dalam Analisa Struktur menggunakan

Software SAP 2000 Versi 14

a. Pada perhitungan analisa struktur menggunakan bantuan software

SAP 2000 Versi 14, portal dianalisa sebagai dua dimensi, dan

diambil bentang tengah baik melintang maupun memanjang,

karena pada bentang tengah tersebut merupakan pembebanan yang

paling besar sehingga tentunya akan mengakibatkan nilai momen

yang terbesar.

b. Digunakan hanya satu Load Pattern yaitu Ultimit Load dan tidak

dicantumkan Modal pada Load Case. Pada Load Combination

hanya terdapat satu kombinasi yaitu Ultimit Load dengan Intensitas

1. Dasar dari pengambilan asumsi tersebut dikarenakan pada

perhitungan sebelumnya telah dilakukan perhitungan mengenai

pembebanan yang mencakup berat balok itu sendiri, beban mati

dan beban hidup yang bekerja (telah difaktorkan).

c. Pada input Section Properties diasumsikan bahwa untuk balok nilai

ds = 40 mm, diameter tulangan sengkang = 10 mm, diameter

tulangan utama = 16 mm

59

d. Pada input Section Properties diasumsikan bahwa untuk kolom

nilai ds = 40 mm, diameter tulangan sengkang = 10 mm, diameter

tulangan utama = 16 mm dan jarak antar sengkang = 150 mm.

3.5.2 Langkah Analisa Struktur Menggunakan SAP 2000 Versi 14

Langkah pengerjaan perancangan ini adalah:

1. Membentuk geometri

2. Menentukan bahan/material

3. Menentukan bentuk penampang yang digunakan

4. Menentukan kondisi pembebanan

5. Mengaplikasikan penampang pada geometri

6. Mengaplikasikan pembebanan.

7. Running

8. Membaca Output

3.6 Hasil Output Analisis Struktur Hasil Output Analisis Struktur yang didapatkan berupa nilai Joint

Output, Frame Output, Element Output, yang selengkapnya akan ditampilkan

pada lampiran.

60

Gambar Input Pembebanan

Gambar 3.27 Pembebanan Portal Melintang

Satuan dalam KNm

Gambar 3.28 Pembebanan Portal Memanjang

Satuan dalam KNm

61

Hasil Output gaya-gaya dalam :

Gambar 3.29 Diagram Momen Portal Melintang

Satuan dalam KNm

Gambar 3.30 Diagram Lintang Portal Melintang

Satuan Dalam KNm

62

Gambar 3.31 Diagram Normal Portal Melintang

Satuan Dalam KNm

Gambar 3.32 Reaksi Perletakan Portal Melintang

Satuan Dalam KNm

63

Gambar 3.33 Deformasi Portal Melintang

Satuan Dalam KNm

Didapat Nilai ledutan maximum yaitu 1,035 mm.

Gambar 3.34 Diagram Momen Portal Memanjang

Satuan dalam KNm

64

Gambar 3.35 Diagram Lintang Portal Memanjang

Satuan dalam KNm

Gambar 3.36 Diagram Normal Portal Memanjang

Satuan dalam KNm

65

Gambar 3.37 Reaksi Perletakan Portal Melintang

Satuan Dalam KNm

Gambar 3.38 Deformasi Portal Melintang

Satuan Dalam KNm

Didapat nilai lendutan maximum yaitu = 1,042 mm

66

3.7 Desain Beton Bertulang Menggunakan SAP 2000 Versi 14 3.7.1 Asumsi Asumsi Dasar dalam perancangan dengan Software SAP

2000 Versi 14

Pada View/Revise Preference digunakan peraturan ACI 318-99

karena peraturan perencanaan di Indonesia (SNI 03-2847-2002)

mengadopsi pperauturan tersebut. Terdapat bebarapa nilai yang diubah

yaitu Phi (Bending - Tension) = 0,8 , Phi (Compression Tied) = 0,65 ,

Phi (Compression Spiral) = 0,7 , Phi (Shear) = 0,75.

3.7.2 Langkah Desain Menggunakan SAP 2000 Versi 14

Langkah pengerjaan perancangan ini adalah:

1. Run Analisis

2. View/Revise Preference

3. Select All

4. View/Revise Overwrites (pilih Sway Ordinary)

5. Start Desain

6. Verify All Members passed

7. Jika poin 4 tidak terpenuhi, maka perlu dilakukan perubahan pada

frame section

3.8 Hasil Output Desain Hasil Output desain berupa AS perlu tulangan yang diperlukan, yang

selengkapnya akan ditampilkan pada lampiran.

67

Gambar 3.9.1 Hasil Desain Portal Melintang

Satuan dalam Nmm

Gambar 3.9.2 Hasil Desain Portal Memanjang

Satuan Dalam Nmm

68

3.9 Perhitungan Jumlah Tulangan Pada perhitungan penulangan hanya diambil satu balok, sehingga

dipilih balok lantai tepi pada portal melintang. Telah disebutkan sebelumnya

jika pada desain akan didapatkan As perlu penulangan, selanjutnya untuk

menghitung jumlah tulangan yang dipakai.

As perlu = 354 mm2

Diameter tulangan (t) = 16 mm (asumsi awal)

Perhitungan jumlah tulangan :

n = ,..

n = ,..

n = 1,76 buah tulangan

Sehingga n yang digunakan = 2 buah tulangan

As terpasang = 2. 0,25..t2

= 2. 0,25. .162 = 402,124 mm2

Kontrol Kapasitas Momen

Kt = . . ,.

Kt = ,. . ,.

Kt = 0,0737

Mnt = Ast.fy.d.(1- .k)

Mnt = 402,124.400.342(1- .0,0737)

Mnt = 52983423,95 Nmm

Mnt = 52,983 KNm > 33,57 KNm. (OKE!)

69

3.10 Perhitungan Perbandingan Dengan Menggunakan Beton 2000 Pada perhitungan penulangan salah satu balok dengan menggunakan

bantuan software Beton 2000, didapatkan As perlu = 347,470 mm2. Terjadi

sedikit perbedaan nilai As perlu terhadap perhitungan dengan SAP 2000

V.14 yaitu nilai As perlu = 354 mm2. Nilai As perlu pada penggunaan

software Beton 2000 tersebut terjadi karena, masih menggunakan peraturan

terdahulu yaitu SNI 03-2847-1992. Sedangkan pada perencanaan dibantu

software SAP 2000 V.14 ini, preference telah disesuaikan dengan SNI 03-

2847-2002. Namun jika dihitung jumlah tulangannya akan dihasilkan

jumlah tulangan sebanyak 2 buah.

3.12 Perhitungan Perbandingan dengan Cara Manual

Pada perhitungan secara manual, perlu didapatkan terlebih dahulu

momen desain, yaitu :

Mdesain = Mult 1/6.Q.a

Dimana :

Mult = Momen ultimit (KN.m)

Q = Gaya Lintang (KN)

a = 0,3 (Konstanta)

Mdesain = 33570223 1/6. 54644,22.0,3

= 33567490,79

a. Menghitung nilai 1

1 = 0.85 ; untuk fc30 MPa

b. Menentukan momen nominal maksimum (Mn1)

- Menghitung nilai kmaks

kmaks = 0,75 (1 ) = 0,75 (0,85

)

= 0,3825

70

- Menghitung kapasitas momen Mn1

Mn1 = 0,85. . ...(1 ) =0,85.25.300. 342.0,3825.(1- 0,3825) = 230663105,3 Nmm

c. Analisis apakah perlu tulangan rangkap

- Menghitung nilai momen nominal (Mn)

Mn = ()

= 33567490,79,

= 41959363,49

Mn2 = Mn Mn1

= 41959363,49-230663105,3

=-188703741,5

Mn2 < 0 ; cukup dipakai tulangan tunggal

d. Menghitung nilai kperlu

kperlu = 1 1 .. .. = 1 1 .,

.... = 0,0579

e. Menghitung luas tulangan tarik perlu (Asperlu)

Asperlu =

..(

) = ,

..(,

) =315,864

71

f. Pilih tulangan dengan syarat Ast Asperlu

Digunakan tulangan D16

n =

.. =,

..

= 1,570

Jadi digunakan 2D16 ; Ast = 402,124

Ast Asperlu (oke!)

g. Menghitung perlu

perlu = .

= ,.

= 0,00032

h. Menghitung nilai rasio tulangan maksimum

maks = 0.75 b

b = ..

. . ( )

= ..

. 0,85. (

) = 0,0270

maks = 0,75.0,0270

=0,0203

i. Menghitung nilai rasio tulangan minimum

- Untuk fc30 MPa

min = .

= .

= 0,0035

72

erlu < min ; maka :

* =

=

. 0,00032 = 0,000426

* >< perlu Jadi = 0,0035

j. Kontrol kapasitas momen, syarat: Mnt Mn

kt = . .. = ..

= 0,0035 ..

= 0,00658

Mnt = Ast.fy.d.(1 2 ) = 402,124.400.342.(1-0.00658/2)

= 53198450,53 Nmm

Mnt > Mn

53198450,53 > 41959363,49 (Oke!)

h. Kontrol syarat daktalitas

min maks

0,0035 0,0035 0,0203 (Oke!)

Pada perbandingan perhitungan secara manual didapatkan As perlu

= 315,864 mm2, nilai tersebut lebih kecil dari pada nilai As perlu yang

dihasilkan oleh perhitungan menggunakan SAP2000 V.14 yaitu = 354 mm2.

Hal tersebut seharusnya tidak terjadi, pada perhitungan manual ataupun

input data mungkin terjadi sedikit kesalahan, namun jumlah tulangan yang

digunakan tetap sama yaitu berjumlah dua buah.

73

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan SAP 2000 merupakan program versi terakhir yang paling lengkap

dari seri-seri program analisis struktur SAP, baik SAP80 maupun SAP90.

keunggulan program SAP2000 antara lain ditunjukan dengan adanya

fasilitas untuk desain elemen, baik untuk material baja maupun beton.

Penggunaan SAP2000 dapat mempermudah perancangan suatu

bangunan, dan hasil yang didapat dari perhitungannya cukup akurat, dalam

perhitungan sebelumnya terdapat pembuktian mengenai hal ini, meskipun

terjadi sedikit perbedaan mengenai As perlu namun jumlah tulangan yang

digunakan tetap sama.

4.2 Saran Pada desain dengan menggunakan bantuan software SAP2000 harus

diperhatikan mengenai preference, harus disesuaikan dengan peraturan

pembangunan yang berlaku (SNI 03-3847 -2002).

Momen yang dihasilkan pada perhitungan anakisa struktur dalam

SAP merupakan momen ultimit sehingga harus difaktorkan lagi untuk

mencari momen desain apabila hendak dilakukan perhitungan secara

manual untuk mendapatkan nilai ASperlu.

74

DAFTAR PUSTAKA

Pramono, Hadi. 12 Tutorial dan Latihan Desain Konstruksi dengan SAP2000 Versi 9.0. Yogyakarta: Penerbit ANDI.2007

Wigroho, Haryanto Y. Analisis dan Perancangan Struktur Frame Menggunakan SAP2000 Versi 7.42.Yogyakarta: Penerbit ANDI. 2001.

bab i,ii,iii,iv

Documents