bab iv ceper+pongki

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 Tata Cara Perhitungan

Perhitungan struktur Gedung Toyota Pare-pare dilakukan dengan tahapan-

tahapan sebagaiberikut:

a. Pendataan materaial struktur

b. Perhitungan beban terpakai, kombinasi beban, dan faktor reduksi

c. Permodelan struktur

d. Penganalisaan penampang

4.2 Pendataan material struktur

Pendataan material struktur didasarkan pada material yang di digukan per

bagian struktur. Material struktur dapat dilihat pada tabel dibawah

1 Atap jack roof bengkela. Atap

atap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2

b. gordinga. Tipe CNP 150 x 65 x 20 x 3,2b. Berat 6.76 kg/m

c. Rafter bajaa. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m

d. kolom rafter bajaa. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m

e. Perhitungan beban angin

b. Kekuatan angin 30 kg/m2c. kecepatan angin 480 Km/jamd. Kefisien angin tekan

C1 = 0.02 a - 0.4 -0.20e. Koefisien angin hisap -0.4Karena nilai koefisien angin tekan adalah negatif maka kekuatan anin bersifaf kekuatan hisap sehinggan nilai angin dapat dianggap tidak ada,

Laporan Tugas AkhirRedesain Struktur Gedung rangka Atap Baja Show room Toyota Pare-pare

karean kekuatan hisap angin untuk struktur rafter hanya berpengaruh sebagai pengurang beban tertekan.

2 Atap bengkela. atap


b. gordinga. Tipe CNP 150 x 65 x 20 x 3,2b. Berat 13.52 kg/m

c. Rafter baja

a. TipeIWF 300 x 150

b. Berat 36.7 kg/md. kolom rafter baja

a. TipeIWF 300 x 150

b. Berat 36.7 kg/mPanjang 6.8 mBerat 249.56 Kg

e kolom pedestala tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.5 me. tinggi 0.5 mf. panjang 1.2 mg. Berat per meter 720 Kg

3 Atap fasilitas mekanika. atap


b. gording

a. TipeCNP 150 x 65 x 20 x

3,2b. Berat 6.76 kg/m

c. Rafter baja


a. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m

d. kolom rafter bajaa. Tipe IWF 200 x 100b. Berat 21.3 kg/m

4 Atap show rooma. atap


b. gording

a. Tipe CNP 150 x 65 x 20 x 3,2b. Berat 13.52 kg/m

c. Rafter bajaa. Tipe IWF 300 x 150b. Berat 36.7 kg/m

d. kolom rafter baja

a. Tipe IWF 300 x 150b. Berat 36.7 kg/m

5 Plat lantai II fasilitas mekanika tipe betonb. mutu K-250c. Tebal 0.15 md. Berat jenis 2400 Kg/m3e. Berat per meter 360 Kg/m2f. tulangan Ǿ10 - 15g. mutu tulangan 2400 kg/m2

6 Plat lantai II show rooma tipe betonb. mutu K-250c. Tebal 0.15 md. Berat jenis 2400 Kg/m3e. Berat per meter kuadrat 360 Kg/m2f. tulangan Ǿ10 - 15g. mutu tulangan 2400 kg/m2


7 Balok fasilitas mekanika tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.2 me. tinggi 0.4 mf. Berat per meter 192 Kg/m3

8 Balok Showrooma tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.3 me. tinggi 0.55 mf. Berat per meter 396 Kg/m3

9 Kolom fasilitas mekanikK1a tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.3 me. tinggi 0.3 mf. panjang 4g. Berat per meter 864 KgK2a tipe betonb. mutu K-250c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.5 me. tinggi 0.5 mf. panjang 4g. Berat per meter 2400 Kg

10 Kolom show roomK1a tipe betonb. mutu K-250


c. Berat jenis 2400 Kg/m3d. lebar 0.3 me. tinggi 0.3 mf. panjang 4g. Berat per meter 864 Kg

4.3 Perhitungan Beban Terpakai

Beban terpakai adalah jumlah beban total yang digunakan dalam pembebanan

pada bagian bagian struktur yang nantinya akan dianalisa dalam program

SAP 2000V15, beban tersebut adalah:

a. Pembebanan atap jack roof bengkel1. beban atap

a. beban mati1 atap Zincalume (0.35 mm) 6.0 kg/m22 Beban takterduga 1.2 kg/m23. beban peredam 6.0 kg/m2

total 13.2 kg/m2b, beban hidup

1 beban hidup/hujan 30 kg/m2total 30 kg/m2

2. Pembebanan gordinga. beban mati

1 beban sendiri gording 7.07 kg/m2 Beban lain-lain 3.535 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m

total 33.605 kg/mb. beban hidup 100 kg

total 100 kg3. Rafter baja

a. beban mati1 beban sendiri gording 21.3 kg/m2 Beban lain-lain 4.26 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m


total 100 kg4. Kolom rafter baja


a. beban mati1 beban sendiri 21.3 kg/m2 Beban lain-lain 4.26 kg/m

total 25.56 kg/mb. Pembebanan atap bengkel

1. Tipe pembebanan areaa. beban mati

1 atap Zincalume (0.35 mm) 8 kg/m22 Beban takterduga 4 kg/m23. beban peredam 8 kg/m2

total 20 kg/m2b, beban hidup

1 beban hidup/hujan 30 kg/m2

total 30kg/

m22. Pembebanan gording






total 100 kg4. Kolom rafter baja

a. Kolom rafter bajaa. kolom baja

1 beban sendiri 249.56 kg2 Beban lain-lain 49.912 kg

total 299.472 kga. kolom pedestral

1 beban sendiri 720 kg2 Beban lain-lain 144 kg


total 864 kg

c. Pembebanan atap fasilitas mekanik1. Tipe pembebanan area

a. beban mati1 atap Zincalume (0.35 mm) 8 kg/m22 Beban takterduga 4 kg/m23. beban peredam 8 kg/m2


1 beban hidup 30 kg/m2total 30 kg/m2


1 beban sendiri gording 6.76 kg/m2 Beban lain-lain 3.38 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m




total 54.95 kg/md. Pembebanan atap show room

1. Tipe pembebanan areaa. beban mati

1 atap Zincalume (0.35 mm) 8 kg/m22 Beban takterduga 4 kg/m23. beban peredam 8 kg/m2




1 beban sendiri gording 8 kg/m


2 Beban lain-lain 4 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m

total 35 kg/mb. beban hidup 100 kg


a. beban matia. beban mati

1 beban sendiri gording 8 kg/m2 Beban lain-lain 4 kg/m3 Beban ME 8 kg/m4 Beban penggantung 15 kg/m

total 35 kg/m4. Kolom rafter baja

a. kolom baja1 beban sendiri 249.56 kg2 Beban lain-lain 49.912 kg

total 0 kga. kolom pedestral


total 864 kg

e. Pembebanan plat lantai II fasilitas mekanika. beban mati

1 Plat lantai T=15 cm 360 kg/m22 Beban M/E 25 kg/m23 Beban finishing lantai keramik 24 kg/m24 Beban takterduga 72 kg/m25 Beban ceiling/plafond 18 kg/m2



e. Pembebanan plat lantai II fasilitas mekanika. beban mati

1 Plat lantai T=15 cm 360 kg/m22 Beban M/E 25 kg/m23 Beban finishing lantai keramik 24 kg/m2


4 Beban takterduga 72 kg/m25 Beban ceiling/plafond 18 kg/m2



f. Pembebanan plat lantai II show rooma. beban mati

1 Plat lantai T=15 cm 360 kg/m22 Beban M/E 25 kg/m23 Beban finishing lantai keramik 24 kg/m24 Beban takterduga 72 kg/m25 Beban ceiling/plafond 18 kg/m2



g. Pembebanan balok fasilitas mekanika. beban mati

1 Berat sendiri 960 kg/mtotal 960 kg/m

h. Pembebanan balok Showrooma. beban mati

1 Berat sendiri 360 kg/mtotal 360 kg/m

i. Kolom bengkela. kolom baja

1 beban sendiri 249.56 kg2 Beban lain-lain 49.912 kg

total 299.472 kgb. kolom pedestral


total 864 kgj. Kolom fasilitas mekanik

a. K1beban mati1 beban sendiri 864 kg/m2 Beban lain-lain 172.8 kg/m


total 1036.8 kgb. K2

beban mati1 beban sendiri 2400 kg/m2 Beban lain-lain 480 kg/m

total 2880 kgk. Kolom show room

a. K1beban mati1 beban sendiri 864 kg/m2 Beban lain-lain 172.8 kg/m

total 1036.8 kg

4.4. Permodelan struktur

Permodelan struktur dilakukan dengan membuat gambar dalam sap 2000 V15

yang dapat mewakili deformasi sistem struktur dalam perencanaan akibat

pembebanan rencana sesuai SNI. Adapaun permodelan struktur dapat dilihat

pada gambar dibawah :

Gambar permodelan struktur

Tampak 1 Tampak 2

Gambar permodelan beban mati


Tampak 1Tampak 2

Gambar permodelan beban area

Beban mati Beban hidup

Data struktur

no struktur bahan panjang

1 Gording C 150.65.20.3 6000 mm2 rafter jack roof WF 250.125.5.8 2700 mm3 rafter utama WF 300.150.6,5.9 11000 mm4 trekstang ɸ 16 12529.96 mm

5kolom baja jack roof WF 250.125.5.8 1000 mm

6 kolom baja utama WF 300.150.6,5.9 9000 mm7 balok 1 Beton bertulang 3600 mm8 balok 2 Beton bertulang 6500 mm

Table: Case - Static 1 - Load Assignments

Case LoadType LoadName LoadSF

DEAD Load pattern B.mati 1.000000

B.hidup Load pattern B.hidup 1.000000


Table: Case - Static 1 - Load Assignments

Case LoadType LoadName LoadSF

B.angin Load pattern B.angin 1.000000

COMB1-NL Load pattern B.mati 1.200000

COMB1-NL Load pattern B.hidup 1.600000

Beban kombinasi

4.5. Perhitungan struktur

Perhitungan struktur dilakukan dengan cara analisis penampang secara manual

dengan analisis reaksi pembebanan yang dihitung dari program SAP 2000 V15.

Penganalisaan penampang dilakuakan pada setiap bagian struktur yang

memiliki penampang berbeda. Penganalisaan dilakukan dengan

membandingkan kekuatan penampang dengan reaksi pembebanan yang terjadi.

Reaksi pembebanan struktur meliputi bagian:

1. Gording daan Zagrod

2. Rafter jack roof

3. Rafter utama

4. Baut sambungan

5. Trekstang

6. Kolom baja jack roof

7. Kolom baja utama

8. Base palte

9. Balok beton

10. Plat

11. Kolom beton


12. Pondasi

13. Perhitungan Plat Atap

4.5.1 Gording daan Zagrod

perhitungan reaksi pembebanan dilakukan secara manual karena efek dari

benbebanan tidak terlalu rumit untuk dihitung

1. Data pembebanan

a. atapatap Zincalumea. tebal 0.35 mmb. berat 8 kg/m2

b. Gordinga tipe gording C 150.65.20.3b. berat 7.07 kg/mc bentang 6 md jarak antar gording 1.5 m

e. Beban hujan 0.25 kN/m2

f. Beban hidup terpusat 1000 N

2. Permodelan struktur

3. Data bahan

Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 180 MPa

Tegangan tarik putus (ultimate stress), fu = 330 MPa

Tegangan sisa (residual stress), fr = 60 MPa

Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E = 200000 MPa

Angka Poisson (Poisson's ratio), u = 0.3


4.Data profil baja Lip Channel : C 150.65.20.3

Gambar profil

ht = 150 mm

b = 65 mm

a = 20 mm

t = 3 mm

A = 901 mm2

Ix = 3140000 mm4

Iy = 510000 mm4

Sx = 41866.66667 mm3

Sy = 15692.30769 mm3

rx = 59.4 mm

ry = 24.2 mm

c = 21.2

Berat profil, w = 7.07 kg/m

Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, fb = 0.90

Faktor reduksi kekuatan untuk geser, ff = 0.75

Diameter sagrod, d = 10 mm

Jarak (miring) antara gording, s = 1100 mm

Panjang gording (jarak antara rafter), L1 = 6000 mm

Jarak antara sagrod (jarak dukungan lateral gording), L2 = 1500 mm

Sudut miring atap, a = 10 °

5. Section properti

G = E / [ 2 * (1 + u) ] = 76923.07692 MPa

h = ht - t = 147.00 mm

J = 2 * 1/3 * b * t3 + 1/3 * (ht - 2 * t) * t3 + 2/3 * ( a - t ) * t3 = 2772.00 mm4

Iw = Iy * h2 / 4 = 2.755E+09 mm6

X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 10400.85 MPa

X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.00083 mm2/N2


Zx = 1 / 4 * ht * t2 + a * t * ( ht - a ) + t * ( b - 2 * t ) * ( ht - t ) = 34157 mm3

Zy = ht*t*(c - t / 2) + 2*a*t*(b - c - t / 2) + t * (c - t)2 + t * (b - t - c)2 = 19929 mm3

G = modulus geser, Zx = modulus penampang plastis thd. sb. x,

J = Konstanta puntir torsi, Zy = modulus penampang plastis thd. sb. y,

Iw = konstanta putir lengkung, X1 = koefisien momen tekuk torsi lateral,

h = tinggi bersih badan, X2 = koefisien momen tekuk torsi lateral,

6. Pembebanan pada gording

a. Beban Mati

No Material Berat Satuan Lebar Q

(m) (N/m)

1 Berat sendiri gording 70.7 N/m 70.7

2 total beban atap 129 N/m2 1.1 142.4

Total beban mati, QDL = 213.1

b. Beban hidupBeban hidup akibat beban air hujan diperhitungkan setara dengan beban genangan air

setebal 1 inc = 25 mm. qhujan = 0.025 * 10 = 0.25 kN/m2

Jarak antara gording, s = 1.1 m

Beban air hujan, qhujan * s * 103 = 275 N/m

Beban hidup merata akibat air hujan, QLL = 275 N/m

Beban hidup terpusat akibat beban pekerja, PLL = 1000 N

7. Beban terfaktor


Beban merata, Qu = 1.2 * QDL + 1.6 * QLL = 695.77 N/m

Beban terpusat, Pu = 1.6 * PLL = 1600.00 N

Sudut miring atap, a = 0.17 rad

Beban merata terhadap sumbu x, Qux = Qu * cos a *10-3 = 0.6852 N/mm

Beban merata terhadap sumbu y, Quy = Qu * sin a *10-3 = 0.1208 N/mm

Beban terpusat terhadap sumbu x, Pux = Pu * cos a = 1575.69 N

Beban terpusat terhadap sumbu y, Puy = Pu * sin a = 277.84 N

8. Momen dan gaya geser akibat beban terfaktor

Panjang bentang gording terhadap sumbu x, Lx = L1 = 6000 mm

Panjang bentang gording terhadap sumbu y, Ly = L2 = 1500 mm

Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,

Mux = 1/10 * Qux * Lx2 + 1/8 * Pux * Lx = 3648486 Nm

Momen pada 1/4 bentang, MA = 2736365 Nm

Momen di tengah bentang, MB = 3648486 Nm

Momen pada 3/4 bentang, MC = 2736365 Nm

Momen akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,

Muy = 1/10 * Quy * Ly2 + 1/8 * Puy * Ly = 79279 Nmm

Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu x,

Vux = Qux * Lx + Pux = 5687 N

Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu y,

Vuy = Quy * Ly + Puy = 459 N

9. Mommen Nominal pengaruh local buckling


1. Pengaruh tekuk lokal (local buckling) pada sayap :

2. Kelangsingan penampang sayap, l = b / t = 21.667

3. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

lp = 170 / √ fy = 12.671

4. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 370 / √ ( fy - fr ) = 33.776

Momen plastis terhadap sumbu x, Mpx = fy * Zx = 6148170 Nmm

Momen plastis terhadap sumbu y, Mpy = fy * Zy = 3587155 Nmm

Momen batas tekuk terhadap sumbu x, Mrx = Sx * ( fy - fr ) = 5024000 Nmm

Momen batas tekuk terhadap sumbu y, Mry = Sy * ( fy - fr ) = 1883077 Nmm

Momen nominal penampang untuk :

a. Penampang compact, p

→ Mn = Mp

b. Penampang non-compact, p< r

→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p)

c. Penampang langsing, >r

→ Mn = Mr * ( r / )2

> p dan < r

Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang non-compactMomen nominal penampang terhadap sumbu x dihitung sebagai berikut :

compact : Mn = Mp = - Nmm

non-compact : Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p) =566901

7 Nmm

langsing : Mn = Mr * ( r / )2 = - Nmm

Momen nominal terhadap sumbu x penampang :

non-compact Mnx = 5669017 Nmm

Momen nominal penampang terhadap sumbu y dihitung sebagai berikut :


non-compact : Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) = 2860829 Nmmlangsing : - Nmm


Mn = Mr * ( lr / l )2 =Momen nominal terhadap sumbu y penampang : non-compact Mny = 2860829 Nmm

10.Momen nominal pengaruh lateralMomen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :

a. Penampang compact, p

→ Mn = Mp

b. Penampang non-compact, p< r

→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p)

c. Penampang langsing, >r

→ Mn = Mr * ( r / )2

Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,

Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) = 1420 mm

Tegangan leleh dikurangi tegangan sisa, fL = fy - fr = 120 MPa Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen kritis

tekuk torsi lateral,

Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] = 4501 mm

Koefisien momen tekuk torsi lateral,

Cb = 12.5 * Mux / ( 2.5*Mux + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) = 1.14

Momen plastis terhadap sumbu x, Mpx = fy * Zx = 6148170 Nmm

Momen plastis terhadap sumbu y, Mpy = fy * Zy = 3587155 Nmm

Momen batas tekuk terhadap sumbu x, Mrx = Sx * ( fy - fr ) = 5024000 Nmm

Momen batas tekuk terhadap sumbu y, Mry = Sy * ( fy - fr ) = 1883077 Nmm

Panjang bentang terhadap sumbu y (jarak dukungan lateral),

L = L2 = 1500 mm

L > Lp dan L < Lr

Termasuk kategori : bentang sedang


Momen nominal terhadap sumbu x dihitung sebagai berikut :

Mnx = Mpx = fy * Zx = - Nmm

Mnx = Cb * [ Mrx + ( Mpx - Mrx ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = 6953280 Nmm

Mnx = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm

Momen nominal thd. sb. x untuk : Mnx = 6953280 Nmm

Mnx > Mpx

Momen nominal terhadap sumbu x yang digunakan, Mnx = 6148170 Nmm

Momen nominal terhadap sumbu y dihitung sebagai berikut :

Mny = Mpy = fy * Zy = - Nmm

Mny = Cb * [ Mry + ( Mpy - Mry ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = 4025870 Nmm

Mny = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm

Momen nominal thd. sb. y untuk : bentang sedang Mny = 4025870 Nmm

Mny > Mpy

Momen nominal terhadap sumbu x yang digunakan, Mny = 3587155 Nmm

11. Tahanan momen lentur

a. Momen nominal terhadap sumbu x :

Berdasarkan pengaruh local buckling, Mnx = 5669017 Nmm

Berdasarkan pengaruh lateral buckling, Mnx = 6148170 Nmm Momen nominal terhadap sumbu x

(terkecil) yg menentukan, Mnx = 5669017 Nmm

Tahanan momen lentur terhadap sumbu x, fb * Mnx = 5102116 Nmm

b. Momen nominal terhadap sumbu y :

Berdasarkan pengaruh local buckling, Mny = 2860829 Nmm

Berdasarkan pengaruh lateral buckling, Mny = 3587155 Nmmc. Momen nominal terhadap sumbu y

(terkecil) yg menentukan, Mny = 2860829 Nmm

d. Tahanan momen lentur terhadap sumbu y, fb * Mny = 2574746 Nmme. Momen akibat beban terfaktor terhadap

sumbu x, Mux = 3648486 Nmmf. Momen akibat beban terfaktor terhadap

sumbu y, Muy = 79279 Nmm

Mux / ( fb * Mnx ) = 0.7151

Muy / ( fb * Mny ) = 0.0308


Syarat yg harus dipenuhi : Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) ≤ 1.0

Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) = 0.75 < 1.0 AMAN (OK)

12. Tahanan geser

a. Ketebalan plat badan tanpa pengaku harus memenuhi syarat,

h / t 6.36 * Ö ( E / fy )

49 < 212.00 Plat badan memenuhi syarat (OK)

b. Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap sumbu x, Vux = 5687 N

c. Luas penampang badan, Aw = t * ht = 450 mm2

d. Tahanan gaya geser nominal thd.sb. x, Vnx = 0.60 * fy * Aw = 48600 N

e. Tahanan gaya geser terhadap sumbu x, ff * Vnx = 36450 Nf. Gaya geser akibat beban terfaktor terhadap

sumbu y, Vuy = 459 N

g. Luas penampang sayap, Af = 2 * b * t = 390 mm2

h. Tahanan gaya geser nominal thd.sb. y, Vny = 0.60 * fy * Af = 42120 N

i. Tahanan gaya geser terhadap sumbu y, ff * Vny = 31590 N

Vux / ( ff * Vnx ) = 0.1560

Vuy / ( ff * Vny ) = 0.0145

j. Syarat yang harus dipenuhi :

Vux / ( ff * Vnx ) + Vuy / ( ff * Vny ) 1.0

0.17 < 1.0 AMAN (OK)

13. Kontrol interaksi geser dan lentur

Sayarat yang harus dipenuhi untuk interakasi geser dan lentur :a.

Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn ) 1.375

b. Mu / ( fb * Mn ) = Mux / ( fb * Mnx ) + Muy / ( fb * Mny ) = 0.7459c.

Vu / ( ff * Vn ) = Vux / ( ff * Vnx ) + Vuy / ( ff * Vny ) = 0.1706

Mu / ( fb * Mn ) + 0.625 * Vu / ( ff * Vn ) = 0.8525


0.8525 < 1.375 AMAN (OK)

14. Tahana tarik sagrod

a. Beban merata terfaktor pada gording, Quy = 0.1208 N/mmb. Beban terpusat terfaktor pada

gording, Puy = 277.84 N/mc. Panjang sagrod (jarak antara

gording), Ly = L2 = 1500 m

d. Gaya tarik pada sagrod akibat beban terfaktor,

Tu = Quy * Ly + Puy = 459 N

e. Tegangan leleh baja, fy = 180 MPa

f. Tegangan tarik putus, fu = 330 MPa

g. Diameter sagrod, d = 10 mm

h. Luas penampang brutto sagrod, Ag = p / 4 * d2 = 78.54 mm2

i. Luas penampang efektif sagrod, Ae = 0.90 * Ag = 70.69 mm2

j. Tahanan tarik sagrod berdasarkan luas penampang brutto,

f * Tn = 0.90 * Ag * fy = 12723 N

k. Tahanan tarik sagrod berdasarkan luas penampang efektif,

f * Tn = 0.75 * Ae * fu = 17495 N

Tahanan tarik sagrod (terkecil) yang digunakan, f * Tn = 12723 N

Syarat yg harus dipenuhi : Tu f * Tn

459 < 12723 AMAN (OK)

Beban hidup pada atap serta pada struktur tudung (canopy) yang dapat

dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil minimum sebesar 100

kg/m2 bidang datar.

Perhitungan beban pelat atap dengan t = 10 cm

1. Beban Mati (qD)

a. Beban pelat sendiri = 0,10 x 2400 = 240 kg/m2

b. Finising lantai = 0,06 x 2100 = 126 kg/m2


c. Plafond dan ME = 50 = 50 kg/m2

Total Beban Mati = 416 kg/m²

2. Beban Hidup (qL)

Beban Hidup = 100 kg/m²

3. Beban Terfaktor (qU)

qU = ( 1,2 x qD ) + ( 1,6 x qL )

= ( 1,2 x 416 ) + ( 1,6 x 100 )

= 659,2 ≈ 660 kg/m²

4.5.2. Rafter jack roof

1. Data pembebanana. atap


b. Gordinga tipe gording C 150.65.20.3b. berat 5.5 kg/mc bentang 6 md jarak antar gording 1.5 m

e. Beban hujan 0.25 kN/m2

c. kuda-kudaa tipe gording WF 250.125.5.8b. berat 252.117 N/m

2. Permodelan struktur


3. Momen max dari SAP 2000 V15

a. Gaya aksial dan torsi b. Momen dan geser

4. Data bahan

a. Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 266.67 MPa

b. Tegangan sisa (residual stress), fr = 70 MPa

c. Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E =20000

0 MPa

d. Angka Poisson (Poisson's ratio), u = 0.3

5. Data profil baja

Profil : WF 250.125.5.8

ht = 248 mm

bf = 125 mm


tw = 5 mm

tf = 8 mm

r = 12 mm

A = 3268 mm2

Ix = 35400 mm4

Iy = 2550000 mm4

rx = 104 mm

ry = 27.9 mm

Sx = 285000 mm3

Sy = 41100 mm3

Berat : w = 252.117 N/m

6. Data balok ratfter

a. Panjang elemen thd.sb. x Lx = 2700 mm

b. Panjang elemen thd.sb. y (jarak dukungan lateral), Ly = 1100 mm

c. Momen maksimum akibat beban terfaktor, Mu = 17267226 Nmm

d. Momen pada 1/4 bentang, MA =8633613.

1 Nmm

e. Momen di tengah bentang, MB = 17267226 Nmm

f. Momen pada 3/4 bentang, MC =8633613.

1 Nmm

g. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 7320.82 N

h. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 7603.24 N

i. Faktor reduksi kekuatan untuk aksial tekan, n = 0.85j. Faktor reduksi kekuatan untuk

lentur, b = 0.90k. Faktor reduksi kekuatan untuk

geser, f = 0.75

7. Section propertis

G = E / [ 2 *( 1 + ) ] = 76923 MPa

h1 = tf + r = 20.00 mm

h2 = ht - 2 * h1 = 208.00 mm

h = ht - tf = 240.00 mm


J = [ b * t3/3 ] = 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 *

(ht - 2 * tf) * tw3 = 52333.3 mm4

Iw = Iy * h2 / 4 = 3.672E+10 mm6

X1 = / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 12643.4 MPa

X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.0002887 mm2/N2

Zx = tw * ht2 / 4 + ( bf - tw ) * ( ht - tf ) * tf = 307280.0 mm3

Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw

2 / 4 = 63950.0 mm3





8. Perhitungan kekuatan

a. Momen nominal pengaruh local buckling

Kelangsingan penampang sayap, = bf / tf = 15.625

Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,

p = 170 / √ fy = 10.410

b. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

r = 370 / √ ( fy - fr ) = 26.384

Momen plastis, Mp = fy * Zx = 81941333 Nmm

Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 56050000 Nmm

c. Momen nominal penampang untuk :

Penampang compact : p

→ Mn = Mp

Penampang non-compact : p< r

→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p)

Penampang langsing : >r

→ Mn = Mr * ( r / )2

> p dan < r

Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang non-compact


d. Momen nominal penampang dihitung sebagai berikut :


non-compact Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( - p) / ( r - p) =73488865Nmm

langsing : Mn = Mr * ( r / )2 = - Nmm

Momen nominal untuk penampang : non-compact Mn = 73488865 Nmm

9. momen nominal balok berdinding penuh

a. Kelangsingan penampang badan, = h / tw = 48.000

b. Untuk penampang yang mempunyai ukuran : h / tw > r

c. maka momen nominal komponen struktur, harus dihitung dengan rumus :

Mn = Kg * S * fcr

dengan, Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ]

Untuk kelangsingan : G ≤ p fcr = fy

Untuk kelangsingan : p < G ≤ r

→ fcr = Cb * fy * [ 1 - ( G - p ) / ( 2 * ( r - p ) ) ] ≤ fy

Untuk kelangsingan : G > r fcr = fc * ( r / G )2 ≤ fy

d. Untuk tekuk torsi lateral : fc = Cb * fy / 2 ≤ fy

Untuk tekuk lokal : fc = fy / 2

e. Koefisien momen tekuk torsi lateral,

Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5 * Mu + 3 * MA + 4 * MB + 3 * MC ) = 1.32 < 2.3

diambil, Cb = 1.32

f. Perbandingan luas plat badan terhadap luas plat sayap,

ar = h * tw / ( bf * tf ) = 1.200

g. Momen inersia, I1 = Iy / 2 - 1/12 * tw3 * 1/3 * h2 = 1274278 mm4

h. Luas penampang, A1 = A / 2 - 1/3 * tw * h2 = 1287 mm2

i. Jari-jari girasi daerah plat sayap ditambah sepertiga bagian plat badan yang mengalami tekan,r1 = ( I1 / A1 ) = 31 mm

9.1. Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral

a. Jarak antara pengekang lateral, L = Ly = 1100

b. Angka kelangsingan, G = L / r1 = 34.963

c. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,


p = 1.76 * √ ( E / fy ) = 48.200

d. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

r = 4.40 * √ ( E / fy ) = 120.499

e. Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk torsi lateral,

fc = Cb * fy / 2 = 175.44

fc < fy maka diambil, fc = 175.44

G < p dan G < r

f. g. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut : G ≤ p fcr = fy = 266.67 MPa p ≤ G ≤ r

fcr = Cb* fy* [ 1 - ( G - p) / ( 2*( r - p) ) ] = - MPa G > r fcr = fc * ( r / G )2 = - MPa

fcr = 266.67 MPa

fcr < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPah. i. Modulus penampang elastis, S = Sx = 285000 mm3

j. k. Koefisien balok plat berdinding penuh,

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ] = 1.083l. m. Momen nominal

penampang, Mn = Kg * S * fcr = 82322906 Nmm

9.2. Momen nominal berdasarkan local buckling pada sayap

a. Faktor kelangsingan plat badan, ke = 4 / ( h / tw ) = 0.577 < 0.763

b. Kelangsingan penampang sayap, G = bf / ( 2 * tf ) = 7.81


p = 0.38 * √ ( E / fy ) = 10.41


r = 1.35 * √ ( ke * E / fy ) = 28.09

e. Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk lokal, fc = fy / 2 = 133.33 MPaG < p dan G < r Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang compact

f. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :

G ≤ p → fcr = fy =266.67 MPa

p ≤ G ≤ r → fcr = Cb* fy* [ 1 - ( G - p) / ( 2*( r - p) ) ] - MPa


=

G > r → fcr = fc * ( r / G )2 = - MPa

g. Tegangan kritis penampang, fcr = 266.67 MPa

fcr < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPa

h. Modulus penampang elastis, S = Sx = 285000 mm3

i. Koefisien balok plat berdinding penuh,

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ] = 1.083

j. Momen nominal penampang, Mn = Kg * S * fcr = 82322906 Nmm

10. Momen nominal akibat lateral buckling

a. Momen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :

Bentang pendek : L Lp

→ Mn = Mp = fy * Zx

Bentang sedang : Lp < L Lr

→ Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] Mp

Bentang panjang : L > Lr

→ Mn = Cb * / L*√ [ E * Iy * G * J + ( * E / L )2 * Iy * Iw ] Mp

b. Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,

Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) = 1345 mm

fL = fy - fr = 196.66667 MPac. Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen

kritis tekuk torsi lateral,

Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] = 3800 mm

d. Koefisien momen tekuk torsi lateral,

Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5*Mu + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) = 1.32

e. Momen plastis, Mp = fy * Zx = 81941333 Nmm

f. Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 56050000 Nmm

g. Panjang bentang thd.sb. y (jarak dukungan lateral), L = Ly = 1100 mm

L < Lp dan L < Lr Termasuk kategori : bentang pendek

h. Momen nominal dihitung sebagai berikut :

Mn = Mp = fy * Zx = 81941333 Nmm


Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = - Nmm

Mn = Cb * p / L*√ [ E * Iy * G * J + ( p * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm

Momen nominal untuk kategori : bentang pendek Mn = 81941333 Nmm

Mn > Mp

Momen nominal yang digunakan, Mn = 81941333 Nmm

11. Tahanan momen lentur penampang

a. Momen nominal berdasarkan pengaruh local buckling,Mn = 81941333 Nmm

b. Momen nominal balok plat berdinding penuh :

Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral, Mn = 82322906 Nmm

Momen nominal berdasarkan local buckling pd. sayap,Mn = 82322906 Nmm

c. Momen nominal berdasarkan pengaruh lateral buckling,Mn = 81941333 Nmm

Momen nominal (terkecil) yang menentukan, Mn = 81941333 Nmm

Tahanan momen lentur, fb * Mn = 73747200 Nmm

12. Tahanan aksial tekan

a. Faktor tekuk kolom dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Untuk nilai c 0.25 maka termasuk kolom pendek :

→ = 1

Untuk nilai 0.25 < c ≤ 1.20 maka termasuk kolom sedang : → = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c )

Untuk nilai c > 1.20 maka termasuk kolom langsing :

→ = 1.25 * c2

b. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, kx = 1.00

c. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, ky = 1.00

d. Panjang tekuk efektif dihitung sebagai berikut :

Panjang kolom terhadap sumbu x : Lx = 2700 mm

Panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, Lkx = kx * Lx = 2700 mm

Panjang kolom terhadap sumbu y : Ly = 1100 mm


Panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, Lky = ky * Ly = 1100 mm

Parameter kelangsingan terhadap sumbu x :

cx = 1 / * Lkx / rx * √ ( fy / E ) =0.3018

Parameter kelangsingan terhadap sumbu y :

cy = 1 / * Lky / ry * √ ( fy / E ) = 0.4583

e. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu x :

f. Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu x, cx = 0.3018

Kolom pendek : = -

Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.0230

Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -

Faktor tekuk thd.sb. x, x = 1.0230

g. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu y :

Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu y, cy = 0.4583

a. Kolom pendek : = -

b. Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.1060

c. Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -

Faktor tekuk thd.sb. y, y = 1.1060

h. Tegangan tekuk thd.sb. x, fcrx = fy / x = 260.667 MPa

i. Tegangan tekuk thd.sb. y, fcry = fy / y = 241.113 MPa

j. Tahanan aksial tekan :

Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. x, Nnx = A * fcrx = 851859 N

Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. y, Nny = A * fcry = 787957 N

Tahanan aksial tekan nominal terkecil, Nn = 787957 N.k Tahanan aksial tekan, n * Nn

= 669764 N

13. Interaksi aksial tekan dan momen lentur

a. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 7320.82 N

b. Momen akibat beban terfaktor, Mu = 17267226 Nmm

c. Tahanan aksial tekan, n * Nn = 669764 N

d. Tahanan momen lentur, b * Mn = 73747200 Nmm


e. Elemen yang menahan gaya aksial tekan dan momen lentur harus memenuhi persamaan interaksi aksial tekan dan momen lentur sbb :

Untuk nilai, Nu / ( n * Nn ) > 0.20

→ Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0

Untuk nilai, Nu / ( n * Nn ) ≤ 0.20

→ Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0

Nu / ( n * Nn ) = 0.011 < 0.2

Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] = -

Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] = 0.2396

f. Nilai interaksi aksial tekan dan momen lentur = 0.2396

0.2396 < 1.0 AMAN (OK)

14. Tahanan geser

Kontrol tahanan geser nominal plat badan tanpa pengaku :


h2 / tw 6.36 * ( E / fy )

42 < 174.18Plat badan memenuhi syarat (OK)

b. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu =7603.2

4 N

c. Luas penampang badan, Aw = tw * ht = 1240 mm2

d. Tahanan gaya geser nominal, Vn = 0.60 * fy * Aw = 198400 N

e. Tahanan gaya geser, f * Vn = 148800 N

f. Syarat yg harus dipenuhi : Vu f * Vn

7603.24 < 148800 AMAN (OK)

Vu / ( f * Vn ) = 0.75 < 1.0 (OK)

15. Interaksi geser dan lentur

Elemen yang memikul kombinasi geser dan lentur harus dilakukan kontrol dengan Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi geser dan lentur sebagai berukut :

a. Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) 1.375

b. Mu / ( b * Mn ) = 0.2341

c. Vu / ( f * Vn ) = 0.0511

d. Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) = 0.2661


< 1.375 AMAN (OK)

16. Lendutan maksimum

a. lendutan maksimun L/180 1.50 cmb. beban merata 19.316 kg/cmc. lendutan 5/384 (q*L^4/E*I) 0.0157 cmd. total resultan0.02 < 1.50 AMAN (OK)

4.5.3. Rafter utama

1. Data pembenbanana. beban mati



total 100 kgc. kuda-kuda

a tipe gording WF 300.150.6,5.9b. berat 360.027 N/m

2. Permodelan Struktur

3. Reaksi pembenanan maksimum

gaya aksial dan torsi Momen dan geser


4. Data bahan

a. Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 266.67 MPa


c. Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E = 200000 MPa


5. Data profil baja

Profil : WF 300.150.6,5.9

ht = 300 mm

bf = 150 mm

tw = 6.5 mm

tf = 9 mm

r = 13 mm

A = 4678 mm2

Ix =72100 mm4

Iy =508000

0 mm4

rx = 124 mm

ry = 32.9 mm

Sx = 481000 mm3

Sy = 67700 mm3

Berat : w = 360.027 N/m

6. Data Balok kolom rafter


a. Panjang elemen thd.sb. x , Lx = 11000 mm

b. Panjang elemen thd.sb. y Ly = 1200 mm

c. Momen maksimum akibat beban terfaktor, Mu = 80516521 Nmm

d. Momen pada 1/4 bentang, MA = 40258260 Nmm

e. Momen di tengah bentang, MB = 80516521 Nmm

f. Momen pada 3/4 bentang, MC = 40258260 Nmm

g. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 97638.01 N

h. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 29668.09 N

i. Faktor reduksi kekuatan untuk aksial tekan, fn = 0.85

j. Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, fb = 0.90

k. Faktor reduksi kekuatan untuk geser, ff = 0.75


G = E / [ 2 *( 1 + u ) ] = 76923 MPa

h1 = tf + r = 22.00 mm

h2 = ht - 2 * h1 = 256.00 mm

h = ht - tf = 291.00 mm

J = S [ b * t3/3 ] = 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 * (ht - 2 * tf) * tw

3 = 98714.8 mm4

Iw = Iy * h2 / 4 = 1.075E+11 mm6

X1 = p / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 12309.9 MPa

X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.0003398 mm2/N2


Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw

2 / 4 = 104228.6 mm3





8. Perhitungan kekuatan penampang

a.Momen nominal pengaruh local buckling

1. Kelangsingan penampang sayap, l = bf / tf = 16.667


2. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang compact,lp = 170 / √ fy = 10.410

3. Batas kelangsingan maksimum untuk penampang non-compact,

lr = 370 / √ ( fy - fr ) = 26.384

4. Momen plastis, Mp = fy * Zx = 139220400 Nmm

5. Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 94596667 Nmm

6. Momen nominal penampang untuk :

a. Penampang compact : l lp

→ Mn = Mp

b. Penampang non-compact : lp < l lr

→ Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp)c. Penampang langsing : l > lr

→ Mn = Mr * ( lr / l )2

l > lp dan l < lr

Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang non-compact

7. Momen nominal penampang dihitung sebagai berikut :

compact : Mn = Mp = - Nmm non-compact

Mn = Mp - (Mp - Mr) * ( l - lp) / ( lr - lp) = 121742537 Nmm

langsing : Mn = Mr * ( lr / l )2 = - NmmMomen nominal untuk penampang : non-compactMn = 121742537 Nmm

b. Momen nominal balok plat berdinding penuh

a. Kelangsingan penampang badan, = h / tw = 44.769

b. Untuk penampang yang mempunyai ukuran : h / tw > r

maka momen nominal komponen struktur, harus dihitung dengan rumus : Mn = Kg * S * fcr

dengan, Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ]

c. Untuk kelangsingan : G ≤ p → fcr = fy

d. Untuk kelangsingan : p < G ≤ r

→ fcr = Cb * fy * [ 1 - ( G - p ) / ( 2 * ( r - p ) ) ] ≤ fy

e. Untuk kelangsingan : G > r fcr = fc * ( r / G )2 ≤ fy

f. Untuk tekuk torsi lateral : fc = Cb * fy / 2 ≤ fy

g. Untuk tekuk lokal : → fc = fy / 2


h. Koefisien momen tekuk torsi lateral,Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5 * Mu + 3 * MA + 4 * MB + 3 * MC ) =1.32 < 2.3 diambil, Cb = 1.32

i. Perbandingan luas plat badan terhadap luas plat sayap,

ar = h * tw / ( bf * tf ) = 1.401j. Momen inersia,

I1 = Iy / 2 - 1/12 * tw3 * 1/3 * h2 = 2538047 mm4

k. Luas penampang, A1 = A / 2 - 1/3 * tw * h2 = 1784 mm2

l. Jari-jari girasi daerah plat sayap ditambah sepertiga bagian plat badan

yang mengalami tekan, r1 = ( I1 / A1 ) = 38 mm

c. Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral

a. Jarak antara pengekang lateral, L = Ly = 1200 mm

b. Angka kelangsingan, G = L / r1 = 31.818


p = 1.76 * √ ( E / fy ) = 48.200


r = 4.40 * √ ( E / fy ) = 120.499

e. Tegangan acuan untuk momen kritis tekuk torsi lateral,

fc = Cb * fy / 2 = 175.44 MPa

fc < fy maka diambil, fc = 175.44 MPa

G < p dan G < r

f. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut :

G ≤ p → fcr = fy = 266.67 MPa

p ≤ G ≤ r → fcr = Cb* fy* [ 1 - ( lG - lp) / ( 2*( lr - lp) ) ] = - MPa

G > r → fcr = fc * ( lr / lG )2 = - MPa

fcr = 266.67 MPa

fc < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPa

Modulus penampang elastis, S = Sx = 481000 mm3

g. Koefisien balok plat berdinding penuh,

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / Ö fcr ] = 1.096

Momen nominal penampang, Mn = Kg * S * fcr = 140620781 Nmm


9. Momen nominal berdasarkan local buckling pada sayap

a. Faktor kelangsingan plat badan, ke = 4 / Ö ( h / tw ) = 0.598 < 0.763

diambil, ke = 0.598

b. Kelangsingan penampang sayap, lG = bf / ( 2 * tf ) = 8.33


p = 0.38 * √ ( E / fy ) = 10.41


r = 1.35 * √ ( ke * E / fy ) = 28.59

e. Tegangan acuan momen kritis tekuk lokal, fc = fy / 2 = 133.33 MPa

G< p dan G < r

f. Berdasarkan nilai kelangsingan sayap, maka termasuk penampang compact

g. Tegangan kritis penampang dihitung sebagai berikut : G ≤ p fcr =

fy = 266.67 MPa p ≤ G ≤ r

fcr = Cb* fy* [ 1 - ( G - p) / ( 2*( r - p) ) ] = - MPa G > r

fcr = fc * ( r / G )2 = - MPa

h. Tegangan kritis penampang, fcr = 266.67 MPa

fcr < fy maka diambil, fcr = 266.67 MPa

i. Modulus penampang elastis, S = Sx = 481000 mm3

j. Koefisien balok plat berdinding penuh,

Kg = 1 - [ ar / (1200 + 300 * ar) ] * [ h / tw - 2550 / fcr ] = 1.096

k. Momen nominal penampang, Mn = Kg * S * fcr = 140620781 Nmm

10. Momen nominal akibat lateral buckling

a. Momen nominal komponen struktur dengan pengaruh tekuk lateral, untuk :

Bentang pendek : L Lp

→ Mn = Mp = fy * Zx

Bentang sedang : Lp < L Lr

→ Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] Mp

Bentang panjang :L > Lr


→ Mn = Cb * / L*√ [ E * Iy * G * J + ( * E / L )2 * Iy * Iw ] Mp

b. Panjang bentang maksimum balok yang mampu menahan momen plastis,

Lp = 1.76 * ry * √ ( E / fy ) = 1586 mm

fL = fy - fr = 196.66 MPac. Panjang bentang minimum balok yang tahanannya ditentukan oleh momen

kritis tekuk torsi lateral,

Lr = ry * X1 / fL * √ [ 1 + √ ( 1 + X2 * fL2 ) ] = 4493 mm

d. Koefisien momen tekuk torsi lateral,

Cb = 12.5 * Mu / ( 2.5*Mu + 3*MA + 4*MB + 3*MC ) = 1.32

Momen plastis, Mp = fy * Zx = 139220400 Nmm

Momen batas tekuk, Mr = Sx * ( fy - fr ) = 94596667 Nmm Panjang bentang thd.sb. y (jarak dukungan lateral),

L = Ly = 1200 mm

L < Lp dan L < Lr

Termasuk kategori : bentang pendek

e. Momen nominal dihitung sebagai berikut :

Mn = Mp = fy * Zx = 139220400 Nmm

Mn = Cb * [ Mr + ( Mp - Mr ) * ( Lr - L ) / ( Lr - Lp ) ] = - Nmm

Mn = Cb * / L*√ [ E * Iy * G * J + ( * E / L )2 * Iy * Iw ] = - Nmm

f. Momen nominal untuk kategori : bentang pendek Mn = 139220400 Nmm

Mn > Mp

g. Momen nominal yang digunakan, Mn = 139220400 Nmm

11. Tahanan momen lentur

a. Momen nominal berdasarkan pengaruh local buckling,Mn = 139220400 Nmm

b. Momen nominal balok plat berdinding penuh :

Momen nominal berdasarkan tekuk torsi lateral,Mn = 140620781 Nmm

Momen nominal berdasarkan local buckling pd. sayap,Mn = 140620781 Nmm

Momen nominal berdasarkan pengaruh lateral buckling,Mn = 139220400 Nmm

Momen nominal (terkecil) yang menentukan, Mn = 139220400 Nmm

Tahanan momen lentur, fb * Mn = 125298360 Nmm


12. Tahanan aksia tekan

Faktor tekuk kolom dihitung dengan rumus sebagai berikut :

a. Untuk nilai c 0.25 maka termasuk kolom pendek :

→ = 1

b. Untuk nilai 0.25 < c ≤ 1.20 maka termasuk kolom sedang :

→ = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c )

c. Untuk nilai c > 1.20 maka termasuk kolom langsing :

→ = 1.25 * c2

d. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, kx = 1.00

e. Faktor panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, ky = 1.00

f. Panjang tekuk efektif dihitung sebagai berikut :

Panjang kolom terhadap sumbu x : Lx = 11000 mm

Panjang tekuk efektif terhadap sumbu x, Lkx = kx * Lx = 11000 mm

Panjang kolom terhadap sumbu y : Ly = 1200 mm

Panjang tekuk efektif terhadap sumbu y, Lky = ky * Ly = 1200 mm

g. Parameter kelangsingan terhadap sumbu x :

cx = 1 / * Lkx / rx * √ ( fy / E ) = 1.0311

h. Parameter kelangsingan terhadap sumbu y :

cy = 1 / * Lky / ry * √ ( fy / E ) = 0.4239

i. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu x :

j. Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu x, cx = 1.0311

Kolom pendek : = -

Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.5728

Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -

Faktor tekuk thd.sb. x, x = 1.5728

k. Menentukan nilai faktor tekuk terhadap sumbu y :

Untuk parameter kelangsingan terhadap sumbu y, cy= 0.4239

a. Kolom pendek : = -

b. Kolom sedang : = 1.43 / ( 1.6 - 0.67 * c ) = 1.0867

c. Kolom langsing : = 1.25 * c2 = -

l. Faktor tekuk thd.sb. y, y = 1.0867


m.Tegangan tekuk thd.sb. x, fcrx = fy / x = 169.544 MPa

n. Tegangan tekuk thd.sb. y, fcry = fy / y = 245.400 MPa

o. Tahanan aksial tekan :

Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. x, Nnx = A * fcrx = 793127 N

Tahanan aksial tekan nominal thd.sb. y, Nny = A * fcry =1147983 N

Tahanan aksial tekan nominal terkecil, Nn = 793127 N

Tahanan aksial tekan, n * Nn = 674158 N

13. Interaksi aksial tekan dan momen lentur

a. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 97638.01 N

b. Momen akibat beban terfaktor, Mu = 80516521 Nmm

c. Tahanan aksial tekan, n * Nn = 674158 N

d. Tahanan momen lentur, b * Mn = 125298360 Nmme. Elemen yang menahan gaya aksial tekan dan momen lentur harus memenuhi

persamaan interaksi aksial tekan dan momen lentur sbb :a. Untuk nilai,Nu / ( n * Nn ) > 0.20

→ Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0b. Untuk nilai,Nu / ( n * Nn ) ≤ 0.20

→ Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] 1.0

c. Nu / ( n * Nn ) = 0.1448 < 0.2

d. Nu / ( n * Nn ) + 8 / 9 * [ Mu / ( b * Mn ) ] = -

e. Nu / ( 2 * n * Nn ) + [ Mu / ( b * Mn ) ] = 0.7150

Nilai interaksi aksial tekan dan momen lentur = 0.7150

0.7150< 1.0 AMAN (OK)

14. Tahanan geser

Kontrol tahanan geser nominal plat badan tanpa pengaku :


h2 / tw 6.36 * ( E / fy )

39 < 174.18 Plat badan memenuhi syarat (OK)


b. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 29668.09 N

c. Luas penampang badan, Aw = tw * ht = 1950 mm2

d. Tahanan gaya geser nominal, Vn = 0.60 * fy * Aw = 312000 N

e. Tahanan gaya geser, f * Vn = 234000 N

f. Syarat yg harus dipenuhi : Vu f * Vn

29668.09 < 234000 AMAN (OK)

Vu / ( f * Vn ) = 0.7500 < 1.0 (OK)

15. Interaksi geser dan lentur

Elemen yang memikul kombinasi geser dan lentur harus dilakukan kontrol sbb. :

Syarat yang harus dipenuhi untuk interaksi geser dan lentur :

Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) 1.375

Mu / ( b * Mn ) = 0.6426

Vu / ( f * Vn ) = 0.1268

Mu / ( b * Mn ) + 0.625 * Vu / ( f * Vn ) = 0.7218

0.7218 < 1.375 AMAN (OK)16. Lendutan maksimum

a. lendutan maksimun L/180 6.11 cmb. beban merata 5.323 kg/cmc. lendutan 5/384 (q*L^4/E*I) 0.5841 cm

total resultan 0.58 < 6.11 AMAN (OK)

4.5.4. Trekstang

1. Permodelan

Gambar permodelan struktur trekstang Gambar detail trekstang


2. Gaya aksial maksimum pada trekstang

3. Data Bahan

a. Plat sambung Data Sambungan Plat

Tegangan leleh baja, fy = 240 MPa

Tegangan tarik putus, fup = 370 MPa

Tebal plat sambung, tp = 8 mm

Lebar plat sambung, Lp = 50 mmb. Trek stang Data Trek stang

Tegangan leleh baja, fy = 266.7 MPa

Tegangan tarik putus, fu = 400 MPa

Diameter track stank, dt = 16 mmc. Baut Data baut

Jenis baut, Tipe A-325

Tegangan leleh baja, fy = 740 MPa

Tegangan tarik putus, fub = 825 MPa

Diameter baut, db = 16 mm

Jumlah baut, n = 2 unitd. Las sudut Data las sudut

Tipe, Mutu : E7013


Tegangan tarik putus logam las, fuw = 390 MPa

Tebal las, tw = 3 mm

Panjang las, Lw = 100 mm

4. Tahana tarik plat

a. Luas penampang bruto, Ag = tp * Lp = 400.00 mm2

b. Luas penampang efektif,Ae = tp * [ Lp - ( db + 2 ) ] = 256.00 mm2

c. Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang brutto,

* Tn = 0.90 * Ag * fy = 86400 Nd. Tahanan tarik plat berdasarkan luas penampang

efektif,

* Tn = 0.75 * Ae * fup = 71040 N

e. Tahanan tarik plat (terkecil) yang digunakan, * Tn = 71040 N

5. Tahanan tarik trek stang

a. Luas penampang bruto, Ag = / 4 * dt2 = 201.06 mm2

b. Luas penampang efektif, Ae = 0.90 * Ag = 180.96 mm2

c. Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang brutto,

* Tn = 0.90 * Ag * fy = 48255 Nd. Tahanan tarik track stank berdasarkan luas penampang efektif,

* Tn = 0.75 * Ae * fup = 54287 N

e. Tahanan tarik plat (terkecil) yang digunakan, * Tn = 48255 N

6. Tahan geser baut dan plat tumpu

a. Faktor reduksi kekuatan geser baut, f = 0.75

b. Kondisi sambungan baut geser tunggal, m = 1

c. Faktor pengaruh ulir pada bidang geser, r1 = 0.4d. Luas penampang 1 baut,

Ab = / 4 * db2 = 201.06

e. Tahanan geser baut,f * Vn = f * r1 * m * Ab * fu

b * n = 99526 Nf. Tahanan tumpu plat, 85248 N


f * Rn = 2.4 * f * db * tp * up * n =

g. Tahanan sambungan baut (terkecil), f * Vn = 85248 N

7. Tahanan las

a. Tegangan tarik putus plat, fup = 370 MPa

b. Tegangan tarik putus logam las, fuw = 390 MPa

c. fup < fuw Kuat tarik sambungan, fu = 370 MPa

d. Tahanan las sudut,

f * Rnw = 0.75 * tw * ( 0.60 * fu ) * Lw = 49950 N

8. Rekap tahanan sambungan

No Tahanan sambungan * Tn

berdasarkan kekuatan ( N )1 Plat 710402 Track stank 482553 Baut 852484 Las 49950

Tahanan sambungan terkcil 48255Gaya tarik pada track stank akibat beban terfaktor,Tu = 40795.07 N

Syarat yg harus dipenuhi :

Tu * Tn

40795 < 48255 AMAN (OK)

4.5.5. Baut sambungan

4.5.6. Kolom baja jack roof

1. Data bahan

a. Tegangan leleh baja (yield stress), fy = 240 MPa


c. Modulus elastik baja (modulus of elasticity), E =20000

0 MPa



2. Data profil baja

Profil : WF 250.125.5.8

ht = 248 mm

bf = 125 mm

tw = 5 mm

tf = 8 mm

r = 12 mm

A = 3268 mm2

Ix = 35400 mm4

Iy = 2550000 mm4

rx = 104 mm

ry = 27.9 mm

Sx = 285000 mm3

Sy = 41100 mm3

w = 360.0273. Data kolom

a. Panjang elemen thd.sb. x, Lx = 1000 mm

b. Panjang elemen thd.sb. y, Ly = 6000 mm

c. Gaya aksial akibat beban terfaktor, Nu = 23957.48 N

d. Momen akibat beban terfaktor thd.sb. x, Mux = 2677983.4Nmm

e. Momen akibat beban terfaktor thd.sb. y, Muy = 284154.18Nmm

f. Gaya geser akibat beban terfaktor, Vu = 4532.75 Ng. Faktor reduksi kekuatan untuk aksial

tekan, fn = 0.85

h. Faktor reduksi kekuatan untuk lentur, fb = 0.90

i. Faktor reduksi kekuatan untuk geser, ff = 0.75


G = E / [2*(1 + )] = 76923.077 MPa


h1 = tf + r = 20.00 mm

h2 = ht - 2 * h1 = 208.00 mm

h = ht - tf = 240.00 mmJ = [ b * t3/3 ]

= 2 * 1/3 * bf * tf3 + 1/3 * (ht - 2 * tf) * tw

3 = 52333.3 mm4

Iw = Iy * h2 / 4 = 3.672E+10 mm6

X1 = / Sx * √ [ E * G * J * A / 2 ] = 12643.4 MPa

X2 = 4 * [ Sx / (G * J) ]2 * Iw / Iy = 0.0002887 mm2/N2


Zy = tf * bf2 / 2 + ( ht - 2 * tf ) * tw

2 / 4 = 63950.0 mm3






thd.sb. X :

Ic3 = 0

Lc3 = 0

Ib3 = 3140000 Ib4 = 3140000

Lb3 =1000

B

Lb4 = 1000

Joint B ( Ic / Lc) = 425

Ic2 = 2550000 ( Ib / Lb) = 6280Lc2 = 6000.00 GBx = ( Ic / Lc ) / ( Ib / Lb ) = 0.1

Ib1 = 3140000 Ib2 =314000

0

Lb1 = 1000 A

1000Lb2 =Joint A :

( Ic / Lc) =425

Ic1 = 0 ( Ib / Lb) = 6280

Lc1 = 0 GAx = ( Ic / Lc ) / ( Ib / Lb ) = 0.1

kx = [ 3*GAx*GBx + 1.4*(GAx+ GBx) + 0.64 ] / [ 3*GAx*GBx + 2.0*(GAx+ GBx) + 1.28 ]

aktor panjang tekuk efektif thd.sb. x, kx = 0.53900


5.

4.5.7.


400

270

ii.

iii.

iv. Perhitungan Plat Lantai

Plat lantai adalah struktur yang merupakan aplikasi vertikal dari

luas bangunan yang tersusun dari beton dan tulangan. Berikut ini

adalah contoh perhitungan plat lantai dari beberapa tipe yang ada

sesuai dengan luasan plat yang didukung oleh balok di bawahnya;

Perhitungan beban pelat lantai dengan t = 12 cm

1. Beban Mati (qD)

a. Beban plat sendiri = 0,12 x 2400 = 288 kg/m²

b. Finising lantai = 0,06 x 2100 = 126 kg/m²

c. Plafond dan ME = 50 = 50 kg/m²

Total Beban Mati = 464 kg/m²

2. Beban Hidup (qL)

Beban Hidup = 250 kg/m²

3. Beban Terfaktor (qU)

qU = ( 1,2 x qD ) + ( 1,6 x qL )

= ( 1,2 x 464 ) + ( 1,6 x 250 )

= 956,8 ≈ 957 kg/m²

Contoh Perhitungan Momen dan Penulangan Plat Lantai tipe 1

LyLx =

400270 = 1,48

Mtx = -0,001 . qU . lx² . Ctx


Ly/lx Ctx

1,48 74,4

= -0,001 . 957 . 2,7² . 74,4

= 519,36 kg.m

= 51936,39 kg.cm2

Perhitungan Penulangan Plat

Mu = 519,36 kg.m = 51936,39 kg.cm

d = h - d’- φ tul

2 = 12 – 2 - 1

2

= 9,5 cm

b = 100 cm ( untuk pelat diambil 1 m )

f’c = 250 kg/cm2

fy = 2400 kg/cm2

Koefisien Penampang ( Rn )

Rn =

Mu

φ . 0,85. fc .b .d .2

=

51936,39

0,80 . 0,85 .250 . 100.9,52

= 0,03385

Indeks Tulangan ( ω )

ω = 1 - √(1−2.Rn )

= 1 - √(1−2.0,03385 )

= 0,03444

Rasio Tulangan ( ρ )

ρ = ω . 0,85 . f’c/fy

= 0,03444.0,85.250/2400

= 0,00305

Luas Tulangan ( As )


As = ρ .b.d

= 0,00305.100.9,5

= 2,90 cm2

Jumlah Tulangan ( n )

n = As / ¼.π.d2

= 2,90 / ¼.3,14.12

= 3,69 buah

Jarak Tulangan ( s )

S = 100/n

= 100 / 3,69

= 27,09 ≈ 25,5 cm

Tulangan yang dipakai Ø10 – 200

Dalam pelaksanaan, jarak maksimum tulangan pelat adalah 20

cm. Jadi, untuk pelat di atas, tulangan yang digunakan adalah Ø10 –

200.

Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel Penulangan

Plat.

0.7151 Perhitungan Struktur Balok

Balok adalah struktur yang menanggung beban dari balok itu sendiri

dan dari plat yang ditumpunya. Oleh karena itu, pembebanan pada balok harus

diperhitungkan dari berat sendiri balok dan dari plat yang telah didistribusikan

pada balok tersebut.

v. Distribusi Beban Plat ke Balok (Amplop Beban)

Suatu luasan plat termasuk beban yang dipikulnya yang

ditumpu balok di sisi-sisinya harus didistribusikan / dibagi sedemikian

rupa, sehingga setiap balok yang menumpunya bisa menerima beban

yang sesuai dengan kapasitasnya.


BA2

Berikut ini adalah contoh pendistribusian beban plat ke balok

yang menumpunya.

B4

B4 BA1

BA2

13

31 32

19 20 21

42 43

54

Gambar 4.1 Distribusi Beban Plat ke Balok

A. Distribusi Beban Plat Ke Balok Anak BA2

Dimensi Balok = 0.20 * 0.40 m2

Beban Mati Plat, t:12 cm = 464 kg/m2

Beban Hidup Plat = 250 kg/m2

Panjang Balok = 4.00 m

Berat Partisi = 100 kg/m

Tinggi Dinding = 4 m

Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Anak BA2

Luas = ( (

1. 33+42 ) * 1.33 ) * 2 = 7.10 m2

Beban Mati (qD)

- BS Balok = 0.2 * 0.4 * 2400 = 192 kg/m

- B Mati Plat =

7 .104 * 464 = 823.60 kg/m

- Berat partisi = 4 * 100 = 400 kg/m

qD = 1415.60 kg/m

Beban Hidup (qL)


BA120

8.002.67

4.00

8.00

B413

- Beban Hidup =

7 .104

* 250 = 443.75 kg/m

B. Distribusi Beban Plat Ke Balok Anak BA1


Beban Mati Plat, t : 12 cm = 464 kg/m2



Berat Partisi = 100 kg/m


Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Anak BA1

Luas = ( 0.5 * 2.67 * 1.33 ) * 6 = 10.68 m2

Beban Mati (qD)

- BS Balok = 0.25 * 0.70 * 2400 = 420 kg/m

- B Mati Plat =

10 . 688 * 464 = 953.13 kg/m

- Berat Dinding = 4 * 100 = 400 kg/m

qD = 2373.19 kg/m

Beban Hidup (qL)

- Beban Hidup =

10 . 688 * 250 = 333.75 kg/m

C. Distribusi Beban Plat Ke Balok Induk B4

Dimensi Balok = 0.3* 0.70 m2

Beban Mati Plat, t :12 cm = 464 kg/m2



Berat Dinding = 250 kg/m


Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Induk B4


B4

20 8.00

2.67

Luas = (

1. 33+42

* 1.33) *2 = 7.10 m2

Beban Mati (qD)

- BS Balok = 0.30 * 0.70 * 2400 = 504 kg/m

- B Mati Plat =

7 .108 * 464 = 633.68 kg/m


qD = 2137.68 kg/m

Beban Hidup (qL)

- Beban Hidup =

3. 554 * 250 = 221.88 kg/m

D. Distribusi Beban Plat Ke Balok Induk B4


Beban Mati Plat, t : 12 cm = 464 kg/m2



Berat Dinding = 250 kg/m


Bentuk Perhitungan Pembebanan Balok Anak B4

Luas = ( 0.5 * 2.67 * 1.33 ) * 6 = 10.68 m2

Beban Mati (qD)

- BS Balok = 0.30 * 0.70 * 2400 = 504 kg/m

- B Mati Plat =

10 . 688 * 464 = 953.13 kg/m


qD = 2373.19 kg/m

Beban Hidup (qL)

- Beban Hidup =

10 . 688 * 250 = 333.75 kg/m


Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel Perhitungan Balok.

vi. Perhitungan Beban Gempa

Bangunan Gedung ICT Center Undip Semarang merupakan

bangunan yang berada di daerah gempa, sehingga sebelum memulai

menganalisa struktur terlebih dahulu dimulai dengan perhitungan gaya

gempa yang kemungkinan akan diterima bangunan tersebut pada saat

terjadi gempa.

a. Perhitungan Berat Bangunan ( Wt )

Karena besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat

dari struktur bangunan, maka perlu dihitung berat dari masing-

masing lantai bangunan. Berat bangunan ini didapat dari

perhitungan SAP 2000 v.10 dengan kombinasi load factor yang

dapat dilihat pada lampiran. Adapun gaya yang diambil adalah

gaya aksial dari kolom.

Berat Lantai R. Lift = 189.557,92 kg

Berat Lantai 6 = 1.470.018,97 kg





Berat Lantai 1 = 9.368.558,22 kg +

Berat bangunan total = 32.059.206,65 kg

b. Waktu Getar Alami Bangunan ( T ), dengan Rumus Empiris :

Tx = Ty = 0,06 H3/4

H = 29 m

Tx = Ty = 0,06 ( 29 )3/4

= 0,75 detik


c. Faktor Respons Gempa ( C )

Dengan menetapkan spektrum percepatan maksimum Am

sebesar :

Am = 2,5 . Ao

= 2,5 . 0,12

= 0,30

Dengan waktu getar alami sudut Tc untuk jenis tanah

keras sebesar ,

Tc = 0,5 detik; maka faktor respons gempa C ditentukan oleh

Untuk T > Tc = 0,75 > 0,5

C = ArT

= 0.150.75

= 0,2

d. Gaya Geser Horisontal Total Akibat Gempa

Vx,y = Vc =C . I

R.Wt

= 0.2× 1

8.5 × 32.059.206,65

= 754.334,27 kg

e. Distribusi Gaya Geser Horisontal Total Akibat Gempa ke

Sepanjang Tinggi Gedung

Fi x,y = Wi . hi

∑ Wi . hi× Vx,y

dengan:

Fi = gaya geser horisontal akibat gempa

hi = tinggi lantai ke i terhadap lantai 1


Wi = berat bangunan per lantai

Vx,y = gaya geser horizontal total akibat gempa untuk

arah x dan y

Tabel 4.1. Distribusi Beban Gempa Tiap Lantai

Lantai

( i )

Hi( m )

Wi( kg )

Wi x Hi ( kg.m )

V x,y (kg)

Fi x,y

R. Lift

29 189.557,92 5.497.179,68 754.334,27 11.586,35

6 251.470.018,9

736.750.474,25 754.334,27 77.458,62

5 212.863.973,7

161.074.084,33 754.334,27 128.725,27

4 174.459.836,5

060.143.447,91 754.334,27 126.763,77

3 136.055.699,2

978.724.090,77 754.334,27 165.926,02

2 97.651.562,0

468.864.058,36 754.334,27 145.144,12

1 59.368.558,2

246.842.791,10 754.334,27 98.730,11

Jumlah357.896.126,4

0- 754.334,27


LANTAI R. LIFT

LANTAI 6

LANTAI 5

LANTAI 4

LANTAI 3

LANTAI 2

11.586,35

77.458,62

128.725,27

126.763,77

165.926,02

145.144,12

LANTAI 1

98.730,11

Gambar 4.1 Diagram Distribusi Beban Gempa Tiap Lantai

f. Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa

dalam Arah X dan Y untuk Tiap Lantai

Karena struktur tidak simetris maka penyebaran gaya geser

dasar horizontal akibat gempa ke sepanjang tinggi gedung dalam

arah X dan Y menggunakan pendekatan di bawah ini :

Cari kekakuan tiap kolom pada setiap lantai

Gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui gaya geser

horizontal akibat gempa ditiap kolom pada setiap lantai.

F =

Kekakuan kolom

∑ Kekakuan kolom tiap lantaix Fi x,y

K = 12 E I / h3


Dimana :

K = Kekakuan Kolom

E = Modulus Elastisitas Beton

I = Inersia Kolom

h = Tinggi Kolom

Tabel 4.2. Distribusi Beban Gempa Tiap Kolom

Lantai 1

Nama

Kolom

Jumlah

Kolom

Kekakuan

Kolom

Kekakuan

TotalF x,y F

K1 21 68.812,80 1.445.068,79

98.730,11 4.459,03

K2 4 10.500,00 42.000,00 98.730,11 680,39

K3 5 6451,20 32256,00 98.730,11 418,03

K5 1 4300,80 4.300,79 98.730,11 278,69

Jumlah1.523.625,6

05.836,15

Lantai 2

Nama

Kolom

Jumlah

Kolom

Kekakuan

Kolom

Kekakuan

TotalF x,y F

K1 21 134.400,002.822.400,0

0145.144,12 6.568,15

K2 4 20.507,81 82.031,25 145.144,12 1.002,22

K3 5 12.600,00 63.000,00 145.144,12 615,76

K4 2 1.281,74 2.563,48 145.144,12 62,64

Jumlah 2.969.994,72

8.248,77

Lantai 3

Nama

Kolom

Jumlah

Kolom

Kekakuan

Kolom

Kekakuan

TotalF x,y F

K1 21 134.400,00 2.822.400,0 165.926,02 7.508,58


0

K2 4 20.507,81 82.031,25 165.926,02 1.145,72

K3 5 12.600,00 63.000,00 165.926,02 703,93

K4 2 1.281,74 66.61 165.926,02 71,61

Jumlah 2.969.994,72

9.429,84

Lantai 4

Nama

Kolom

Jumlah

Kolom

Kekakuan

Kolom

Kekakuan

TotalF x,y F

K1 21 134.400,002.822.400,0

0126.763,77 5.736,39

K2 4 20.507,81 82.031,25 126.763,77 875,30

K3 5 12.600,00 63.000,00 126.763,77 537,79

K4 2 1.281,74 2.563,48 126.763,77 54,71

Jumlah 2.969.994,72

7.204,19

Lantai 5

Nama

Kolom

Jumlah

Kolom

Kekakuan

Kolom

Kekakuan

TotalF x,y F

K1 19 134.400,002.553.600,0

0128.725,27 6.404,23

K2 4 20.507,81 82.031,25 128.725,27 977,30

K3 5 12.600,00 63.000,00 128.725,27 600,45

K4 2 1.281,74 2.563,48 128.725,27 61,08

Jumlah 2.701.194,73

8.043,66

Lantai 6

Nama

Kolom

Jumlah

Kolom

Kekakuan

Kolom

Kekakuan

TotalF x,y F

K1 16 134.400,002.150.400,0

077.458,62 4.654,85


K2 1 20.507,81 20.507,81 77.458,62 710,27

K3 5 12.600,00 63.000,00 77.458,62 436.39

K4 2 1.281,742.563.476,0

077.458,62 44.39

Jumlah 2.236.471,00

5.845,91

Lantai R.Lift

Nama

Kolom

Jumlah

Kolom

Kekakuan

Kolom

Kekakuan

TotalF x,y F

K4 32 1.281,74 41.015,62 11.586,35 362,07

Jumlah 362,07

vii. Perhitungan Penulangan Balok

Besarnya load factor untuk perhitungan pembebanan balok

yang digunakan untuk mencari tulangan lentur dapat dilihat pada

lampiran kombinasi load factor.

Berikut ini adalah contoh perhitungan tulangan balok pada

Portal As 2 ( B – C ) di lantai 2 :

Diketahui :

Dimensi Balok b : 30 cm

h : 70 cm

d : 63 cm

Mutu Beton, f’c : 250 kg/cm2

fy : 4000 kg/cm2

fyv : 2400 kg/cm2

Data SAP :

Momen Terfaktor ( Mu ) : 3657473 kg.cm

Gaya Lintang Terfaktor ( Vu ) : 23322,54 kg.cm

- Perhitungan Tulangan Lentur



Rn =

Mu

φ . 0,85. fc .b .d .2

=

3657473

0,80*0,85*250*30*632= 0,1806


ω = 1 - √(1−2.Rn )

= 1 - √(1−2*0,12575) = 0,2007


ρ = ω . 0,85 . f’c/fy

= 0,2007*0,85*250/4000 = 0,0106

→ ρ min = 14/fy

= 14/4000 = 0,00350

→ ρ maks = 0,75 . 0,85 . f’c/fy . 6000/( 6000+fy )

= 0,75*0,85*250/4000*6000/( 6000+4000 )

= 0,02391

ρmin < ρ < ρ maks → Dipakai ρ


As = ρ .b.d

= 0,0106 * 30 * 63

= 20,15 cm2


n = As / ( ¼ . π .D2 ) → Dipakai Tulangan D 25 mm

= 20,15 / ( ¼ *3,14*2,52)

= 4,11 buah ≈ 5 buah

Jadi, Tulangan yang dipakai adalah 5 D 25.

Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada

lampiran Penulangan Balok.


Untuk selanjutnya, perhitungan tulangan utama balok

menggunakan Luas Tulangan (As) yang didapat dari SAP, karena hasil

dari perhitungan manual dengan hasil perhitungan SAP tidak jauh

berbeda.

Berikut ini adalah tabel perbandingan hasil dari perhitungan

manual dengan perhitungan SAP :

Tabel 4.3

Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan Perhitungan SAP

Mu 3657473 983396,06 39335584Manual S A P Manual S A P Manual S A P

b 30 30 30 30 30 30h 70 70 70 70 70 70d 63 - 63 - 63 -f'c 250 250 250 250 250 250fy 4000 4000 4000 4000 4000 4000Rn 0,1806 - 0,04858 - 0,1943 -w 0,2007 - 0,04982 - 0,2181 -P 0,0106 - 0,00264 - 0,0115 -

Pmin 0,00350 - 0,00350 - 0,00848 -Pma

x 0,02391 - 0,02391 - 0,02391 -As 20,15 20,17 6,62 6,64 21,90 21,90

- Perhitungan Tulangan Sengkang

Kuat Geser Beton ( Vc ) = 0,53 √f'c

= 0,53 √250 = 8,38 kg/cm2

Tegangan Geser Balok ( Vn ) =

VuΦ . b. d

=

23322,540,60*30*63

= 20,56 kg/cm2

Rasio Geser,

VnVc =

20,568,38


= 2,45 → 1 < x ≤ 3

→ Jarak Sengkang ( S ) =

Av . fyvb (Vn−Vc )

→ Av = 2 x ¼ π Ds2

= 2 x ¼ x 3,14 x 12

= 1,57 cm2

S =

1,57*240030 (20,56 -8,38 )

= 10,31 cm ≈ 10 cm

Jadi, Tulangan sengkang yang dipakai adalah Ø10 – 100.

Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada

lampiran Penulangan Balok.

0.7152 Perhitungan Struktur Kolom

Kolom adalah struktur yang menyalurkan beban dari balok ke pondasi

yang menumpu bangunan. Karena itu, selain harus menanggung berat

sendirinya, kolom juga menanggung beban dari balok yang ditumpunya.

Berikut ini adalah contoh perhitungan tulangan kolom pada As A–2.

- Perhitungan Tulangan Lentur

Perhitungan Absis dan Ordinat untuk grafik Penulangan Kolom :

- Absis =

Mu

φ . b. h2. 0,85 . f'c

=

1021233,24

0,65 x 80 x 802 x 0,85 x 250

= 0,014

- Ordinat =

Puφ . b.h . 0,85 . f'c

=

260253,120,65 x 80 x 80 x 0,85 x 250

= 0,294


Dari grafik, didapatkan :

Dari absis dan ordinat tersebut, nilai garis lengkung γ : tidak ada,

karena berada disebelah kiri grafik, digunakan tulangan minimum 1%.

- Luas Tulangan ( As )

As = ρ x b x h

= 0,01 x 80 x 80

= 64 cm2

- Jumlah Tulangan ( n )

n =

64A → A = ¼ x 3,14 x 2,52

=

644,9

= 13,06 ≈ 14 buah

- Tulangan dipakai 14 D 25.

Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada lampiran

Penulangan Kolom.

Untuk selanjutnya, perhitungan tulangan utama kolom menggunakan

Luas Tulangan (As) yang didapat dari SAP, karena hasil dari perhitungan

manual dengan hasil perhitungan SAP tidak jauh berbeda.

Berikut ini adalah tabel perbandingan hasil dari perhitungan manual

dengan perhitungan SAP :

Tabel 4.4

Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan Perhitungan SAP

No. As A - 2 A - 3 A - 4Mu 1021233,24 1588866,78 1761454,95

Manual S A PManua

lS A P Manual S A P

b 80 80 80 80 80 80


h 80 80 80 80 80 80d 72 - 72 - 72 -f'c 250 250 250 250 250 250

Absis 0,014 - 0,022 - 0,024 -Ordinat 0,294 - 0,45 - 0,507 -

As 64 64 64 64 64 64

- Perhitungan Tulangan Sengkang

Kuat Geser Beton ( Vc ) = 0,53 √f'c

= 0,53 √250

= 8,38 kg/cm2

Tegangan Geser Balok ( Vn )

=

VuΦ . b. d

=

10893,760,60*80*72

= 3,152 kg/cm2

Rasio Geser,

VnVc =

3,1528,38

= 0,376 →

VnVc < 0,5

Jadi, Tulangan geser sengkang yang dipakai adalah Tulangan Praktis

Ø8 –100.

Perhitungan selanjutnya dibuat dalam bentuk tabel pada lampiran

Penulangan Kolom.

0.7153 Perhitungan Struktur Tangga

Pembebanan tangga

- Berat Sendiri Pelat ( qD ) = 0,25*2400 = 600 kg/m2

- Berat setelah direduksi ( qD / cos α ) = 693 kg/m2


- Berat Finishing dan Railling = 100 kg/m2

- Beban Hidup Tangga ( qL ) = 400 kg/m 2 +

Berat Total = 1193 kg/m2

Mu = 1/10 x q x L2

= 1/10 x 1193 x (3,175) 2

= 1202,6 kg.m/m

Tinggi ht = 16 cm, d = 27,5 cm

Mutu Beton fc’ = 250 kg/cm2

Baja Tulangan fy = 4000 kg/cm2


Rn =

Mu

φ . 0,85. fc .b .d .2

=

120260

0,80*0,85*250*100*27,52

= 0,00935


ω = 1 - √(1−2.Rn )

= 1 - √(1−2*0,00935)

= 0,00940


ρ = ω . 0,85 . f’c/fy

= 0,00940*0,85*250/4000 = 0,00050

→ ρ min = 14/fy

= 14/4000 = 0,00350


→ ρ maks = 0,75 . 0,85 . f’c/fy . 6000/( 6000+fy )

= 0,75*0,85*250/4000*6000/( 6000+4000 )

= 0,02391

ρ < ρ min → Dipakai ρ min


As = ρ .b.d

= 0,00350 * 100 * 27,5

= 9,625 cm2


n = As/( ¼ . π .D2 ) → Dipakai Tulangan D 16 mm

= 9,625 / ( ¼ *3,14*1,62)

= 4,790 ≈ 5 buah

Jarak Tulangan ( s )

s =

bn =

1004,790 = 20,877 cm ≈ 20 cm

Jadi, Tulangan yang dipakai adalah 5D16 - 200.

0.7154 Perhitungan Struktur Pondasi

Direncanakan Pondasi Sumuran D = 1,5 m, H = 6,0 m

- Beban Axial (P) = 614068,74 kg

- Momen (Mu) = 2409605,72 kg.cm

viii. Perhitungan Penulangan Poer

Mu = 2409605,72 kg

d = 0,9 x 100 = 90 cm

fc = 300 kg/cm

fy = 4000 kg/cm


Koefisien Penampan g

Rn=MU

φ . 0 , 85 . fc . b. d2

Rn=2409605,72

0,8 . 0 , 85 .300 . 210.902

Rn=0 , 0069

ωn=1−√1−2. Rnωn=1−√1−2.0 , 0069=0 ,0069

Rasio tulangan

ρ=ϖ .0 ,85 . fcfy

ρ=0 ,0069.0 ,85 .3004000

ρ = 0,0004

ρ < ρ min

0,0004 < 0,0035

Luas tulangan

As= ρ . b .dAs=0 ,0035 . 210 .90As=66 ,15

Digunakan tulangan ø 25

A=14

π . D2

A=4 ,9062

Jumlah tulangan = As/A

= 66,15 / 4,9062

= 13,48 ≈ 14


Jarak tulangan = b/n = 210/14

= 15 cm

Dipakai→14 D 25

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel lampiran.

ix. Perhitungan Daya Dukung Tanah

Beban yang bekerja :

- Beban axial P = 614068,74 kg

- Berat Poer 2,1 . 2,1 . 1 . 2400 = 10584,00 kg

- Berat Tanah Urug 2,1 . 2,1 . 0,6 . 1200 = 3175,2 kg +

∑P = 627827,94 kg

Daya Dukung Tanah

Diketahui : Nilai Conus (qc) = 165 kg/cm2

Total Friction (Tf) = 172 kg/cm

A = ¼ . π . D2

= 0,25 x 3,14 x 1502 = 17662,5 cm2

O = π . D

= 3,14 x 150 = 471 cm

Qa= Axqc3

+ TfxO5 ,

Qa=17662,5 x165

3+172 x 471

5 = 985.782,3

∑P < Qa

627827,94 < 985.782,3

Jumlah sumuran yang digunakan

n =

ΣPQa

=

627 .827,94 985 .782,3

= 0,636


Jadi sumuran yang dipakai sebanyak 1 buah

x. Perhitungan Tulangan Pondasi sumuran

Mutu beton K-350 f’c = 350 kg/cm2

Tulangan pokok = D 25 mm, fy = 4000 kg/cm2

Tulangan geser = Ø 10 mm fy = 2400 kg/cm2

Tebal selimut beton d’ = 150 mm

Cek terhadap keruntuhan!

A = ¼. 3,14 . (150)2 = 17662,5 cm2

emin = 0,1.D = 0.1 . 150 = 15 cm

e = Mmaks/P = 2409605,72 / 614068,74 = 3,92 cm

e < emin Keruntuhan tekan

3,92 < 15 ........OK!!!

Diagram interaksi

Absis =

Mn .φ∗Ag∗0 , 85∗fc∗D

=2409605,72 0 , 65∗17662 , 5∗0 ,85∗350∗15

= 0,047

Ordinat =

Pnφ∗Ag∗0 , 85∗fc

=614068,74 0 , 65∗17662,5∗0 , 85∗350

= 0,179

Dari diagram interaksi didapatkan nilai ρmin = 0,01

digunakan ρ = 0,01

Cek keruntuhan aksial !

Po=Ag[ 0 , 85 . fc ' (1−ρ )+fy . ρ ]

Po=17662 , 5[ 0 ,85. 350(1−0 , 01)+4000 .0 , 01 ]= 5908547,81 kg

PnMax = 0,8 Po

Pn = Ф. 0,80 . Po ( Tulangan Spiral Ф = 0,70 )

Pn = 0,75 . 0,80 . 5908547,81 = 3545128,69 kg


Syarat : P < Pn

614.068,74 < 3.545.128,69..... OK!

AsTul = ρ. 0,25 . π . D2

= 0.01 . 0,25 . 3,14 . 1502 = 176,63 cm2

n = As /0,25*3,14*2,5

= 176,63 / 4,9062

= 36

dipakai tulangan 36 D 25

Untuk tulangan sengkang digunakan Ø10 - 200 ( Spiral )

Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel lampiran.


bab iv ceper+pongki

Documents