bab iv perhitungan struktur 4 - usm

63

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 Perhitungan Pembebanan

4.1.1 Perencanaan beban gempa

Beban gempa atau respons spectrum yang terjadi sesuai dengan data pada

perhitungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012. Analisis struktur terhadap beban

gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respons pektrum. Berdasarkan

peta pada google maps, Gedung Arsip Kantor Pertanahan Kota Semarang terletak pada

lintang -6.987411 dan bujur 110.429206.

a. Menentukan Kategori Resiko Struktur Bangunan (I-IV) dan faktor keutamaan

(Ie)

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai Tabel

4.2.1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor

keutamaan Ie menurut tabel 4.2.2 :

Tabel 4.1.1 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban Gempa

Jenis Pemanfaatan Kategori

Resiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi

untuk, antara lain:

a. Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan

b. Fasilitas sementara

c. Gudang penyimpanan

d. Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam

kategori resiko I, III, IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

a. Perumahan

b. Rumah toko dan rumah kantor

c. Pasar

d. Gedung perkantoran

e. Gedung apartemen/ rumah susun

f. Pusat pembelanjaan/ mall

g. Bangunan industry

II

64

h. Fasilitas manufaktur

i. Pabrik

Gedung dan non gedung yang memiliki resiko tinggi terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi

untuk:

a. Bioskop

b. gedung pertemuan

c. stadion

d. fasilitas kesehatan yang baik memiliki unit bedah dan unit

gawat darurat

e. fasilitas penitipan anak

f. penjara

g. bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV,

yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang

besar dan/ atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat

sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

a. pusat pembangkit listrik biasa

b. fasilitas penanganan air

c. fasilitas penanganan limbah

d. pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori resiko

IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur,

proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat

pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah

berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung

bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan bahannya

melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang

dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi

kebocoran.

III

Sumber : SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung

65

Tabel 4.1.2 Faktor Keutamaan Gempa

Kategori Resiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

1V 1,50


Bangunan Gedung dan Non Gedung.

Gedung yang direncanakan berupa gedung perkantoran dengan kategori risiko II,

untuk faktor keutamaan gedung adalah :Ie = 1,0

b. Menentukan Parameter percepatan gempa (SS dan S1)

Berdasarkan dari gambar respon spektra pada Tabel 4.5,Gambar 4.29 dan Gambar

4.30 didapat nilai parameter Ss dan S1, dimana parameter SS (percepatan batuan dasar

pada perioda pendek) dan parameter S1 (percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) :

Ss = 1.012 g dan S1 = 0,339 g

Tabel 4.1.3 Nilai Ss dan S1 Respon Spektra

(Sumber: http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011

http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011

66

Gambar 4.1.1 Peta Parameter Ss Wilayah Indonesia

(Sumber: http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011)

Gambar 4.1.2 Peta Parameter S1 Wilayah Indonesia


c. Menentukan Kelas Situs

Penetapan Kelas Situs dapat dilakukan melalui penyelidikan tanah dengan menguji

nilai penetrsai standar rata-rata.N Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan tanah

dan/atau batuan yang nyata berbeda, harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi

nomor ke-1 sampai ke- n dari atas ke bawah, sehingga ada total N-lapisan tanah yang

berbeda pada lapisan 30 m paling atas tersebut. Nilai untuk lapisan tanah 30 m paling

atas ditentukan sesuai dengan perumusan berikut :



67

∑

∑ ⁄

Keterangan :

ti = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 20,8 meter;

Ni =tahanan penetrasi standar 60 persen energi (N60) yang terukur langsung di

lapangan tanpa koreksi.

Dikarenakan data tanah yang dimiliki hanya terdapat data sondir, maka

nilai N dapat dicari dengan rumus pendekatan yang berada dalam buku teknik

sipil karangan Ir. V Sunggono kh halaman 132 :

Tabel 4.1.4 Penafsiran Hasil Penyelididkan Tanah dengan Memakai Alat Sondir

qc = tekanan konis

fs = hambatan pelekat

Untuk lempung qc = 2 N

Untuk pasir qc = 4 N

68

Tabel 4.1.5 Mengubah Nilai qc ke N

kedalam qc fs N

0 0 0 0

1 10 0,3 5

2 7 0,3 3.5

3 25 0,2 6.25

4 40 0,2 10

5 38 0,4 9.5

6 15 0,2 3.75

7 18 0,4 4.5

8 8 0,2 2

9 7 0,3 3.5

10 5 0,2 2.5

11 8 0,4 4

12 8 0,8 2

13 7 0,5 3.5

14 8 0,2 2

15 12 0,3 3

16 8 0,2 2

17 12 0,8 6

18 12 0,8 6

19 25 1 6.25

20 20 0,7 10

20,8 22 0,8 11

Tabel 4.1.6 Nilai Penetrasi Standar Rata-rata (N).

No Depth (m) N t/N

1 0 - 1 5 0.200

2 1 – 2 3.5 0.286

3 2 – 3 6.25 0.160

4 3 – 4 10 0.100

69

5 4 – 5 9.5 0.105

6 5 - 6 3.75 0.267

7 6 - 7 4.5 0.222

8 7 – 8 2 0.500

9 8 – 9 3.5 0.286

10 9 – 10 2.5 0.400

11 10 – 11 4 0.250

12 11 – 12 2 0.500

13 12 – 13 3.5 0.286

14 13 – 14 2 0.500

15 14 – 15 3 0.333

16 15 – 16 2 0.500

17 16 – 17 6 0.167

18 17 - 18 6 0.167

19 18 - 19 6.25 0.160

20 19 - 20 10 0.100

21 20 - 20.8 11 0.073

∑ 20.8

5.561

N =

Tipe kelas situs harus ditetapkan sesuai dengan definis dari Tabel 4.5.5 dan pasal

pasal berikut.

70

Tabel 4.1.7 Hubungan Klasifikasi Situs dengan Parameter Tanah



Berdasarkan klafisikasi situs diatas, untuk kedalaman 30 meter dengan nilai test

penetrasi standar rata – rata berada pada nilai( ) , dan memenuhi pasal

(SE) tanah lunak.

profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan karateristik sebagai berikut :

1. Indeks plastisitas, PI > 20

2. Kadar air, w > 40%

3. Kuat geser niralir su <25 kPa

maka tanah dilokasi tersebut termasuk kelas situs SE (tanah lunak).

d. Menentukan koefisien-koefisien situs dan parameter-parameter respons spectral

percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan resiko-tertarget (MCER).

71

Dalam penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah,

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1 detik.

Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran

perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran

perioda 1 detik (Fv).

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS) dan perioda

satu detik (SM1) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs.

Tabel 4.1.8 Koefisien Situs (Fa)



Tabel 4.1.9 Koefisien Situs (Fv)



Maka untuk SS = 1,012 g dan S1 = 0,339 g, diperoleh nilai Fa d an Fv (interpolasi):

Fa = 1,065

72

Fv = 1,59

Menghitung nilai SMS dan SM1 meggunakan rumus empiris:

SMS = Fa SS

= 1,065 x 1,012

= 1,1085 g

SM1 = Fv S1

= 1,59 x 0,339 = 0,584 g

Didapat nilai SMS, SM1, langkah selanjutnya mencari harga SDS, SD1menggunakan rumus

empiris:

SDS = 2/3 SMS

= 2/3 x 1,078= 0,739 g

SD1 = 2/3 SM1

= 2/3 x 0,584 = 0,389 g

e. Menentukan Spektrum respons Desain

Bila spektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedur gerak tanah

dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus

dikembangkan dengan mengacu pada gambar 4.5.5 dan mengikuti ketentuan di bawah ini :

T0 = 0,2 .

Ts =

= 0,2

=

= 0,105 detik = 0,527 detik

Dalam menentukan periode fundamental struktur T dapat diperoleh dari hasil

analisis struktur yang akan ditinjau. Namun SNI Gempa 2012 memberi persyaratan bahwa

periode fundamental yang akan dipakai sebagai perhitungan tidak boleh melebihi dari batas

atas periode fundamental pendekatan yang mana nilainya adalah perkalian dari koefisien

periode batas atas (Cu) dengan periode pendekatan (Ta). Untuk memudahkan pelaksanaan,

periode alami fundamental T ini boleh langsung digunakan periode pendekatan Ta. Periode

pendekatan ditentukan berdasarkan Persamaanberikut ini:

Ta = Ct .hnx

73

Tabel 4.1.10 Koefisien Batas Atas Periode

Tabel 4.1.11 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x

Ta = Ct . hnx

= 0,0466 x 240,9

= 0.814 detik

Dengan nilai SD1= 0.389 g, maka didapat koefisien Cu = 1,4

T maks = Cu . Ta = 1,4 x 0,814 = 1,139 detik

Gambar 4.1.3 Spektrum Respons Desain SNI 03-1726-2012

Sumber : SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung

dan Non Gedung.

74

1) Untuk perioda yang lebih kecil dari T0, spektrum respons percepatan desain, Saharus

diambil dari persamaan:

(

)

(

)

2) Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0dan lebih kecil dari atau sama

dengan Ts, spektrum respons percepatan desain, Sa, sama dengan SDS.

3) Untuk perioda lebih besar dari Ts, spektrum respons percepatan desain, Sa, diambil

berdasarkan persamaan:

Keterangan :

SDS= parameter respons spektral percepatan desain pada perioda pendek

SD = parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1 detik

T = perioda getar fundamental struktur

Tabel 4.1.12 Spektrum Respons Desain Gedung Arsip Kantor Pertanahan Kota Semarang

Periode Getar

(T)

Percepatan respon

spectra, Sa (g) Periode Getar

(T)

Percepatan respon

spectra, Sa (g)

0 0.296

2.584 0.175

0.197 0.739

2.684 0.167

0.984 0.739

2.784 0.16

0.984 0.621

2.884 0.154

1.084 0.536

2.984 0.148

1.184 0.471

3.084 0.143

1.284 0.42

3.184 0.138

1.384 0.379

3.284 0.133

1.484 0.346

3.384 0.129

1.584 0.317

3.484 0.125

1.684 0.293

3.584 0.121

1.784 0.273

3.684 0.117

1.884 0.255

3.784 0.114

1.984 0.239

3.884 0.11

2.084 0.225

3.984 0.107

2.184 0.213

4.084 0.104

75

2.284 0.202

4.184 0.102

2.384 0.192

4.284 0.099

2.484 0.183

4 0.097

Sumber: Hasil Perhitungan, 2019

Gambar 4.1.4 Spektrum Respons Desain Gedung Arsip Kantor Pertanahan Kota

Semarang


f. Menentukan Kategori desain seismik (A-D)

Dalam menentukan Ketegori desain seismik apabila digunakan alternatif

prosedur penyederhanaan desain pada pasal 8 (SNI 1726-2012) kategori desain seismik

diperkenankan untuk ditentukan dari tabel kategori desain seismik berdasarkan parameter

respons percepatan pada perioda pendek dan tabel kategori desain seismik berdasarkan

parameter respons percepatan pada perioda 1 detik, dengan menggunakan nilai SDS yang

ditentukan dalam pasal 8.8.1 (SNI 1726-2012).

Tabel 4.1.13 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada

Perioda Pendek




76

Tabel 4.1.14 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada

Perioda 1 detik



Harga,

SDS= 0,739 (SDS >0,5) =>Kategori Resiko Tipe D

SD1= 0,389 (SD1 > 0,2) =>Kategori Resiko Tipe D

g. Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem (R, Cd, Ωo,)

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah satu

tipe yang ditunjukkan dalam tabel 4.1.15

Tabel 4.1.15 Faktor R, Cd dan Ωo Untuk istem penahan Gaya Gempa



77

Untuk sistem penahan gaya gempa dengan rangka beton bertulang pemikul momen

khusus, didapat :

- Koefisien modifikasi respons (R) = 8

- Faktor kuat lebih sistem (Ωo ) = 3

- Faktor pembesaran defleksi (Cd) = 5,5

Faktor reduksi untuk perhitungan beban gempa

Scale factor = I/R x 9,81

= 1/8 x 9,81

= 1,22625

Keterangan:

SC = Scale Factor (dalam meter)

I = Faktor keutamaan Gempa

R = Faktor Reduksi Gempa

9,81 = Koefisien grafitasi

4.1.2 Pembebanan Rangka Atap kuda-kuda

a. Beban Mati (q)

Penutupatap = 0,5 x 1,876 = 0,470 kN/m

Berat gording = 0,12 kN/m

Berat trekstang (10% x 0,217) = 0,012 kN/m

Jadi total beban mati (q) = 0,602 kN/m

b. Beban Hidup (P)

Beban hidup adalah beban terpusat dan terjadi karena beban manusia

yang bekerja pada pekerjaan atapdan beban air hujan.

Beban hidup pekerja = 1 kN

Beban air hujan = 0,16kN/m x 3,25 m x 1,876 = 0,9755kN

c. Beban Angin (W)

Tekanan tiup angin = 0,25 kN/m2

Koefisien angin :

Angin tekan = ((0,02 . 300) – 0,4) = 0,2

Angin hisap = - 0,40

Beban angin :

Beban angin tekan = 0,2 x 1,876 m x 0,25 kN/m2 = 0,0938kN/m

Beban angin hisap = -0,4 x 1,876 m x 0,25 kN/m2= - 0,1876kN/m

+

78

X

X

Y

Y

30°

p

py

px

30°

1. Momen Akibat Pembebanan

a. Beban Mati

Gambar 4.1.4. Beban mati

Sumber : Progam Autocad 2007

q = 0,57445kN/m

qx q sin α = 0,602 kN/m . sin 30º = 0,3010 kN/m

qy q cos α = 0,602 kN/m . cos 30º = 0,5213 kN/m

Mx1 = (1/8 . qy . L2). 0,8

= (1/8 x 0,5213 kN/m x 3,252m)x 0,8

= 0,5506 kN.m

My1 = (1/8 . qx . L2) . 0,8

= (1/8 x 0,3010 kN/m x 3,252m) x 0,8

= 0,3179 kN.m

b. Beban Hidup

Gambar 4.1.5. Beban hidup


X

X

Y

Y

30°

q

qy

qx

30°

79

30°

Beban hidup pekerja

P = L = 1 kN

Px = P sin α = 1 kN .sin 30º = 0,5kN

Py P cos α = 1 kN .cos 30º = 0,866 kN

Mx2 = (1/4 .Py .L) . 0,8

= (1/4 x 0,866 kN x 3,25m) . 0,8

= 0,563 kN.m

My2 = (1/4 .Px .L) . 0,8

= (1/4 x 0,5 kNx 3,25 m) . 0,8

= 0,325 kN.m

Beban hidup air hujan

P = L = 0,9755kN

Px P sin α = 0,9755kN. sin 30º = 0,48775kN

Py P cos α = 0,9755kN.cos 30º = 0,84481kN

Mx2 = (1/4 .Py .L) . 0,8

= (1/4 x 0,84481kNx 3,25m) x 0,8

= 0,68641kN.m

My2 = (1/4 .Px .L) . 0,8

= (1/4 x0,48775kN x 3,25m) x 0,8

= 0,3174kN.m

Jadi jumlah total beban hidup pekerja dan beban hidup air hujan adalah

Mx2 = 0,563 kN.m + 0,68641 kN.m = 1,24941 kN.m

My2 = 0,325 kN.m + 0,3174 kN.m = 0,6424 kN,m

c. Beban Angin

Gambar 4.1.5. Beban angin


80

Angin tekan = 0,0938kN/m

Angin hisap = - 0,1876kN/m

Mx3 tekan = (1/8 .Wty . L2) . 0,8

= (1/8 x0,0938kN/m x3,252m) x 0,8

= 0,09908kN.m

Mx3 hisap = (1/8 .Why . L2) . 0,8

= (1/8 x - 0,1876kN/m x3,252m) x 0,8

= -0,19815kN.m

2. Kombinasi Pembebanan Atap

a. 1,4 D

Ux = 1,4 (0,5506 kN.m) = 0,7708 kN.m

Uy = 1,4 (0,3179 kN.m) = 0.4451 kN.m

b. 1,2 D + 0,5 La

Ux = 1,2 (0,5506 kN.m)+ 0,5 (1,24941kN.m) = 1,28543 kN.m

Uy = 1,2(0,3179 kN.m)+ 0,5 (0,6424kN.m) = 0,70268 kN.m

c. 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

Ux = 1,2(0,5506 kN.m)+1,6(1,24941 kN.m)+0,8(0,09908 kN.m )= 2,73904

kN.m

Uy = 1,2(0,3179 kN.m)+ 1,6 (0,6424 kN.m)+ 0,8 (0) = 1,40932

kN.m

d. 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

Ux = 1,2(0,5506)+1,3(0,09908)+0,5(1,24941)= 1,41423 kN.m

Uy = 1,2(0,3179 kN.m)+ 1,3 (0) + 0,5 (0,6424 kN.m) = 0,70268 kN.m

e. 0,9 D ± 1,3 W

Ux = 0,9(0,5506 kN.m) + 1,3 (0,09908kN.m) = 0,62434 kN.m

=0,9(0,5506 kN.m) - 1,3 (0,09908kN.m) = 0,36674 kN.m

Uy = 0,9(0,3179 kN.m) + 1,3 (0) = 0,28611 kN.m

= 0,9(0,3179 kN.m) - 1,3 (0) =0,28611 kN.m

MUx max = 2,73904 kN.m = 2,73904 (106) N.mm

MUy max = 0,70268 kN.m = 0,70268 (106) N.mm

81

4.1.3 Pembebanan Kuda-Kuda

1. Akibat berat atap

Beban permanen yang bekerja pada kuda-kuda akibat dari benda yang

berada diatasnya berupa atap yang diasumsikan dengan menggunakan penutup

genteng.

BA = Berat Atap Genteng x Jarak Gording x Jarak Kuda-Kuda

BA = 0,5 kN/m2 x 1,876 m x 3,25 m

BA = 3,0485 kN

2. Akibat Berat Gording

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai

gording

BG = berat profil baja x jarak kuda-kuda

BG = 0,120 kN/m x 3,25 m = 0,390 kN

3. Akibat berat sendiri kuda-kuda

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai

kuda-kuda. Beban terhitung secara manual dalam Program SAP, dalam

perencanaan menggunakan profil baja.

4. Beban Hidup

Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban pekerja yang

bekerja pada saat pembuatan atauperbaikan kuda-kuda pada atap dan beban air

hujan.

PPekerja = 1 kN

PAirHujan = (40 – 0,8 x 300) = 16 kg/m

2= 0,16 kN/m

= 0,16 kN/m x 3,25 m x 1,876 = 0,9755 kN

5. Akibat berat plafond

Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafond yang digantungkan

pada dasar kuda-kuda.

BPlafon = Beban plafond x jarak kuda-kuda x panjang kuda-kuda / jumlah

buhul yang dibebani

BPlafon = (0,18 kN/m2 x 3 m x 13 m) / 8

= 0,8775 kN

82

6. Beban Gempa


peritungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012. Analisis struktur terhadap

beban gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respon spektrum.

Berdasarkan parameter respons percepatan perioda pendek (SDS) dan perioda 1

detik (SD1), bangunan gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (KDS) D,

sehingga sistem penahan gaya gempa yang diijinkan adalah Sistem Rangka

Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Untuk perencanaan gempa ini sudah dibahas

pada sub bab sebelumnya.

7. Beban angin

Beban angin adalah beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung

yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Pada konstruksi ini

diasumsikan nilai W = 0,25 kN/m2.

a. Akibat angin tekan

Angin tekan 2α – 0,4

= 0,02 x 30º - 0,4

= 0,2

W tekan vertikal

= Angin tekan x sin α x W x jarak gording x jarakkuda-kuda

= 0,2 x sin 30o x 0,25 kN/m

2 x 1,876 m x 3,25 m

= 0,1524kN

W tekan horisontal

= Angin tekan x sin α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= 0,2 x cos 30o x 0,25 kN/m

2 x 1,876 m x 3,25 m

= 0,2640kN

b. Akibat angin hisap

Angin hisap = - 0,4

W hisap vertikal


= -0,4 x sin 30o x 0,25 kN/m

2 x 1,876 m x 3,25 m

= -0,3048 kN

W hisap horisontal


83

= -0,4 x cos 30o x 0,25 kN/m

2 x 1,876 m x 3,25 m

= -0,5280 kN

8. Kombinasi

a. U = 1,4 D

b. U = 1,2 D + 0,5 La

c. U= 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

d. U= 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

e. U= 0,9 D + 1,3 W

4.1.4 Perhitungan Pembebanan Pelat Lantai.

1. Beban Mati (WD)

Berat pelat lantai = 2400 x 0,12 = 2,88 kN/m2

Berat space lantai = 0,03 x 1800 = 0,54 kN/m2

Penutup lantai = 0,7 kN/m2

Berat plafon + penggantung = 0,18 kN/m2

= 4.3 kN/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup Ruang Perkantoran = 2,50 kN/m2

3. Beban Gempa

Beban gempa (V) :

V =

x w

Dimana :

= Akselerasi Spektrum

Ie = 1,0 ( faktor keutamaan gempa) apartemen(SNI-1726-2012)

W = (1,2D + 1,6L) x 0,5

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) x 0,5

= 4,58 KN/m2

R = 3 (modifikasi respon untuk model pembebanan momen biasa)

V =

kN/m

2

+

Dicari dari data tanah

menurut SNI gempa 2012

0,5 = faktor reduksi untuk

perkantoran (SNI gempa 2012)

84

4. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL+ V

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) + 0,594

= 975,4 Kg/m2 9,754 KN/m

2

4.1.5 Perhitungan Pembebanan Portal

a. Beban pada pelat.

1. Beban Mati (WD)


Berat spesi = 0,03 x 18 = 0,54 kN/m2


Berat plafon + penggantung = 0,18 kN/m2 +

= 4.3 kN/m2

2. Beban Hidup Untuk Pelat Lantai (WLL)

Beban hidup untuk Perkantoran = 2,50 kN/m2

+

= 2,50 kN/m2

3. Pelimpahan Beban Plat pada Balok

Beban mati pelat

Beban Trapesium & segitiga

= ½ Lx . beban mati pelat

= ½ x 3,0 x 4,3

85

= 6,45 kN/m2

Beban Hidup pelat Atap


= ½ Lx . beban Hidup pelat

= ½ x 3,0 x 2,502

= 3,753 kN/m2

Beban Hidup pelat Lantai


= ½ Lx . beban Hidup pelat

= ½ x 3,0 x 2,50

= 3,75 kN/m2

4. Beban Gempa

Beban gempa (V) :

V =

x w

Dimana :



W = (1,2D + 1,6L) x 0,5

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) x 0,5

= 4,58 KN/m2


V =

kN/m

2

b. Beban pada balok

1. Beban dinding

Tinggi dinding x berat komponen

= 4 m x 200 kg/m2

= 800 kg/m3

= 8 kN/m3





86

2. Beban gempa


peritungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012. Analisis struktur terhadap

beban gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respon spektrum.

Berdasarkan parameter respons percepatan perioda pendek (SDS) dan perioda 1

detik (SD1), bangunan gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (KDS)

D, sehingga sistem penahan gaya gempa yang diijinkan adalah Sistem Rangka

Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Untuk perencanaan gempa ini sudah

dibahas pada sub bab sebelumnya.

87

4.2. Perencanaan Struktur Atap

Atap direncanakan menggunakan struktur kuda-kuda baja dengan menggunakan

bentuk limasan. Perhitungan struktur atap didasarkan pada panjang bentangan kuda-

kuda. Selain itu juga diperhitungkan terhadap beban yang bekerja, yaitu meliputi beban

mati, beban hidup, dan beban angin. Setelah diperoleh pembebanan, kemudian

dilakukan perhitungan dan perencanaan dimensi batang kuda-kuda tersebut. Adapun

pemodelan struktur atap sebagai berikut :

1.6251.6251.6251.625

3.250 3.250 3.250 3.250 3.250 3.250 3.250 3.250

26.000

1.6

25

1.6

25

1.6

25

1.6

25

3.2

50

3.2

50

3.2

50

3.2

50

13.0

00

KUDA-KUDA K1

KUDA-KUDA K2

KUDA-KUDA K4

KUDA-KUDA K3GORDING

Gambar 4.2.1 Tampak Atas Rangka Atap


88

13.000

0.9

38

13.000

3.7

53

1.8

76

KUDA-KUDA K1

KUDA-KUDA K2

6.500 3.250

KUDA-KUDA K31

.87

6

2.8

15

3.7

53

KUDA-KUDA K4

Gambar 4.2.2. Pemodelan Kuda-Kuda


4.2.1. Pedoman Perhitungan Atap

Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:

1. SNI 03-1727-2013 Beban Minimum untuk Perencanaan Bangunan Gedung

dan Struktur Lain.

2. Gunawan, Rudy. 1988. Tabel Profil Kontruksi Baja. Penerbit Kanisius:

Yogyakarta.

3. Setiawan, Agus. 2013. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD.

Penerbit Erlangga: Jakarta.

4. SNI 03- 1729- 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan

Gedung.

89

4.2.2. Perhitungan Atap

4.2.2.1. Perhitungan Rangka Atap

Data-Data Perhitumgan Rencana Atap :

Bentang Kuda-Kuda = 13 m

Jarak Kuda-Kuda utama = 3,25 m

Jarak Gording = 1,876m

Sudut Kemiringan Atap = 30º

Gording = Hollow Structural Tube

= 125 mm x 125 mm x 3.2 mm

Berat Gording = 12,00 kg/m = 0,12 kN/m

Tabel 4.2.1 Hollow Structural Tube

Size

(mm)

Size Section

Area

Weight

A B t

mm in mm In mm in cm2

in2

Kg/m Kg/ft Lb/ft

120x125x3.2 125 4,921 125 4,921 3,2 0,126 15,33 4,283 12,00 3,655 8,064

(Gunawan, Rudy. 1988. Tabel Profil Konstruksi Baja, hal 54)

Sifat mekanis baja struktural untuk perencanaan di tetapkan sebagai berikut :

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus Geser (G) = 80000 Mpa

Poisson Ratio () = 30%

Koefisien Pemuaian (α) = 1,2 * 10-6

/ºC

(Pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu Baja = BJ 37

Tegangan Leleh (fy) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit (fu) = 370 Mpa

Tegangan Dasar = 160 Mpa

90

Peregangan Minimum = 20%

Tabel 4.2.2 Sifat Mekanis Baja Struktural

(Tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 11)

4.2.3. Perencanaan Gording

4.2.3.1. Data Perencanaan Gording Profil Hollow Structural Tube :

Pada perencanaan gording menggunakan baja profil hollow structural tubings

dengan dimensi 125.125.3,2 dengan data sebagai berikut :

Profil gording Hollow Structural Tubings

125.125.3,2

Sectional area 15,33 cm2

= 1533 mm2

Position of centre of gravity Cx = 0 cm

Cy = 0 cm

Geometrical moment of Inertia Ix = 376 cm4

= 376 x 104

mm4

Iy = 376 cm4

= 376 x 104

mm4

)Elastic modulus of section Sx = 60,1 cm3

= 60,1 x 103 mm

3

Sy = 60,1 cm3

= 60,1 x 103 mm

3

Radius of gyration ix =4,95 cm

= 49,5 mm

iy = 4,95 cm

= 49,5 mm

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 54-55)

Plastic modulus of section Zx = ( ) -

91

= ( ) -

= 488281,25 – 417055,714

= 71225,536 mm3

Zy = ( ) -

= ( ) -

= 488281,25 – 417055,714

= 71225,536 mm3

4.2.3.2. Kontrol Pada Gording

1. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Lokal

Sayap Badan

𝜆𝑝

= 40,344 = 40,344

Penampang tidak kompak Penampang Kompak

Dari perhitungan diatas profil Hollow Structural Tube 125.125.3,2 termasuk

penampang tidak kompak

Mr =( fy – fr ) Sx Mp = Zx.F

= (240-70) 60,1 x 103 = 71225,536 x 240

= 10217000 Nmm = 17094128,64 Nmm

92

= 10,217 x 106 Nmm = 17,094128 x 10

6 Nmm

Mn = Mp – ( Mp – Mr ) x

= 17,094128 x 106 – (17,094128 x 10

6 –10,217 x 10

6 ) x

= 11308533,26 Nmm

= 11,308533 x 106 Nmm

Mn = 11,308533 x 106 Nmm < Mp = 14,393464 x 10

6 Nmm

2. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Torsi Lateral

Lp = 795,293 mm = 0,795293 m < Lb = 1,625 m

(tabel 8.3-2, SNI 03- 1729- 2002,hal 38)

Modulus Geser

Konstanta Torsi

Konstanta Wraping

= 3863343750 mm6

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72)

93

X1 = 7364,302

m

Lp = 0,795293 m < Lb = 1,625 < Lr = 5,313 m

Termasuk bentang menengah

Mn =

=

= 20580759,74 Nmm

Faktor Reduksi ( = 0,9

(Tabel 6.4-2, SNI 03-1729-2002, Hal 18)

M ux = 0,9 . Mn

= 0,9 . 20580759,74

= 18522683,77 Nmm

94

Mux = 18522683,77 Nmm > Mux maks = 2739040 Nmm ( Memenuhi)

3. Kontrol Lendutan

E = 2,0 x 104kN/cm

2menggunakan asumsi 1 Mpa = 0,1 kN/cm

2

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 55)

Akibat Beban Mati

fx = = = 0,05957 cm

fy = = = 0,10070 cm

Akibat Beban Hidup

fx = = = 0,00163 cm

fy = = = 0,00094 cm

Akibat Beban Angin

fx = = = 0,01813 cm

fy = 0

Lendutan Kombinasi

Fx total = 0,05957 + 0,00163 + 0,01813 = 0,07933 cm

Fy total = 0,10070 + 0,00094 + 0 = 0,10164 cm

Syarat Lendutan

f ijin = = =0,9028

f yang timbul = = 0,12893 cm

f ijin > f yang timbul 0,9028>0,12893 ……… (OK)

95

4.2.4. Perencanaan Kuda-Kuda

Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi : data-

data teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.

4.2.4.1. Data-data Perencanaan Kuda-kuda

Bentang kuda-kuda = 13 m

Jarak kuda-kuda = 3,25 m

Jarak gording = 1,876 m

Sudut kemiringan atap = 30°

Penutup atap = Genteng

Plafond = Eternit

Sambungan = Baut

Berat Atap = 0,50 kN/m2

Berat gording = 12 kg/m = 0,12 kN/m

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus geser ( G ) = Mpa

Poisson ratio ( m ) = 30 %

Koefisien muai ( at) = 1,2 * 10-5

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

Plafond eternit + penggantung = 0,11 + 0,07 = 0,18 kN/m2

Beban hidup gording = 1 kN

Tekanan tiup angin = 0,25 kN/m2

96

4.2.4.2. Perhitungan Profil Kuda-kuda

Baja yang digunakan Double Angle Shape :

a. Batang Diagonal Luar : 2L 50.50.7

b. Batang Diagonal Dalam : 2L 50.50.7

c. Batang Horisontal : 2L 50.50.7

d. Batang Vertikal : 2L 50.50.7

1. Perhitungan batang tekan

Frame 4 (2L 50.50.7)

P maks = Nu = 60,987 kN → hasil output SAP

Lbentang =1625 mm

97

Gambar 4.2.3. Diagram of Frame

Sumber : Progam SAP2000

Digunakan profil (2L.50.50.5)

Data Properti penampang elemen L.50.50.5

Ag = 656 mm²

ex= ey = 14,9 mm

Ix= Iy =146000 mm4

Rx = Ry = 14,9 mm

R min = 9,6 mm

Tp = 10 mm

(Tabel Profil Kontruksi Baja, Ir.Rudy gunawan, hal 36)

98

a. Menghitung momen inersia dan jari-jari girasi komponen struktur

Gambar 4.2.4 Moment Inersia Penampang


Keterangan :

b. Periksa terhadap Kelangsingan elemen penampang

( penampang tak kompak )

(pasal8.2-1b, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

c. Periksa terhadap kelangsingan dan kestabilan komponen

Digunakan pelat kopel 9 buah → Pembagian batang minimum adalah 3

99

r min = jari-jari girasi minimal elemen komponen struktur terhadap sumbu yang

memberikan nilai terkecil

Jarak anatar pelat kopel

r min = jari-jari girasi minimal elemen komponen struktur terhadap sumbu yang

memberikan nilai terkecil

(pasal 9.3.3b, SNI 03- 1729- 2002,hal 58)

Syarat kestabilan komponen

......... (OK)

(pasal9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Kondisi tumpuan sendi-sendi, maka faktor tekuk k = 1

(tabel 7.6-1, SNI 03- 1729- 2002)

Kelangsingan arah sumbu bahan (sumbu x)

=

(pasal7.6.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 29)

Syarat kestabilan arah sumbu bahan (sumbu x)

100

>1,2.

>22,570……… (OK)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Kelangsingan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

iy = 2 (

iy = 2 (

= 811565,12

A profil = 2 x = 1312 mm

ry = = = 24,871

= 65,337

Kelangsingan ideal

Nilai muntuk profil 2L = 2

(persamaan 9.3-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 57)

Syarat kestabilan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

101

d. Menghitung daya dukung tekan nominal komponen

Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bahan (sumbu x)

Parameter kelangsingan komponen


Karena maka nilai

(pasal 7.6.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

1,25 x = 1,809

persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu x)


Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

Parameter kelangsingan komponen


Karena maka nilai

(pasal 7.6.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

102

= 1,303

(persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu y)


e. Periksa Terhadap Tekuk Lentur Torsi

Modulus geser

Konstanta torsi


Koordinat pusat geser terhadap titik berat

Gambar 4.2.5 Titik Pusat Geser Penampang


103

xo = 0

(persamaan 9.2-1a, SNI 03- 1729- 2002, hal 55)

Daya dukung komponen diambil yang terkecil

…….. (OK)

(Profil 2L 50.50.5 Aman Dan Kuat Untuk Digunakan )

2. Perhitungan batang tarik

104

Frame 26

P maks = Nu = 45,215 kN → output SAP 2000

L bentang = 3750 mm

Gambar 4.2.6 Diagram of Frame

Sumber :Progam SAP 2000

Digunakan profil (2L.50.50.5)

Data Properti penampang elemen L.50.50.5

Ag = 656 mm²

ex= ey = 14,9 mm

Ix= Iy =146000 mm4

Rx = Ry = 14,9 mm

R min = 9,6 mm

Tp = 10 mm

105

(Tabel Profil Kontruksi Baja, Ir.Rudy gunawan, hal 36)

a. Periksa terhadap tarik

Syarat penempatan baut

S

NuU

e

B

Gambar 4.2.7. Pemodelan Jarak Baut


Spesifikasi yang digunakan

Tipe baut : A 307

Diameter : 10,4 mm (1/2”)

Fu : 410 Mpa

Permukaan baut : tanpa ulir pada bidang geser ( r = 0,5 )

Diameter lubang baut (dl)= 10,4 + 1 = 11,4 mm


Jarak antar baut

106

(pasal13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002)

Spesifikasi plat buhul

Tebal plat : 10 mm

Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Luas penampang netto :

Direncanakan menggunakan tipe baut : A 307

baut ukuran 1/2” =10,4 mm satu lajur

n = 1

(pasal 10.2.1, SNI 03- 1729- 2002)

Luas penampang efektif :

b = lebar penampang profil

L = jarak terjauh kelompok baut

x = eksentrisitas sambungan

Gambar 4.2.8. Pemodelan Letak Baut


107

S

NuU

(pasal 10.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

Daya dukung tarik murni

1. Kondisi leleh

Ag

2. Kondisi fraktur

Ae

(persamaan 10.1-2a, SNI 03- 1729- 2002, hal 7

Daya dukung geser murni

Gambar 4.2.9 Pemodelan Area Geser


Av :Luas penampang kotor geser

108

Daya dukung kombinasi tarik dan geser

SNu

Ue

B

Gambar 4.2.10. Pemodelan Area Geser dan Tarik


Geser

Anv :Luas penampang bersih geser

Tarik

At :Luas penampang kotor tarik

Ant :Luas penampang bersih tarik

Nn geser > Nn tarik, maka : Geser leleh – Tarik fraktur

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD)

109

Diambil nilai daya dukung batang tarik terkecil

………(OK)

)

b. Perhitungan sambungan

Frame 4


L bentang = 1876,04 mm

Gambar 4.2.11. Diagram of Frame

Sumber :Progam SAP 2000

Spesifikaso baut yang digunakan

Tipe baut : A 307

Diameter : 10,4 mm

Fub : 410 Mpa

Spesifikasi pelat buhul

110

Tebal plat : 10 mm

Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Tahanan geser baut

Nilai r untuk baut tanpa ulir pada bidang geser = 0,5

(persamaan 13.2-2, SNI 03-1729-2002, hal 100)

Tahanan tumpu baut

fu = nilai tegangan tarik putus terendah dari baut dan pelat buhul

(persamaan 13.2-8, SNI 03-1729-2002, hal 101)

Diambil nilai terkecil dari tahanan geser baut dan tahanan tumpu baut

dipakai = 8 baut

Jarak antar baut

111

Jarak baut ke tepi pelat

(pasal13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 104)

Perhitungan pelat kopel

Frame 4


L bentang = 1876,04 mm

Digunakan pelat kopel 9 buah

Jarak antar pelat kopel

Menghitung tinggi pelat kopel

Digunakan pelat kopel :

Tebal = 10 mm

Lebar = 130 mm

Mutu baja = BJ 37

112

Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

σ = 160 Mpa

t

b

h

Pelat kopel

b

h pelat

l pelat

t pelat

Gambar 4.2.12. Pemodelan Pelat Kopel


Syarat kekakuan pelat kopel

(persamaan 9.3.5, SNI 03-1729-2002, hal 59)

113

Dipakai h = 220 mm

Periksa terhadap geser

Gaya lintang yang dipikul pelat kopel

Gaya lintang yang dipikul 1 pelat kopel

Tahanan geser pelat kopel :

(persamaan8.8-2 , SNI 03-1729-2002, hal 45)

……… (OK)

Maka tahanan geser nominal pelat :

114

(persamaan 8.8-3a , SNI 03-1729-2002, hal 45)

4.2.4.3. Data Perhitungan Baut Kuda-Kuda

Dalam perhitungan kuda-kuda menggunakan Program SAP2000 dan didapat data-

data sebagai berikut :

1. Kuda-kuda utuh K1




c. Batang Horisontal : 2L.50.50.7


Batang aksial yang timbul

a. Batang Diagonal Luar : 68,363 kN

b. Batang Diagonal Dalam : 9,403 kN

c. Batang Horisontal : 5,708 kN

d. Batang Vertikal : 1,248 Kn

Baut yang digunakan diameter 10,4 tipe A307fu = 410 mpa

115

a. Batang Diagonal Luar

68,363 kN d = 13 mm

b. Batang Diagonal Dalam

9,403 ton d = 10 mm

c. Batang Horisontal

5,708 kN d = 10 mm

d. Batang Vertikal

1,248 kN d = 10mm

2. Kuda-kuda Utuh K2




c. Batang Horisontal : 2L.50.50.7


Beban aksial yang ditimbulkan :

a. Batang Diagonal Luar : 39,322 kN

b. Batang Diagonal Dalam : 9,286 kN

c. Batang Horisontal : 0,588 kN

d. Batang Vertikal : 10,780 kN

Baut yang digunakan diameter 10,4 tipe A307fu = 410 mpa

116

a. Batang diagonal luar

39,322 kN d = 10 mm

b. Batang diagonal dalam

9,286 kN d = 10 mm

c. Batang horizontal

0,588 kN d = 10 mm

d. Batang vertical

10,780 kN d = 10mm

117

34.5

3

2L 50.50.7PELAT KOPEL

Baut A 307

hollow 125.125.3,2

reng

Atap Galvalum

PELAT KOPEL

2L 50.50.7

Baut A 307

3 4.5 3 4.5 33

34.5

3

PELAT KOPEL

2L 50.50.7

Baut A 307

3 4.5 3 4.5 33

34.5

3

Gambar 4.2.13 Detail Atap


118

4.3 PERHITUNGAN RING BALOK

Arah Desain Tulangan Ring Balok

Balok di desain runtuh tarik/ lentur

Syarat

(

)(

)

(

) (

)

Cek Rasio

0,0035 < 0,024 < 0,032

1. Menghitung As

2. Menghitung lengan momen

3. Menghitung momen maksimum penampang

(

)

(

)

= kNm

Ρ desain kurang dari ρb runtuh tarik

atau lentur terpenuhi.

119

4. Menghitung tulangan pada tumpuan

Diketahui : M(-) = - 65,053 kNm

M(+) = 32,526 kNm

As = mm2

M max = kNm

a). Menghitung tulangan tekan yang dibutuhkan

Dipakai tulangan 3D19 = 851 mm2

b). Menghitung tulangan tarik yang dibutuhkan


c). Cek rasio

(

)(

)

(

) (

)

d). Periksa kapasitas penampang ( kuat rencana )

120

Solusi :

√

√

√

Nilai a diambil yang positif

e). Regangan tulangan tarik

f). Regangan tulangan tekan

Substitusi fs = fy dan fs’ ke persamaan Mn

(

)

(

)

121

g). Cek kesetimbangan

326794,8 Nmm

(

)

(

)

h). Menghitung tulangan geser

Diketahui : Vu = 79,428 kN

Fc’ = 30 MPa

Bw = 250 mm

d = 310 mm

Kapasitas geser bagian badan balok

√

√ = 72,16 kN

Batas atas kapasitas geser

√

√

Gaya geser nominal yang bekerja

122

25

35

2D19

2D12

2D19

Ø8 - 250

membutuhkan tulangan geser (sengkang)

Desain Tulangan Geser

Tulangan geser (sengkang) menggunakan tulangan dengan luas

AV

VS =

S =

Jadi, digunakan sengkang

i). Menentukan tulangan susut

Untuk mutu tulangan besi dengan Fy = 400 MPa. Rasio tulangan susut

minimumnya adalah = 0,0018 (buku beton bertulang L. Wahyudi hal.113

“pengaruh susut dan temperature”)

As =

Dipakai tulangan 2 D12 , dengan As = 226,08 mm2

j). Jumlah tulangan balok dalam satu baris

Jumlah baris

Berati 1 baris untuk yang tarik

Berarti 1 baris untuk yang tekan

Beton bertulang L.Wahyudi

hal.183 pasal 3.4.5 SNI-1991

123

2. Menghitung tulangan pada lapangan

Diketahui : M(-) = 0 kNm

M(+) = 38,028 kNm

As = mm2

M max = kNm


M (-) = 0

Meskipun pada Lapangan tidak terdapat momen negative tetap dipasang

tulangan.




c). Cek rasio

(

)(

)

(

) (

)


124

Solusi :

√

√

√




125


(

)

(

)


52297,22 Nmm

(

)

(

)



Fc’ = 30 MPa

Bw = 250 mm

d = 310 mm


√

√ = 72,16 kN

126


√

√


Karena teoritis dipakai sengkang minimum dipakai Smax



AV






As =



Jumlah baris



hal.183 pasal 3.4.5 SNI-1991

127

25

35

3D19

2D12

2D19

Ø8 - 200


128

4.4. PERHITUNGAN KOLOM

4.4.1. Kolom Lantai 1 (K 80x80)

Perhitungan tulangan pada kolom direncanakan

Tinggi kolom = 4000 mm Mutu tulangan (Fy) = 400 Mpa

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa Mutu tulangan (Fy) = 240 Mpa

Lebar sisi kolom (h) = 800 mm

Tebal selimut (p) = 40 mm

Kolom(frame) 130 → gaya dalam (Output SAP 2000) :

Pu = 1461,348 kN

Mu y = 119,85 kN.m Mu x = 490,62 kN.m

Menghitung luas Penampang Kolom

Gambar 4.4.1 PenampangKolom


Modulus elastisitas beton

√ √

Modulus elastisitas tulangan

129

Momen inersia kolom

Momen Inersia Balok

Modulus elastisitas kolom

Modulus elastisitas balok atas

Modulus elastisitas balok bawah

Kekakuan ujung bawah kolom

(

)

(

) (

)

(

)

Kekakuan ujung atas kolom

(

)

(

) (

)

(

)

130

Menghitung factor panjang efektif

Gambar 4.4.2 Nomogram Faktor Panjang Efektif, k

Sumber :SNI 03-2847-2002, hal 78

Nilai k didapat = 1

Menghitung jari-jari girasi kolom

Kelangsingan Kolom

( )

( )

131

akibat goyangan

- Beban Sentris

Pu = 1461,348 kN

Mu x = 490,62 kN.m

Syarat luas tulangan menurut (SNI-03-2847-2002,12.9-1) :

rasio tulangan (ρ) adalah 0,01<ρ <0,08

Dicoba ρ = 0,03

Jumlah tulangan

- ( )

( )

( )

132

- Beban Eksentris

- ( )

Faktor reduksi kekuatan tekan aksial = 0,70

( )

( )

Eksentisitas

3 . sisi kolom

= = 651,612 kN.m

- (

)

-

ds = 800 – 62,5= 737,5 mm

posisi garis normal pada kondisi seimbang

133

Regangan pada kondisi seimbang

Reganagan saat tulangan leleh

maka fs = fy = 400 mpa

Jarak sumbu netral kondisi seimbang

= 0,85 . = 376,125 mm

( )

Dengan memperhitungkan displaced concrete

( )

( )

kondisi seimbang

= 0,7 . = 5195,925 kN

Momen nominal kondisi seimbang

(

) ( ) ( )

Dengan momen terbesar pada tengah bentang y = 0,5 . h = 400 mm

(

) ( )

( )

134

1240238,25 – 1322725 = 1543703.32 kN.mm

= 1080592.32 kN.mm

(

)

(

)

(

)

(

)

( )

Digunakan 40 D 25, As = 19625 mm2

-

Pu = 1461,368 kN

Vu = 182,81 kN

Tahanan Geser oleh Beton

(

) √

(persamaan47 , SNI -03 -2847 -2002, hal89 )

(

) √

Faktor reduksi untuk geser dan puntir = 0,75

Dipasang Tulangan Sengkang Minimal ø 10 -150 mm

135

Gambar 4.4.3 Detail Penulangan Kolom 80x80

136

4.5 PERENCANAAN STRUKTUR PELAT LANTAI

Gambar 4.5.1 Perspektif Plat Lantai

Sumber : Progam SAP2000

4.5.1 Perhitungan Pelat Lantai

4.5.1.1 Data Teknis Pelat Lantai Rencana :

1. Beton

Mutu Beton = fc 30 Mpa

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3

Modulus Elastisitas = 25742,96 Mpa

Ec = 4700 √ 4700 √ = 25742,96 Mpa

(SNI-03-2487-2013, pasal 8.5.1, hal 61)

2. Baja Tulangan

Fy = 400 Mpa

Berat per unit volume = 7850 Kg/m3

Modulus elastisitas = 200000 Mpa

137

3. Dimensi Pelat Lantai

Pada pelat lantai 2 terdiri dari 3 macam ukuran pelat dua arah dengan

penjelasan sebagai berikut :

Pelat A1 Lx = 400 cm, Ly = 400 cm





Keterangan : Lx = Sisi bentang pendek

Ly = Sisi bentang panjang

Pelat A1β =

=

= 1,0 menggunakan pelat lantai dua arah (two

way slab)

Pelat A2β =

=


way slab)

Pelat A3β =

=


way slab)

Pelat A4β =

=


way slab)

Pelat A5β =

=


way slab)

138

4.5.1.2 Menentukan Tebal Pelat Lantai

Perencanaan plat dalam menentukan tebal diambil dari bentang plat

yang lebih pendek (lx) dari luasan plat terbesar. Pada lantai 2 sampai lantai

atap memiliki type plat dengan luasan yang sama. Dengan menggunakan

asumsi plat 2 arah, dan menggunakan standar plat untuk lantai dengan

ketebalan minimal 12 cm. Asumsi menggunakan beton konvensional dengan

perhitungan bahwa setiap plat dibatasi oleh balok.

(

)

(

)

6,54 cm

( Maka tebal plat lantai yang digunakan yaitu 12 cm )

4.5.2 Data Beban yang Bekerja Pada Pelat

4.5.2.1 Beban Mati

Berat jenis beton bertulang = 24 kN/m3

Berat jenis Baja = 78,50 kN/m3

Berat jenis lantai kerja (spesi) = 18 kN/m3

Penutup lantai ubin = 0,24 kN/m2

Tebal lapisan lantai = 3 cm

Dinding pasangan bata ringan = 2 kN/m3

(tanpa lubang)

Berat plafond 11+7 = 0,18 kN/m2

4.5.2.2 Beban Hidup

Bangunan Ruang Perkantoran = 2,50 kN/m2

4.5.3 Pembebanan

1. Beban Mati (WD)


Berat space lantai = 0,03 x 1800 = 0,54 kN/m2

139


Berat plafon + penggantung = 0,18 kN/m2

= 4.3 kN/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup Ruang Perkantoran = 2,50 kN/m2

3. Beban Gempa

Beban gempa (V) :

V =

x w

Dimana :



W = (1,2D + 1,6L) x 0,5

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) x 0,5

= 4,58 KN/m2


V =

kN/m

2

4. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL+ V

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) + 0,594

= 975,4 Kg/m2 9,754 KN/m

2

Data perencanaan penulangan pelat lantai adalah sebagai berikut :

a. Mutu beton (fc’) = 30 MPa

b. Mutu baja tulangan (fy) = 400 MPa

c. Tebal pelat lantai (h) = 12cm = 120 mm

d. Tebal selimut beton (p) = 20 mm

e. Diameter tulangan ( ) = 10 mm

+





140

f. b = 100 cm

d = h – p

= 120 – 20 = 100 mm

Pembatasan Rasio Tulangan ( )

Karena mutu beton fc’ 30, maka :

SNI 03-2847-2013

= 0,836

(

) (

)

4.5.4 Perhitungan Momen dan Luas Tulangan pada Tumpuan dan Lapangan

4.5.4.1 Pelat A1dengan Luasan 400 cm X 400 cm

1. Moment tumpuan arah x (Mtx)

Mtx = -0,048 . Wu . Lx2

Mtx = -0,048 x 975,4 x 42

Mtx =-749,11 Kg.m

141

2. Moment lapangan arah x (Mlx)

Mlx = 0,048 . Wu . Lx2

Mlx = 0,048 x 975,4 x 42

Mlx = 749,11 Kg.m

3. Moment tumpuan arah y (Mty)

Mty = -0,048 . Wu . Lx2

Mty = -0,048 x 916 x 42

Mty = -749,11 Kg.m

4. Moment lapangan arah y (Mly)

Mly = 0,048 . Wu . Lx2

Mly = 0,048 x 975,4 x 42

Mly = 749,11 Kg.m

(Struktur Beton Bertulang, L. Wahyudi dan Rahim SA.)

1. Desain Tulangan Tumpuan dan Lapangan Arah X

Mu = 749,11 Kg.m

=

= 832,34 Kg.m

Koefisien Ketahanan Rn

=

= 8,323 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,67

Dengan menyamakan kedua nilai rn, maka diperoleh :

0,8323 = 400 ρ – 3146,67

142

3146,667 400 ρ + 0,8323 = 0

ρ = √

ρ = √

ρ = √

ρ = √

ρperlu =

karena ρ < maka yang digunakan = 0,0035

Luas tulangan As = ρ.b. d

= 0,0035 . 100 . 9,5

= 3,325 cm2

= 332,5 mm2

Digunakan baja tulangan D10 – 200 dengan luas As = 393 mm2

- Cek momen nominal penampang

=

= 0,00414

- Lengan momen dalam

=

= 6,165 mm

- Momen Nominal

(

)

= (

)

= 14449431 kg.mm = 14449,431 kg.m

Jadi Mn aktual > Mn perlu ( OK )

2. Desain Tulangan Tumpuan dan Lapangan Arah Y

Mu = 749,11 Kg.m

143

=

= 832,34 Kg.m


=

= 8,323 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,67


0,8323 = 400 ρ – 3146,67

3146,667 400 ρ + 0,8323 = 0

ρ = √

ρ = √

ρ = √

ρ = √

ρperlu =

karena ρ < maka yang digunakan = 0,0035


= 0,0035 . 100 .8,5

= 2,975 cm2

= 297,5 mm2

Digunakan baja tulangan D10 – 200 dengan luas As = 393 mm2

- Cek momen nominal penampang

144

=

= 0,00462

- Lengan momen dalam

=

= 6,165 mm

- Momen Nominal

(

)

= (

)

= 12877431 kg.mm = 12877,431 kg.m

Jadi Mn aktual > Mn perlu ( OK )

Gambar 4.5.2 Penulangan Plat Lantai A1

Gambar 4.5.3 Potongan I-I

145

Gambar 4.5.3 Potongan II-II

146

4.6. PERHITUNGAN BALOK

4.6.1 Desain Balok Segi Empat

Arah Desain Tulangan Balok

Balok di desain runtuh tarik/ lentur

Syarat

(

)(

)

(

) (

)

Cek Rasio

0,0035 < 0,024 < 0,032

1. Menghitung As

2. Menghitung lengan momen

3. Menghitung momen maksimum penampang

(

)

(

)

Ρ desain kurang dari ρb runtuh tarik

atau lentur terpenuhi.

147

= kNm

4. Menghitung tulangan pada tumpuan

Diketahui : M(-) = - 75,944 kNm

M(+) = 37,972 kNm

As = mm2

M max = kNm





c). Cek rasio

(

)(

)

(

) (

)


148

Solusi :

√

√

√





(

)

(

)

149


435499,223 Nmm

(

)

(

)


Diketahui : Vu = 62,068 kN Bw = 250 mm

Fc’ = 30 MPa d = 310 mm


√

√ = 72,16 kN


√

√


150

25

35

4D19

2D12

2D19

Ø8 - 200




AV

VS =

S =






As =



Jumlah baris




hal.183 pasal 3.4.5 SNI-1991

151

2. Menghitung tulangan pada lapangan


M(+) = 39,872 kNm

As = mm2

M max = kNm


M (-) = 0


tulangan.




c). Cek rasio

(

)(

)

(

) (

)


152

Solusi :

√

√

√





(

)

(

)

153


52297,22 Nmm

(

)

(

)


Diketahui : Vu = 8,281 kN Bw = 250 mm

Fc’ = 30 MPa d = 310 mm


√ √ = 72,16 kN


√

√


154

Karena teoritis dipakai sengkang minimum dipakai Smax



AV






As =



Jumlah baris




hal.183 pasal 3.4.5 SNI-1991

155

4.6.2 Desain Balok T 35 x 65 (Balok Tengah)

a). Menentukan Rasio Tulangan

SNI 03-2847-2013

= 0,836

(

) (

)

Dipakai

b). Menentukan As asumsikan balok tunggal

c). Menghitung lengan momen

maka menggunakan hitungan balok T atau L

(

)

(

)

Nmm

𝑓𝑐 𝑀𝑃𝑎

𝑓𝑦 𝑀𝑃𝑎

𝑓 𝑚𝑚

Diketahui :

650

156

d). Lebar efektif balok T

Diambil

e). Analisis sebagai penampang T

- Kesetimbangan Dalam T1 = Cf

T1 = Asf. Fy

Asf = 0,85 . Fc. hf . (be-bw)

(

)

(

)

= 2145825000

- Bagian web

T2 = Cw

( As - Asf.) Fy .

(

)

(

)

650

1625

157

= -1292466825 Nmm

f). Momen penampang balok T

2145825000 -1292466825)

Nmm

= kNm.

Momen ultimit penampang

g). Cek keseimbangan

T =

= + ( )

2085600 OK ..!

h). Rasio tulangan bagian web dan flens

i). Menentukan tulangan pada Tumpuan dan Lapangan

1. Tulangan pada Tumpuan

Diketahui : M(-) = 311,253 kNm

M(+) = 155,626 kNm

Mmax = kNm

As = mm2

d = 610 mm

d’ = 40 mm

Untuk menjamin keruntuhan

mendadak

158

Tulangan Tekan

M (-) = 311,253 kNm

Diperlukan :

Dipakai tulangan 6D - 22 dengan As = 2281 mm2

Tulangan Tarik

Luas tulangan tarik dapat direduksi menurut perbandingan momen, luas yang

diperlukan untuk menahan momen positif = 155,626 kNm,

sebesar :

982,13 mm

2

Dipakai tulangan 4D-22 dengan As = 1521 mm2

Pemeriksaan kapasitas penampang

As’ = 2281 mm2 d = 610 mm

B = 350 mm As = 1521mm2

Fc’ = 30 MPa

Cek kondisi tulangan tekan

<

<

<

< maka tulangan tekan belum mencapai tegangan

leleh.

Cek kondisi tulangan tarik

<

<

<

< maka tulangan tarik belum mencapai tegangan

leleh.

Mencari Tulangan Geser dan Torsi

159

1. Tulangan Geser


Fc’ = 30 MPa

Bw = 350 mm

d = 617,5 mm

kapasitas geser bagian badan balok

√

√ = 198,79 kN


√

√






2). Tulangan Torsi

Diketahui : Tu = 6,193 kNm = 6,193 x 106

Nm

Acp = bw . h = 350 x 650 =227500 mm

Pcp = 2 ( bw+h) = 2 (350+650) =2000

Cek :

160

√

(

)

√

(

)

= 1680 mm

570 . 270 = 153900 mm2

= 0,85 . 153900= 130815 mm2

√(

)

(

)

(

√

)

√(

)

(

)

(

√

)

b). Perencanaan puntir

Kombinasi sengkang geser dan puntir

Pakai D10

161

Cek tulangan puntir minimum :

√

√

314

Tulangan longitudinal penahan puntir

(

)

. 1 (

)

√

(

)

√

Misal desain memakai D22 =

2 batang

Jadi, tulangan longitudinalnya memakai 2D22

Jumlah tulangan balok dalam satu baris

Jumlah baris

berati 1 baris untuk yang tarik

berarti 1 baris untuk yang tekan

162

2. Tulangan pada Lapangan


M(+) = 227,356 kNm

Mmax = kNm

As = mm2

d = 610 mm

d’ = 40 mm

Tulangan Tekan

M (-) = 0

Meskipun pada Lapangan tidak terdapat momen negative tetap dipasang tulangan.


Tulangan Tarik



sebesar :

1449,97 mm

2



As’ = 2281 mm2 d = 610 mm

B = 350 mm As = 1521mm2

Fc’ = 30 MPa

163


<

<

<


leleh.


<

<

<


leleh.

Mencari Tulangan Geser.

1. Tulangan Geser


Fc’ = 30 MPa

Bw = 350 mm

d = 617,5 mm


√

√ = 198,79 kN


√

√




164

4D22

6D22

Ø10-200

2D22

35

65




Jumlah baris



165

4.6.3 Desain Balok L 35 x 65 (Balok Tepi)


SNI 03-2847-2013

= 0,836

(

) (

)

Dipakai

b). Menentukan As



(

)

(

)



𝑓 𝑚𝑚

Diketahui :

650

350

166

Nmm

d). Lebar efektif balok L

= 1825

= 891,667 mm

Diambil 891,667 mm

e). Analisis sebagai penampang L


T1 = Asf. Fy

Asf = 0,85 . Fc. hf . (be-bw)

(

)

(

)

= 911625000

- Bagian web

T2 = Cw

( As - Asf.) Fy .

891,667

350

650

167

(

)

(

)

= 250873021,5 Nmm


911625000 +

Nmm =



T =

= + ( )

2150400 OK ..!


h). Menentukan tulangan pada Tumpuan dan Lapangan

1. Tulangan pada Tumpuan


M(+) = 143,2 kNm


mendadak

168

Mmax = kNm

As = 5214 mm2

Tulangan Tekan

M (-) = 311,253 kNm

Diperlukan :


Tulangan Tarik



sebesar :

903,71mm

2


Pemeriksaan kapasitas penampang :

As’ = 1901 mm2 d = 610 mm

B = 350 mm As = 1140mm2

Fc’ = 30 MPa


<

<

<


leleh.


<

<

<


leleh.

169

1. Tulangan Geser


Fc’ = 30 MPa

Bw = 350 mm

d = 610 mm


√

√ = 198,79 kN


√

√






2). Tulangan Torsi


Nm

Acp = bw . h = 350 x 650 =227500 mm

Pcp = 2 ( bw+h) = 2 (350+650) =2000

Cek :

170

√

(

)

√

(

)

= 1680 mm

570 . 270 = 153900 mm2

= 0,85 . 153900= 130815 mm2

√(

)

(

)

(

√

)

√(

)

(

)

(

√

)

b). Perencanaan puntir

Kombinasi sengkang geser dan puntir

Pakai D10

Cek tulangan puntir minimum :

171

√

√

314

Tulangan longitudinal penahan puntir

(

)

. 1 (

)

√

(

)

√

Misal desain memakai 2D22 =

2 batang

Jadi, tulangan longitudinalnya memakai 4D25


Jumlah baris



172

5D22

2D22

3D22

Ø10 -150

35

65

2. Tulangan pada Lapangan


M(+) = 104,552 kNm

Mmax = kNm

As = mm2

Tulangan Tekan

M (-) = 0


tulangan.


Tulangan Tarik



sebesar :

659,8 mm

2


Pemeriksaan kapasitas penampang :

As’ = 1140 mm2 d = 40 mm

B = 350 mm As = 1901 mm2

Fc’ = 30 MPa


<

<

173

<


leleh.


<

<

<


leleh.


1. Tulangan Geser


Fc’ = 30 MPa

Bw = 350 mm d = 617,5 mm


√ √ = 198,79 kN


√

√





174

3D22

5D22

Ø10 -200

35

65

2D22



Jumlah baris


175

4.7 PerhitunganTangga

Tangga adalah bagian struktur yang digunakan sebagai alternativ lain selain lift

sebagai transportasi vertical antar lantai. Pada Perencanaan Struktur Gedung Arsip Kantor

Pertanahan Kota Semarang direncanakan tangga sebagai berikut :

4.7.1 Perencanaan dimensi tangga

Gambar 4.7.1. Detail Tangga


Syarat kenyamanan:

Syarat kenyamanan yang digunakan menggunakan aturan acuan dimensi dan sudut

anak tangga.Untuk menghasilkan struktur tangga yang nyaman dilalui, maka dimensi

tangga yang digunakan pada konstruksi memakai perkiraan acuan angka dibawah ini :

O = Optrede (langkah tegak ) = 15 cm – 20 cm

A = Antrede (langkah datar ) = 20 cm – 35 cm

Direncanakan : O = 16 cm

A = 30 cm

Pengecekan kenyamanan :

2 x O + A = 61-65 ( ideal)

2 x 16 + 30 = 62 “OK”

Pengecekan kemiringan :

Tg α =

= 0,533

α = 28,1º

Syarat kemiringan 25º<28,1 º <45º..... “OK”

Pengecekan ketebalan ekuivalen anak tangga :

BO

RD

ES

176

Gambar 4.7.2 Dimensi Tangga


√( ) √( )

(tabel 3.2a, SNI T15-1991-03)

m

Dipakai :

Tinggi antar lantai = 400 cm

Lebar tangga = 200 cm

Leba bordes = 135 cm

Panjang bordes =270 cm

Tebal pelat (h) = 15 cm

Tebal penutup beton (p) = 2,0 cm

Diameter tulangan utama (Ø) = 1,2 cm

Mutu beton (fc) = 30 Mpa

Mutu baja (fy) = 240 Mpa

Tinggi efektif (d) = h – p

= 150 – 20

= 130 mm

177

PembatasanRasioTulangan ( )

Mutu beton fc’ 30, maka :

SNI 03-2847-2013

( )

(

) (

)

= 0,032

4.7.2 Perhitungan Pembebanan Tanggadan Bordes.

1. Pelat tangga dan bordes ( h = 0,15 m )

a. Beban Mati ( WD )

Berat plat sendiri ( b . h . j) = 1 x 0,12 x 2400 = 2,88 kN/m2

Penutup lantai = 0,70kN/m2

Handrill = 0,15kN/m2

3,73kN/m2

b. Beban Hidup ( WL )

WL = 2,50kN/m2 → untukgedungperkantoran

c. Beban Gempa

Beban gempa (V) :

V =

x w

Dimana :



W = (1,2D + 1,6L) x 0,5

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) x 0,5

= 4,58 KN/m2





178


V =

kN/m

2

d. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2Wd + 1,6Wl + V

= 1,2x 3,73 + 1,6 x 2,5 + 0,549

= 44,476 kN/m2

4.7.3 Perhitungan Gaya Dalam Balok, Momen Pelat Tangga dan Bordes

Perhitungan analisa struktur dilakukan menggunakan bantuan progam SAP 2000.

Beban yang dimasukkan sebagai beban merata (Uniform Shell) dalam progam SAP2000,

sedangkan tebal pelat akan dihitung otomatis oleh progam dengan memasukkan angka 1

untuk self weight multipler pada saat pembebanan (load case). Kombinasi pembebanan

yang digunakan adalah :

Keterangan :

DL :dead load (beban mati)

LL :live load (beban hidup)

V : Beban Gempa

Gambar 4.7.3 PemodelanStrukturTangga

Sumber : Program SAP 2000

1,2 DL + 1,6 LL + V

179

Gambar 4.7.4 Diagram Momen 11 Pelat Tangga


Gambar 4.7.5 Diagram Momen 22 Pelat Tangga


180

Berdasarkanhasildarianalisaprogam SAP 2000 didapat :

Tabel 4.7.1.MomenPelatTangga Dan Bordes

Jenis

Plat

( ) ( )

Areas Areas Areas Areas

Text KN.m Text KN.m Text KN.m Text KN.m

Tangga 27 -5,421 51 37,44 22 -39,6 47 54,53

Bordes 59 -12,09 119 36,05 63 -38,87 112 36,28

1. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga M11 (arah Y)

Tebal pelat : h = 150 mm

Tebal penutup beton : = 20 mm

Diperkirakan diameter tulanganutama : = 12 mm

a. Perhitungan Tulangan Tumpuan Tangga arah Y :

Mty= 5,421kN.m

Asumsi tulangan tunggal dengan b = 100 cm, d = 130 cm

Mu = 542,1 Kg.m

=

=602,333 Kg.m


=

= 3,917 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


181

0,3917 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 0,3917 = 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,00099

karena ρ lebih kecil dari ρmin maka yang digunakan ρmin = 0,0035


= 0,0035 . 100 .130

= 4,34 cm2

= 434 mm2

( Dipakai tulangan 12 – 150 = 905 mm2

> 434 mm2 )

b. Perhitungan Tulangan Lapangan Tangga arah Y:

Mly= 37,44kN.m


Mu = 3744 Kg.m

=

= 4160 Kg.m


=

= 27,06 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


182

2,706 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 2,706 = 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,0072

karena ρ lebih besar dari ρmin maka yang digunakan ρ = 0,0072.


= 0,0072 . 100 .130

= 8,889 cm2

= 888,9 mm2

( Dipakai tulangan 12 – 150 = 905 mm2

> 88,9 mm2 )

2. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga M22 (arah X)



Diperkirakan diameter tulangan utama : = 12 mm

a. Perhitungan Tulangan Tumpuan Tangga Mtx:

Mtx = 39,6kN.m

Asumsi tulangan tunggal dengan b = 100 cm, d = 130 cm.

Mu = 3960 Kg.m

=

= 4400 Kg.m


=

= 28,62 Kg/cm2

183

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


2,862 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 2,862 = 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,0076



= 0,0076 . 100 .130

= 9,424 cm2

= 942,2 mm2

( Dipakai tulangan 12 –75 = 1508 mm2

> 942,2 mm2)

b. Perhitungan Tulangan Lapangan Tangga Mlx:

Mlx= 54,53kN.m


Mu = 5453 Kg.m

=

= 6058,89 Kg.m


=

184

= 39,4 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


3,94 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 3,94= 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,011



= 0,011. 100 .130

= 13,64 cm2

= 1364 mm2

( Dipakai tulangan 12 –75 = 1508mm2

> 1364mm2 )

3. Perhitungan Tulangan Pelat Bordes M11 arah Y



Diperkirakan diameter tulangan utama : = 12 mm

a. Perhitungan Tulangan Tumpuan Bordes (ty) :

Mty= 12,09kN.m

Mu = 1209 Kg.m

=

= 1343,33 Kg.m


185

=

= 8,737 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


0,8737 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 0,8737 = 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,00222

karena ρ lebih kecil dari ρmin maka yang digunakan ρmin = 0,0035.


= 0,0035 . 100 .13

= 4,34 cm2

= 434 mm2

( Dipakai tulangan 12 –150 = 905 mm2

> 434mm2 )

b. Perhitungan Tulangan Lapangan y (ly) :

Mly= 36,05kN.m


Mu = 3605 Kg.m

=

=4005,56 Kg.m

186


=

= 26,05 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


2,605 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 2,605 = 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,00689

karena ρ lebih besardari ρmin maka yang digunakan ρ = 0,00689


= 0,00689 . 100 .13

= 8,5436 cm2

= 854,36 mm2

( Dipakai tulangan 12–150 = 905 mm2

> 854,36mm2 )

4. Perhitungan Tulangan Pelat Bordes M22 arah X

Tebalpelat : h = 150 mm

Tebalpenutupbeton : = 20 mm

Diperkirakan diameter tulanganutama : = 12 mm

a. PerhitunganTulanganTumpuanBordesMtx:

Mtx= 38,87kN.m


Mu = 3887 Kg.m

187

=

=4318,89 Kg.m


=

= 28,09 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


2,809 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 2,809 = 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,0075

karena ρ lebih besardari ρmin maka yang digunakan ρ = 0,0075.


= 0,0075 . 100 .13

= 9,3 cm2

= 930 mm2

( Dipakai tulangan 12–100= 1131mm2

>467,5mm2 )

b. Perhitungan Tulangan Lapangan Bordes Mlx:

Mlx= 36,28kN.m


188

Mu = 3628 Kg.m

=

= 4031,11 Kg.m


=

= 26,22 Kg/cm2

Rn = ρ . fy . (

)

= ρ . 400 . (

)

= 400 ρ – 3146,667


2,622 = 400 ρ – 3146,667

3146,667 400 ρ + 2,622 = 0

ρ = √

ρ = √ ( )

ρ = √

ρ = √

ρ = 0,000693

karena ρ lebih besardari ρmin maka yang digunakan ρ= 0,00693


= 0,00693 . 100 .13

= 8,593 cm2

= 859,3 mm2

( Dipakai tulangan 12–100= 1131mm2

> 859,3 mm2 )

189

Gambar 4.7.6 Detail Tangga


Gambar 4.7.7 Detail Penulangan Plat Tangga


Gambar 4.7.8 Detail Penulangan Plat Bordes


190

4.7.4 Perhitungan Balok Bordes

Digunakan balok bordes ukuran 25 x 45

h = 450 mm

b = 250 mm

Øtulangan = 16 mm

Øsengkang = 8 mm

P = 30 mm

d =

a. Pembebanan Balok Bordes

Beban Mati :

Berat sendiri = 0,25 x 0,45 x 24 = 2,7 kN/m2

Berat dinding = 0,2 x 2,0 = 0,40 kN/m2

Berat plat bordes = 0,15 x 24 = 3,60 kN/m2

+

∑WD = 5,08 kN/m2

Beban hidup :

Beban hidup = 3 kN/m2

Beban ultimate (qU) :

qU = (1,2D + 1,6L + V)

= (1,2 . 5,08 + 1,6 . 3 + 0,594 )

= 10,896 KN/m2

Gaya dalam yang terjadi : (diperoleh dari program SAP2000)

M(+) = 5,434 kN/m

M(-) = -3,620 kN/m

Vu = 3,494 kN/m

Tu = 1,772 kN/m

450

250

191

b. Penulangan Tulangan

1. Menghitung Tulangan Tekan di Tumpuan

Mu = 3,620 kN/m

(

) (

)

Samakan kedua nilai Rn

√

√

(diambil yang terkecil)

Didapat = 0,00181

, maka dipakai

(Tulangan yang dipakai 16 (As = 603 mm2)

Tulangan yang dibutuhkan (n) :

N =

buah

Maka digunakan tulangan 2D16

2. Perhitungan Tulangan Lentur di lapangan

Mu = 5,434 kN/m

(

) (

)

Samakan kedua nilai Rn

√

192

√

(diambil yang terkecil)

Didapat = 0,00091

, maka dipakai

(Tulangan yang dipakai 16 (As = 603 mm2)

Tulangan yang dibutuhkan (n) :

N =

buah

Maka digunakan tulangan 2D16

c. Perhitungan Tulangan Geser

Dari hasil perhitungan gaya dalam pada balok bordes tangga didapat nilai

bidang geser Vu = 3,494 kN/m

Vc =

√

√

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 92,199

= 69,149 kN

Vu = 3,494 kN < Vc = 69,149 kN

Vu < Vc ,

Penampang beton sendiri sanggup melawan tegangan geser yang

terjadi, dibuktikan dengan Vu < Vc, tetap menggunakan tulangan

sengkang Ø8-100.

d. Tulangan Torsi

Tu = 1,772 kNm = 1772000 Nmm

Tc = (√

)

= (√

)

= 10269797,95 Nmm

Ø Tc = 0,6 . 10269797,95

= 6161878,772

Tu = 1772000 Nmm < Ø Tc = 6161878,772 Nmm

193

Penampang beton sendiri sanggup melawan tegangan torsi dibuktikan dengan

Ø Tc > Tu, tetap menggunakan tulangan puntir di sepanjang balok as – balok

as dengan menggunakan 2D-12.

Gambar 4.7.9 Penulangan Balaok Bordes


450

250

2D-16

2D-16

2D-12

Ø8 -100

194

4.8 Desain Tie Biem 25 x 50


SNI 03-2847-2013

= 0,836

(

) (

)

Dipakai

b). Menentukan As asumsikan balok tunggal



(

)

(

)



𝑓 𝑚𝑚

Diketahui :

500

250

195

Nmm

d). Lebar efektif balok T

Diambil

e). Analisis sebagai penampang T


T1 = Asf. Fy

Asf = 0,85 . Fc. hf . (be-bw)

(

)

(

)

= 1683000000

- Bagian web

T2 = Cw

( As - Asf.) Fy .

3103500

(

)

650

1625

500

250

196

(

)

= -1241400000 Nmm


1683000000 -1241400000)

Nmm

= kNm.



T =

= + ( )

1104000 OK ..!


i). Menentukan tulangan pada Tumpuan dan Lapangan

1. Tulangan pada Tumpuan Lapangan


M(+) = 103,485 kNm

Mmax = kNm

As = mm2

d = 460 mm d’ = 40 mm


mendadak

197

Tulangan Tekan

M (-) = 269,7 kNm

Diperlukan :


Tulangan Tarik



sebesar :

808,48 mm

2



As’ = 2279,64 mm2 d = 610 mm

B = 350 mm As = 1140 mm2

Fc’ = 30 MPa


<

<

<


leleh.


<

<

<


leleh.


198

1. Tulangan Geser


Fc’ = 30 MPa

Bw = 250 mm

d = 460 mm


√

√ = 107,08 kN


√

√






2). Tulangan Torsi


Nm

Acp = bw . h = 350 x 650 =227500 mm

Pcp = 2 ( bw+h) = 2 (350+650) =2000

199

Cek :

√

(

)

√

(

)

Karena Tu maka tidak memerlukan tulangan torsi

200

4.9 PERHITUNGAN PONDASI

Pondasi pada suatu struktur bangunan diperhitungkan terhadap gaya aksial, gaya

geser, dan terhadap momen lentur. Pada perencanaan akan digunakan pondasi tiang

pancang, dengan kapasitas daya dukung diperhitungkan berdasarkan tahanan ujung (end

Bearing), dan gesekan tiang dengan tanah (friction). Pemilihan jenis pondasi dapat dilihat

berdasarkan:

1. Kondisi dan karakteristik tanah

2. Beban yang diterima pondasi

3. Biaya pelaksanaan

Gambar 4.9.1. Pemodelan Pondasi


4.9.1 Perencanaan Pondasi

Perhitungan pondasi direncanakan berdasarkan gaya maksimum pada

kombinasi pembebanan yang ada. Dalam perencanaan ini, pondasi yang digunakan

adalah jenis tiang spun pile dan untuk semua tiang harus bertumpu pada tanah keras.

Penggunaan pondasi tiang kelompok direncanakan dengan jarak antar tiang tidak lebih

kecil dari 3 kali diameter tiang dengan perencanaan pile cap dikelompokkan

berdasarkan jumlah tiang pancang dan dimensi kolom.

4.9.1.1 Data Tanah dan Daya Dukung Tanah

Pondasi spun pile direncanakan mengunakan diameter 80 cm dengan

kedalaman 21 m. Dengan data sondir manual berdasarkan penyelidikan tanah dapat

dihitung daya dukung tanah per 1 pancang sebagai berikut:

Dengan rumus daya dukung tanah :

201

Tabel 4.9.1 Data Sondir Tanah Kedalaman 21 m dengan Daya Dukung Tanah

No Titik Kedalaman (m) Qc (kg/cm²) Tf (kg/cm)

D pancang

(cm)

Daya dukung

(ton)

1 S1 21 22 802 80 75,41

2 S 2 21 18 810 80 50,49

Nilai terkecil 50,49

Diambil daya dukung terkecil

4.9.1.2 Perencanaan Jumlah Spun Pile dan Pile cap

Berdasarkan perhitungan, dipilih daya dukung tiang tunggal terkecil yaitu:

direncanakan jumlah tiang pancang dengan perhitungan awal

Gaya aksial pada joint yang mewakili untuk perhitungan, didapat data sebagai

berikut:

Tabel 4.9.2 Jumlah Tiang Pancang Perlu

No Joint P (ton) N

1 77 409,85 9

2 60 228,435 6

3 55 192,76 4

4 75 50,95 2

Berdasarkan jumlah tiang pancang direncanakan pile cap dengan tipe sebagai

berikut :

Gambar 4.9.2 Tampak Atas Pile Cap Tipe P-1


202

Gambar 4.9.3 Tampak Atas Pile Cap Tipe P-2


Menghitung efisiensi kelompok tiang pancang adalah dengan rumus :

( ) ( )

Keterangan :

m = jumlah baris x

n = jumlah baris y

d = jarak antar pancang

s = jarak pancang ke tepi pile cap

Tabel 4.9.3 Efisiensi Pile Cap Group

No Tipe Pile

Cap

Tebal Panjang Lebar E PG

(cm) (cm) (cm)

1 P-1 60 600 600 0.48

2 P-2 60 600 400 0.084

Pemeriksaan daya dukung kelompok pancang terhadap beban yang bekerja :

203

Tabel 4.9.4 Pemeriksaan Daya Dukung Spun Pile Group

Type Joint F3 qc N Type

Pancang Efisiensi

DAYA

DUKUNG

GROUP (ton)

CEK

(ton) Check

P-1 77 409.58 22 8 1 0.48 514.22 > 272.22 aman

P-2 60 228 18 6 2 0.084 333.08 > 25.45 aman

Tabel 4.9.5 Gaya Aksial dan Momen pada Joint

No Joint P (ton) Mx My Type

Pile

1 77 409.58 -36.522 20.886 P-1

2 60 228 -32.002 -25,310 P-2

Pemeriksaan daya dukung per pancang :

- Untuk tipe P-1 Check pada joint 77

Pu = 409,86 ton

Mu x = -36.522 ton.m

Mu y = 20.886 ton.m

Tabel 4.9.6 Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-1

No X Y x² y² P/N(ton) Mx*Y My*X P

total Q u (ton) Check

1 -2 2 4 4 45.51 -73.04 -41.77 40.72 < 50.49 Aman

2 0 2 0 4 45.51 -73.04 0.00 42.47 < 50.49 Aman

3 2 2 4 4 45.51 -73.04 41.77 44.21 < 50.49 Aman

4 2 0 4 0 45.51 0.00 41.77 47.25 < 50.49 Aman

5 2 -2 4 4 45.51 73.04 41.77 50.29 < 50.49 Aman

6 0 -2 0 4 45.51 73.04 0.00 48.55 < 50.49 Aman

7 -2 -2 4 4 45.51 73.04 -41.77 46.81 < 50.49 Aman

8 -2 0 4 0 45.51 0.00 -41.77 43.77 < 50.49 Aman

9 0 0 0 0 45.51 0.00 0.00 45.51 < 50.49 Aman

∑ 24 24

204

- Untuk tipe P-2 Check pada joint 77

Pu = 228 ton

Mu x = -32.002 ton.m Mu y = -25,310ton.m

Tabel 4.9.7 Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-2

No X Y x² y² P/N(ton) Mx*Y My*X P total Q u (ton) Check

1 -2 1 4 1 45.51 4.00 -8.00 45.68 < 50.49 Aman

2 0 1 0 1 45.51 4.00 0.00 46.18 < 50.49 Aman

3 2 1 4 1 45.51 4.00 8.00 46.68 < 50.49 Aman

4 2 1 4 1 45.51 4.00 8.00 46.68 < 50.49 Aman

5 0 -1 0 1 45.51 -4.00 0.00 44.84 < 50.49 Aman

6 -2 -1 4 1 45.51 -4.00 -8.00 44.34 < 50.49 Aman

∑ 16 6

Pemeriksaan Terhadap Geser Pons dan Geser Lentur Pons

Check geser pons Untuk tipe P-2 pada joint 66 , Karena kolom tertumpu pada pile,

maka p yang diperhitungkan adalah Pu.

Pu = 409.58 ton

H = 0,6 m

t =

(

=

( )

= 142,3 t/m2 = 14,23 kg/cm

2

t ijin = 1,69 √ = 1,69 √ = 32,13 kg/cm2

t < t ijin (maka tebal pilecap cukup, sehingga tidak memerlukan tulangan geser

pons).

4.9.2 Penulangan Pile Cap

4.9.2.1 Perhitungan Momen pada Pile Cap

Momen tipe P-1

Mx = -36.522 ton.m

My = 20.886 ton.m

Momen tipe P-2

205

Mx = -32.002 ton.m

My = -25.31 ton.m

4.9.2.2 Perhitungan Tulangan Pile Cap

a. Pile Cap tipe P-1

Perhitungan tulangan direncanakan

Tebal pile cap (h) = 60 cm 600 mm

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa 300 kg/cm2

Mutu tulangan (Fy) = 400 Mpa 4000 kg/cm2

Diameter tulangan = D 22 22 mm

Tinggi efektif d = h – p - ½ D tul. pokok

= 549 mm

Tulangan pelat Arah X

-Moment= -36.522 ton.m



( )

SNI 03-2847-2013

( )

= 0,836

(

) (

)

Faktor tahanan momen maksimal

( (

))

( (

))

Faktor reduksi kekuatan lentur ϕ = 0,90

Moment nominal rencana

206

Faktor tahanan momen

( )

Rasio tulangan perlu

( √

)

( √

)

Rasio tulangan yang digunakan

Luas tulangan yang diperlukan per meter

Jarak tulangan yang diperlukan per meter

Jarak tulangan maksimal

Jarak tulangan dipakai

Digunakan

Luas tulangan dipakai

( )

Tulangan pelat Arah Y

-Moment = 20.886 ton.m


( (

))

( (

))

207




( )


( √

)

( √

)






Digunakan


( )

b. Pile Cap tipe P-2

Perhitungan tulangan direncanakan

Tebal pile cap (h) = 60 cm 600 mm

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa 300 kg/cm2

Mutu tulangan (Fy) = 400 Mpa 4000 kg/cm2

208

Diameter tulangan = D 22 22 mm

Tinggi efektif d = h – p - ½ D tul. pokok

= 549 mm

Tulangan pelat Arah X

-Moment= -32.002 ton.m



( )

SNI 03-2847-2013

( )

= 0,836

(

) (

)


( (

))

( (

))




( )

209


( √

)

( √

)






Digunakan


( )

Tulangan pelat Arah Y

-Moment= ton.m

( (

))

( (

))



210


( )


( √

)

( √

)






Digunakan


( )

bab iv perhitungan struktur 4 - usm

Documents