bab iv perhitungan struktur 4.1 perencanaan atap · 2019. 1. 9. · tegangan dasar = 160 mpa...

47

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 PERENCANAAN ATAP

Perencanaan atap adalah hal pertama yang dihitung dalam merencanakan

sebuah struktur bangunan gedung.Pada perencanaan struktur gedung ini rangka

atap yang digunakan adalah kuda-kuda baja konvensional menggunakan bentuk

atap sudut untuk bagian penutup atap.Mutu baja yang digunakan dalam perencaan

ini adalah baja mutu BJ 37 dengan profil siku dan gording dengan profil kanal

sebagai pendukung atap.Perencanaan konstruksi atap ini berdasarkan atas beban-

beban yang bekerja sesuai dengan pedoman standar perhitungan atap di Indonesia.

4.1.1 Pedoman Perhitungan

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

1. Pedoman Perencanaan Pembangunan Untuk Rumah dan Gedung

(PPPURG 1987)

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.

5. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung.

48

4.1.2 Perhitungan Atap

Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)

Gambar 4.1 Permodelan Kuda-Kuda Utuh


Gambar 4.2 Permodelan 1/2 Kuda-Kuda

Dalam Perencanaan atap , pedoman yang kami pakai :

1) Tata Cara Perencanaan Struktur BajaUntuk Bangunan Gedung (SNI 03 –

1729 – 2002)

2) Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987

(PPURGI 1987)

49

4.1.3 Perhitungan Gording

1) Data perencanaan gording profil CNP 150.75.20.4,5

h = 150mm = 15 cm wx =65,2cm³

b =75mm = 7,5cm wy =19,8cm³

c =20mm =2cm Ix =489cm⁴

t =4.5 mm =0,45 cm Iy =99,2cm⁴

q = 11 kg/m

Sumber : Tabel Profil Konstruksi Baja Ir. Rudy Gunawan

Gambar 4.3 Gording CNP

a. Perencanaan jarak gording

Cos = Sin =

Cos 30° = Sin 30° =

r = y = Sin 30° 10,392

r = 10,392 y = 5,196 m

b. Jarak gording rencana (g) = 1,73 m

c. Gording yang dibutuhkan (g’)= = + 1= 7 Buah

d. Jarak gording sebenarnya ( = = = 1,73 m

50

2) Perhitungan Pembebanan

Bentang Kuda-kuda = 18 m

Jarak Kuda-kuda = 4 m

Jarak Gording = 1,73 m

Sudut kemiringan atap = 30°

Sambungan = Baut

Mutu Baja = BJ 37

fy = 240 Mpa

fu = 370 Mpa

E = 200.000 Mpa

G = 800.000 Mpa

Poisson ratio (m) = 30 %

Koefisien Muai (at) = 1.2 x 10-6

Peregangan Minimum = 20%

Penutup atap genteng = 50 kg/m²

Berat Per Unit Volume = 7850 Kg/m³

Plafong gypsumboard + penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m²

Beban hidup Gording = 100 Kg

Tekanan tiup angin = 25 kg/m²

4.1.4 Beban Mati

Sumber : dokumen pribadi

Gambar 4.4 Pemodelan Beban Mati

51

1. Berat gording Channel C150.75.20.4.5 = 11,0 kg/m

2. Berat atap = 50 kg/m2 x 1,73 m = 86,5 kg/m

3. Berat trackstang (10% x 25,3) = 2,53 kg/m

q total = 100,03 kg/m

qx = q . sin α = 100,03 sin 30˚ = 50,015 kg/m

qy = q . cos α = 100,03 cos 30˚ = 86,628 kg/m


Gambar 4.5 Pembebanan Beban Mati

52

4.1.5 Beban Hidup

Beban hidup adalah beban terpusat dan terjadi karena beban manusia yang

bekerja pada pekerjaan atap dengan berat P = 100 kg.


Gambar 4.6 Pemodelan Beban Hidup

Px = P .sin α = 100 sin 30˚ = 50 kg

Py = P .cos α = 100 cos 30˚ = 86,603 kg

53


Gambar 4.7 Pembebanan Beban Hidup

0,8

0,8

4.1.6 Beban Angin

Beban angina adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang

diasumsikan pada daerah dataran dengan besaran minimum W = 25 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 18 )


Gambar 4.8 Pemodelan Beban Angin

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

Koefisien angin hisap = - 0,4

(PPPURG 1987, hal21 )

Beban angin tekan = 0,2 .25 . 1,73 = 8,65 kg/m

Beban angin hisap = -0,4 .25 . 1,73 = -17,3 kg/m

54


Gambar 4.9 Pembebanan Beban Angin

(Teknik Sipil, hal 68)

Tabel 4.1 Tabel Rekap Hasil Perhitungan Momen

Momen Beban Mati(D)

(kgm)

Beban Hidup

(kgm)

Beban Angin (W)

(kgm)

Tekan Hisap

Mx 80,024 40 - -

My 138,605 69,282 13,84 -27,68


4.1.7 Kombinasi pembebanan Gording

1. U = 1,4 D

Ux = 1,4 ( 80,024 ) =112,034 kgm

Uy = 1,4 ( 138,605 ) =194,04 kgm

2. U = 1,2 D + 1,6 La

w =8,65 kg/m

w =8,65 kg/m

55

Ux = 1,2 (80,024) + 1,6 (40) = 160,023kgm

Uy =1,2 ( 138,605 ) + 1,6 (69,282) = 277,177kgm

3. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,5 W

Ux = 1,2 (80,024) + 1,6 (40) + 0,5 (0) = 160,029kgm

Uy = 1,2 (138,605) + 1,6 (69,282)+ 0,5 (13,84) =284,097kgm

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

Ux = 1,2 (80,024)+ 1,3(0) + 0,5 (40) =116,029 kgm

Uy = 1,2 (138,605) + 1,3(13,84) + 0,5 (69,282) =218,959 kgm

5. U = 0,9 D ± 1,3 W

Ux = 0,9 (80,024) + 1,3 (0) =72,022 kgm

= 0,9 (80,024) – 1,3 (0) =72,022 kgm

Uy = 0,9 (138,605) + 1,3 (13,84) =142,736 kgm

= 0,9 (138,605) – 1,3 (13,84) =06,753 kgm

(pasal 6.2.2, SNI 03- 1727- 2002, hal 11-12)

Kombinasi maksimum arah sumbu x yaitu pada kombinasi pembebanan

ke-3 sebesar = 160,029 Kg.m. Kombinasi maksimum arah sumbu y yaitu pada

kombinasi pembebanan ke-3 sebesar = 284,097 Kg.m.

4.1.8 Kontrol Pada Gording

a. Kontrol Penampang

Dengan menggunakan mutu baja profil

fy = 2400 Kg/cm²

Fu = 3700 Kg/cm²

E = 2x105 Kg/cm²

Dipakai kombinasi pembebanan adalah :

Mux= 160,029 Kg.m

Muy = 284,097 Kg.m

Profil baja CNP 150.75.20.4,5

56

h = 150mm = 15 cm wx = 65,2cm³

b = 75mm = 7,5cm wy = 19,8 cm³

c = 20 mm = 2 cm Ix = 489 cm⁴

t = 4.5 mm =0,45 cm Iy = 99,2 cm⁴

q = 11 kg/m

A = 13,97 cm²

A/2 = 13,97 /2 = 6.985 cm²

A₁ = (h . t) = 15 . 0.45 = 6,75 cm²

Y₁ = ½ . h = ½ . 15 = 7,5 cm

A₂ = (A-A₁)/2 = (13,97 -6,75)/2 =3,61 cm²

Y₂ = ½ . t = ½ . 0,45 =0,225 cm

A₃ = (A-A₁)/2 = (13,97-6,75)/2 =3,61 cm²

Y₃ = h – t = 15 – 0,45 =14,55 cm

y =

=

= 7,442 cm

d = 2.y

= 2. 7,442

= 14,884 cm

Zᵪ = 2. (A₁.Y₁+A₂.Y₂)

= 2. (6,75.7,5+3,61.0,225)

= 102,874 cm

Zy = (A₁.Y₁+A₂.Y₂+A₃.Y₃)

= (6,75.7,5+3,61.0,225+3,61.14,55)

= 103,963 cm

untuk sayap

≤

≤

8,333 ≤ 10,97

(ok)

57

untuk badan

≤

≤

33,333 ≤ 108.443

(ok)

Penampang Profil Kompak, maka Mnx = Mpx

b. Kontrol Terhadap Momen

1) Momen arah sumbu x (Mux)

Mux = 160,029 Kg.m

2) Momen arah sumbu y (Muy)

Muy = 284,097 Kg.m

c. Momen nominal pada penampang

Mnx = Zx . fy = 102,874 . 2400 =246897,6 kg.cm = 2468,97

Kg.m

Mny = Zy .fy = 103,963 . 2400 = 249511.2 kg.cm = 2495,11

Kg.m

d. Menghitung momen interaksi

..............OK

e. Kontrol momen terhadap batas lekuk lokal dengan

ɸ Mn Mu

ɸ Mnx Mux

0,9×2468,97 160,029 Kg.m

2222,073 160,029 Kg.m (OK)

58

ɸ Mny Muy

0,9×2495,11 284,097 Kg.m

2245,599 284,097 Kg.m (OK)

f. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Global

Lb = L = 4 m = 4000 m

iy = 2,66 cm

Lp = 1,76

= 1,76 ×26,6× = 3631,04 mm

G = 8.105

J = . b . t³

= . [(75 . 4,5³) + (150-4,5) . 4,5³ ]

= 20093,06 mm⁴

Mn = Mp

= fy + Zᵪ

Zᵪ = 65,2 x103 mm3

Mn = 240 x 65,2 x103

= 1,56 x 107 Nmm

Iw = Iy (h²/4)= 9,92 105 . [(150-4,5)²/4)]

=5,25 109 mm⁴

X₁ =

= 72168,96 kg/mm²

X₂ = 4 . . (

= 3,48 x 10⁻7 kg/mm⁴

59

Lr = .F F = fy-fr = 240 – 70 = 170 Mpa

=

= 15989,76 mm > Lb (4000 mm)

Karena Lp (3631,04 mm) < Lb (4000 mm) < Lr (15989,76 mm),

maka termasuk bentang menengah (inelastis LTB)

g. Kontrol Lendutan

.

L = 4 m = 400 cm

Mux = 160,029 kg.m = 16002,9 kgcm

E = 2 x 10⁶ kg/cm²

Ix = 489 cm⁴

Ymax =

=

= 0,327 cm

= 1,667 cm Ymax = 0,404 cm OK

g.1 Akibat beban mati

g.2 Akibat beban hidup

60

g.3 Akibat beban angin

(Struktur Baja, hal 87)

g.4 Lendutan kombinasi

fx total = 0,672 + 0,0033 + 0 = 0,675 cm

fy total = 0,295 + 0,0012 + 0,0295 = 0,326 cm

Syarat lendutan

(ok)

(SNI 03- 1729- 2012, hal 15)

4.1.9 Perhitungan Trackstang

Beban mati qx = 50,015 kg/m

Beban hidup Px = 50 kg/m

Total beban P = (50,015x2) + 50 = 150,03kg

Penggunaan 3 trackstang, maka : P/3150,03 /3 = 50,01 kg

Maka dalam perencanaan kuda-kuda ini menggumaan trackstang dengan

diameter minimal =8 mm

61

4.1.10 Perencanaan Kuda-kuda

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

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

4.1.11 Data-data Kuda-kuda

Bentang kuda-kuda = 18 m

Jarak kuda-kuda = 4 m

Jarak gording = 1,73 m

Sudut kemiringan atap = 30°

Penutup atap = Genteng

Plafond = Gypsumboard

Sambungan = Baut

Berat gording = 11,0 kg/m

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus geser ( G ) = 80000 Mpa

Poisson ratio ( m ) = 30%

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

(SNI 03- 1729- 2012)

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Tegangan dasar = 160 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

(SNI 03- 1729- 2012,hal.11)

Penutup genteng = 50 kg/m2

Berat per unit volume = 7850 kg/m3

(PPURG 1987, hal 5)

Plafond eternit + penggantung = 11+7 =18 kg/m2

(PPURG1987,hal 6)

Beban hidup gording = 100 kg

(PPURG 1987, hal 7)

Tekanan tiup angin = 25 kg/m2

62

(PPURG 1987, hal 18)

4.1.12 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 genting.

BA = Berat atap x jarak gording x jarak kuda-kuda

BA = 50 x 1,73 x 4 = 346 kg

2. 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 Double Angle Shape.Pada

pembebanan akibat berat sendiri disimbulkan dengan huruf (BK).


Gambar 4.10 Penampang Profil Siku

3. Akibat berat gording

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan

sebagai gording.

BG = berat profil baja x jarak kuda-kuda

BG = 11,0 x 4 = 44,0 kg

63

4. Akibat Berat Plafon

Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafon yang digantungkan

pada dasar kuda-kuda.

Bp = beban plafond x jarak kuda-kuda x panjang kuda-kuda

Bp = 18 x 4 x 18/12 = 108 kg

5. Beban Hidup

Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban manusia

yang bekerja pada saat pembuatan atau perbaikan kuda-kuda dan atap

dengan berat P = 100 kg.

6. Beban Angin

Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang

diasumsikan pada daerah perbukitan dengan besaran W = 25 kg/m2

a. Akibat angin tekan

Cq = 0,02 ά – 0,4

= 0,02 (20) – 0,4 = 0 (PPPURG, hal 21 )

W tekan = Cq x W x panjang sisi miring kuda-kuda x jarak kuda-

kuda

= 0,2 x 25 x 10,392 x 4 = 207,84 kg

P = 207,84 /6 = 34,64 kg

Vertikal = 34,64 x cos 30 = 29,999 kg

Horisontal = 34,64 x sin 30 = 17,32 kg

b. Akibat angin hisap

W hisap = Cq x W x panjang sisi miring kuda-kuda x jarak kuda-

kuda

= -0,4 x 25 x 10,392 x 4 = -415,68 kg

P = -415,68/ 6 = -69,28 kg

Vertikal = -69,28 x cos 30 = -59,998 kg

Horisontal = -69,28 x sin 30 = -34,64 kg

64

4.1.13 Input Data Pada Program SAP

Sumber : Data Pribadi (Program SAP)

Gambar 4.11 Pemodelan Rangka Atap

Sumber : dokumentasi pribadi

Gambar 4.12 Frame Properties


Gambar 4.13 Material Propety Data

65


Gambar 4.14 Define Load Patterns

Kombinasi Pembebanan

a. U = 1,4 D

Sumber : program SAP

Gambar 4.15 Beban kombinasi 1

66

b. U = 1,2 D + 1,6 La



c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,5 W



67

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



e. U = 0,9 D ± 1,3 W



68

4.1.14 Beban Mati Tambahan (SIDL)

a. Beban Atap

- Akibat Berat Atap BA = 50 x 1,73 x 4 = 346 Kg

- Akibat Berat Gording BG = 11,0 x 4 = 44,0 Kg +

- Total = 390 Kg

b. Akibat Berat Plafon Bp = 18 x 4 x 18/12 = 108 kg

Sumber : Data Aplikasi SAP

Gambar 4.20 PembebananBerat Atap dan Berat Plafond (SIDL)

4.1.15 Beban hidup

P = 100 kg

Sumber : Data aplikasi SAP

Gambar 4.21 Pembebanan Beban Hidup (Live Load)

69

4.1.16 Beban Angin

a. Akibat angin tekan

W tekan = 0,2 x 25 x 10,392 x 4 = 207,84 kg

P = 207,84 /6 = 34,64 kg

Vertikal = 34,64 x cos 30 = 29,999 kg

Horisontal = 34,64 x sin 30 = 17,32 kg

b. Akibat angin hisap

W hisap = -0,4 x 25 x 10,392 x 4 = -415,68 kg

P = -415,68/ 6 = -69,28 kg

Vertikal = -69,28 x cos 30 = -59,998 kg

Horisontal = -69,28 x sin 30 = -34,64 kg


Gambar 4.22 Pembebanan Beban Angin(Wind Load)

4.1.17 Data Hasil Peritungan Kuda-kuda

Dalam peritungan kuda-kuda menggunakan Program SAP dan didapat

data-data sebagai berikut, data lengkap terlampir :

1. Gaya aksial yang dihasilkan data terlampir

2. Gaya momen yang dihasilkan data terlampir

3. Gaya geser yang dihasilkan data terlampir

4. Kontrol kekuatan baja yang dihasilkan data terlampir

5. Baja yang digunakan Double Angle Shape :

70

a. Batang Diagonal Atas (batang a) : 2L 60.60.5

b. Batang Diagonal Tengah (batang d) : 2L 50.50.6

c. Batang Vertikal Tengah (batang v) : 2L 60.60.5

d. Batang Horisontal Bawah (batang b) : 2L 60.60.5


Gambar 4.23 Pemodelan Rangka Kuda-Kuda

4.1.18 Kontrol Gaya Batang


Gambar 4.24 Pengaruh gaya batang pada program SAP

71

4.1.19 Batang Tekan Diagonal bagian Atas (Batang a1 – a12)

Sumber : Data Aplikasi SAP

Gambar 4.25 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Atas (batang a1-a12)

Panjang batang (L) = 1,73 m = 1730 mm

Gaya Tekan maksimum (Nu) = 9474,37 kg

Profil 2L 60.60.6 :

b = 60 mm

t = 6 mm

Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4

rx = ry = 18,2 mm

BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)

Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm

Kontrol kelangsingan elemen penampang:

137,16240

250250

106

60

fy

rt

b

r

“Penampang Memenuhi Syarat”

Kontrol kelangsingan profil:

72

200

05,952,18

1730

r

L


et

XX

Y

b be

a

t

Sumber : Dokumentasi pribadi

Gambar 4.26 Penampang Profil Siku Ganda

Profil gabungan

Ix = 2 x 22,8 x 104

= 45,6 x 104 mm4

mmA

Ixix 16,18

1382

10^4 x 45,6

2

Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2

= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2

= 51,65x104 mm4

mmA

Iyiy 33,19

1382

51,65x10^4

2

Panjang tekuk: Lk = kc x L = 1 x 1730 = 1730 mm

Kontrol tegangan

Tekuk arah tegak lurus sumbu x

26,9516,18

1730

ix

lkx

1 =cx .

E

fyx 05,1

200000

24026,95

1

hasil λcx > 1,2 maka:

73

225,1

205,125,1 x = 1,379

fyAgNn .2

1,379

2406912 xx

= 240495,31 N = 24049,53 kg

Φ Nn = 0,85 x 24049,53 = 20442,10 kg

ΦNn = 20442,10 kg > Nu = 9474,37 kg . . . . OK

Tekuk arah tegak lurus sumbu y

20092,8924,19

1730

iy

lky

1=cy

. E

fyy 992,0

200000

24092,89

1


225,1

2992,025,1 x = 1,23

fyAgNn .2

23,1

2402,5802 xx

= 226419,51 N = 22641,95 kg

Φ Nn = 0,85 x 22641,95 = 19245,66 kg

ΦNn = 19245,66 kg > Nu = 9474,37 kg. . . . OK

74

4.1.20 Batang Tarik bagian bawah (Batang b1 – b12)


Gambar 4.27 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Bawah (batang b1-b12)


Gaya Tarik maksimum (Nu) = 8341,80 kg

Profil 2L 60.60.6 :

b = 60 mm

t = 6 mm

Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4

rx = ry = 18,2 mm


Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm


240

42,822,18

1500

r

L


Profil gabungan

Ix = 2 x 22,8 .104

= 45,6 x 104 mm4

75

mmx

A

Ixix 16,18

1382

4^106,45

2

Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2

= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2

= 51,65x104 mm4

mmA

Iyiy 33,19

1382

51,65x10^4

2

Tinjauan terhadap keruntuhan leleh :

N149256240 6919,09,0 ygn fAN

Tinjauan terhadap keruntuhan fraktur :

Ae = A x U 9,01

_

L

xU

Direncanakan digunakan baut diameter ½” = 12,7 mm

Sumber : Dokumentasi pribadi

Gambar 4.28 Rencana Pemasangan Baut Batang Tarik Bawah

Syarat penempatan baut : (SNI 03-1729-2012 hal 104)

mms

mmts

mmds

p

b

150

7261212

05,197,125,15,1

1

1

1

diambil s1 = 30 mm

mms

mmts

mmds

p

b

200

9061515

1,387,1233

diambil s = 60 mm

Sehingga :

s1 = 30 mm

s = 60 mm

Nu

s

s1

s1Nu

76

A = Ant Pot. 1 - 2

28,614

67,121691

mmA

A

tdnAA

nt

nt

gnt

A = 614,8 mm

mmex 1,139,16302

60_

9,078,060

1,131

9,01

_

U

L

xU

Ae = A x U = 691 x 0,78 = 538,98 mm2

N95,14956637098,53875,075,0 uen fAN

Tinjauan terhadap keruntuhan blok ujung :

Geser Murni

Sumber : Dokumentasi Pribadi

Gambar 4.29 Skema gaya geser pada batang Tarik

As = 2*(3*60*6)

= 2160 mm2

N3596402160*)370*6,0(75,0*)*6,0(75,0 AsfN un

Kombinasi Geser Tarik


Gambar 4.30 Skema kombinasi gaya geser pada batang Tarik

Ags = 3*60*6 = 1080 mm2

30

60 60 60

30

30

60 60 60

30

77

Ans = (3*60-2,5*14,7)*6 = 859,5 mm2

Agt = 30*6 = 180 mm2

Ant = (30-0,5*14,7)*6 = 135,9 mm2

fu*Agt = 370*180 = 66600 N

0,60*fu*Ans = 0,60*370*859,5 = 190809 N

Karena fu*Ant < 0,60*fu*Ans, maka terjadi fraktur pada permukaan geser

dan leleh pada permukaan tarik sehingga :

)***6,0(75,0 AgtfyAnsfN un

= 0,75*(0,6*370*859,5 + 240*180)

= 175506,75 N (Keruntuhan Blok Ujung menentukan)

Nu = 83418,0 N < nN = 175506,75 NOK

4.1.21 Batang Tarik diagonal (Batang d1 – d10)


Gambar 4.31 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Diagonal (batang d1-d10)


Gaya Tarik maksimum (Nu) = 2799,46 kg

Profil 2L 50.50.5 :

b = 50 mm

t = 5 mm

Ix = Iy = 11,0 x 104 mm4

rx = ry = 15,1 mm

78

Nu

s

s1

s1Nu


Ag = 480 mm2 e = 14,0 mm


240

41,3581,15

5412

r

L


Profil gabungan

Ix = 2 x 11,0.104

= 22,0 . 104 mm4

mmx

A

Ixix 14,15

960

4^100,22

2

Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2

= 22,0 x 104 + 960 (5+14)2

= 25,65 x104 mm4

mmx

A

Iyiy 34,16

960

1065,25

2

4

Tinjauan terhadap keruntuhan leleh :

N103680240 4809,09,0 ygn fAN

Tinjauan terhadap keruntuhan fraktur :

Ae = A x U 9,01

_

L

xU

Direncanakan digunakan baut diameter ½” = 12,7 mm


Gambar 4.32 Rencana Pemasangan Baut Batang Tarik Bawah

Syarat penempatan baut : (SNI 03-1729-2012 hal 104)

79

30

60 60 60

30

mms

mmts

mmds

p

b

150

6051212

05,197,125,15,1

1

1

1

diambil s1 = 30 mm

mms

mmts

mmds

p

b

200

7551515

1,387,1233

diambil s = 60 mm

Sehingga :

s1 = 30 mm

s = 60 mm

A = Ant Pot. 1 - 2

25,416

57,121480

mmA

A

tdnAA

nt

nt

gnt

A = 416,5 mm

mmex 1614302

60_

9,0733,060

161

9,01

_

U

L

xU

Ae = A x U = 416,5 x 0,733 = 305,29 mm2

N22,8471937029,30575,075,0 uen fAN

Tinjauan terhadap keruntuhan blok ujung :

Geser Murni


Gambar 4.33 Skema gaya geser pada batang Tarik

As = 2*(3*60*6)

= 2160 mm2

80

N3596402160*)370*6,0(75,0*)*6,0(75,0 AsfN un

Kombinasi Geser Tarik


Gambar 4.34 Skema kombinasi gaya geser pada batang Tarik

Ags = 3*60*6 = 1080 mm2

Ans = (3*60-2,5*14,7)*6 = 859,5 mm2

Agt = 30*6 = 180 mm2

Ant = (30-0,5*14,7)*6 = 135,9 mm2

fu*Agt = 370*180 = 66600 N

0,60*fu*Ans = 0,60*370*859,5 = 190809 N

Karena fu*Ant < 0,60*fu*Ans, maka terjadi fraktur pada permukaan geser

dan leleh pada permukaan tarik sehingga :

)***6,0(75,0 AgtfyAnsfN un

= 0,75*(0,6*370*859,5 + 240*180)

= 175506,75 N (Keruntuhan Blok Ujung menentukan)

Nu = 27994,6 N< nN = 175506,75 N

30

60 60 60

30

81

4.1.22 Batang Tekan Vertikal (Batang v1 – v11)


Gambar 4.35 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Vertikal (batang v1-v11)


Gaya Tekan maksimum (Nu) = 2497,52 kg

Profil 2L 60.60.6 :

b = 60 mm

t = 6 mm

Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4

rx = ry = 18,2 mm


Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm


137,16240

250250

106

60

fy

rt

b

r


Kontrol kelangsingan profil:

200

75,2372,18

4327

r

L


82

et

XX

Y

b be

a

t


Gambar 4.36 Penampang Profil Siku Ganda

Profil gabungan

Ix = 2 x 22,8 x 104

= 45,6 x 104 mm4

mmA

Ixix 16,18

1382

10^4 x 45,6

2

Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2

= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2

= 51,65x104 mm4

mmA

Iyiy 33,19

1382

51,65x10^4

2

Panjang tekuk: Lk = kc x L = 1 x 4327 = 4327 mm

Kontrol tegangan

Tekuk arah tegak lurus sumbu x

27,23816,18

4327

ix

lkx

1 =cx .

E

fyx 62,2

200000

24027,238

1


225,1

262,225,1 x = 8,58

83

fyAgNn .2

58,8

2406912 xx

= 38657,34 N = 3865,73 kg

Φ Nn = 0,85 x 3865,73= 3285,87 kg

ΦNn = 3285,87 kg > Nu = 2497,52 kg . . . . OK

Tekuk arah tegak lurus sumbu y

20085,22333,19

4327

iy

lky

1=cy

. E

fyy 47,2

200000

24085,223

1

hasil λcy > 1,2 maka:

225,1

247,225,1 x = 7,63

fyAgNn .2

63,7

2406912 xx

= 43470,5 N = 4347,05 kg

ΦNn = 0,85 x 4347,05 = 3694,99 kg

ΦNn = 3694,99 kg > Nu = 2497,52. . . .OK

4.1.23 Perencanaan Baut

Mutu baja ST-37 Fub = 825 Mpa , fy = 240 Mpa

Kekuatan 1 baut berdasarkan tipe tumpu (menggunakan baut Ø12,7

dengan ulir pada bidang geser)

Kuat Geser

Rn = Tn = Øf x 0.4mAbFub

= 0,75 x 0,4 x 2 (0,25π x 12,72 x 825

= 62,705 kN

Profil 2L.60.60.6

84

Kuat Tumpu

Profil 2∟60.60.6ØRn = Ø2,4db tpfu

= 0,752,412,76370

= 50749,2 kN

Profil 2L.60.60.6

b = 60 mm ; tebal plat = 10 mm

Abruto = 691 mm²

Anetto = Abruto – n x d x t plat

= 691 – 1 x 12,7 x 10

= 564 mm2

Amaks = 0,85Anetto

= 0,85 x 564

= 479,4 mm2

Ø Tn = ØfuAmaks

= 0,75370479,4 = 133033,5 kN

n baut = Rn

Tn

50749,2

5,133033

= 2,62 ≈ 3 buah (Diambil minium pemasangan baut)

Profil 2L.50.50.5

Kuat Tumpu

Profil 2∟50.50.5 ØRn = Ø2,4db tpfu

= 0,752,412,75370

= 42291 kN

Profil 2L.50.50.5

b = 40 mm ; tebal plat = 10 mm

Abruto = 480 mm²

Anetto = Abruto – n x d x t plat

= 480 – 1 x 12,7 x 10

=353 mm2

Amaks = 0,85Anetto

85

= 0,85 x 353

= 300,05 mm2

Ø Tn = ØfuAmaks

= 0,75370300,05 = 83263,875 kN

n baut = Rn

Tn

42291

875,83263

= 1,97 ≈ 2 buah

Tabel 4.2 Tabel Rekap Hasil Dimensi Gaya Batang

No Batang Gaya Maximal Profil Ø Baut n

(kg) (mm) (mm) Pakai

a1 – a12 9474,37 2L.60.60.6 12,7 3

b1 – b12 8341,80 2L.60.60.6 12,7 3

d1 – d10 2799,46 2L.50.50.5 12,7 2

v1 – v11 2497,52 2L.60.60.6 12,7 3

Sumber : Data Pribadi

4.1.24 Perencanaan Baseplate

Data Teknis :

a. Mutu Baja = BJ 37

b. Baja Profil siku profil 60. 60. 6

c. Beban Aksial = 18783 N

Sumber :Data aplikasi SAP

Gambar 4.37 Gaya Reaksi Yang Timbul

86

d. Mutu Beton (kolom) = 35 Mpa

e. Tebal Las ditentukan = 5,2 mm = 0,197 in

Perencanaan Baseplate

P = 49754,56 N

Luasan pelat (A1) = cf

P

'..7,1

= 268,139335.6,0.7,1

56,49754mm

a. Perhitungan dimensi pelat ( N x B )

N = 30 cm

B = 40 cm

b. Perhitungan ketebalan pelat (tp)

m = 2

95,0 dL

= 2

27,1.95,06

= 2,397

Tp = m.NBFy

P

...9,0

.2

= 2,39740.30.37.9,0

4975,4562x

= 1,196 cm dipakai tebal baseplate min 12 mm

c. Perencanaan Las untuk menyambung profil siku dengan baseplat

Ln 1 = bf – 2t

= 9 – (2 x 0,197)

= 8,6 in

Ln 2 = d – 2t

87

= 25 – (2 x 0,197)

= 24,6 in

Ln 3 = ( ½ .bf – ½ . tf ) – 2 t

= 4,3 – ( 2 x 0,197)

= 3,9 in

Alas = t. Ln

= ( 2 x 0,197 x 8,6 ) + ( 2 x 0,197 x 24,6 ) + ( 2 x 0,197 x 3,9 )

= 14,62 in2

d. Menentukan panjang baut angkur (L) yang dibutuhkan, didasarkan pada

luas permukaan pelat sebagai berikut :

cf

PL psf

'..4

35.75,0.4

456,4975

psfL

= 280,335 mm dipakai panjang min 300 mm

88

4.2 PERHITUNGAN STRUKTUR PELAT LANTAI

4.2.1 Perhitungan Penulangan Pelat Lantai dan Dak Atap

Analisa dan desain tulangan pelat lantai dan dak atap dihitung dengan

bantuan software SAP2000. Hasil dari analisa berupa besaran momen yang terjadi

akibat beban yang selanjutnya digunakan untuk menghitung tulangan pelat lantai

dan dak atap.

4.2.2 Karakteristik Material Beton

f’c = 29 MPa (K-350)

fy Tulangan Utama = 240 MPa

4.2.3 Analisa Penulangan Dak Atap


Gambar 4.38 Tampak Atas Pelat Lantai

ℓ𝑦

ℓ𝑥 =

4

4 = 1, dengan asumsi tumpuan bebas sederhana.

Direncanakan menggunakan penulangan dua arah (two way

slab).

Data – Data Perencanaan :

Tebal Pelat (h) = 12 cm = 120 mm

Selimut Beton (p) = 2 cm = 20 mm (SNI 03-2847-2002)

89

Ø Tulangan Utama arah x = 10 mm

Ø Tulangan Utama arah y = 10 mm

Tinggi Efektif arah x (dx) = h – p – ∅𝑥

2 (dy) = h – p – ∅𝑥 –

∅𝑦

2

= 120 – 20 – 10

2 = 120–20 –10 –

10

2

= 95 mm = 0.095 m = 85 mm = 0.085

m

Rasio tulangan didapat :

ρ min = 0.0034 (Tabel 6, Gideon)

ρ maks = 0.0468 (Tabel 8, Gideon)

Momen yang terjadi dihitung menggunakan SAP2000 Version 14.2.2

didapat:

Mlx = 691,5 Kgm = 6,915 kNm

Mly = 646,2 Kgm = 6,462 kNm

Mtx = -459,9 Kgm = 4,599 kNm

Mly = -372,7 Kgm = 3,727 kNm

a. Tulangan Lapangan Arah x

Mlx = 691,5 Kgm = 6,915 kNm

𝜇𝑢

𝑏𝑑𝑥² =

6,915

1.0 𝑥 0.095² = 766,2 kN/m²

Dari tabel 5.1.d, Ir. Gideon, didapat :

𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 700 → 𝜌 = 0.0037

𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 800 → 𝜌 = 0.0043

ρ interpolasi = 0.0037 + 0,0043−0,0037

800−700 x ( 766,2 − 700 ) = 0.0039

ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0039

Ast = ρ x b x dx

= 0,0039 x 1,0 x 0,095 x 106

= 370,5 mm²

As min = 0.25 % x b x h = 0,0025 x 1000 x 120 = 300 mm²

Digunakan As = 370,5 mm²

90

Jarak (S) =

1

4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏

𝐴𝑠 =

1

4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000

370,5 = 212 mm ≈ 200 mm

Digunakan Tulangan Utama arah x Ø 10 – 200.

b. Tulangan Lapangan Arah y

Mly = 646,2 Kgm = 6,462 kNm

𝜇𝑢

𝑏𝑑𝑦² =

6,462

1.0 𝑥 0,085² = 894,39 kN/m²

ρ interpolasi = 0.0043 + 0,0048−0,0043

900−800 x ( 894,39 − 800 ) = 0.0047

ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0,0047

Ast = ρ x b x dy

= 0,0047 x 1,0 x 0,085 x 106

= 399,5 mm²

As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm²


Jarak (S) =

1


𝐴𝑠 =

1

4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000

399,5 = 196,6 mm ≈ 200 mm

Digunakan Tulangan Utama arah y Ø 10 – 200.

c. Tulangan Tumpuan Arah x

Mtx = -459,9 Kgm = 4,599 kNm

𝜇𝑢

𝑏𝑑𝑥² =

4,599

1.0 𝑥 0.095² = 509,6 kN/m²

ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0034

Asl = ρ x b x dx

= 0.0034 x 1.0 x 0.095 x 106

= 323 mm²

As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm²

Digunakan As = 323 mm²

Jarak (S) =

1


𝐴𝑠 =

1

4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000

323 = 243,16 mm ≈ 200 mm

Digunakan Tulangan Utama arah x Ø10 – 200.

d. Tulangan Tumpuan Arah y

Mly = 370,57 Kgm = 3,706 kNm

91

𝜇𝑢

𝑏𝑑𝑦² =

3,706

1,0 𝑥 0,085² = 512,94 kN/m²

ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0,0034

Asℓ = ρ x b x dy

= 0,0034 x 1.0 x 0,085 x 106

= 289 mm²

As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm²

Digunakan As = 289 mm²

Jarak (S) =

1


𝐴𝑠 =

1

4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000

289 = 271,76 mm ≈ 200 mm

Digunakan Tulangan Utama arah y Ø10 – 200

Dari perhitungn diatas didapat hasil perhitungan berikut :

Tabel 4.3 Tulangan Pelat

A 12 cmTulangan

RangkapØ10 - 200 Ø10 - 200

Tipe

PelatPenulangan Arah yPenulangan Arah xJenisSatuanTebal



Gambar 4.39 Penulangan Pelat

92

4.3 PERHITUNGAN STRUKTUR PORTAL

4.3.1 Portal (Balok dan Kolom)

Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)

Gambar 4.40 Perspektif Rangka Portal Struktur Beton

4.3.2 Pedoman Perhitungan Balok dan Kolom

Dalam perencanaan Balok dan Kolom, pedoman yang dipakai:

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung

(PPPURG 1987)

2. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.

3. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk

Bangunan Gedung.

4. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang.

Penerbit Erlangga : Jakarta.

5. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung.

93

4.3.3 Data Teknis Portal

1. Material beton

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3

f.c ( kolom ) = 29 (K-300) Mpa

Modulus elastisitas = 25310,27 Mpa

𝐄𝐜 = 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝐟𝐜 → 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝟐𝟗 = 𝟐𝟓𝟑𝟏𝟎, 𝟐𝟕 𝐌𝐩𝐚

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )

f.c ( balok ) = 29 Mpa

Modulus elastisitas = 25310,27 Mpa

𝐄𝐜 = 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝐟𝐜 → 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝟐𝟗 = 𝟐𝟓𝟑𝟏𝟎, 𝟐𝟕 𝐌𝐩𝐚

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )

2. Material tulangan

Besi ulir , Fy = 400 Mpa

Fu = 520 Mpa

Besi polos , Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

Berat per unit volume = 7850 kg/m3

Modulus elastisitas = 200000 Mpa

4.3.4 Menentukan Dimensi

1. Pada perencanaan dimensi balok menggunakan acuan dengan asumsi awal,

1/10 dari jarak kolom.

BI1 = 40 x 80 cm RINGBALK = 25 x 35 cm

BI2 = 40 x 60 cm

BA = 20 x 50 cm

Pada perencanaan dimensi kolom dengan menyesuaikan beban yang

terjadi dengan asumsi awal.

K1 = 85 x 85 cm (lantai 1-3)

K2 = 65 x 65 cm (lantai 4-5)

4.3.5 Pembebanan Portal

Sesuai dengan Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan

Gedung ( PPPURG 1987 ), ada empat pembebanan yang ditinjau dalam portal,

94

yaitu beban mati, beban hidup, beban angin dan beban gempa. Sesuai dengan

kegunaannya, diperoleh beban sebagai berikut :

4.3.5.1 Beban pada pelat lantai

1. Beban mati (WD)

Berat spasi lantai = 0,03 x 1800 = 54 Kg/m2 (PPURG

1987)

Penutup lantai = 24 Kg/m2 (PPURG 1987)

Berat plafond = 18 Kg/m2 (PPURG 1987)

Beban tambahan (ME) = 30 Kg/m2

Total pembebanan (WD) = 126 Kg/m2 ~ 130 Kg/m2


Gambar 4.41 Beban Mati Pelat

2. Beban hidup (WL)

Beban hidup ruang kantor = 250 Kg/m2 (PPURG 1987)

Beban hidup rung aula = 500 Kg/m2 (PPURG 1987)

Beban hidup tangga = 300 Kg/m2 (PPURG 1987)

Beban hidup atap = 100 Kg/m2


Gambar 4.42. Beban Hidup Pelat

95

4.3.5.2 Beban pada balok

Berat dinding ( batu bata merah) = 1 x 4 m x 250 Kg/m2 (PPURG

1987)

= 1000 kg.m

Berat kuda-kuda = 5976 kg / 4 penumpu kolom

= 1500 kg (data terlampir SAP

2000)


Gambar 4.43 Beban Kuda-kuda Ditransfer Ke Kolom

Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP

Gambar 4.44 Beban Pada Balok

96

4.3.6 Analisis dan Desain Penulangan Balok

Analisis struktur balok dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil

analisa tersebut diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada balok

sebagai berikut :

Tabel 4.4 Tabel Luas Tulangan Pokok Balok Arah X

Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan

ATAS 1559 512 1670

BAWAH 1016 1588 1020

ATAS 1670 537 1549

BAWAH 1020 1527 1010

ATAS 1015 250 961

BAWAH 502 812 476

ATAS 951 236 957

BAWAH 471 865 474

ATAS 952 243 987

BAWAH 471 797 489

ATAS 1555 538 1673

BAWAH 1014 1531 1020

ATAS 166 536 1573

BAWAH 1020 1585 1020

0.904 0.957

0.973 0.872 0.938

0.939 0.842 0.944

LANTAI 2 - 3

Tipe

Balok

Letak

Tulanga

Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)

BI-1

0.979 0.914 1.021

1.011

1.017 0.91 0.978

0.927 0.849 0.95

0.96 0.907 1.014


ATAS 1863 587 1753

BAWAH 896 1708 846

ATAS 1816 559 1767

BAWAH 875 1688 852

ATAS 969 342 1057

BAWAH 634 902 690

ATAS 972 317 980

BAWAH 636 898 641

ATAS 1065 311 961

BAWAH 695 911 629

ATAS 1771 560 1814

BAWAH 854 1686 874

ATAS 1742 592 1878

BAWAH 840 1707 903

LANTAI 4 - 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


BI-2

1.854 1.74 1.957

2.119 1.936 2.085

1.469 1.339 2.208

2.083 1.934 2.117

1.954 1.771 1.854

1.584 1.456 1.587

2.217 1.342 1.472

97


ATAS 303 168 168

BAWAH 195 349 525

ATAS 189 303 593

BAWAH 530 303 303

ATAS 592 303 189

BAWAH 303 303 496

ATAS 158 212 429

BAWAH 491 303 280

ATAS 335 155 109

BAWAH 220 109 303

ATAS 110 157 339

BAWAH 303 110 222

ATAS 329 132 107

BAWAH 216 134 303

ATAS 110 139 338

BAWAH 303 130 222

ATAS 360 165 117

BAWAH 236 117 303

ATAS 114 158 350

BAWAH 303 114 229

ATAS 431 215 158

BAWAH 282 303 490

ATAS 188 303 590

BAWAH 495 303 303

ATAS 590 303 188

BAWAH 303 303 530

ATAS 168 168 303

BAWAH 525 348 197

1.444 1.475

1.459 1.428 1.35

1.238 1.316 1.348

LANTAI 2 - 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


BA

1.172 1.141 1.063

1.366

1.016 0.98 0.927

0.935 0.988 1.024

1.11 1.075 1.023

0.886 0.94 0.976

1.142 1.173

1.31 1.279 1.201

1.346 1.424 1.455

0.982 0.946 0.892

0.969 1.018 1.054

1.476 1.445 1.367

1.064


ATAS 168 42 129

BAWAH 83 49 64

ATAS 126 31 127

BAWAH 63 62 63

ATAS 130 41 166

BAWAH 65 49 83

0 0

0 0 0

BAGIAN ATAP

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


RING

BALK

0 0 0

0


98

Tabel 4.5 Tabel Luas Tulangan Pokok Balok Arah Y

TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan

ATAS 1544 544 1694

BAWAH 1007 1584 1020

ATAS 1652 532 1574

BAWAH 1020 1521 1020

ATAS 1020 252 1020

BAWAH 549 910 506

ATAS 654 235 962

BAWAH 472 859 476

ATAS 983 237 963

BAWAH 486 872 476

ATAS 1020 286 1020

BAWAH 555 1020 573

LANTAI 2 - 3

Tipe

Balok

Letak

Tulanga

Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)

BI-1

1.029

1.002

0.844 0.946

0.964 0.862

0.991

0.94

0.896 0.968

1.006 0.907

0.92

0.949

1.091 0.886

0.8710.978


ATAS 1814 573 1784

BAWAH 874 1714 860

ATAS 1767 559 1768

BAWAH 852 1646 853

ATAS 961 325 1005

BAWAH 629 885 657

ATAS 976 318 983

BAWAH 639 903 643

ATAS 1028 320 988

BAWAH 672 932 646

ATAS 1132 365 1268

BAWAH 738 1052 745

Lantai 4 - Lantai 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


1.874

1.944

1.519 1.877

1.874 1.516

1.991 2.492

1.967

2.577

1.453 1.81

1.482 1.84

1.821

BI-2

2.434 1.933 2.611

99


ATAS 429 208 208

BAWAH 280 408 653

ATAS 235 342 746

BAWAH 658 335 359

ATAS 734 335 232

BAWAH 354 335 653

ATAS 207 303 623

BAWAH 652 360 303

ATAS 474 237 153

BAWAH 303 153 320

ATAS 122 155 376

BAWAH 320 148 246

ATAS 397 152 129

BAWAH 260 280 369

ATAS 133 164 410

BAWAH 368 174 268

ATAS 417 173 135

BAWAH 273 164 360

ATAS 117 127 361

BAWAH 357 186 237

ATAS 344 136 113

BAWAH 225 164 346

ATAS 113 113 281

BAWAH 348 223 139

Lantai 2 - Lantai 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


1.097 1.175 1.206

0.905 0.869 0.822

BA

1.082 1.05 0.972

1.355 1.433 1.464

1.418 1.387 1.309

0.81 0.864 0.899

0.905 0.869 0.816

0.775 0.829 0.865

0.893 0.857 0.804

0.732 0.78 0.815

0.781 0.77 0.752

0.604 0.621 0.633


ATAS 175 43 106

BAWAH 87 63 53

ATAS 227 56 227

BAWAH 112 112 112

ATAS 222 59 241

BAWAH 110 111 119

ATAS 104 42 169

BAWAH 52 67 84

ATAS 17 17 69

BAWAH 24 26 34

ATAS 67 17 17

BAWAH 23 28 25

ATAS 152 38 109

BAWAH 76 62 54

ATAS 120 37 151

BAWAH 59 60 75

BAGIAN ATAP

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


RING BALK

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0


100

Contoh Perhitungan Mencari Jumlah Tulangan Balok dan Sengkang

Balok, sebagai berikut :

Dari hasil luas tulangan yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah

tulangan balok yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk

balok BI-1 (400x800) adalah sebagai berikut :

a. Perhitungan Tulangan Pokok

As𝓁 atas = 512 mm²

As𝓁 bawah = 1588 mm²

Ast atas = 1559 mm²

Ast bawah = 1016 mm²

Ø Tulangan Pokok = D22 (As = 380.133 mm²)

Jumlah tulangan pokok lapangan atas = 𝐴𝑠𝓁 atas

𝐴𝑠 Ø𝑝 =

512

380.133 = 1,35 ≈ 2

Jumlah tulangan pokok lapangan bawah = 𝐴𝑠𝓁 bawah

𝐴𝑠 Ø𝑝 =

1588

380.133 = 4,18 ≈ 5

Jumlah tulangan pokok tumpuan atas = 𝐴𝑠t atas

𝐴𝑠 Ø𝑝 =

1559

380.133 = 4,1 ≈ 5

Jumlah tulangan pokok tumpuan bawah = 𝐴𝑠t bawah

𝐴𝑠 Ø𝑝 =

1016

380.133 = 3,67 ≈ 4

b. Perhitungan Tulangan Sengkang

Av tumpuan = 1,021 mm²/mm

Av lapangan = 0,914 mm²/mm

Ø Tulangan Sengkang = Ø12 (As = 113,1 mm²)

ns tumpuan = 𝐴𝑣 tumpuan x 1000

𝐴𝑠 Ø𝑠 =

1,021 𝑥 1000

113,1 = 9 buah/mm.

ns lapangan = 𝐴𝑣 lapangan x 1000

𝐴𝑠 Ø𝑠 =

0,914 𝑥 1000

113,1 = 8 buah/mm.

Jarak Sengkang Tumpuan (S) = 1000

𝑛𝑠 𝑡𝑢𝑚𝑝𝑢𝑎𝑛 =

1000

9 = 111,1 mm. ≈ 100 mm.

Jarak Sengkang Lapangan (S) = 1000

𝑛𝑠 𝑙𝑎𝑝𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 =

1000

8 = 125 mm.

Untuk sengkang dengan luas tulangan 0.000, maka dipasang sengkang

praktis yaitu Ø10-100 pada tumpuan dan Ø10-150 pada lapangan.

c. Cek Terhadap Puntir (Torsi)

Dari hasil analisa struktur menggunakan SAP 2000 Version 14.2.2

diperoleh,

101

Tu = -702299,16 Nmm

Tc = √𝑓′𝑐

15 x b² x h =

√29

15 x 400² x 800 = 45953406,35 Nmm

ϕ Tc = 0.75 x 45953406,35 = 34465054,77 Nmm

Tu = -702299,16 Nmm < ϕ Tc = 34465054,77 Nmm → tidak perlu

tulangan torsi.

Pada balok dengan tinggi penampang 500 < h < 700 digunakan tulangan

pinggang 2 Ø10 sedangkan balok dengan tinggi penampang 700 ≤ h < 900

digunakan tulangan pinggang 4 Ø10.


Gambar 4.45 Detail Balok BI-1

102

Hasil perhitungan untuk ukuran balok yang lain dapat dilihat pada tabel

berikut :

Tabel 4.6 Tabel Penulangan Balok Arah X


ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 4.0 3.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 4.0 3.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

125.1 118.2

116.2 129.7 120.6

120.4 134.3 119.8

LANTAI 2 - 3

Tipe

Balok

Letak

Tulanga

Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)

BI-1

115.5 123.7 110.8

111.9

111.2 124.3 115.6

122.0 133.2 119.0

117.8 124.7 111.5


ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

LANTAI 4 - 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


BI-2

61.0 65.0 57.8

53.4 58.4 54.2

77.0 84.5 51.2

54.3 58.5 53.4

57.9 63.9 61.0

71.4 77.7 71.3

51.0 84.3 76.8

103


ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

LANTAI 2 - 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


BA

96.5 99.1 106.4

82.79454

101.8895 105.2068 110.5546

127.6494 120.3163 115.8784

78.32225 76.67616

77.51702 79.19981 83.7758

91.35488 85.94022 83.9001

115.1704 119.5532 126.7907

116.7155 111.0976 107.303

111.3163 115.4054 122.0036

120.9597 114.471 110.4466

76.62421 78.26805 82.73397

106.2945 99.03444 96.41717

86.33384 88.42638 94.16931

84.02477 79.42229 77.73013


ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

150 100

100 150 100

BAGIAN ATAP

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


RING

BALK

100 150 100

100


104

Tabel 4.7 Tabel Penulangan Balok Arah Y


ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 4.0 3.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

129.8 109.9

112.9 126.2 116.8

112.4 124.7 114.1

LANTAI 2 - 3

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


BI-1

115.6

103.7 127.6 122.9

120.3 134.0 119.6

117.3 131.2 119.2


ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

ATAS 5.0 2.0 5.0

BAWAH 3.0 5.0 3.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 3.0 2.0 3.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

ATAS 4.0 2.0 4.0

BAWAH 2.0 3.0 2.0

Lantai 4 - Lantai 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


62.1 77.8 62.5

60.4 74.6 60.4

58.2 76.3 61.5

BI-2

46.5 58.5 43.3

43.9 56.8 45.4

57.5 74.5 60.3

105


ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

Lantai 2 - Lantai 5

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


103.1 96.3 93.8

125.0 130.1 137.6

BA

104.5 107.7 116.4

83.5 78.9 77.3

79.8 81.5 86.4

139.6 130.9 125.8

125.0 130.1 138.6

145.9 136.4 130.7

126.6 132.0 140.7

187.2 182.1 178.7

154.5 145.0 138.8

144.8 146.9 150.4


ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

ATAS 2.0 2.0 2.0

BAWAH 2.0 2.0 2.0

BAGIAN ATAP

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


100 150 100

100 150 100

RING

BALK

100 150 100

100 150 100

100 150 100

100 150 100

100 150 100

100 150 100


106

6000

1/4 L = 15001/2 L = 30001/4 L = 1500

Ø12-100 Ø12-125 Ø12-100

0.80

5 D22

3 D22

2 D22

5 D22

5 D22

3 D224 Ø10

Dari data penulangan diatas dapat diambil hasil penulangan sebagai berikut :

Tabel 4.8 Hasil Penulangan Akhir.


ATAS 5,0 2,0 5,0

BAWAH 3,0 5,0 3,0

ATAS 5,0 2,0 5,0

BAWAH 3,0 5,0 3,0

ATAS 2,0 2,0 2,0

BAWAH 2,0 2,0 2,0


ATAS 2,0 2,0 2,0

BAWAH 2,0 2,0 2,0

BI-2 50,0 75,0 50,0

Tipe

Balok

Letak

Tulanga


BI-1 100,0 125,0 100,0

RING

BALK100 150 100

BA 75,0 100,0 75,0

Tipe

Balok

Letak

Tulanga




Gambar 4.46 Penulangan Balok BI-1


Gambar 4.47 Potongan Memanjang Balok BI-1

107

6000

1/4 L = 15001/2 L = 30001/4 L = 1500

5 D22

3 D22

2 D22

5 D22

5 D22

3 D224 Ø10

0.60

Ø12-50 Ø12-50Ø12-75


Gambar 4.48 Penulangan Balok BI-2


Gambar 4.49 Potongan Memanjang Balok BI-2


Gambar 4.50 Penulangan Balok BA

108


Gambar 4.50 Penulangan Ring Balk

109

4.4 PERHITUNGAN STRUKTUR KOLOM

4.4.1 Perhitungan Penulangan Kolom

Analisa dan desain tulangan kolom dihitung dengan bantuan software

SAP2000. Hasil dari analisa berupa luasan tulangan pada kolom dan digunakan

untuk menentukan jumlah tulangan lentur dan tulangan geser atau sengkang pada

kolom.

4.4.2 Penentuan Dimensi Kolom

Dimensi kolom pada gedung ini direncanakan berbentuk persegi dengan

besar bervariasi seperti dapat dilihat dari Tabel 4.6.

Tabel 4.9 Lokasi dan Dimensi Kolom

No Lokasi Elevasi (m) Dimensi Kolom (mm)

1 Lantai 1 - Lantai 3 4 850 x 850

2 Lantai 4 - Lantai 5 4 650 x 650


4.4.3 Karakteristik Material Beton

f’c = 29 MPa (K-350)


fy Tulangan Sengkang = 400 MPa

4.4.4 Analisis dan Desain Penulangan Kolom

Analisa struktur kolom dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil

analisa diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada kolom adalah

sebagai berikut :

Tabel 4.10 Tabel Luas Tulangan yang Dibutuhkan Kolom

Tulangan

Pokok

Sengkang

1-1

Sengkang

2-2

mm² mm²/mm mm²/mm

lantai 1- K850 x 850 7225 1,221 1,221

lantai 2- K850 x 850 7225 1,284 1,221

lantai 3- K850 x 850 7225 1,221 1,312

lantai 4- K650 x 650 4225 1,795 2,051

lantai 5- K650 x 650 4225 1,534 1,843

Tipe Kolom

110


Dari hasil luas tulangan kolom yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah

tulangan kolom yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk

kolom K 500x700 adalah sebagai berikut :

a. Cek Stabilitas Struktur

Perhitungan kolom lantai 2 - K85x85

Pu = 1047221,502 N

Δo = 0,52108

Vu = 180914,908 N

Lc = 4000 mm

Q = 𝛴𝑃𝑢 𝑥 𝛥𝑜

𝑉𝑢 𝑥 𝐿𝑐 =

1047221,502 𝑥 0.52108

180914,908𝑥 4000 = 0,000754

Keterangan :

Δo = waktu getar empiris

Vu = gaya geser ultimate

Pu = gaya ultimate

Lc = bentang kolom

Karena Q = 0.000754 < 0.05 maka struktur termasuk rangka portal tak

bergoyang.

b. Cek Tekuk Pada Kolom

Karena struktur termasuk rangka portal tak bergoyang, maka k = 1.0

(peraturan SNI 1726-2012 tentang beton), untuk radius girasi r = 0.3 x h = 0.3 x

850 = 255, dihitung :

𝑘 𝑥 ℓ𝑢

𝑟=

1.0 𝑥 4000

255= 15,69

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 12.13.2, pengaruh kelangsingan

kolom dapat diabaikan apabila memenuhi 𝑘 𝑥 ℓ𝑢

𝑟 < 34 – 12.

𝑘 𝑥 ℓ𝑢

𝑟 =

1.0 𝑥 4000

255 = 15,69 < 22 → pengaruh kelangsingan kolom

diabaikan

111

Perhitungan kolom mengabaikan hitungan orde dua karena kelangsingan

kolom diabaikan.

4.4.5 Perhitungan Tulangan Kolom

As = 7225 mm²

Av 1 = 1,284 mm²/mm

Av 2 = 1,221 mm²/mm

Ø Tulangan Pokok = D22 (As = 380,132 mm²)

Ø Tulangan Sengkang = Ø 12 (As = 113,1 mm²)

Jumlah tulangan pokok = 𝐴𝑠

𝐴𝑠 Ø𝑝=

7225

380,132 = 19,006 ≈ 20

ns = (𝐴𝑣1+Av2) x 1000

𝐴𝑠 Ø𝑠 =

(1,284+1,221) 𝑥 1000

113,1 = 22,1 buah/mm.

Jarak Sengkang (S) = 1000

𝑛𝑠 =

1000

22,1 = 45,15 mm ≈ 50 mm.

Jadi kolom K 850x850 tulangan pokok yang dipasang 20 D22 (As

terpasang = 7602,65 mm²) dan sengkang Ø 12-100 (As terpasang = 5654,87

mm²).

Hasil perhitungan untuk ukuran kolom yang lain dapat dilihat pada tabel

berikut :

Tabel 4.11 Tabel Penulangan Kolom

Tul. PokokJarak

Sengkang

D22(jumlah) Ø12 (mm)

lantai 1- K850 x 850 20 50

lantai 2- K850 x 850 20 50

lantai 3- K850 x 850 20 50

lantai 4- K650 x 650 12 50

lantai 5- K650 x 650 12 50

Tipe Kolom


112

650

650

K 650x650 650 650

Type

Dimensi

b hTulangan Tumpuan

1

Potongan

Tulangan Atas

Tulangan Tengah

Tulangan Tengah

Tulangan Bawah

4 D 22

2 D 22

2 D 22

4 D 22

Tulangan Lapangan

2

Tulangan Sengkang Ø12 - 50 Ø12 - 50

650

650

4 D 22

2 D 22

2 D 22

4 D 22

K 850x850 850 850

Type

Dimensi

b hTulangan Tumpuan

1

Potongan

Tulangan Atas

Tulangan Tengah

Tulangan Tengah

Tulangan Bawah

6 D 22

4 D 22

4 D 22

6 D 22

Tulangan Lapangan

2

Tulangan Sengkang Ø12 - 50

6 D 22

4 D 22

4 D 22

6 D 22

Ø12 - 50

850

850

850

850

Sumber : Data Pribadi Autocad

Gambar 4.52 Detail Kolom K 850x850

Sumber : Data Pribadi Autocad

Gambar 4.53 Detail Kolom K 650x650

113

13579

246810

BORDES

1917151311

18161412 20

Naik

4000

3000

4.5 PERHITUNGAN STRUKTUR TANGGA

4.5.1 Perhitungan Tangga

Tangga adalah bagian dari struktur yang berfungsi untuk menghubungkan

struktur bawah dengan struktur atas sehingga mempermudah orang untuk dapat

mengakses atau mobilisasi orang keatas dan kebawah struktur lantai.

4.5.2 Perencanaan Dimensi Tangga

Sumber : data pribadi (program Autocad)

Gambar 4.54 Denah Tangga

Syarat kenyamanan:

Syarat kenyamanan yang digunakan menggunakan aturan acuan dimensi dan

sudut anak tangga. Untuk menghasilakan 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

Digunakan : o = 16 cm

a = 30 cm

2 x o + a = 61-65 ( ideal)

2 x 16 + 30 = 62 “OK”

114

Pengecekan kemiringan :

Tg α = 16

30 = 0,533

α = 28,072 º

Syarat kemiringan 25º<28,072 º <45º..... “OK”


Gambar 4.55 Dimensi Tangga

ℎ′ = ℎ +𝑜

2 . 𝑐𝑜𝑠 ∝ = 15 +

16

2 . cos 28. 0725 = 22,059 𝑐𝑚 = 0,22059 𝑚

Maka ekivalen tebal anak tangga = 0,22059 − 0,15 = 0,0759 𝑚

Ditetapkan : Tinggi antar lantai = 400 cm

Lebar tangga (l) = 150cm

Lebar bordes = 150 cm

Panjang bordes = 300 cm

Tebal pelat tangga (ht) = 15 cm

Tebal pelat bordes = 15 cm

Mutubeton (fc) = 25 Mpa

Mutubaja (fy) = 240 Mpa

Optrade(o) = 16 cm

Antrede(a) = 30 cm

Kemiringan (α) = 28.072 º

Beratjenisbeton = 2400 kg/m3

115

4.5.3 Perhitungan Pembebanan Tangga

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

a. Beban Mati ( WD )

Berat anak tangga = 0,0759 x 2400 = 182,160 kg/m2

Penutup lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2

Spesi (t = 2 cm) =2 x 21 = 42 kg/m2

Handrill = taksiran = 15 kg/m2

263,160 kg/m2

b. Beban Hidup ( WL )

WL= 300 kg/m2

2. Pelat Bordes ( h = 0,15 m)

a. Beban Mati ( WD )

Penutup Lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2

Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2

66 kg/m2

b. Beban Hidup ( WL )

WL= 300 kg/m2

4.5.4 Analisa Perhitungan Struktur Tangga

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 memasuk kanangka 1 untuk self

weightmultipler pada saat pembebanan (load case). Kombinasi

pembebanan yang digunakan adalah :

Keterangan :

DL : dead load (beban mati)

LL : live load (beban hidup)

1,2 DL + 1,6 LL

116

Sumber : data pribadi (program SAP)

Gambar 4.56 Pemodelan Analisa Struktur Tangga


Gambar 4.57 Diagram Momen Pelat Hasil Analisa

Berdasarkan hasil dari analisa progam SAP2000 didapat :

Tabel 4.12 Momen Pelat Tangga Dan Bordes


117

Pada analisa balok bordes didapat nilai tertinggi dengan hasil sebagai berikut :

Mu tumpuan = -3,8140KNm

Mu lapangan = 0,5687KNm

Vu max = -26,016KNm

Vu min = -8,580KNm

T max = 1,5769KNm

T min = 0,2939KNm

4.5.5 Perhitungan Tulangan Struktur Tangga

1. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga


Gambar 4.58 Gambar Tinggi Efektif Pada Pelat

Tebal pelat : h = 150 mm

Tebal penutup beton : 𝑝 = 20 mm

Diperkirakan diameter tulangan utama : ∅ = 10 mm

a. Perhitungan Tulangan Tumpuan x (tx) :

Mtx= 11,171kN.m

Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 –½.∅

= 150 – 20 – ½ . 10

= 125mm = 0,125 m

𝑀𝑡𝑥

𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 11,171

1 . 0,125 2 = 714,944kN/m2

(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 700 → 𝜌 = 0,0037

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 800→ 𝜌 = 0,0043

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0037 +714,944 − 700

800 − 700× (0,0043 − 0,0037)

= 0,0038

118

(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)

𝜌min = 0,0058

𝜌max = 0,0404

Jadidi pakai 𝜌min = 0,0058

Astpx = 𝜌.b.dx

= 0,0058.1000. 125 =725 mm2

( Dipilih tulangan tumpuan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 725mm2 )

b. Perhitungan Tulangan Tumpuan y (ty) :

Mty = 3,2692kN.m

Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝 – ∅ – ½.∅

= 150 – 20 –10 – ½ . 10

= 115 mm

𝑀𝑡𝑦

𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 3,2692

1 . 0,1152 = 247,1985kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 200 → 𝜌 = 0,0010

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 300 → 𝜌 = 0,0016

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0010 +247,1985 − 200

300 − 200× (0,0016 − 0,0010)

= 0,0013

𝜌min = 0,0058

𝜌max = 0,0404

Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058

Atpy = 𝜌.b.d

= 0,0058.1000. 115 = 667 mm2

( Dipilih tulangan tumpuan ∅10 –100 = 785 mm2 > 667 mm2 )

c. Perhitungan Tulangan Lapangan Mlx:

Mlx = 16,7901kN.m

Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 – ½.∅

= 150 – 20 – ½ . 10

119

= 125 mm = 0,125 m

𝑀𝑙𝑥

𝑏𝑥.𝑑𝑥2 =

16,7901

1 . 0,1252 = 1074,566kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1000→ 𝜌 = 0,0054

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1100→ 𝜌 = 0,0059

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0054 +1074,566 −1000

1100−1000× (0,0059 − 0,0054)

= 0,0058

(Menurut table 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)

𝜌min = 0,0058

𝜌max = 0,0404


Alapx = 𝜌.b.d

= 0,0058.1000. 125 = 475 mm2

( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785mm2 > 725mm2 )

d. Perhitungan Tulangan Lapangan Mly:

Mly = 11,4482kN.m

Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝– ∅ – ½.∅

= 150 – 20 – 10 – ½ . 10

= 115 mm = 0,115 m

𝑀𝑙𝑦

𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 11,4482

1 . 0,1152 = 865,6484kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 800→ 𝜌 = 0,0043

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 900 → 𝜌 = 0,0048

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0043 +865,6484 − 800

900 − 800× (0,0048 − 0,0043)

= 0,0046


𝜌min = 0,0058

𝜌max = 0,0404

120


Alapy = 𝜌.b.d

= 0,0058.1000. 115 = 667 mm2

( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785mm2 > 667mm2 )

2. Perhitungan Tulangan Pelat Bordes

Tebal pelat : h = 150 mm


Diperkirakan diameter tulangan utama : ∅ = 10 mm

a. Perhitungan Tulangan Tumpuan x (tx) :

Mtx= 8,9491 kN.m

Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 –½.∅

= 150 – 20 – ½ . 10

= 125 mm = 0,125 m

𝑀𝑡𝑥

𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 8,9491

1 . 0,125 2 = 572,7424 kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0026 +572,7424 − 500

600 − 500× (0,0032 − 0,0026)

= 0,0030

𝜌min = 0,0058

𝜌max = 0,0404


Astpx = 𝜌.b.dx

= 0,0058.1000. 125 = 725 mm2

( Dipilih tulangan tumpuan ∅ 10 –100 = 785mm2 > 725mm2 )

b. Perhitungan Tulangan Tumpuan y (ty) :

Mty = 7,4338 kN.m

121

Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝 – ∅ – ½.∅

= 150 – 20 – 10 – ½ . 10

= 115 mm

𝑀𝑡𝑦

𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 7,4338

1 . 0,1152 = 562,1021kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0026 +562,1021 − 500

600 − 500× (0,0032 − 0,0026)

= 0,0030

𝜌min = 0,0058

𝜌max = 0,0404


Atpy = 𝜌.b.d

= 0,0058.1000. 115 =667 mm2

( Dipilih tulangan tumpuan ∅ 10 - 100 = 785 mm2 > 667 mm2 )

c. Perhitungan Tulangan Lapangan Mlx:

Mlx = 7,9252kN.m

Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 – ½.∅

= 150 – 20 – ½ . 10

= 125 mm = 0,125 m

𝑀𝑙𝑥

𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 7,9252

1 . 0,1252 = 507,2128kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0032 +507,2128 −500

600−500× (0,0032 − 0,0026)

= 0,0026


𝜌min = 0,0058

122

𝜌max = 0,0404


Alapy = 𝜌.b.d

= 0,0058 .1000. 125 = 725 mm2

( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 725 mm2 )

d. Perhitungan Tulangan LapanganMly:

Mly= 5,352 kN.m

Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝– ∅ – ½.∅

= 150 – 20 – 10 – ½ . 10

= 115 mm = 0,115 m

𝑀𝑙𝑦

𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 5,352

1 . 0,1152 = 404,6881kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 400 → 𝜌 = 0,0021

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0021 +404,6881 − 400

500 − 400× (0,0026 − 0,0021)

= 0,0021


𝜌min = 0,0058

𝜌max = 0,0404


Alapy= 𝜌.b.d

= 0,0058 .1000. 115 = 667 mm2

( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 667 mm2 )

3. Rekap Perhitungan Tulangan Pelat Tangga dan Bordes

Selanjutnya rekap tulangan dari hasil perhitungan pelat tangga

dan pelat bordes disajikan dalam bentuk tabel 9.2. di bawah ini :

123

Tabel 4.13 Daftar Tulangan Pelat Tangga dan Bordes

Sumber : data pribadi

4. Perhitungan Tulangan Balok Bordes

Pada analisa balok bordes menggunakan progam SAP 2000, didapat nilai

dengan hasil sebagai berikut :

Mu tumpuan = -3,8140KNm

Mu lapangan = 0,5687KNm

Vu max = -26,016 KN

Vu min = -8,580 KN

T max = 1,5769KNm

Wu = 1,27 KN/m

Data-data ukuran balok bordes 15/30

Lebar balok : b = 150 mm

Tinggi balok : h = 300 mm


(Menurut tabel 3 Buku Gedeon Jilid I )

Diperkirakan diameter tulangan utama : 𝐷 = 16 mm

Diameter sengkang diambil : ∅ = 8 mm

Tinggi efektif d adalah :

d = h – 𝑝 – ∅sengk – ½.∅tul.ut

124

= 300 – 40 – 8 – ½ . 16

= 244 mm = 0,244 m

a. Perhitungan Tulangan Tumpuan:

Mtp= Mu = 3,8140kN.m

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 =

3,8140

0,15 . 0,244 2 = 427,0805kN/m2


𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 400 → 𝜌 = 0,0021

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0021 +427,0805 − 400

500−400× (0,0026 − 0,0021)

= 0,0022


𝜌min = 0,0035

𝜌max = 0,0404


Atp = 𝜌.b.d

= 0,0035.150. 244 = 128.1 mm2

( Dipilih tulangan tumpuan 3D16 = 602,88 mm2 > 128,1 mm2 )

b. Perhitungan Tulangan Lapangan :

Mlap= Mu = 0,5687kN.m

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 =

0,5687

0,15 . 0,244 2 = 63,681kN/m2

𝜌min = 0,0035

𝜌max = 0,0404


Alap = 𝜌.b.d

= 0,0035.150. 244 = 128.1 mm2

( Dipilih tulangan lapangan 3D16 = 602,88 mm2 > 128,1 mm2 )

125

c. Cek terhadap puntir (Torsi)

Torsi = Tu = 1,5769 kNm = 1,5769 . 10 6 Nmm

Tc = (√𝑓′𝑐

15) . 𝑏2ℎ

= (√25

15) . 1502. 300

= 8,71 . 106 Nmm

(Menurut SKSNI T15-1991-03 Pasal 3.2.3) Ø = 0,6)

Ø Tc = 0,6 . 8,71 . 106

= 5,23 . 106

Tu = 1,5769 . 10 6 Nmm <Ø Tc = 4,8 . 106Nmm

Karena penampang beton sendiri sanggup melawan tegangan torsi

dibuktikan dengan Ø Tc> Tu , Maka tidak perlu digunakan tulangan

torsi.

d. Perhitungan tulangan sengkang :

Vu max =26,016 kN = 26016 N

Vu min =8,580 kN = 8580 N

Wu : 1,27 kN/m

Lebar balok = b = 150 mm

Tinggi efektif balok = d = 244 mm

Menghitung vu dan pemeriksaan apakah vu< Ø vc

Vu max = 𝑉𝑢

𝑏𝑑 =

26016

150 . 244 = 0,711 Mpa

Vu min = 𝑉𝑢

𝑏𝑑 =

8580

150 . 244= 0,234 Mpa

Ø vc menurut tabel 15 dalam buku gedeon jilid 1, untuk beton ƒ’c =

25 Mpa didapatkan : Ø vc = 0,5 Mpa.

vumax = 0,711Mpa >Ø vc = 0,5 Mpa

Maka beton saja tidak dapat menahan tegangan geser yang terjadi,

maka perlu diberi tambahan tulangan berupa tulangan sengkang.

Ø Vs = ( vumax - Ø vc )

= (0,711- 0,5 )

= 0,211 < Ø Vs maks = 2,0 (Tabel 17 dalam buku gedeon jilid 1)

126

Menghitung panjang lokasi y dan tulangan sengkangnya :

Ø Vc = Ø vc . bd = 0,5 . 150 .244= 18300 N = 18,3 kN

Wu = 1,27kN/m

y = 𝑉 − Ø Vc

𝑊𝑢 =

26,016 − 18,3

1,27 = 6.07 m

Asengk min = 𝑏𝑦

3 . 𝑓𝑦 =

150 . 6070

3 . 240 = 1264,58 mm2

Asengk min per meter panjang balok 1264,58

6,07 = 208,3328 mm2

Jumlah luas penampang sengkang yang diperlukantiap 1 m

Asengk = ∅𝑉𝑠 . 𝑏 . 𝑦

∅ . 𝑓𝑦 =

0,211. 150 . 1000

0,6 . 240 = 219,7917 mm2

Asengk min< Asengk , Dipakai Asengk

Jadi sengkang harus <219,7917 mm2

(Menurut tabel8.4.a Buku Gedeon Jilid 4)

Dipilih tulangan Ø8 – 200 = 503 mm2 < 219,7917mm2

selebihnya dipasang tulangan praktis = Ø8 – 250 (As = 402 mm2)

127

4.6. Perhitungan Gaya Gempa

4.6.1. Perhitungan Gaya Geser Horisontal Total Akibat Gempa

4.6.1.1.Perhitungan Berat Bangunan (Wt)

a. Berat Atap

Berat Mati (Wma) :

- B. Penutup atap = (956,1 x 50)+(644x11) = 54889 kg

- Berat kuda2 = 100,72 x 10 x 11 = 11079,2 kg

- Ringbalk = (46 x 4 + 18 x 8) x 0,25 x 0,35 x 2400 = 68880 kg

- Berat plat atap = 640 x 0,12 x 2400 = 184320 kg

- Balok 40 x 60 = (46 x 4 + 8 x 14) x 0,6 x 0,4 x 2400 = 170496 kg

TOTAL = 489664,2 Kg

b. Berat Tingkat ke – 5 sampai tingkat ke - 1

- Berat Mati (Wm5) :

- Pelat = (2054 x 0.12 x 2400) x 4 =2366208 Kg

- Balok 40 x 60 = (40x4+46x4+50x7+18)x0,4x0,6x2400=410112Kg

- Balok 40 x 80 =(40x4+46x4+50x7+18)x0,4x0,8x2400x3=640448 Kg

- Balok 20 x 50 = ((40x4+46x3+50x6+18)x4)+(8x12+40x2)x0,2x0,5x2400

=633600Kg

TOTAL = 5050368 Kg

c. Beban Hidup (Wh)

- qh lantai = 250 Kg/m²

- Koefisien reduksi = 0.3

- Beban Hidup (Wh) = 0.3 x 2054 x 4 x 250 = 616200 Kg

d. Berat Total (Wt)

- Wt Lantai 1, 2, 3, 4, 5 = Wm + Wh = 5050368 + 616200 = 5666568 Kg

- Berat total bangunan : Wt = W1 + W2 + W3 + W4 +W5 + (W6)

= 5666568 + 489664,2

= 6156232,2 Kg = 6156,23 ton

128

4.6.1.2.Menentukan periode pendek (Ss) dan Periode 1 detik (S1)

Ss = 0.95 dan S1 = 0.95

Sumber : SNI-1726-2012 Hal. 137

Gambar 4.59 CRS1, Koefisien risiko terpetakan, perioda respons spectral 0.2 detik,

Sumber : SNI-1726-2012 Hal. 138

Gambar 4.60 CR1, Koefisien risiko terpetakan, perioda respons spectral 1 detik

129

4.6.1.3.Menentukan Kelas Situs (Lokasi)

Tabel 4.14 Daftar Klasifikasi situs

Sumber : SNI-1726-2012 Tabel 3

Besarnya kekuatan geser tanah (Su) untuk setiap lapisan tanah dasar dapat dihitung

dengan rumus shear strenght of soil : s = c + 𝛾 h tan ∅.

Nilai kekuatan geser untuk setiap lapisan tanah dihitung sebagai berikut :

- Lapis 1 : Su1 = 0.050 + ( 0.0017 x 100 ) tan 13° = 0.089 Kg/Cm²





Kekuatan geser rata-rata (𝑆𝑢) :

(𝑆𝑢) = ( Su1.h1 + Su2.h2 + Su3.h3 + Su4.h4 + Su5.h5 )

( h1+ h2+ h3+ h4+h5 )

=( 0.089 x 100 + 0.093 x 100 + 0.095 x 100 + 0.089 x 100 + 0.093 x 100 )

( 100+ 100+ 100+ 100+100 )

= 0.092 Kg/Cm² = 9.200 kPa

130

Dari Tabel 3. Klasifikasi Situs – SNI 03-1726-2012, untuk nilai kekuatan geser

nilai rata-rata (𝑆𝑢) = 9.20 kPa < 50 kPa, maka jenis tanah pada gedung ini merupakan

tanah lunak (SE).

4.6.1.4.Mencari Respon Spektrum Gempa

Tabel 4.15 Koefisien situs Fa


Tabel 4.16 Koefisien situs Fv


Berdasarkan tabel diatas, didapatkan data sebagai berikut :

Ss = 0.95, maka Fa = 0,96 (interpolasi antara Ss=0.75 sama Ss=1.0)

S1 = 0.95, maka Fv = 2.4 (Tabel 5, SNI-1726-2012 Hal. 22)

Menghitung SMS dan SM1

SMS = Ss x Fa = 0,95 x 0,96 = 0,912

SM1 = S1 x Fv = 0.95 x 2.4 = 2.28

131

Menghitung SDS dan SD1

SDS = 2

3x SMS =

2

3x 0,912 = 0,608

SD1 = 2

3x SM1 =

2

3x 2.28 = 1.52

Menghitung T0 dan TS

T0 = 0.2 x 𝑆𝐷1

𝑆𝐷𝑆 = 0.2 x

1.52

0,608 = 0,625

TS = 𝑆𝐷1

𝑆𝐷𝑆 =

1.52

0,608 = 2,5

Menghitungan Sa,

Sa = 𝑆𝐷1

𝑇𝑠 =

1.52

2.5 = 0,608

Sehingga didapat Grafik sebagai berikut :

Sumber: Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk struktur

Bangunan Gedung dan non Gedung (SNI 1726-2012)

Gambar 4.61 Spektrum Respons

Menentukan Nilai Faktor Reduksi Gempa (R)

Berdasarkan Tabel 1, SNI-1726-2012 Hal. 14, gedung ini termasuk dalam kategori risiko II

dengan jenis pemanfaatan sebagai gedung perkantoran.

132

Tabel 4.17 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda pendek


Tabel 4.18 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik


Berdasarkan Tabel 4.16 dan Tabel 4.17 SNI-1726-2012 dengan hasil SDS = 0,608 dan SD1

= 1.52, maka kategori desain gempanya adalah kategori D

Berdasarkan tabel tersebut untuk kategori D Termasuk risiko gempa tingkat kegegempaan

tinggi, sehingga harus menggunakan sistem SRPMK /SDSK

133

Nilai R di dapat dari tabel 4.18

Tabel 4.19 R,Cd, dan Ω0 untuk sistem penahan gempa (lanjutan)

Sumber : SNI-1726-2012 tabel 9

4.6.1.5.Waktu Getar Empiris Struktur (TE)

TEx = TEy = 0.06 x H0.75 (detik)

H = 5.00 x 4.00 = 20.00 m, periode getar dari bangunan adalah :

TEx = TEy = 0.06 x 200.75 (detik) = 0.567 detik.

4.6.1.6.Koefisien Gempa Dasar (C)

Lokasi bangunan berada di Jalan Soekarno – Hatta Semarang, berdasarkan data

diatas gedung ini dikategorikan terletak pada wilayah risiko gempa II, kondisi tanah

lunak.Diagram Respon Spektrum Gempa diperlihatkan pada gambar berikut :

134

Sumber : Data Perhitungan (Program SAP)

Gambar 4.62 Diagram Respon Spektrum Gempa

Dari grafik harga koefisien gempa dasar diperoleh sebagai berikut :

Waktu Getar, T (Detik) Koefisien Gempa, C

0.20 1.68

0.40 1.33

0.60 0.99

0.80 0.65

1.00 0.61

1.20 0.61

1.40 0.61

1.60 0.61

1.80 0.61

2.00 0.61

2.20 0.61

2.40 0.61

2.60 0.66

2.80 0.77

3.00 0.86

3.20 0.96

3.40 1.04

3.60 1.12

3.80 1.19

4.00 1.26

4.20 1.32

4.40 1.38

4.60 1.43

4.80 1.48

5.00 1.52

Sumber : Data Perhitungan (Program Excel)

0,608

1.52

0,625 2,5 5Periode , T

Per

cep

atan

res

pon

Sp

ektr

a,S

a

135

4.6.1.7.Faktor Keutamaan Struktur ( I )

Berdasarkan Tabel 2, SNI-1726-2012, Hal. 15 gedung ini termasuk dalam kategori

risiko II, serta dengan asumsi probabilitas terjadi gempa tersebut selama kurun waktu umur

gedung adalah 10%, maka berlaku Ie = 1.0.

Tabel 4.20 Faktor keutamaan gempa

Sumber : SNI-1726-2012 tabel 2

4.6.1.8.Beban Geser Dasar Nominal Akibat Gempa(V)

Beban geser dasar nominal akibat gempa dapat ditentukan dari rumus :

V = Cs𝑥 Wt

V = 𝑆𝐷𝑆

( 𝑅𝐼𝑒)

𝑥 Wt

Dengan menggunakan rumus diatas, didapatkan beban geser dalam arah – X

dan arah – Y (Vy) adalah :

Vx = Vy = 0,608

(81 )

x 6156,23 = 467,87 ton

4.6.2. Perhitungan Waktu Getar

4.6.2.1.Menentukan Gaya Geser Horisontal Tiap Lantai (Fi)

Beban geser dasar nominal (V) harus didistribusikan di sepanjang tinggi

struktur bangunan menjadi beban-beban statik ekivalen yang bekerja pada pusat

massa lantai-lantai tingkat. Besarnya beban statik ekivalen Fi pada lantai tingkat

ke-i bangunan dihitung dengan Rumus :

𝐹𝑖 = 𝑊𝑖 𝑥 𝑍𝑖

∑ 𝑊𝑖 𝑥 𝑍𝑖𝑛𝑖=1

𝑥 𝑉

Pada arah-x, lebar dari bangunan adalah B = 39 meter dan tinggi dari

bangunan H = 20 meter. Karena perbandingan antara tinggi dan lebar dari

bangunan : H/B = 20/50 = 0.4 < 3, maka seluruh beban gempa Vx, didistribusikan

menjadi beban-beban terpusat yang bekerja disetiap lantai tingkat di sepanjang

bangunan.

136

Pada arah-y, lebar dari bangunan adalah B = 46 meter dan tinggi dari

bangunan H = 20 meter. Karena perbandingan antara tinggi dan lebar dari

bangunan : H/B = 20/46 = 0.43 < 3, maka seluruh beban gempa Vy, didistribusikan

menjadi beban-beban terpusat yang bekerja disetiap lantai tingkat di sepanjang

bangunan.

Tabel 4.21 Distribusi Beban Gempa di Sepanjang Titik Bangunan

Lantai Zi Wi (ton) Wi x Zi

Fix = Fiy

(ton)

Untuk Tiap

Portal

Arah X

Untuk Tiap

Portal

Arah Y

v = 467,87 1/7 x Fix

(ton)

1/7 x Fiy

(ton)

5 20 489.664 9793.28 75.99 10.86 10.86

4 16 1262.592 20201.47 156.75 22.39 22.39

3 12 1262.592 15151.10 117.56 16.79 16.79

2 8 1262.592 10100.74 78.38 11.20 11.20

1 4 1262.592 5050.37 39.19 5.60 5.60

Jumlah 60296.96

Sumber : Data Perhitungan (Program Excel)

Beban-beban gempa yang didapat dari hasil perhitungan pada Tabel,

selanjutnya digunakan untuk menghitung waktu getar dari struktur. Besarnya

simpangan horizontal dari struktur untuk portal arah – X dan portal arah – Y dapat

dihitung dengan bantuan program SAP. Dari hasil analisa struktur dengan program

SAP 2000 untuk portal arah – X dan portal arah – Y, didapatkan simpangan

horizontal dari struktur seperti pada gambar di bawah ini :

137


Gambar 4.63 Simpangan Horisontal Akibat Beban Gempa Arah – X


Gambar 4.64 Simpangan Horisontal Akibat Beban Gempa Arah – Y

4.6.2.2.Waktu Getar Alami Struktur

Perhitungan waktu getar alami struktur fundamental dari struktur (𝑇𝑅) untuk portal

arah – X dan portal arah – Y ditabelkan pada tabel 4.13 dan tabel 4.14.

138

Tabel 4.22 Perhitungan Waktu Getar Alami Struktur Arah – X

Lantai Wi

(ton)

di

(Cm) di² Fix Wi x di² Fix x di

5 489.664 11.2 125.44 75.99 61423.45 851.09

4 1262.59 8.82 77.79 156.75 98220.06 1382.55

3 1262.59 6.62 43.82 117.56 55332.34 778.27

2 1262.59 4.41 19.45 78.38 24555.02 345.64

1 1262.59 2.21 4.88 39.19 6166.63 86.61

Jumlah 245697.49 3444.16


Setelah distribusi beban gempa pada bangunan gedung diketahui, maka

perlu dilakukan pemeriksaan terhadap waktu getar sebenarnya dari struktur dengan

menggunakan RumusRayleigh.

TRx = 6.3 x ( 245697,49

980 𝑥 3444.16 ) = 0.458detik

Tabel 4.23 Perhitungan Waktu Getar Alami Struktur Arah – Y

Lantai Wi

(ton)

di

(Cm) di² Fiy Wi x di² Fiy x di

5 489.664 8.96 80.28 75.99 39311.01 680.87

4 1262.59 7.17 51.41 156.75 64908.47 1123.91

3 1262.59 5.38 28.94 117.56 36544.97 632.49

2 1262.59 3.59 12.89 78.38 16272.41 281.37

1 1262.59 1.79 3.20 39.19 4045.47 70.15

Jumlah 161082.33 2788.79


TRy = 6.3 x ( 161082.33

980 𝑥 2788.79 ) = 0.371detik

4.6.2.3.Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental

Pemakaian struktur bangunan gedung yang terlalu flexible sebaiknya dihindari

dengan membatasi nilai waktu getar fundamentalnya.Menurut SNI-1726-2012, pembatasan

waktu getar alami fundamental untuk struktur dengan ketinggian tidak melebihi 12 tingkat

139

dimana system penahan gaya gempa terdiri dari rangka penahan momen beton atau baja

secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 mete adalah : Ta = 0.1𝑛, n = jumlah

tingkat.

Ta = 0.1 x 5 = 0.5 detik

Dari hasil perhitungan tabel menunjukan waktu getar fundamental maksimum adalah :

Tx maks = 0.458 detik< Ta = 0.5 detik

Ty maks = 0.371 detik < Ta = 0.5 detik

Dengan demikian kinerja dari struktur bangunan gedung fakultas kedokteran ini memenuhi

ketentuan yang disyaratkan.

140

4.7 PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH

4.7.1 Perhitungan Struktur Bawah (Pondasi)

Struktur bawah (pondasi) merupakan struktur yang berfungsi untuk

meletakkan bangunan di atas tanah dan meneruskan beban ke tanah dasar. Untuk

itu perlu dilaksanakan penyelidikan tanah pada lokasi yang akan dibangun untuk

dapat menentukan jenis pondasi yang diperlukan.

4.7.2 Analisa Data dan Penyelidikan Tanah

Penyelidikan tanah dalam perencanaan struktur Gedung Perkantoran Dprd

ini menggunakan Metode Pengeboran (Boring Test) dan Tes Sondir (Sondeering

Test).

4.7.2.1 Boring Test (Boring Log)

Penyelidikan tanah dengan metode ini bertujuan untuk menentukan

jenis dan sifat-sifat tanah (soil properties) pada lokasi yang akan dibangun

pondasi pada tiap tebal lapisannya. Pengambilan sample tanah ini dikenal

dengan sebutan undisturbed soil sample (pengambilan tanah tidak

terganggu). Hasil boring test pada struktur Gedung Perkantoran Dprd ini

adalah sebagai berikut :

a. Titik Boring B1

Kedalaman ±0.00 m s/d -1.00 m lapisan tanah berupa lempung

kerikil lepas berwarna coklat.

Kedalaman -1.00 m s/d -2.00 m lapisan tanah berupa lempung lunak

berwarna hitam.


berwarna hitam.

Kedalaman -3.00 m s/d -4.00 m lapisan tanah berupa lempung lanau

lunak berwarna hitam.

Kedalaman -4.00 m s/d -5.00 m lapisan tanah berupa lempung pasir

halus lepas berwarna hitam.

141

Kedalaman selanjutnya lapisan tanah berupa lempung pasir halus

lepas berwarna hitam.

b. Titik Boring B2

Kedalaman ±0.00 m s/d -1.00 m lapisan tanah berupa lempung lanau

pasir lepas berwarna coklat.


berwarna hitam.


berwarna hitam.

Kedalaman -3.00 m s/d -4.00 m lapisan tanah berupa lempung

berwarna hitam.





c. Titik Boring B3

Kedalaman ±0.00 m s/d -1.00 m lapisan tanah berupa lempung pasir



berwarna hitam.


berwarna hitam.


berwarna hitam.





142

4.7.2.2 Tes Sondir (Sondeering Test)

Tes sondir tanah dilaksanakan untuk mengetahui perlawanan penetrasi

konus dan hambatan lekat tanah. Perlawanan penetrasi konus adalah

perlawanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya

persatuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap

selubung bikonus dalam gaya persatuan luas. Hasil tes sondir pada struktur

Gedung Perkantoran Dprd ini adalah sebagai berikut :

a. Titik sondir S1, tanah keras (qc = 215 Kg/cm²) di kedalaman -5,60 m.

b. Titik sondir S2, tanah keras (qc = 220 Kg/cm²) di kedalaman -5.60 m.

c. Titik sondir S3, tanah keras (qc = 210 Kg/cm²) di kedalaman -5.20 m.

d. Titik sondir S4, tanah keras (qc = 215 Kg/cm²) di kedalaman -4,80 m.

Berdasarkan data tanah di atas, maka lapisan tanah keras yang paling

dalam yaitu pada kedalaman -5,60 m berupa tanah berpasir dan berbatu.

4.7.3 Pemilihan Jenis Pondasi

Dalam merencanakan suatu struktur bawah dari konstruksi bangunan dapat

digunakan beberapa macam tipe pondasi, pemilihan tipe pondasi didasarkan pada

hal-hal sebagai berikut :

a. Fungsi bangunan atas.

b. Besarnya beban dan berat dari bangunan atas.

c. Keadaan tanah dimana bangunan tersebut didirikan.

Berdasarkan hasil penyelidikan tanah, aspek ketinggian gedung dan beban

dari struktur di atasnya, maka jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang

pancang berpenampang lingkaran dengan pertimbangan sebagai berikut :

a. Jenis tanah yang akan didirikan bangunan termasuk keras

b. Pelaksanaannya lebih mudah.

c. Lebih ekonomis digunakan mengingat besarnya kekuatan yang dapat

dihasilkan.

d. Waktu pelaksanaannya relatif lebih cepat.

e. Kemampuan daya dukung yang baik dalam menahan beban struktur.

Adapun spesifikasi dari tiang pancang tersebut adalah sebagai berikut :

a. Diameter (D) = 0.40 m

143

b. Luas Penampang (A) = 0.126 m²

c. Keliling (U) = 1.257 m

d. Mutu Beton (f’c) = 29 MPa

e. Mutu Baja Tulangan (fy) = 400 MPa

4.7.4 Perhitungan Pondasi Tiang Pancang

4.7.4.1 Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang

a. Berdasarkan Kekuatan Bahan

Data-Data Perencanaan :

Tegangan tekan beton yang diijinkan (σb) = 12 Mpa = 120 Kg/cm²

Atiang = 0.126 m² = 1260 cm²

Ptiang = σb x Atiang

= 120 x 1260

= 151200 Kg = 151.200 ton

b. Berdasarkan Hasil Sondir


Ap (Luas Permukaan Tiang) = 0.126 m² = 1260 cm²

As (Keliling Permukaan Tiang) = 1.257 m = 125.7 cm

qc (Nilai Konus Hasil Sondir) = 220 Kg/cm² (titik S2 kedalaman -5.60

m)

Tf (Total Friction) = 366 Kg/cm

Ptiang = 𝑞𝑐 𝑥 𝐴𝑝

3 +

𝑇𝑓 𝑥 𝐴𝑠

5

= 220 𝑥 1260

3 +

366 𝑥 125.7

5

= 101601,24 Kg = 101,601 ton

Berdasarkan perbandingan perhitungan daya dukung tiang pancang di atas,

maka diambil Ptiang sebesar 101,601 ton ≈ 102 ton.

4.7.4.2 Menentukan Jumlah Tiang Pancang

Untuk menentukan jumlah tiang digunakan rumus sebagai berikut :

Jumlah tiang (n) = 𝑃

𝑃𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔

Dimana, n = jumlah tiang pancang yang dibutuhkan

144

P = gaya vertikal (ton)

Ptiang = daya dukung 1 tiang (ton)


Gambar 4.65 Denah Pondasi

Perhitungan gaya vertikal yang harus ditumpu tiang dihitung

menggunakan bantuan software SAP2000. Jumlah tiang pancang yang dibutuhkan

akan disajikan dalam tabel sebagai berikut :

145

Tabel 4.24 Jumlah Tiang Pancang yang Dibutuhkan

P Ptiang n n P Ptiang n n

(ton) (ton) (bh) (bh) (ton) (ton) (bh) (bh)

P1 131.540 102 1.290 5 P31 275.790 113 2.441 5

P2 181.450 102 1.779 5 P32 190.230 114 1.669 5

P3 181.430 102 1.779 5 P33 167.560 115 1.457 5

P4 132.590 102 1.300 5 P34 256.830 116 2.214 5

P5 146.970 102 1.441 5 P35 281.250 117 2.404 5

P6 266.750 102 2.615 5 P36 157.470 118 1.334 5

P7 317.220 102 3.110 5 P37 177.070 119 1.488 5

P8 286.900 102 2.813 5 P38 308.560 120 2.571 5

P9 287.020 102 2.814 5 P39 270.650 121 2.237 5

P10 325.750 102 3.194 5 P40 168.530 122 1.381 5

P11 274.500 102 2.691 5 P41 177.630 123 1.444 5

P12 150.760 102 1.478 5 P42 233.140 124 1.880 5

P13 229.470 102 2.250 5 P43 218.640 125 1.749 5

P14 412.680 102 4.046 5 P44 122.900 126 0.975 5

P15 389.900 102 3.823 5 P45 191.130 127 1.505 5

P16 303.480 102 2.975 5 P46 347.440 128 2.714 5

P17 303.220 102 2.973 5 P47 300.060 129 2.326 5

P18 401.930 102 3.940 5 P48 202.330 130 1.556 5

P19 428.420 102 4.200 5 P49 210.790 131 1.609 5

P20 237.800 102 2.331 5 P50 274.450 132 2.079 5

P21 204.730 103 1.988 5 P51 272.140 133 2.046 5

P22 364.830 104 3.508 5 P52 164.460 134 1.227 5

P23 337.840 105 3.218 5 P53 123.480 135 0.915 5

P24 271.360 106 2.560 5 P54 227.020 136 1.669 5

P25 238.390 107 2.228 5 P55 211.280 137 1.542 5

P26 333.470 108 3.088 5 P56 160.390 102 1.572 5

P27 385.500 109 3.537 5 P57 166.170 103 1.613 5

P28 211.770 110 1.925 5 P58 238.700 104 2.295 5

P29 178.480 111 1.608 5 P59 253.230 105 2.412 5

P30 308.450 112 2.754 5 P60 151.930 106 1.433 5

Tiang Tiang


4.7.4.3 Menghitung Efisiensi Kelompok Tiang Pancang

Dalam perhitungan efisiensi kelompok tiang pancang digunakan rumus

sebagai berikut :

Eff = 1 – 𝜃

90 𝑥 (

(𝑛−1) 𝑚+ (𝑚−1) 𝑛

(𝑚𝑥𝑛))

Eff = 1 – 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 (

40

100)

90 𝑥 (

(3−1) 3+ (3−1)3

(3𝑥3))

146

= 0,677

Dimana, n = jumlah tiang satu baris

m = jumlah baris

d = diameter tiang (cm)

s = jarak antar tiang (cm)

θ = arc tan (𝑑

𝑠) dalam derajat

Syarat jarak antar tiang

2.5d ≤ S ≤ 2d atau S ≤ 1.57 𝑥 𝑑 𝑥 𝑚 𝑥 𝑛

𝑚+𝑛−2

Syarat jarak tiang ke tepi

S ≤ 1.25d

Tipe-tipe pile cap yang digunakan dapat dilihat pada gambar di bawah ini :


Gambar 4.66 Detail Pile Cap

Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang

Daya Dukung Satu Tiang = Eff x Ptiang

= 0,677 x 102

= 69,06 ton

Daya dukung kelompok = Daya Dukung Satu Tiang x Jumlah tiang

= 69,06 x 9

= 621,5 ton > (Pterbesar = 428,420 ton) Ok

2500

2500

250

250

1000

1000

250 25010001000

147

4.7.4.5 Perhitungan Beban Maksimum yang Diterima oleh Tiang

Besarnya beban maksimum yang diterima oleh tiang dapat dihitung

menggunakan rumus berikut ini :

Pmaks = 𝛴 𝑃𝑣

𝑛 ±

𝑀𝑥 .𝑌𝑚𝑎𝑘𝑠

𝑛𝑦 .𝛴𝑦² ±

𝑀𝑦 .𝑋𝑚𝑎𝑘𝑠

𝑛𝑥 .𝛴𝑥²

Dimana, Pmaks = beban maksimum yang diterima tiang pancang (ton)

ΣPv = jumlah total beban (ton)

Mx = momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu x (ton m)

My = momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu y (ton m)

n = banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang

Xmaks = absis terjauh tiang pancang terhadap titik berat pile group

Ymaks = ordinat terjauh tiang pancang terhadap titik berat pile group

nx = banyaknya tiang pancang dalam satu baris arah sumbu x

ny = banyaknya tiang pancang dalam satu baris arah sumbu y

Σx² = jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang (m²)

Σy² = jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang (m²)

a. Pondasi Tipe 1 (PC1)

ΣPv = 428,420 ton

Mx = 0,107 tm

My = 0,327 tm

Xmaks = 100 cm = 1.00 m

Ymaks = 100 cm = 1.00 m

Σx² = (1.00²) + (1.00²) = 2,00 m²

Σy² = (1.00²) + (1.00²) = 2,00 m²

n = 9

nx = 3

ny = 3

Pmaks = 𝛴 𝑃𝑣

𝑛 +

𝑀𝑥 .𝑌𝑚𝑎𝑘𝑠

𝑛𝑦 .𝛴𝑦² +

𝑀𝑦 .𝑋𝑚𝑎𝑘𝑠

𝑛𝑥 .𝛴𝑥²

= 428,420

9 +

0,107 𝑥 1,00

3 𝑥2,00 +

0,327 𝑥 1,00

3 𝑥2,00

= 47,67 ton < 69,06 ton → OK

148

4.7.4.6 Kontrol Terhadap Geser Pons

Rencana Tebal Pile Cap (h) = 100 cm = 1.00 m

Diameter Tiang Pancang (D) = 40 cm = 0.40 m

a. Pondasi Tipe 1 (PC1)

Karena kolom tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P

tiang pancang (P = 69,06 ton).

t = 𝑃

𝜋 𝑥 ℎ 𝑥 (ℎ+𝐷) =

69,06

𝜋 𝑥 1.00 𝑥 (1.00+0.40) = 15,70 ton/m² = 1,57 Kg/cm²

t ijin = 0.65 √𝑓′𝑐 = 0.65 √290 = 11.069 Kg/cm²

t = 1,57 Kg/cm² < t ijin = 11.069 Kg/cm² → OK

Jadi, tebal pile cap memenuhi syarat dan tidak memerlukan tulangan geser

pons.

4.7.5 Penulangan Tiang Pancang

Penulangan tiang pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada waktu

pengangkatan tiang pancang. Pada saat pengangkatan tiang pancang, terdapat dua

kondisi yaitu pengangkatan tiang pancang dengan kondisi satu tumpuan dan

pengangkatan tiang pancang dengan kondisi dua tumpuan.

a. Kondisi 1 (Satu Tumpuan)


Gambar 4.67 Kondisi Pengangkatan dengan Satu Tumpuan dan Momen yang

Terjadi

149


L = 6 m

Berat Jenis Beton = 2400 Kg/m³

Diameter (D) = 40 cm = 0.40 m

q = 0.25 𝑥 π 𝑥 0.40² 𝑥 2400 = 301.593 Kg/m

M1 = 1

2 𝑥 q 𝑥 a²

D1 = 𝑞 𝑥 (𝐿−𝑎)

2 –

𝑞 𝑥 𝑎²

2 𝑥 (𝐿−𝑎) =

(𝑞 𝑥 𝐿2) − (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝑞 𝑥 𝐿)

2 𝑥 (𝐿−𝑎)

Mx = (D1 𝑥 x) – (0.5 𝑥 q 𝑥 x²)

𝑑 𝑥 𝑀𝑥

𝑑𝑥 = 0, x =

𝐷1

𝑞

R1 – (q 𝑥 x ) = 0

𝐷1

𝑞 =

(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))

2 𝑥 (𝐿−𝑎)

M2 = D1 𝑥 (𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))

2 𝑥 (𝐿−𝑎) –

1

2 𝑥 q 𝑥

(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))

(2 𝑥 (𝐿−𝑎))²

M2 = 1

2 𝑥 q 𝑥

(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))

2 𝑥 (𝐿−𝑎)

M1 = M2

1

2 𝑥 q 𝑥 a² =

1

2 𝑥 q 𝑥

(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))

2 𝑥 (𝐿−𝑎)

2𝑎² − 4 𝑎𝐿 + 𝐿² = 0 → 𝑎² − 12 𝑎 + 18 = 0

𝑎 = 12 ± √(122)− 4 𝑥 1 𝑥 18

2 𝑥 1 = 1.757 m

Maka, M1 = M2 = 1

2 𝑥 q 𝑥 a² =

1

2 𝑥 301.593 𝑥 1.75² = 461.814 Kgm

D1 = (𝑞 𝑥 𝐿2) − (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝑞 𝑥 𝐿)

2 𝑥 (𝐿−𝑎)

= (301.593 𝑥 62) − (2 𝑥 1.75 𝑥 301.593 𝑥 6)

2 𝑥 (6−1.75) = 393.382 Kg

b. Kondisi 2 (Dua Tumpuan)

150


Gambar 4.68 Kondisi Pengangkatan dengan Dua Tumpuan dan Momen yang

Terjadi


L = 6 m

Berat Jenis Beton = 2400 Kg/m³

Diameter (D) = 40 cm = 0.40 m

q = 0.25 𝑥 π 𝑥 0.40² 𝑥 2400 = 301.593 Kg/m

M1 = 1

2 𝑥 q 𝑥 a²

M2 = 1

8 𝑥 q 𝑥 (𝐿 − 2𝑎) −

1

2 𝑥 q 𝑥 a

M1 = M2

1

2 𝑥 q 𝑥 a² =

1

8 𝑥 q 𝑥 (𝐿 − 2𝑎) −

1

2 𝑥 q 𝑥 a

4𝑎² + 4 𝑎𝐿 − 𝐿² = 0 → 𝑎² + 6 𝑎 − 9 = 0

𝑎 = −6 ± √(62)− 4 𝑥 1 𝑥 (−9)

2 𝑥 1 = 1.243 m

Maka, M1 = M2 = 1

2 𝑥 q 𝑥 a² =

1

2 𝑥 301.593 𝑥 1.243² = 232.988 Kgm

Dmaks = 1

2 𝑥 q 𝑥 L =

1

2 𝑥 301.593 𝑥 6 = 904.779 Kg

Berdasarkan dari perhitungan kondisi di atas, maka diambil momen dan

gaya lintang sebesar :

151

M = 461.814 Kgm

D = 904.779 Kg

4.7.5.1 Penulangan Memanjang Tiang Pancang


Diameter Tiang (D) = 40 cm = 0.40 m

Selimut Beton (p) = 50 mm

Tebal Penampang (h) = 400 mm

Ø Tulangan Utama = D22

Ø Tulangan Sengkang = Ø12

Tebal Efektif (d) = h – p – Øs – Ø

2 = 400 – 50 – 12 –

22

2 = 327 mm

d’ = p + Øs + Ø

2 = 50 + 12 +

22

2 = 69 mm




Mu = 461.814 Kgm = 4.618 kNm

𝜇𝑢

𝑏𝑑² =

4.618

0.4 𝑥 0.327² = 107,97 kN/m²


𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 100 → 𝜌 = 0.0003

𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 200 → 𝜌 = 0.0006

ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0021

As = ρ x b x d

= 0.0021 x 0.40 x 0.327 x 106

= 274,68 mm²

Digunakan tulangan 2 D22 (As = 760.265 mm²).

Cek Terhadap Tekuk

Pu = 69,06 ton = 690,6 kN

Modulus Elastisitas Beton (Ec) = 4700 √𝑓𝑐′ = 25310.275 MPa

152

Komponen struktur dianggap kedua ujung sendi, diperoleh harga k = 1.0

untuk radius girasi r = 0.3 x h = 0.3 x 400 = 120 mm, dihitung :

𝑘 𝑥 ℓ𝑢

𝑟 =

1.0 𝑥 6000

120 = 50

Berdasarkan SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.1, pengaruh kelangsingan

kolom dapat diabaikan apabila memenuhi 𝑘 𝑥 ℓ𝑢

𝑟 < 34 – 12.

𝑘 𝑥 ℓ𝑢

𝑟 =

1.0 𝑥 6000

120 = 50 > 22 → pengaruh kelangsingan diperhitungkan.

Ig = 1

64 𝑥 π 𝑥 D4 =

1

64 𝑥 π 𝑥 (400)4 = 1256637061 mm4

EI = 𝐸𝑐 𝑥 𝐼𝑔 𝑥 0.4

1+ 𝛽 𝑥 𝑑 =

25310.275 𝑥 1256637061 𝑥 0.4

1+ 0.5 = 8.482 x 1012 mm

Pcr = 𝜋² 𝑥 𝐸𝐼

(𝑘 𝑥 𝐿𝑢)² =

π² x 8.482 10¹²

(1 𝑥 6000)² = 2325266.301 N

Cs = 𝐶𝑚

[1− 𝑃𝑢

𝜙𝑃𝑐𝑟] =

1

[1− 690,6

0.70 𝑥 2325.266] = 1.74

Mn = Cs x Mu = 1.74 x 4.618 = 8,02 kNm = 8020000 Nmm

ea = 𝑀𝑛

𝑃𝑢 =

8020000

690600 = 11,61 mm

e = ea + ℎ

2 – d’ = 11,61 +

400

2 – 69 = 142,61 mm

cb = 600 𝑥 𝑑

𝑓𝑦+600 =

600 𝑥 327

400+600 = 196,2 mm

a = 𝑃𝑢

0.85 𝑥 𝑓′𝑐 𝑥 𝑏 =

690600

0.85 𝑥 29 𝑥 400 = 70,04 mm

ab = 0.85 x cb = 0.85 x 196,2 = 166,77 mm

Karena a < ab, maka kebutuhan luas tulangan memanjang tiang pancang

dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

As = 𝑃𝑢 (𝑒−𝑑+

𝑃𝑢

2 𝑥 𝑅1 𝑥 𝑏)

𝑓𝑦 𝑥 (𝑑−𝑑′)

=

690600 (142,61 −327 + 690600

2 𝑥 (0.85∗29) 𝑥 400)

400 𝑥 (327 − 69)

= - 1468,26 mm²

As min = 1% x Ag = 0.01 x (1

4 𝑥 𝜋 𝑥 (4002)) = 1256.637 mm²

153

Digunakan As = 1256.637 mm² dan digunakan tulangan sebanyak 4 D22

(As terpasang = 1520.531 mm²).

4.7.5.2 Penulangan Geser Tiang Pancang

Vu = 205,94 Kg = 2059,4 N

Vn = 𝑉𝑢

𝜙 =

2059,4

0.75 = 2745,87 N

Vc = √𝑓′𝑐

6 x b x d =

√29

6 x 400 x 327 = 117369,59 N

ϕ Vc = 0.75 x 117369,59 = 88047,44 N

Vu = 2059,4 N < ϕ Vc = 88047,44 N → tidak perlu tulangan geser

Pemasangan sengkang tidak diperhitungkan maka dipasang praktis Ø12–

150.


Gambar 4.69 Penulangan Tiang Pancang

4.7.6 Penulangan Pile Cap

4.7.6.1 Pile Cap Tipe 1 (PC1)

P1 = Pmaks = 69,06 ton

Mx = My = 69,06 x 1.00 = 69,06 tm

Tebal Pelat (h) = 1000 mm

Penutup Beton (p) = 50 mm

Rencana Diameter Tulangan = D22

Tinggi Efektif arah x (dx) = h – p – 1

2 ØD

= 1000 – 50 – 1

2 x

22

= 939 mm

4 D22

Ø12 - 150

154

Tinggi Efektif arah y (dy) = h – p – ØD – 1

2 ØD

= 1000 – 50 – 22 –

1

2 x 22

= 917 mm




a. Penulangan Arah x

Mux = 69060 Kgm = 690,6 kNm

𝜇𝑢

𝑏𝑑𝑥² =

690,6

1 𝑥 0.939² = 783,24 kN/m²


𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 700 → 𝜌 = 0.0037

𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 800 → 𝜌 = 0.0043

ρ interpolasi = 0.0037 + 0,0043−0,0037

800−700 x ( 783,24 − 700 ) = 0.0042


As = ρ x b x d

= 3950,1 mm²

As min = 0.25 % x b x h = 0,0025 x 1000 x 1000 = 2500 mm²


Jarak (S) =

1


𝐴𝑠 =

1

4 𝜋 𝑥 (22)² 𝑥 1000

3950,1 = 96,23 mm ≈ 100 mm

Digunakan tulangan D22 – 100 tulangan arah x

b. Penulangan Arah y

Muy = 69060 Kgm = 690,6 kNm

𝜇𝑢

𝑏𝑑𝑦² =

690,6

1 𝑥 0.917² = 821,27 kN/m²


𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 800 → 𝜌 = 0.0043

155

𝜇𝑢

𝑏𝑑² = 900 → 𝜌 = 0.0048

ρ interpolasi = 0.0043 + 0,0048−0,0043

900−800 x (821,27 − 800 ) = 0.0044


As = ρ x b x d

= 0.0044 x 1 x 0.917 x 106

= 4034,8 mm²

As min = 0.25 % x b x h = 0,0025 x 1000 x 1000 = 2500 mm²


Jarak (S) =

1


𝐴𝑠 =

1

4 𝜋 𝑥 (22)² 𝑥 1000

4034,8 = 94,21 mm ≈ 100 mm

Digunakan tulangan D22 – 100 tulangan arah y

4.7.7 Perhitungan Penulangan Tie Beam

Analisa dan desain tulangan tie beam dihitung dengan bantuan software

SAP2000. Hasil dari analisa berupa luasan tulangan pada tie beam dan digunakan

untuk menentukan jumlah tulangan lentur dan tulangan geser atau sengkang pada

tie beam.

4.7.7.1 Karakteristik Material Beton

f’c = 29 MPa (K-350)


fy Tulangan Sengkang = 240 Mpa

4.7.7.2 Analisis dan Desain Penulangan Tie Beam

Dimensi tie beam direncanakan berukuran 250x600 mm, analisis struktur

tie beam dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil analisa tersebut

diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada tie beam adalah sebagai

berikut :

a. Perhitungan Tulangan Pokok

Ast = 206 mm²

Asℓ = 102 mm²

156

Rencana Diameter Tulangan Pokok = D22 (As = 380,133 mm²)

Jumlah tulangan pokok tumpuan = 𝐴𝑠t

𝐴𝑠 Ø𝑝 =

206

380,133 = 0,54 ≈ 2

Jumlah tulangan pokok lapangan = 𝐴𝑠ℓ

𝐴𝑠 Ø𝑝 =

102

380,133 = 0,268 ≈ 2

b. Perhitungan Tulangan Sengkang

Av tumpuan = 0.000 mm²/mm

Av lapangan = 0.000 mm²/mm

Ø Tulangan Sengkang = ∅10 (As = 78.540 mm²)

Untuk sengkang dengan luas tulangan 0.000, maka dipasang sengkang

praktis yaitu D10-100 pada tumpuan dan ∅10-150 pada lapangan. Pada tie beam

dengan tinggi penampang 500 < h < 700 digunakan tulangan pinggang 2 ∅10.


Gambar 4.70 Penulangan Tie Beam

bab iv perhitungan struktur 4.1 perencanaan atap · 2019. 1. 9. · tegangan dasar = 160 mpa...

Documents