49

BAB V

PERENCANAAN STRUKTUR

Bab ini adalah bab yang berisi inti dari perhitungan desain ulang struktur

pada tugas akhir. Penjelasan mengenai pembebanan pada struktur, perhitungan

gaya gempa static ekivalen, perencanaan atap, steeldeck, balok anak, balok induk,

kolom komposit, sambungan, tangga, dan pondasi.

5.1 Pembebanan Pada Struktur

Bangunan ini didesain ulang menggunakan profil baja dan pelat komposit

sehingga untuk beban pelat dibagi menjadi dua yaitu beban pelat steeldeck dan

beban pelat beton. Untuk pembebanan lain sama seperti pembebanan biasa.

Tampak 3D gedung menggunakan software ETABS v9.6 dapat dilihat pada

Gambar 5.1

Gambar 5.1 Tampak 3D bangunan pada software ETABS v9.6

50

1. Beban Mati

1) Pelat steeldeck : = 0,0806 KN/m2

2) Pelat beton : 0,12 m x 24 KN/m3 = 2,88 KN/m2

3) Spesi & keramik : 0,05 m x 22 KN/m3 = 1,10 KN/m2

4) Penggantung : = 0,07 KN/m2

5) Plafond : = 0,11 KN/m2

6) Mechanical : = 0,40 KN/m2

qD = 4,6406 KN/m2

2. Beban Hidup

Beban ruang kuliah ( qL ) = 250 Kg/m2

= 2,5 KN/m2

Beban ruang perpustakaan ( qL ) = 400 Kg/m2

= 4 KN/m2

3. Beban Ultimit ( qu )

qU ruang kuliah = 1.2 qD + 1.6 qL

= 1.2 x 4,6406 + 1.6 x 2,50

= 9,5687 KN/m2

qU perpustakaan = 1.2 qD + 1.6 qL

= 1.2 x 4,6406 + 1.6 x 4,0

= 11,9687 KN/m2

Karena analisis strukturnya menggunakan bantuan software computer ETABS v9.6

secara 3 dimensi, maka berat sendiri steeldeck dan pelat beton sudah dihitung oleh

program sehingga beban mati yang diinputkan dikurangi beban tersebut.

Sedangkan pada beban hidup, inputnya masih sama tidak dikurangi.

51

5.2 Perhitungan Gaya Gempa Statik Ekivalen

Bangunan ini direncanakan menggunakan gaya gempa statik ekivalen.

Pada perencanaan ulang gedung Unit V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini

bangunan terletak pada wilayah gempa 3 pada tanah sedang dan direncanakan

menggunakan daktilitas penuh.

5.2.1 Berat Total Bangunan

Sebelum menghitung gaya horizontal akibat gempa, maka terlebih dahulu

dihitung berat total bangunan. Berat total bangunan adalah akumulasi seluruh

beban mati seperti berat pelat, balok, kolom, dinding dan lain lain dan

dijumlahkan dengan beban hidup. Pada perencanaan ini berat sendiri strukur

dihitung langsung dari program ETABS v9.6 dan pada beban hidup terdapat

reduksi sebesar 30% seperti yang tercantum pada Peraturan Pembebanan

Indonesia 1987.

Berat sendiri struktur dari program ETABS v9.6 ditampilkan pada tabel di bawah

ini:

Tabel 5.1 Data berat sendiri per lantai dari program ETABS v9.6

Nama Lantai Berat sendiri struktur (KN)

Lantai 1 10710,5

Lantai 2 9673,26

Lantai 3 9673,26

Lantai 4 9514,5

Lantai 5 2515,92

5.2.2 Perhitungan Gaya Geser Dasar Akibat Gempa

Setelah mendapatkan berat total bangunan dan berat per lantai maka kita

bias mendapatkan gaya geser dasar akibat gempa yang nantinya akan menjadi

beban gempa pada tiap lantai.

1. Menentukan Waktu Getar Struktur Tinggi total lantai = 5 + 4 + 4 + 4 + 4 = 21 m

52

Karena gedung UNIT V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini aka di desain ulang

menggunakan struktur baja, maka rumus yang digunakan adalah :

Tawal = 0,08 . (H3/4) = 0,08 . (213/4) = 0,785 detik

Sedangkan T yang didapat dari ETABS (setelah iterasi) adalah = 1,534 detik

Kontro l pembatasan waktu getar alami fundamental

T1 < n

Berdasarkan perhitungan didapatkan :

0,785 detik < 0,18. 5 lantai = 0,9 detik, maka Aman.

2. Menentukan Nilai Faktor Respons Spektrum Gempa (C)

Berdasarkan Tabel 5, Pasal 4.7.2, SNI 03-1726-2002, didapat nilai percepatan

puncak muka tanah, Ao = 0,23 g.

Waktu getar alami sudut, Tc = 0,6 detik (Tabel 6, Pasal 4.7.2, SNI 03-1726-2002)

Berdasarkan persamaan (16) SNI 03-1726-2002, didapat percepatan respons

maksimum,

Am = 2,5 Ao = 2,5 x 0,23 = 0,55g

Ar = Am x Tc = 0,55 x 0,6 = 0,33

Karena T = 0,785 det > Tc = 0,6 detik, maka:

T Tc maka C = Am.

T > Tc , maka TAC r= .

Maka, faktor respon gempa, 534,133,0

=C = 0,215

53

Bangunan gedung berfungsi untuk Perpustakaan dan Ruang Kuliah mempunyai

nilai I = 1

3. Menentukan Faktor Reduksi Gempa (R) Berdasarkan tabel, faktor daktilitas untuk gedung dengan daktilitas penuh

mempunyai nilai = 5.3

Faktor reduksi gempa

R = 1.6

= 1.6 x 5.3

= 8.5

4. Menghitung Gaya Geser Nominal (V) Gaya geser nominal

V = .

. = 0,215.1

8,5 . 42087,4 = 1064,56 KN

Dengan Fi = VHiWi

Wi.Hi

.

5. Gaya-Gaya Gempa Yang Terjadi Di Pusat Massa

Tabel 5.2 Gaya-gaya gempa pada tiap lantai

Tingkat Hi Wi Wi.Hi Fi 100%

30%

Beban

hidup

Fi

setelah

reduksi

5 21 2515,92 52834,4 116,95 116,95 15,36 101,59

4 17 9514,5 161746 358,02 358,02 15,36 342,66

3 13 9673,26 125752 278,35 278,35 15,36 262,99

2 9 9673,26 87059,4 192,70 192,70 15,36 177,34

1 5 10710,5 53552,4 118,53 118,53 24,58 93,95

42087,4 480945

54

5.3 Perencanaan Atap

Pada perencanaan ulang gedung Unit V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini

atap direncanakan ulang menggunakan profil baja. Jarak antar kuda-kuda sejauh

3,75 meter dan bentang kuda-kuda adalah 27 meter

Gambar 5.2 Struktur rangka atap

Gambar 5.3 Arah pembebanan gording

55

5.3.1 Perencanaan Gording

Gording direncanakan menggunakan profil light lip channel, yang

mempunyai tegangan leleh (fy) 250 MPa dan modulus elastisitas (E) 200000 MPa.

Jarak antar gording = 2,62 m

Jarak antar kuda kuda = 3,75 m

Sudut kemiringan atap = 30,65

Berat penutup atap genteng = 0,5 KN/m2

Tekanan tiup angin = 0,25 KN/m2

Direncanakan menggunakan profil light lip channel 150x75

Ix = 5730000 mm4

Iy = 919000 mm4

Zx = 76400 mm3

Zy = 17200 mm4

5.3.1.1 Beban-Beban Yang Bekerja Pada Gording

1. Beban Mati

Berat atap = 2,62 . 0,5 KN/m = 1,31 KN/m

Berat gording (10% berat atap) = 0,131 KN/m

= 1,441 KN/m

2. Beban Hidup

Di tengah-tengah gording (P) = 1 KN

3. Beban Angin

Tekanan Angin = 0,25 KN/m

56

Koefisien angin tekan = 0,02 0,4

= 0,02 (30,65 ) - 0,4

= 0,213

Koefisien angin hisap = -0,4

tekan = 0,213 . (0,25) 2,62 = 0,1394 KN/m

hisap = 0,4 . (0,25) 2,62 = 0,262 KN/m

5.3.1.2 Mencari Momen-Momen Pada Gording

Pada arah sumbu lemah dipasang trekstang pada tengah bentang sehingga

Ly = jarak antar kuda-kuda = 1,875 m

1. Akibat Beban Mati

q = 1,441 KN/m

qx = q . cos(30,65)

= 1,441 . cos 30,65

= 1,239 KN/m

qy = q . sin(30,65)

= 1,441 . sin 30,65

= 0,735 KN/m

Mx = 1/8 . 1,239. (3,75)2

= 2,178 KN.m

My = 1/8 . 0,735. (1,875)2

= 0,323 KN.m

57

2. Akibat Beban Hidup

P = 1 KN

Px = 1.cos 30,65

= 0,86 KN

Py = 1.sin 30,65

= 0,5098 KN

Mx = Px Lx

= (1.cos 30,65).3,75

= 0,806 KN.m

My = Py Lx

= (1.sin 30,65).1,875

= 0,239 KN.m

3. Akibat Beban Angin

Karena beban angin bekerja tegak lurus sumbu x sehingga hanya

ada Mx.

Angin tekan

Mx = 1/8 tekan . L2

= 1/8 . 0,1394. 3,752

= 0,245 KN.m

Angin hisap

Mx = 1/8 hisap . L2

58

= 1/8 . 0,262 . 3,752

= 0,46 KN.m

5.3.1.3 Kombinasi Beban Dan Momen

Kombinasi yang dicari meliputi kombinasi beban merata, beban terpusat,

dan momen.

1. Kombinasi Beban Merata

Tabel 5.3 Kombinasi beban merata arah x

1 1,4D = 1,4 . 1,239 = 1,7346 KN/m

2 1,2D + 0,5L = 1,2. 1,239+ 0,5 . 0 = 1,4868 KN/m

3 1,2D + 1,6L = 1,2. 1,239+ 1,6 . 0 = 1,4868 KN/m

1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 1,239 + 1,6 . 0 + 0,8 . 0,262 = 1,6964 KN/m

4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 1,239 + 1,3 . 0,262 + 0,5 . 0 = 1,8274 KN/m dipakai

5 0,9D + 1,3W = 0,9. 1,239 + 1,3 . 0,262 = 1,4557 KN/m

0,9D - 1,3W = 0,9. 1,239 - 1,3 . 0,262 = 0,7745 KN/m

Tabel 5.4 Kombinasi beban merata arah y

1 1,4D = 1,4 . 0,735 = 1,029 KN.m dipakai

2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0,735 + 0,5 . 0 = 0,882 KN/m

3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0,735+ 1,6 . 0 = 0,882 KN/m

1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0,735 + 1,6 . 0 + 0,8 . 0 = 0,882 KN/m

4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0,735+ 1,3 . 0 + 0,5 . 0 = 0,882 KN/m

5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0,735 + 1,3 . 0 = 0,6615 KN/m

0,9D - 1,3W = 0,9. 0,735 1,3 . 0 = 0,6615 KN/m

Jadi dipakai nilai hasil kombinasi beban merata yang terbesar, yaitu :

qux = 1,8274 KN/m = 1827,4 N/mm

quy = 1,029 KN/m = 1029 N/mm

59

2. Kombinasi Beban Terpusat

Tabel 5.5 Kombinasi beban terpusat arah x

1 1,4D = 1,4 . 0 = 0 KN

2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0 + 0,5 . 0,86 = 0,43 KN

3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0 + 1,6 . 0,86 = 1,376 KN dipakai

1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0+ 1,6 . 0,86 + 0,8 . 0 = 1,376 KN

4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0+ 1,3 . 0 + 0,5 . 0,86 = 0,43 KN

5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0 + 1,3 . 0 = 0 KN

0,9D - 1,3W = 0,9. 0 - 1,3 . 0 = 0 KN

Tabel 5.6 Kombinasi beban terpusat arah y

1 1,4D = 1,4 . 0 = 0 KN

2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0 + 0,5 . 0,5098 = 0,2549 KN

3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0 + 1,6 . 0,5098 = 0,8157 KN dipakai

1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0 + 1,6 . 0,5098 + 0 = 0,8157 KN

4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0 + 0 + 0,5 . 0,5098 = 0,2549 KN

5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0 + 0 = 0 KN

0,9D - 1,3W = 0,9. 0 - 0 = 0 KN

Jadi dipakai nilai hasil kombinasi beban terpusat yang terbesar, yaitu :

pux = 1,376 KN = 1376 N

puy = 0,8157 KN = 815,7 N

60

3. Kombinasi Momen

Tabel 5.7 Kombinasi momen arah x

1 1,4D = 1,4 . 1,394 = 1,952 KN.m

2 1,2D + 0,5L = 1,2. 1,394 + 0,5 . 0,645 = 1,995 KN.m

3 1,2D + 1,6L = 1,2. 1,394 + 1,6 . 0,645 = 2,705 KN.m

1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 1,394 + 1,6 . 0,645 + 0,8 . 0,295 = 2,941 KN.m dipakai

4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 1,394 + 1,3 . 0,295 + 0,5 . 0,645 = 2,378 KN.m

5 0,9D + 1,3W = 0,9. 1,394 + 1,3 . 0,295 = 1,638 KN.m

0,9D - 1,3W = 0,9. 1,394 - 1,3 . 0,295 = 0,871 KN.m

Tabel 5.8 Kombinasi momen arah y

1 1,4D = 1,4 . 0,488 = 0,683 KN.m

2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0,488 + 0,5 . 0,191 = 0,681 KN.m

3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0,488 + 1,6 . 0,191 = 0,891 KN.m dipakai

1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0,488 + 1,6 . 0,191 + 0,8 . 0 = 0,891 KN.m

4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0,488 + 1,3 . 0 + 0,5 . 0,191 = 0,681 KN.m

5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0,488 + 1,3 . 0 = 0,439 KN.m

0,9D - 1,3W = 0,9. 0,488 1,3 . 0 = 0,439 KN.m

Jadi dipakai nilai hasil kombinasi momen yang terbesar, yaitu :

Mux = 4,2712 KN.m = 427,12 . 104 N.mm

Muy = 0,77 KN.m = 77 . 104 N.mm

61

Asumsikan penampang kompak

Mnx = Zx . fy = 76400 . 250 = 19100000 N.mm

Mny = Zy . fy = 17200 . 250 = 4300000 N.mm

Untuk mengatasi masalah puntir maka Mny dapat direduksi sehingga dibagi 2 ,

maka :

. + ./2 1

427,12 .104 0,9 . 19100000 + 77 .104 0,9 .4300000/2 1 0,2485+ 0,3979 = 0,6464 < 1

5.3.1.4 Kontrol Lendutan

1. Lendutan Pada Tengah Bentang

a. Lendutan arah y

y = 5384

L4 . + Puy .L3 48 .

y = 5384

1,029 (3,75 .1000)4 200000 . 5730000 + 0,8157 .(3,75 .1000)3 48 . 200000 . 5730000 y = 2,312 + 7,819 . 10-4 = 2,313 mm

b. Lendutan arah sumbu x

Karena di tengah bentang gording terdapat sagrod, maka pada tengah

bentang tidak terjadi lendutan (x = 0). Lihat gambar 5.5

62

c. Lendutan 2 arah

= 2 + 2 = 0 + 2,3132 = 2,313 mm < 360 = 2,313 mm < 3750

360 = 10,416 mm

2. Lendutan Pada Bentang

a. Lendutan arah y

y = ( 5384

L4 . + Puy .L3 48 . )

y = ( 5384

1,029 (3,75 .1000)4 200000 . 5730000 + 0,8157 .(3,75 .1000)3 48 . 200000 . 5730000 ) y = (2,312 + 7,819 . 10-4) = 1,1565 mm

b. Lendutan arah x

x = 5384

L4 . + Pux .L3 48 . =

x = 5384

1,827 (1,875 .1000)4 200000 . 5730000 + 1,376 .(1,875 .1000)3 48 . 200000 . 5730000 x = 0,2565 + 1,649 . 10-4 = 0,2566 mm

c. Lendutan 2 arah

= 2 + 2 = 0,2566 2 + 1,1565 2 = 1,1846 mm < 360 = 1,1846 mm < 1875

360 = 5,208 mm

63

Gambar 5.4 Lendutan pada gording akibat adanya sagrod

5.3.2 Perencanaan Kuda-Kuda Profil Baja

Kuda-kuda direncanakan menggunakan profil baja 2L60. Kuda-kuda

dipasang dengan jarak antar kuda-kuda sejauh 3,75 meter dan dengan bentang

kuda-kuda 27 meter. Desain kuda-kuda seperti terlihat pada Gambar 5.5

Gambar 5.5 Kuda-kuda profil baja

64

5.3.2.1 Pembebanan Kuda-Kuda

Beban-beban yang terjadi pada rangka atap

1. Beban Mati

Penutup atap = 0,5 KN/m

Berat gording = 0,132 KN/m

Berat eternity + penggantung = 0,18 KN/m

2. Beban Hidup

Beban pekerja di atap = 1 KN

3. Beban Angin

Tekanan tiup = 0,25 KN/m

5.3.2.2 Gaya-Gaya Batang Pada Kuda-Kuda

Untuk merencanakan batang tarik dan tekan maka kita akan mengambil

gaya batang tarik dan tekan yang terbesar pada kuda-kuda. Gaya batang

ditunjukan pada Tabel 5.3.

Tabel 5.9 Gaya-gaya batang pada kuda-kuda

Nomor Batang

Nomor Kombinasi Jenis Beban

Gaya Batang Gaya Geser Momen KN KN KN-m

1 COMB3 Combination -77.252 -4.653 -5.9629 2 COMB3 Combination 97.17 -6.388 -7.0997 3 COMB3 Combination -38.978 20.495 12.502 4 COMB3 Combination 58.06 -6.24 -6.9217 5 COMB3 Combination -30.067 14.31 10.3297 6 COMB3 Combination 34.814 -5.877 -6.5673 7 COMB3 Combination -22.066 10.326 8.5968 8 COMB3 Combination 19.574 -5.392 -6.1304 9 COMB3 Combination -38.351 -0.101 -0.0103

10 COMB3 Combination 32.545 -0.063 -0.1046

65

11 COMB3 Combination -34.574 -0.00165 0.0804 12 COMB3 Combination 91.001 -5.906 -6.5558 13 COMB3 Combination -36.539 18.839 11.5105 14 COMB3 Combination 56.512 -5.792 -6.4168 15 COMB3 Combination -29.336 13.243 9.5589 16 COMB3 Combination 36.07 -5.467 -6.1019 17 COMB3 Combination -22.84 9.571 7.9678 18 COMB3 Combination 22.776 -5.018 -5.6974 19 COMB3 Combination -30.937 -0.354 -0.3903 20 COMB3 Combination -29.373 -0.187 -0.2452 21 COMB3 Combination -0.117 7.66 7.2266 22 COMB3 Combination -3.431 7.096 6.6946 23 COMB3 Combination 30.569 -8.961 -7.7629 24 COMB3 Combination 28.273 8.163 7.1502 25 COMB3 Combination -42.78 27.291 13.6455 26 COMB3 Combination -46.975 29.759 14.8793 27 COMB3 Combination 62.277 -0.072 -0.1432 28 COMB3 Combination -5.901 -1.099 -1.0988 29 COMB3 Combination -7.398 0.585 0.5846 30 COMB3 Combination -100.177 -4.462 -5.7026 31 COMB3 Combination -97.703 3.869 5.1758 32 COMB3 Combination -73.936 4.041 5.4075 33 COMB3 Combination -31.888 4.137 5.5418 34 COMB3 Combination -109.301 -4.229 -5.4012 35 COMB3 Combination -95.536 30.322 19.8353 36 COMB3 Combination -97.329 -24.271 -15.8212 37 COMB3 Combination -109.477 3.654 4.8966 38 COMB3 Combination 93.3 -15.963 -10.0299 39 COMB3 Combination 83.773 -4.061 -5.2067 40 COMB3 Combination 55.445 -4.27 -5.4686 41 COMB3 Combination 7.496 -4.431 -5.6785 42 COMB3 Combination -73.226 -4.492 -5.7642 43 COMB3 Combination -64.377 5.169 6.3768 44 COMB3 Combination 21.411 5.081 6.2572 45 COMB3 Combination 69.891 4.895 6.0152 46 COMB3 Combination 95.934 4.667 5.7289 47 COMB3 Combination 100.868 17.367 10.8505 48 COMB3 Combination -33.362 -4.783 -6.1373 49 COMB3 Combination -80.764 -0.011 0.1097 50 COMB3 Combination -67.874 1.287 0.8733 51 COMB3 Combination -70.633 -0.073 -0.017 52 COMB3 Combination -83.3 0.068 0.2125 53 COMB3 Combination 110.389 -7.736 -8.8226

66

54 COMB3 Combination 81.69 -1.23 -0.7194 55 COMB3 Combination 80.272 -0.503 -0.3098 56 COMB3 Combination 103.796 6.322 7.016 57 COMB3 Combination 27.612 0.143 0.2376 58 COMB3 Combination 44.235 -9.216 -8.2499 59 COMB3 Combination 39.388 -8.466 -7.5746 60 COMB3 Combination -42.502 13.124 9.7954 61 COMB3 Combination -36.37 -11.866 -8.9468

5.3.2.2 Perencanaan Batang Tarik

Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan software SAP 2000 v.11,

maka di ambil gaya tarik yang terbesar yaitu pada batang yang di cetak tebal

sebagai contoh perhitungan yaitu Ru sebesar 110,389 KN dengan panjang profil

2,25 m.

Gambar 5.6 Batang tarik yang ditinjau

1. Estimasi Nilai Ag & Ae Berdasarkan Nilai Ru Maks

a. Kondisi Leleh

Ru = 0,9 fy Ag => Ag = 0,9

= 110,389 1000 0,9 250

= 490,617 mm2

67

b. Kondisi Retak

Ru = 0,75 fu Ae => Ae = 0,75

= 110,389 1000 0,75 410

= 358,989 mm2

2. Dipakai Profil 2L60

a. Data Profil

Ag = 1368 mm2

Ix = 466571,4mm4

Iy = 1025352 mm4

rx = 18,47 mm

ry = 27,38 mm

r pakai = r minimum

= 18,47 mm

b. Cek Kelangsingan Batang Tarik

Syarat , . < 300

2250 18,47 < 300

121,82 < 300

c. Perhitungan Luas Effektif (Ae)

Digunakan baut A325, diameter baut = 12.7 mm

Puntiran = 2 mm

Diameter Lubang (h) = d baut + puntiran

= 12.7 + 2

= 14.7 mm

68

An = Ag n . d . tf

= 1368 1 . 14,7 . 6

= 1279,8 mm2

Koefisien reduksi ( U )

l = (jumlah baut 1)x jarak antar baut

= ( 2 1 ) x 50

= 50 mm

U = 1 -

= 1 18,2150

= 0,636

A efektif = U An

= 0.636 x 1279,8

= 813,95 mm2

d. Cek Kapasitas Profil

i. Kondisi Leleh

Rn = . Ag .fy

= 0,9 . 1368 .2501000

= 307,8 KN > Ru maks = 110,389 KN

ii. Kondisi Retak

Rn = . Ae .fu

= 0,75 . 813,95 .4101000

= 250,29 KN > Ru maks = 110,389 KN

69

5.3.2.3 Perencanaan Batang Tekan

Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan bantuan software SAP

2000 v.11, maka di ambil gaya tekan yang terbesar yaitu pada batang yang dicetak

tebal sebagai contoh perhitungan dengan Ru sebesar 109,477 KN dengan panjang

profil = 2,25 m.

Gambar 5.7 Batang tekan yang ditinjau

1. Estimasi Nilai Ag Berdasarkan Nilai Ru Maks (Fcr = Fy )

Ag fcr > Ru => Ag =

= 109,477 1000 0,85. 250

= 515,185 mm2

2. Dipakai Profil 2l60

a. Data Profil

Ag = 1368 mm2

Ix = 466571,4 mm4

Iy = 1025352 mm4

rx = 18,47 mm

ry = 27,38 mm

r pakai = r minimum

= 18,47 mm

70

b. Cek Kelangsingan Batang Tarik

Syarat , . < 300

2250 18,47 < 300

121,82 < 300

c. Parameter Kelangsingan Batang Tekan

c = ..

= 225018,47 . 250200000

= 1,37

Karena nilai c < 1,5

Maka nilai Fcr = (0,658c2).fy = (0,6581,372). 250 = 113,96 MPa

d. Gaya Tekan Yang Di Ijinkan

Rn = Ag fcr = 0.9 x 1368 x 113,96

= 140307,552 N

= 140,31 KN > Ru = 109,477 KN

71

e. Cek Terhadap Tekuk Lokal

Pada sayap

< 0,45

606

< 0,45 200000250

10 < 12,73

Pada badan

Tidak ada

5.4 Perencanaan Steeldeck

Steeldeck direncanakan menggunakan tipe P-3623 composite dari

Canam Asia. Steeldeck bertumpu pada balok anak dan mempunyai bentang 3

meter. Steeldeck yang dipakai mempunyai ketebalan 0,91mm.

Gambar 5.8 Steeldeck P-3623 Composite

Tabel 5.10 Physical Properties Steeldeck P-3623

72

5.4.1 Geometri Struktur

Model struktur yang digunakan dalam analisis ini adalah struktur rangka

komposit baja beton dengan ketinggian struktur 21 m, panjang 30 m dan lebar 27

m. Dengan mutu bahan sebagai berikut :

Pelat Komposit : Mutu beton = 28 MPa

Mutu baja = 230 MPa

Balok Komposit : Baja profil = 250 MPa

Kolom komposit : Mutu beton = 25 MPa

Mutu profil = 250 MPa

Bangunan gedung difungsikan sebagi gedung perpustakaan dan ruang kuliah.

5.4.2 Desain Awal Pelat Komposit

Pelat komposit direncanakan menerima beban finishing dan beban hidup

yang kemudian dijumlahkan menjadi beban berguna.

Tabel 5.11 Service Load P-3623

73

1. Beban Finishing

1) Spesi & keramik : 0,05 x 22 KN/m3 = 1,10 KN/m

2) Penggantung : = 0,07 KN/m

3) Plafond : = 0,11 KN/m

4) Mechanical : = 0,40 KN/m

qD = 1,68 KN/m

2. Beban Hidup

Beban ruang kuliah ( qL ) = 250 Kg/m

= 2,5 KN/m

3. Beban Berguna

Beban berguna adalah beban yang dihasilkan oleh beban finishing dan

beban hidup setelah dikalikan faktor beban.

Beban berguna (Ws) = 1,2 .qD + 1,6.qL

= 1,2 . 1,68+ 1,6 . 2,5 = 6,016 KN/m

4. Beban Desain

Beban desain adalah beban yang dapat ditahan oleh steeldeck

(Untuk bentang 3000 mm , tebal slab 120 mm, dan tebal pelat 0,91 mm)

Beban desain = 6,95 KN/m

Cek kemampuan beban desain terhadap beban berguna

Beban desain = 6,95 KN/m > Beban berguna = 6,016 KN/m

5.4.3 Kontrol Kapasitas Tampang Pelat

Kapasitas tampang pelat dikontrol apakah aman atau tidak untuk

digunakan.

1. Pembebanan (Ditinjau Terhadap 1 M Panjang Pelat)

a. Beban Mati (WD) : Berat pelat = 1,8 KN/m

74

Berat beban finishing = 1,68 KN/m

= 3,48 KN/m

b. Beban Hidup (WL) : 2,5 KN/m

c. Beban Terfaktor (WU) : 1,2 WD + 1,6 WL

: 1,2 . 3,48 + 1,6 . 2,5

: 8,176 KN/m

2. Momen Layanan Terfaktor

a. Momen Tumpuan / Negative (Mu-) : 0,1 . WU . L2

: 0,1 . 8,176. 32

: 7,358 KN.m

b. Momen Lapangan / Positif (Mu+) : 0,08 . WU . L2

: 0,08 . 8,176. 32

: 5,887 KN.m

c. Gaya Geser Terfaktor (Vu) : 0,5 . WU . L

: 0,5 . 8,176. 3

: 12,264 KN

3. Kontrol Lendutan

Terhadap beban permanen

Berat beton (WC) : 1,8 KN/m

Berat beban berguna : 6,016 KN/m

Wu : 7,816 KN/m

I comp : 7,9 x 106mm4

75

= 0,0069 . .4. 480

= 0,0069 .7,816 .300042,1 .105 . 7,9 .106 3000480

= 0,0069 .7,816 .300042,1 .105 . 7,9 .106 3000480

= 2,633 6,25 mm

5.4.4 Kontrol Kapasitas Momen Pelat

Kapasitas momen pelat dikontrol apakah momen pada daerah momen

positif / lapangan dan daerah momen negative/lapangan aman.

1. Kontrol Kapasitas Momen Pelat

Beban mati (WD) : 3,48 KN/m

Beban hidup (WL) : 2,5 KN/m

Beban terfaktor (WU) : 8,176 KN/m

Momen tumpuan / negative (Mu-) : 7,358 KN.m

Momen lapangan / positif (Mu+) : 5,887 KN.m

2. Kapasitas Momen Pada Daerah Momen Positif / Lapangan

Data data perhitungan pelat :

Luas (As) = 1143 mm2

Lebar pelat (b) = 1000 mm

Tinggi efektif (d) = 100 mm

Tegangan leleh (fy) = 230 MPa

76

Dengan mengasumsi gaya tekan (C) = gaya tarik (T), diperoleh

kedalaman blok tekan

a = .0,85 .

= 1143 .2300,85 . 28 . 1000

= 11,046 mm

Maka momen nominal

Mn = 0,8 . As . fy ( d - 12 a )

= 0,8 . 1143 . 230 ( 100 - 12 11,046)

= 19,87 KN.m

Mn = 19,87 > Mu+ = 5,887 KN.m

3. Kapasitas Momen Pada Daerah Momen Negatif / Tumpuan

Pada daerah tumpuan disini penulangan pelat di asumsi sebagai tulangan

sebelah maka perhitungan kapasitas momennya sama dengan momen positif.

Luas Wire Mesh, M9 (As) = 424 mm2

Lebar pelat (d) = 1000 mm

Tinggi efektif (d) = 90 mm

Tegangan leleh wire mesh (fy) = 250 MPa

Dengan mengasumsi gaya tekan (C) = gaya tarik (T), diperoleh kedalaman blok

tekan

a = .0,85 .

77

= 424 .2500,85 . 25 . 1000

= 4,988 mm

Maka momen nominal

Mn = 0,8 . As . fy ( d - 12 a )

= 0,8 . 424 . 250 ( 100 - 12 4,988 )

= 8,27 KN.m

Mn = 8,27 > Mu- = 7,358 KN.m

5.5 Perencanaan Balok Anak

Balok anak berfungsi membagi luasan lantai agar tidak terlalu lebar,

sehingga mempunyai kekakuan yang cukup. Balok anak menumpu di atas dua

tumpuan sederhana.

Gambar 5.9 Penampang balok anak

5.5.1 Data Profil

Pada perencanaan ini balok anak direncanakan menggunakan profil

W12x58.

A = 109,67 cm2 ix = 13,43 cm

78

W = 86,26 kg/m

tw = 9,14 mm

Zx = 1415,84 cm3

d = 309,88 mm

tf = 16,25 mm

X1 = 3070 ksi

X2 = 1470.10-6 ksi

Sx = 1276,04 cm3

bf = 254 mm

Ix = 19770,99 cm4

Iy = 4453,68 cm4

iy = 6,37 cm

h = d2.tf

= 309,882. 16,25

= 277,38 mm

Baja :

fy = 2500 kg/cm2

fu = 4100 kg/cm2

fr = 700 kg/cm2

fL = fy fr = 2500 700 = 1800 kg/cm2

Beton :

fc = 250 kg/cm2

Panjang balok anak (L) = 750 cm

5.5.2 Kondisi Balok Anak Sebelum Komposit

Balok anak didesain sebagai komposit, namun kita juga perlu

merencanakan kondisi balok anak saat belum menjadi komposit. Kita akan

mencari momen, geser, dan lendutan yang terjadi saat balok anak masih belum

komposit, yaitu pada saat balok anak masih merupakan profil baja.

79

5.5.2.1 Pembebanan Balok Anak Sebelum Komposit

Pembebanan pada balok anak sebelum komposit tidak meliputi berat pelat,

spesi, keramik, rangka, plafond dan mechanical.

1. Beban Mati

- berat pelat bondex = 8,22 kg/m2. 3 m = 24,66 kg/m

- berat sendiri pelat beton = 0,12 m . 2400 kg/m3. 3 m = 864 kg/m

- berat sendiri profil WF = 86,26 kg/m

qD = 974,92 kg/m

2. Kombinasi Beban

qU = 1,2 qD

= 1,2. 974,92 = 1169,904 kg/m = 11,69 kg/cm

Gambar 5.10 Bidang D dan M pada komposit balok sebelum komposit

5.5.2.2 Momen, Gaya Geser, Dan Lendutan Yang Terjadi

Balok anak sebelum komposit direncanakan juga terhadap momen, gaya

geser dan lendutan yang terjadi.

80

1. Momen Yang Terjadi

Mu = 1/8. qU . L2

= 1/8 .11,69 .7502

= 821953,125 kg.cm

2. Geser Yang Terjadi

Vu = qU. L

= .11,69. 750

= 4383,75 kg

3. Lendutan Yang Terjadi

ymaks = 5. .4384..

= 5. 9,75 .7504384 . 2.106 .19770,993

= 1,016 cm

5.5.2.3 Kontrol Lendutan, Kekuatan Penampang, Dan Geser

Untuk mengetahui apakah profil bisa digunakan atau tidak maka kita perlu

melakukan kontrol terhadap lendutan, kekuatan penampang, dan geser.

1. Kontrol Lendutan

Lendutan ijin :

f = 360

= 750360

= 2,083 cm

ymaks = 5. .4384..

= 5. 9,75 .7504384 . 2.106 .19770,993

81

= 1,016cm < f = 2,083 cm

2. Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)

Untuk Sayap

2 170

254

2.16,25 170250 7,815 < 10,752

Untuk Badan

1680

277,389,14 1680250

30,348 < 106,25

Profil penampang kompak, maka Mn = Mp

Mn = Mp = Zx .fy

= 1415,84 . 2500

= 3539600 kg.cm

Persyaratan :

Mu Mn

821953,125 kg.cm 0,9. 3539600 kg.cm

821953,125 kg.cm < 3185640 kg.cm

3. Kontrol Geser

1100

277,389,14 1100250

30,348 < 69,57

Vn = 0,6. fy. d. tw

82

= 0,6.2500.(30,988 .0,914) = 42484,548 kg

Persyaratan :

Vn Vu

0,9. 42484,548 kg 4383,75 kg

38236,09 kg 4383,75 kg

5.5.3 Kondisi Balok Anak Setelah Komposit

Setelah kita mendesain balok sebagai baja, maka selanjutnya kita akan

mendesain sebagai komposit. Selanjutnya kita akan mencari momen, geser, dan

lendutan yang terjadi saat balok anak komposit, yaitu pada saat balok anak

menyatu dengan plat lantai.

5.5.3.1 Pembebanan Balok Anak Setelah Komposit

Pembebanan pada balok anak setelah komposit meliputi semua beban yang

membebani balok anak, termasuk berat pelat lantai.

1. Beban Mati

Berat pelat steeldeck = 8,22 kg/m2.3m = 24,66 kg/m

Berat sendiri pelat beton

= 0,12 m.2400 kg/m3.3 m = 864 kg/m

Berat sendiri profil WF = 86,26 kg/m

Berat spesi + keramik = 0,05 .2200 kg/m3.3 m = 330 kg/m

Berat rangka + plafond

83

= 18 kg/m2.3m = 54 kg/m

Berat mechanical = 40 kg/m2.3m = 120 kg/m

= 1478,92 kg/m

qD = 1626,812 kg/m

2. Beban Hidup

qL = 400 kg/m2 .3 m = 1200 kg/m

3. Kombinasi Beban

qU = 1,2 qD + 1,6 qL

= 1,2. 1626,812 + 1,6.1200

= 3872,1744 kg/m

= 38,72 kg/cm

5.5.3.2 Momen, Gaya Geser, Dan Lendutan Yang Terjadi

Balok anak setelah komposit direncanakan terhadap momen, gaya geser

dan lendutan yang terjadi.

1. Momen Yang Terjadi

Mu = 1/8 .qU . L2

= 1/8 .38,72 . 7502

= 2722500 kg.cm

2. Geser Yang Terjadi

Vu = qu . L

84

= . 38,72 . 750

= 14520 kg

3. Lendutan Yang Terjadi

ymaks = 5. (+) .4384..

= 5. (16,26+12) .7504384. 2.106 .58436,104

= 0,996 cm

5.5.3.3 Kontrol Kekuatan Penampang, Lendutan Dan Geser

Untuk mengetahui apakah profil bisa digunakan atau tidak maka kita perlu

melakukan kontrol terhadap kekuatan penampang, lendutan, dan geser.

1. Kontrol Kriteria Penampang

Untuk Sayap

2 170

254

2.16,25 170250 7,815 < 10,752

Untuk Badan

1680

277,389,14 1680250

30,348 < 106,25

85

Profil penampang kompak, sehingga kapasitas momen penampang dianalisa

dengan distribusi tegangan plastis.

2. Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton

Lebar efektif :

beff .L = .7500 mm = 1875 mm = 187,5 cm

beff S = 2 m = 3000 mm = 300 cm

jadi beff = 1875 mm = 187,5 cm

3. Menentukan Gaya Tekan Yang Terjadi Pada Pelat

C1 = As.fy = 109,67.2500 = 274175 kg

C2 = 0,85.fc.tplat.beff

= 0,85.250.12.187,5 = 478125 kg

C3 = =1 (C3 tidak menentukan)

Jadi, C = C1 (terkecil)

= 274175 kg

a = 0,85. . = 274175 0,85. 250 . 187,5 = 6,88 cm

d1 = tb -2 = 6,9 6,88

2 = 3,46 cm

d2 = 0 profil baja tidak mengalami tekan

d3 = 2 = 30,99

2 = 15,495 cm

86

4. Menghitung Kekuatan Nominal Penampang Komposit

Mn = C.(d1 + d2) + Py (d3 - d2)

C = 274175 kg

Py = As.fy = 109,67.2500 = 274175 kg

Mn = 274175 (3,46 + 0) + 274175 (15,495 - 0)

= 5196987,125 kgcm

Syarat : Mu Mn

2722500 kg.cm 0,85. 5196987,125 kg.cm

2722500 kg.cm 4417439,056 kg.cm

Kekuatan nominal penampang komposit lebih besar daripada momen akibat beban

berfaktor, sehingga penampang mampu menahan beban yang terjadi.

5. Menghitung Luasan Transformasi Beton Ke Baja

E = 0,041 .wc1,5 .

= 0,041 . 2400 1,5 . 25 = 2,41 . 104 MPa

Es = 2,1 .105 MPa

beff = 187,5 cm

n =

= 2,1 .1052,41 .104 = 8,713

btr =

= 187,58,713 = 21,519 cm

Atr = btr. t plat beton = 21,519. 12 = 258,23 cm

87

6. Menentukan Letak Garis Netral

Yna = .

2+( +

2)(+)

= 258,23 .12

2+(109,6712+ 30,99

2)(258,23+109,67)

= 12,408 cm

7. Menentukan Nilai Momen Inersia Penampang Transformasi

I tr = ()312

+ Atr ( Yna - 2

)2 + Ix + As ((2 + tpb) Yna)2

= 21,519 (12)312

+ 258,23( 12,408 - 122

)2 + 19770,99 + 109,67 ((30,992

+

12) 12,408)2

`= 58436,104 cm4

8. Kontrol Lendutan

Lendutan ijin :

f = 360

= 750360

= 2,083 cm

ymaks = 5. (+) .4384..

= 5. (16,26+12) .7504384. 2.106 .58436,104

= 0,996 cm < f

88

9. Kontrol Geser

Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi

bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).

1,1.

, dimana :

kn = 5+ 5(/)2 : untuk balok dengan pengaku vertical pelat badan kn = 5 : untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan

sehingga :

1,1 .

277,389,14 1,15. (2.106)2500

30,348 < 69,57...............Ok

Vn = 0,6.fy.Aw

= 0,6.2500.(30,988 .0,914) = 42484,548 kg

Syarat :

Vn Vu

0,9. 42484,548 kg 14520 kg

38236,09 kg > 14520 kg

89

5.5.4 Perencanaan Penghubung Geser

Untuk menjamin kinerja penampang komposit menjadi lebih efektif, maka

baut penghubung geser (shear connectors) dipasang diantara profil baja dan

beton.

1. Untuk Penghubung Geser Yang Dipakai Adalah Tipe Stud

ds = 19 mm

Asc = 283,53 mm2

fu = 410 MPa = 41 kg/mm2

Ec = 0,041 .wc1,5 .

= 0,041 . 2400 1,5 . 25 = 2,41 . 104 MPa

Qn = 0,5.Asc. . = 0,5.283,53. 25. 2,41. 104 = 110039,23 N

= 11003,923 kg/stud

Syarat : Qn Asc.fu 11003,923 kg/stud 283,53 . 41 kg/stud

11003,923 kg/stud 11624,73 kg/stud

2. Cek Koefisien Reduksi (Rs) Karena Pengaruh Gelombang Pelat

Steeldeck Yang Dipasang Tegak Lurus Terhadap Balok

Hr = 51 mm

Wr = 140 mm : Pelat steeldeck

90

Nr = 2 : Setiap gelombang dipasang 2 stud

Hs = (hr + 49)

= 51+ 49 = 100 mm

rs = 0,85

(

) (

1) 1

= 0,852

(14051

) (10051

1) 1

= 1,585 > 1 diambil rs =1

Qn = Qn .rs = 11003,923 . 1

= 11003,923 Kg < 11624,73 Kg

3. Jumlah Stud Untuk Setengah Bentang

N =

= 2741752 .11003,923 = 12,45 = 13 buah

Jadi, dibutuhkan 26 buah stud untuk seluruh bentang.

Jarak seragam (P) pada masing-masing lokasi :

P =

= 75020

= 37,5cm

Jarak maksimum (Pmaks) = 8.t platbeton

= 8 x 12 cm = 96 cm

Jarak minimum = 6.(diameter)

= 6 x 1,9 cm = 11,4cm

Jadi, shear connector dipasang sejarak 37,5 cm sebanyak 26 buah untuk masing-

masing bentang.

91

5.6 Perencanaan Balok Induk

Balok induk dibagi menjadi 2 yaitu balok induk arah x dan arah y. Untuk

arah x diberi nama B2 dan arah y diberi nama B1, Pembagian ini dikarenakan

balok B1 dan B2 mendapatkan beban yang berbeda. Balok B1 mendapat beban

balok anak, sedangkan balok B2 tidak mendapat beban balok anak.

Gambar 5.11 Penampang balok induk

5.6.1 Kode Balok Dan Data Profil

Gambar 5.12 Kode Balok yang ditinjau

92

Pada perencanaan ini, ditunjukkan contoh perhitungan balok Induk dengan

nilai momen dan gaya geser terbesar yaitu pada lantai 1 dengan kode balok B1

dan B2. Pada perhitungan berikut Balok Induk direncanakan dengan profil W16 x

89.

A = 169,03 cm2

ix = 17,89 cm

W = 132,37 kg/m

tw = 13,33 mm

Zx = 2867,73 cm3

d = 426,72 mm

Ix = 54110,08 cm4

tf = 22,22 mm

b = 264,16mm

Zy = 788,22 cm3

Sx = 2536,09 cm3

iy = 6,33 cm

Iy = 6784,57 cm4

Sy = 513,67 cm3

h = 382,28 mm

5.6.2 Perhitungan Balok Induk Kode Balok B1

Balok induk B1 adalah balok yang ditumpu oleh balok anak, dan berada

pada arah y. Balok ini mempunyai bentang 9 meter.

Gambar 5.13 Momen max, gaya geser, dan defleksi

93

Dari hasil output ETABS v9.6 untuk batang B1, didapatkan :

Mu (-) = 6079697,638 Kg.cm

Vu (-) = 38327,24 Kg

L = 9000 cm

5.6.2.1 Kontrol Lendutan, Local Buckling, Lateral Buckling dan Geser

Balok induk B1 direncanakan agar aman terhadap lendutan, local buckling,

lateral buckling, dan geser. Oleh karena itu dilakukan kontrol terhadap lendutan,

local buckling, lateral buckling, dan geser. Hal ini bertujuan untuk mengetahui

apakah profil yang dipilih aman atau tidak untuk digunakan.

1. Lendutan Ijin

f = 360

= 900360

= 2,5 cm

Lendutan yang terjadi (ETABS v9.6.0) :

f = 1,544 cm

f = 1,544 cm < f = 2,5 cm

2. Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)

Untuk Sayap

2 170

264,162 . 22,22 170250 5,94 < 10,752

Untuk Badan

1680

382,2813,33 1680250 28,678 < 106,25

3. Kontrol Lateral Buckling

Jarak penahan lateral Lb = 300 cm

94

Lp = 300.

= 300. 2,4936,259 = 124,05 in = 315,087 cm

Lr = .1()1 + 1 + 2( )2 = 2,49 .3090(36,2599,953)1 + 1 + 1630(36,259 9,953)2 = 458,63 in = 1164,92 cm

Jadi, Lb < Lp < Lr

Untuk komponen struktur yang memenuhi Lb < Lp < Lr , kuat nominal komponen

struktur adalah :

Mn = Mp

My = Sx . fy

= 2536,09 . 2550

= 6467029,5 kg.cm

Mp = fy . Zx

= 2550 . 2867,73

= 7312711,5 kg.cm < 1,5 My = 1,5 . 6467029,5 = 9700544,25 kg.cm

Dipakai Mn = Mp = 7312711,5 kg.cm

Persyaratan :

0,9 Mn > Mu

0,9 . 7312711,5 > 6079697,638

6581440,35 kg.cm > 6079697,638 kg.cm

Jadi penampang profil baja mampu menahan beban yang terjadi.

95

4. Kontrol Geser

Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat

badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).

1,1.

, dimana :

kn = 5 + 5(/)2 : untuk balok dengan pengaku vertical pelat badan kn = 5 : untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan

sehingga :

1,1 .

382,2813,33 1,15. (2.106)2550

28,678 < 68,88

Vn = 0,6.fy.Aw

= 0,6.2550.(42,672 . 1,333) = 87029,117 kg

Syarat :

Vn Vu

0,9. 87029,117 kg 38327,24 kg

78326,2 kg > 38327,24 kg

5.6.3 Perhitungan Balok Induk Kode Balok B2

Balok induk B2 adalah balok yang ditumpu oleh balok anak, dan berada

pada arah x. Balok ini mempunyai bentang 7,5 meter.

96

Gambar 5.14 Momen max, gaya geser, defleksi, dan momen tengah bentang

Dari hasil output ETABS v9.6 untuk batang B2, didapatkan :

Mu (-) = 2553166,053 Kg.cm = 184,671 k.ft

Mu (bentang tengah) = 20,997 k.ft

Vu (-) = 10130,5 Kg

L = 7500 cm

5.6.3.1 Kontrol Lendutan, Local Buckling, Lateral Buckling dan Geser

Balok induk B1 direncanakan agar aman terhadap lendutan, local buckling,

lateral buckling, dan geser. Oleh karena itu dilakukan kontrol terhadap lendutan,

local buckling, lateral buckling, dan geser. Hal ini bertujuan untuk mengetahui

apakah profil yang dipilih aman atau tidak untuk digunakan.

1. Lendutan Ijin

f = 360

= 750360

= 2,083 cm

Lendutan yang terjadi (ETABS v9.6.0) :

f = 0.191 cm

97

f = 0.191 cm < f = 2,083 cm

2. Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)

Untuk Sayap

2 170

264,162 . 22,22 170250 5,94 < 10,752

Untuk Badan

1680

382,2813,33 1680250 28,678 < 106,25

98

3. Kontrol Lateral Buckling

Jarak penahan lateral Lb = 375 cm

Lp = 300.

= 300. 2,4936,259 = 124,05 in = 315,087 cm

Lr = .1()1 + 1 + 2( )2 = 2,49 .3090(36,2599,953)1 + 1 + 1630(36,259 9,953)2 = 458,63 in = 1164,92 cm

Jadi, Lp < Lb < Lr

Untuk komponen struktur yang memenuhi Lp < Lb < Lr , kuat nominal komponen

struktur adalah :

Mn = Cb [ Mr + (Mp Mr) . ()() ] Mp Cb = 1,75 + 1,05 .( 20,997

184,671 ) + ( 20,997184,671 )2 = 1,882 My = Sx . fy

= 2536,09 . 2550

= 6467029,5 kg.cm

Mp = fy . Zx

= 2550 . 2867,73

= 7312711,5 kg.cm < 1,5 My = 1,5 . 6467029,5 = 9700544,25 kg.cm

Mr = (fy-fr) . Sx

= (2550-700) . 2536,09

= 4691766,5 kg.cm

99

Mn = Cb [ Mr + (Mp Mr) . ()() ] Mp = 1,882 [4691766,5 + (7312711,5 4691766,5) . (1164,92 375)(1164,92 315,087 )] = 13414774,75 > 7312711,5 kg.cm

Dipakai Mn = Mp = 7312711,5 kg.cm

Persyaratan :

0,9 Mn > Mu

0,9 . 7312711,5 > 2553166,053 Kg.cm

6581440,35 kg.cm > 2553166,053 Kg.cm

Jadi Penampang profil baja mampu menahan beban yang terjadi.

4. Kontrol Geser

Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat

badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).

1,1.

, dimana :

kn = 5 + 5(/)2 : untuk balok dengan pengaku vertical pelat badan kn = 5 : untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan

sehingga :

1,1 .

382,2813,33 1,15. (2.106)2550

28,678 < 68,88

Vn = 0,6.fy.Aw

= 0,6.2550.(42,672 . 1,333) = 87029,117 kg

100

Syarat :

Vn Vu

0,9. 87029,117 kg 10130,5 kg

78326,2 kg > 10130,5 kg

5.7 Perencanaan Kolom Komposit

Kolom pada gedung Unit V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini akan

direncanakan ulang menggunakan kolom komposit. Kolom komposit adalah

kolom dengan profil baja yang dibungkus beton dan diberi tulangan. Kolom pada

tepi dan tengah dibedakan karena gaya aksial dan momen yang terjadi berbeda.

Penampang kolom komposit ditunjukan pada Gambar 5.13.

Gambar 5.15 Penampang kolom komposit

5.7.1 Kolom Tengah

Pada perencanaan ini dipakai profil W14 x 211 yang diselubungi beton

dengan dimensi 550 x 550 mm.

As = 39999,92 mm2

d = 398,78 mm

bf = 401,32 mm

tf = 39,624 mm

tw = 24,892 mm

Ix = 110717,56 cm4

101

Iy = 42871,84 cm4

fy = 250 MPa

fu = 410 MPa

Zx = 6390,95 cm3

Zy = 3244,64 cm3

ix = 10,35 cm

iy =16,64 cm

102

5.7.1.1 Kontrol Luas Minimum Profil Baja

Agar bisa dihitung sebagai kolom komposit maka harus memenuhi syarat

luas minimu profil baja

Luas beton (Ac) = 550 x 550 =302500 mm2

Luas Profil (As) = 39999,92 mm2

> 4%

= 39999,92

302500 = 13 % > 4

5.7.1.2 Kontrol Jarak Dan Luas Tulangan

Pemakaian tulangan dikontrol terlebih dahulu jarak dan luasnya

1. Periksa Syarat Jarak Sengkang/Pengikat Lateral

Jarak sengkang = 250 mm < 23 x 550 = 366,67 mm

2. Periksa Syarat Luas Tulangan Longitudinal

Jarak antar tulangan longitudinal = 550 2(40) 16

= 454 mm

Luas tulangan longitudinal = 14 .. 162

= 200,96 mm2 > 0,18 (454) = 81,72 mm2

3. Periksa Syarat Tulangan Lateral

Luas tulangan sengkang = 14 .. 102

= 78,54 mm2 > 0,18 (250) = 45mm2

103

5.7.1.3 Tegangan Leleh Modifikasi

Karena kolom akan dihitung sebagai komposit maka dihitung terlebih

dahulu tegangan leleh kolom kompositnya.

Luas netto tulangan longitudinal, At = 4 (200,96) = 803,84 mm2

Luas netto beton =

Ac = At As Atul = 302500 39999,92 803,84 = 261696,24 mm2

Untuk baja yang diberi selubung beton, Maka :

c1 = 0.7 c2 = 0,6 c3 = 0,2

fmy = fy + 0,7.fyr.(

) + 0,6.fc

= 250 + 0,7. 410.( 803,8439999,92) + 0,6 . 25 30250039999,92

= 369,20 MPa

5.7.1.4 Modulus Elastisitas Modifikasi

Modulus elastisitas komposit juga harus dicari terlebih dahulu, karena

nantinya akan dipakai untuk perhitungan komposit

Es = 2.105 MPa

Ec = 0,043.Wc1,5

= 0,043.24001,525 = 25278,7 MPa

Em = Es + 0,2.Ec.

= 2.105 + 0,2 . 25278,7 . 30250039999,92

104

= 238234,11 MPa

Jari-Jari Girasi Kolom Komposit

Jari-jari girasi kolom komposit diambil dari nilai terbesar antara :

a. 0,3 . b = 0,3 . 550 = 165 mm

b. ry = 166,4 mm

maka dipakai rm = 166,4 mm

5.7.1.5 Menghitung Kuat Tekan Dan Gaya Aksial Kolom

Kolom adalah struktur yang menahan gaya aksial, maka kita harus

menghitung kuat tekannya.

Dipakai rm = 166,4 mm

c = . . = 5000166,4 . 3,14 369,2238234,11 = 0,377

1. Karena 0,25 < c < 1,2 ,Maka Termasuk Dalam Kategori Kolom

Menengah

= 1,431,6 0,67c

= 1,431,60,67.0,377

= 1,06

fcr =

= 369,2 1,06

= 348,302 MPa

= 3552,68 Kg/cm2

105

Pn = As.fcr

= 399,99 . 3552,68

= 1421036,47 Kg

Pn = 0,85 Pn

= 0,85 , 1421036,473 Kg

= 1207881 Kg

2. Kuat Tekan Aksial Rencana Profil Baja

Pns = 0,85. As. fy

= 0.85 . 399,99 . 2550

= 866978,325 Kg

3. Beban Tekan Aksial Rencana Yang Dipikul Oleh Beton

Semua beban desain kolom ditopang oleh kolom komposit (terdiri dari

profil baja dan beton). Maka persyaratan luas minimal penampang beton yang

menahan beban desain kolom diperlukan.

Pnc = Pn - Pns

= 1207881 - 866978,325

= 340902,675 Kg

Syarat yang harus dipenuhi untuk luas penampang beton

Pnc 1,7. . 340902,675 1,7. 0,6 . 255. 3025 340902,675 786802,5

106

5.7.1.6 Kuat Nominal Komposit Dan Aksial Kolom Komposit

Kuat nominal dan aksial kolom komposit inilah yang akan menentukan

apakah desain kolom komposit menggunakan profil dan dimensi rencana aman

atau tidak menahan momen dan gaya aksial kolom pada bangunan.

Gambar 5.16 Kolom tengah yang ditinjau

Dari hasil output ETABS v9.6 diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada kolom :

Pu = 282628,79 kg

Muy = 2902133,5 kg.cm

Mux = 572339,88 kg.cm

Luasan badan profil (Aw) = d . tw

= 39,88 . 2,49

= 99,3 cm2

Crc = Crt = 275- (40 + 10 + (0,5 . 16))

= 217 mm

107

Cr = (Crc + Crt)/2

= 217 mm

b = h = 550 mm

PuPn = 282628,79 1207881 = 0,234 > 0,2 Karena nilai Pu

Pn = 0,234 < 0,3 ,maka diperlukan interpolasi untuk nilai Mnx dan Mny

Pada kondisi Pu = 0, maka :

= 0,85 . Zx . fy = 0,85 . 6390,95 . 2550

= 13852384,13 kg.cm

= 0,85 . Zy . fy = 0,85 . 3244,64. 2550

= 7032778,87 kg.cm

Pada kondisi Pu = 0,3 ,maka :

Mnx = Zx . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (

2 ,

1,7 . .). . = 6390,95. 2550 + 1/3 (55-2.21,7). 8.4182 + (55

2 99,3 ,2550

1,7 .255.55).99,3 .2550 = 20700473,65 kg.cm

Mny = Zy . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (

2 ,

1,7 . .). . = 3244,64. 2550 + 1/3 (55-2.21,7). 8.4182 + (55

2 99,3 ,2550

1,7 .255.55).99,3 .2550 = 12677383,15 kg.cm

108

20700473,65 kg.cm M

n

Pu /Pn

13852384,13 kg.cm

0,3

19193893,96kg.cm

0,234

12677383,15 kg.cm

Mn

Pu /Pn0,21

7032778,87 kg.cm

0,3

11435570,21 kg.cm

Maka dengan interpolasi didapat nilai Mnx pada kondisi PuPn = 0,234

Gambar 5.17 Grafik interpolasi Mnx-Pu/Pn kolom tengah

Gambar 5.18 Grafik interpolasi Mny-Pu/Pn kolom tengah

Untuk Pu Pn > 0,2 , maka Pu Pn + 8 9 ( Mux Mnx + Muy Mny ) 1

109

0,234 + 8 9 ( 572339,88 0,85 . 19193893,96 + 2902133,5 0,85 .11435570,21) 1 0,5306 1

5.7.2 Kolom Tepi

Pada perencanaan ini dipakai profil W14 x 132 yang diselubungi beton

dengan dimensi 525 x 525 mm. Adapun data profil adalah sebagai berikut ini.

As = 25032,21 mm2

d = 373,38 mm

bf = 373,38 mm

tf = 26,16 mm

tw = 16,38 mm

Ix = 63683,41 cm4

Iy = 22809,48 cm4

fy = 250 MPa

fu = 410 MPa

Zx = 3834,57 cm3

Zy = 1851,74 cm3

ix = 15,95 cm

iy = 9,54 cm

110

5.7.2.1 Kontrol Luas Minimum Profil Baja

Agar bisa dihitung sebagai kolom komposit maka harus memenuhi syarat

luas minimu profil baja

Luas beton (Ac) = 525 x 525 = 275625 mm2

Luas profil (As) = 25032,21 mm2

> 4%

= 25032,21

275625 = 9,1% > 4

5.7.2.2 Kontrol Jarak Dan Luas Tulangan

Pemakaian tulangan dikontrol terlebih dahulu jarak dan luasnya

1. Periksa Syarat Jarak Sengkang/Pengikat Lateral

Jarak sengkang = 250 mm < 23 x 525 = 350 mm

2. Periksa Syarat Luas Tulangan Longitudinal

Jarak antar tulangan longitudinal = 525 2(40) 16

= 429 mm

Luas tulangan longitudinal = 14 .. 162

= 200,96 mm2 > 0,18 (429) = 77,22 mm2

3. Periksa Syarat Tulangan Lateral

Luas tulangan sengkang = 14 .. 102

= 78,54 mm2 > 0,18 (250) = 45mm2

111

5.7.2.3 Tegangan Leleh Modifikasi

Karena kolom akan dihitung sebagai komposit maka dihitung terlebih

dahulu tegangan leleh kolom kompositnya.

Luas netto tulangan longitudinal, At = 4 (200,96) = 803,84 mm2

Luas netto beton =

Ac = At As Atul = 275625 25032,21 803,84 = 249788,95 mm2

Untuk baja yang diberi selubung beton, Maka :

c1 = 0.7 c2 = 0,6 c3 = 0,2

fmy = fy + 0,7.fyr.(

) + 0,6.fc

= 250 + 0,7. 410.( 803,8425032,21) + 0,6 . 25 27562525032,21

= 424,38 MPa

5.7.2.4 Modulus Elastisitas Modifikasi

Modulus elastisitas komposit juga harus dicari terlebih dahulu, karena

nantinya akan dipakai untuk perhitungan komposit

Es = 2.105 MPa

Ec = 0,043.Wc1,5

= 0,043.24001,525 = 25278,7 MPa

Em = Es + 0,2.Ec.

= 2.105 + 0,2 . 25278,7 . 27562525032,21

112

= 255667,81 MPa

Jari-Jari Girasi Kolom Komposit

Jari-jari girasi kolom komposit diambil dari nilai terbesar antara :

c. 0,3 . b = 0,3 . 525 = 157,5 mm

d. ry = 95,4 mm

maka dipakai rm = 95,4 mm

5.7.2.5 Menghitung Kuat Tekan Dan Gaya Aksial Kolom

Kolom adalah struktur yang menahan gaya aksial, maka kita harus

menghitung kuat tekannya.

Dipakai rm = 166,4 mm

c = . . = 500095,4 . 3,14 424,38255667,81 = 0,68

1. Karena 0,25 < c < 1,2 ,Maka Termasuk Dalam Kategori Kolom

Menengah

= 1,431,6 0,67c

= 1,431,60,67 . 0,68

= 1,25

fcr =

= 424,38 1,25

= 339,5 MPa

= 3462,9 Kg/cm2

113

Pn = As.fcr

= 250,32 . 3462,9

= 866833,128 Kg

Pn = 0,85 Pn

= 0,85 , 866833,128 Kg

= 736808,16 Kg

2. Kuat Tekan Aksial Rencana Profil Baja

Pns = 0,85. As. fy

= 0.85 . 250,32 . 2550

= 542568,6 Kg

3. Beban Tekan Aksial Rencana Yang Dipikul Oleh Beton

Semua beban desain kolom ditopang oleh kolom komposit (terdiri dari

profil baja dan beton). Maka persyaratan luas minimal penampang beton yang

menahan beban desain kolom diperlukan.

Pnc = Pn - Pns

= 736808,16 - 542568,6

= 194239,56 Kg

Syarat yang harus dipenuhi untuk luas penampang beton

Pnc 1,7. . 194239,56 1,7. 0,6 . 255. 2756 194239,56 716835,06

114

5.7.2.6 Kuat Nominal Komposit Dan Aksial Kolom Komposit

Kuat nominal dan aksial kolom komposit inilah yang akan menentukan

apakah desain kolom komposit menggunakan profil dan dimensi rencana aman

atau tidak menahan momen dan gaya aksial kolom pada bangunan.

Gambar 5.19 Kolom tepi yang ditinjau

Dari hasil output ETABS v9.6 diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada kolom :

Pu = 215943,1 kg

Muy = 2404088,1 kg.cm

Mux = 1006955,14 kg.cm

Luasan badan profil (Aw) = d . tw

= 37,33 . 1,63

= 60,85 cm2

Crc = Crt = 262,5 - (40 + 10 + (0,5 . 16))

= 204,5 mm

115

Cr = (Crc + Crt)/2

= 204,5 mm

b = h = 525 mm

PuPn = 215943,1 736808,16 = 0,293 > 0,2 Karena nilai Pu

Pn = 0,293 < 0,3 ,maka diperlukan interpolasi untuk nilai Mnx dan Mny

Pada kondisi Pu = 0, maka :

= 0,85 . Zx . fy = 0,85 . 3834,57. 2550

= 8311430,47 kg.cm

= 0,85 . Zy . fy = 0,85 . 1851,74. 2550

= 4013646,45 kg.cm

Pada kondisi Pu = 0,3 ,maka :

Mnx = Zx . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (

2 ,

1,7 . .). . = 3834,57. 2550+ 1/3 (52,5-2.20,4). 8.4182 + ( 55

2

60,85 ,25501,7 .255.52,5).60,85 .2550 = 12987469,51 kg.cm

Mny = Zy . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (

2 ,

1,7 . .). . = 1851,74. 2550+ 1/3 (52,5-2.20,4). 8.4182 + ( 55

2

60,85 ,25501,7 .255.52,5).60,85 .2550

116

12987469,51 kg.cm

Mn

Pu /Pn

8311430,47 kg.cm

12878361,93 kg.cm

0,30,293

7931253,014 kg.cm

Mn

Pu /Pn

4013646,45 kg.cm

7839842,19 kg.cm

0,30,293

= 7931253,014 kg.cm

Maka dengan interpolasi didapat nilai Mnx pada kondisi PuPn = 0,234

Gambar 5.20 Grafik interpolasi Mnx-Pu/Pn kolom tepi

Gambar 5.21 Grafik interpolasi Mny-Pu/Pn kolom tepi

Untuk Pu Pn > 0,2 , maka

117

Pu Pn + 8 9 ( Mux Mnx + Muy Mny ) 1 0,234 + 8 9 ( 572339,88 0,85 . 19193893,96 + 2902133,5 0,85 .11435570,21) 1 0,5306 1

5.8 Perencanaan Sambungan

Desain untuk sambungan kolom ke balok di rencanakan menggunakan

sambungan baut dengan pertimbangan lebih efisien dan lebih mudah dalam

pengerjaannya. Perhitungan untuk sambungan baut di bawah ini di hitung pada

sambungan antara kolom dengan balok. Adapun desainnya adalah sebagai berikut

ini.

Gambar 5.22 Sambungan Kolom-Balok dengan profil siku dan profil T

Di pakai profil baja W14x211 untuk kolom tengah dan profil baja W14x132 untuk

kolom tepi.

118

5.8.1 Sambungan Kolom Tengah-Balok

Sambungan kolom dengan balok direncanakan dengan sambungan baut

1. Sambungan Geser Pada Badan Balok

Di pakai profil baja untuk balok adalah W16x89 dengan data profil sebagai berikut

ini.

A = 169,03 cm2

ix = 17,89 cm

W = 132,37 kg/m

tw = 13,33 mm

Zx = 2867,73 cm3

d = 426,72 mm

Ix = 54110,08 cm4

tf = 22,22 mm

b = 264,16mm

Zy = 788,22 cm3

Sx = 2536,09 cm3

iy = 6,33 cm

Iy = 6784,57 cm4

Sy = 513,67 cm3

h = 382,28 mm

Sambungan balok utama dengan kolom di rencanakan dengan rigid

connection. Dimana sambungan memikul beban geser Vu dan momen Mu.

Penerimaan beban di anggap sebagai berikut :

a. Beban geser Vu di teruskan oleh sambungan pada badan secara tegak lurus ke

flens kolom.

b. Beban momen Mu di teruskan oleh sayap balok dengan baja T ke flens kolom.

Vu = 369,77 kN

119

Sambungan kaku yang merupakan bagian dari system rangka pemikul beban

gempa mempunyai kuat lentur Mu yang besarnya paling tidak sama dengan :

Mu = MpbalokRy1,1

= 35,7175,11,1

= 1183,63 kNm

Gaya geser terfaktor pada sambungan kaku harus di ambil berdasarkan kombinasi

pembebanan dari ETABS di tambah gaya geser yang berasal dari Mu di atas

(LRFD pasal 15.9.2.2) sehingga besarnya adalah :

Vu tambah = L

MuMu +

= 9

63,118363,1183 +

= 263,03 kN

Vu total = Vu + Vu tambah

= 369,77 + 263,03

= 632,8 kN

a. Kuat Geser Baut

i. Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

ii. Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2)

iii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

120

Vdg = ( ) Abfurf b 21

= ( ) 0,00050728250005,075,0

= 313,706 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = futpdbf 4,2

= 41000010

33,130,02544,275,0 3

= 249,87 kN

Vdg > Vdt maka gunakan yang terkecil 249,87 kN

Jumlah baut :

n = buahbuahVdtVu 353,2

87,2498,632

===

maka, di pasang 3 buah baut

2. Sambungan Geser Pada Sayap Kolom

a. Kuat Geser Baut

- Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

- Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2)

- Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Vdg = ( ) Abfurf b 1

121

= ( ) 0,0005078250005,075,0

= 156,853 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = futpdbf 4,2

= 410000039624,0 0,02544,275,0

= 742,759 kN

Vdg < Vdt maka gunakan yang terkecil 156,853 kN

Jumlah baut :

n = buahVdgVu 4

kN 156,8538,632

==

Di pasang 4 buah pada 2 sisi, sehingga pada satu sisi menjadi 2 baut.

3. Kontrol Siku Penyambung

Siku di rencanakan menggunakan L 4x 3x 3/8, BJ 41 dengan nilai

fu = 410000 kN/m2

lubang = baut + kelonggaran

= 0,0016 0,0254 +

= m0,027

Anv = Lnv x t

= (L n x lubang) x t

= ( ) 039624,0027,021000

401,32

122

= 0,0137 m

Siku di tinjau satu sisi sehingga gaya =

kNVu 4,3168,63221

21

==

( )AnvfuPn = 6,0

( ) kNPn 65,25270137,04100006,075,0 ==

Pn = 2527,65 kN > kNVu 4,31621

=

4. Sambungan Pada Sayap Profil T Dengan Sayap Kolom

a. Mutu Profil BJ41 (Fu= 410000 Kn/M2)

b. Baut Tipe A325 Dengan Nilai Sebagai Berikut Ini.

D = 25,4 mm = 0,0254 m

lubang = baut + kelonggaran

= 0,0016 0,0254 +

= m0,027

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Akibat gaya Mu, profil T akan mengalami gaya tarik sebesar :

T = kN89,1386

100072,4262

63,1183=

=

dbalokMu

B = Kekuatan rencana baut

123

= x Rn

= 0,75 x fub x0,75 x Ab x n

= 0,75 x 825000 x0,75 x 0,000507 x 4

= 941 kN

Syaratnya adalah B < T

941 kN < 1386,89 kN Tidak Memenuhi!

Untuk mengatasinya kita dapat memakai potongan profil balok atau profil T yang

di hubungkan ke bawah balok utama agar lengan kopel menjadi lebih besar.

Dalam hal ini kita coba memakai porfil WT 12X38 yang merupakan potongan

dari proil balok Induk B1 dengan nilai d tambahan sebesar 303,784 mm. Maka

dengan demikian lengan kopel menjadi :

d baru = 303,784 + 426,72

= 730,5 mm

= 0,73 m

T baru = 73,0263,1183

= 810,705 kN

Maka nilai B > T

941 kN > 810,705 kN memenuhi syarat, Ok!

e. Perhitungan Sayap Kolom Dengan Profil T

Perhitungan tebal sayap T yang di perlukan :

Direncanakan memakai profil ST 12X60,5 dengan section propertisnya adalah :

tw = 0,8 in = 20,32 mm = 0,02032 m

tf = 1,09 in = 27,686 mm = 0,027686 m

124

bf = 8,05 in = 204,47 mm = 0,20447 m

d = 12,25 in = 311,15 mm = 0,31115 m

k = 2 in = 50,8 mm = 0,0508 m

Gambar 5.23 Gaya-gaya yang Bekerja pada Profil T

a = 50 mm (rencana)

b = ( )

232,20

28,50247,204

= 41 mm

Menurut Kulak, Fisher, dan Shrink : a 1,25 b

41 1,25 x 50

41 62,5 mm ok!!

Koreksi untuk a dan b

a =

+ bauta

21

=

+ 0,0254

2150

= 0,0627 m

125

b =

bautb

21

=

0254,0

2141

= 0,0286 m

=

''1

ba

TB

=

0,02860,06271

810,705941

= 0,352 < 1

= bf

tfbf 2

= ( )0,20447

0,02720,20447

= 0,74

=

11

=

352,01

352,074,01

= 0,734

pakai= 1,0

x = 1 x 0,74

= 0,74

Q =

+

''

1 abT

=

+

0,06270,0286

74,0174,0705,810

= 157,269 kN

126

( )QT +21

= ( )157,269705,81021

+ = 483,987 kN

Syarat :

Gaya yang terjadi pada baut adalah

B ( )QT +21

941 kN 483,987 kN

Maka tebal perlu sayap profil T adalah :

tf ( ) +

1'4

FybfbT

( )74,01410000204,09,00,0286705,8104

+

27,686 cm > 0,0266 m = 26,66 cm ok!!

Sehingga tf di profil ST 12X60,5 dapat di pakai.

5. Sambungan Pada Badan Profil T Dengan Sayap Balok

a. Kuat Geser Baut

i. Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

ii. Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2)

iii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Vdg = ( ) Abfurf b 1

127

= ( ) 0,0005078250005,075,0

= 156,853 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = futpdbf 4,2

= 4100001000

22,220,02544,275,0

= 416,518 kN

Vdg < Vdt maka gunakan yang terkecil 156,853 kN

c. Jumlah Baut

n = buahbuahVdg

T 6168,5853,156705,810

===

Sehingga di pasang 6 buah baut pada dua sisi, maka pada satu sisi menjadi 3 baut

Kekuatan badan profil T

i. Mutu Profil BJ41 (Fu= 410000 Kn/m2)

ii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = bf x tw

= 0,204 X 0,0203

= 0,00415 m2

An = ( )twdAg '

= ( )0203,00254,030,00415

= 0,0026 m2

128

Terhadap Leleh, syaratnya adalah :

2T 0,9 x An x Fu

2 x 810,705 0,9 x 0,0026 x 825000

1621,41 1937 kN

5.8.2 Sambungan Kolom Tepi - Balok

Sambungan kolom dengan balok direncanakan dengan sambungan baut

1. Sambungan Geser Pada Badan Balok

Di pakai profil baja untuk balok adalah W16x89 dengan data profil sebagai berikut

ini.

A = 169,03 cm2

ix = 17,89 cm

W = 132,37 kg/m

tw = 13,33 mm

Zx = 2867,73 cm3

d = 426,72 mm

Ix = 54110,08 cm4

tf = 22,22 mm

b = 264,16mm

Zy = 788,22 cm3

Sx = 2536,09 cm3

iy = 6,33 cm

Iy = 6784,57 cm4

Sy = 513,67 cm3

h = 382,28 mm

Sambungan balok utama dengan kolom di rencanakan dengan rigid

connection. Dimana sambungan memikul beban geser Vu dan momen Mu.

Penerimaan beban di anggap sebagai berikut :

129

a. Beban geser Vu di teruskan oleh sambungan pada badan secara tegak lurus ke

flens kolom.

b. Beban momen Mu di teruskan oleh sayap balok dengan baja T ke flens kolom.

Vu = 179,38 kN

Sambungan kaku yang merupakan bagian dari system rangka pemikul beban

gempa mempunyai kuat lentur Mu yang besarnya paling tidak sama dengan :

Mu = MpbalokRy1,1

= 35,7175,11,1

= 1183,63 kNm

Gaya geser terfaktor pada sambungan kaku harus di ambil berdasarkan kombinasi

pembebanan dari ETABS di tambah gaya geser yang berasal dari Mu di atas

(LRFD pasal 15.9.2.2) sehingga besarnya adalah :

Vu tambah = L

MuMu +

= 9

63,118363,1183 +

= 263,03 kN

Vu total = Vu + Vu tambah

= 179,38 + 263,03

= 442,41 kN

a. Kuat Geser Baut

i. Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

ii. Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2)

130

iii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Vdg = ( ) Abfurf b 21

= ( ) 0,00050728250005,075,0

= 313,706 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = futpdbf 4,2

= 41000010

33,130,02544,275,0 3

= 249,87 kN

Vdg > Vdt maka gunakan yang terkecil 249,87 kN

Jumlah baut :

n = buahbuahVdtVu 277,1

87,24941,442

===

maka, di pasang 2 buah baut

2. Sambungan Geser Pada Sayap Kolom

a. Kuat Geser Baut

- Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

- Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2)

- Baut tipe A325 dengan nilai

131

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Vdg = ( ) Abfurf b 1

= ( ) 0,0005078250005,075,0

= 156,853 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = futpdbf 4,2

= 410000039624,0 0,02544,275,0

= 742,759 kN

Vdg < Vdt maka gunakan yang terkecil 156,853 kN

Jumlah baut :

n = buahVdgVu 82,2

kN 156,85341,442

==

Di pasang 4 buah pada 2 sisi, sehingga pada satu sisi menjadi 2 baut.

3. Kontrol Siku Penyambung

Siku di rencanakan menggunakan L 4x 3x 3/8, BJ 41 dengan nilai

fu = 410000 kN/m2

lubang = baut + kelonggaran

= 0,0016 0,0254 +

= m0,027

132

Anv = Lnv x t

= (L n x lubang) x t

= ( ) 039624,0027,021000

401,32

= 0,0137 m

Siku di tinjau satu sisi sehingga gaya =

kNVu 2,22141,44221

21

==

( )AnvfuPn = 6,0

( ) kNPn 65,25270137,04100006,075,0 ==

Pn = 2527,65 kN > kNVu 2,22121

=

4. Sambungan Pada Sayap Profil T Dengan Sayap Kolom

a. Mutu Profil BJ41 (Fu= 410000 Kn/M2)

b. Baut Tipe A325 Dengan Nilai Sebagai Berikut Ini.

D = 25,4 mm = 0,0254 m

lubang = baut + kelonggaran

= 0,0016 0,0254 +

= m0,027

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Akibat gaya Mu, profil T akan mengalami gaya tarik sebesar :

133

T = kN89,1386

100072,4262

63,1183=

=

dbalokMu

B = Kekuatan rencana baut

= x Rn

= 0,75 x fub x0,75 x Ab x n

= 0,75 x 825000 x0,75 x 0,000507 x 4

= 941 kN

Syaratnya adalah B < T

941 kN < 1386,89 kN Tidak Memenuhi!

Untuk mengatasinya kita dapat memakai potongan profil balok atau profil T yang

di hubungkan ke bawah balok utama agar lengan kopel menjadi lebih besar.

Dalam hal ini kita coba memakai porfil WT 12X38 yang merupakan potongan

dari proil balok Induk B1 dengan nilai d tambahan sebesar 303,784 mm. Maka

dengan demikian lengan kopel menjadi :

d baru = 303,784 + 426,72

= 730,5 mm

= 0,73 m

T baru = 73,0263,1183

= 810,705 kN

Maka nilai B > T

941 kN > 810,705 kN memenuhi syarat, Ok!

f. Perhitungan Sayap Kolom Dengan Profil T

Perhitungan tebal sayap T yang di perlukan :

134

Direncanakan memakai profil ST 12X60,5 dengan section propertisnya adalah :

tw = 0,8 in = 20,32 mm = 0,02032 m

tf = 1,09 in = 27,686 mm = 0,027686 m

bf = 8,05 in = 204,47 mm = 0,20447 m

d = 12,25 in = 311,15 mm = 0,31115 m

k = 2 in = 50,8 mm = 0,0508 m

a = 50 mm (rencana)

b = ( )

232,20

28,50247,204

= 41 mm

Menurut Kulak, Fisher, dan Shrink : a 1,25 b

41 1,25 x 50

41 62,5 mm ok!!

Koreksi untuk a dan b

a =

+ bauta

21

=

+ 0,0254

2150

= 0,0627 m

b =

bautb

21

=

0254,0

2141

= 0,0286 m

=

''1

ba

TB

=

0,02860,06271

810,705941

135

= 0,352 < 1

= bf

tfbf 2

= ( )0,20447

0,02720,20447

= 0,74

=

11

=

352,01

352,074,01

= 0,734

pakai= 1,0

x = 1 x 0,74

= 0,74

Q =

+

''

1 abT

=

+

0,06270,0286

74,0174,0705,810

= 157,269 kN

( )QT +21

= ( )157,269705,81021

+ = 483,987 kN

Syarat :

Gaya yang terjadi pada baut adalah

B ( )QT +21

941 kN 483,987 kN

136

Maka tebal perlu sayap profil T adalah :

tf ( ) +

1'4

FybfbT

( )74,01410000204,09,00,0286705,8104

+

27,686 cm > 0,0266 m = 26,66 cm ok!!

Sehingga tf di profil ST 12X60,5 dapat di pakai.

5. Sambungan Pada Badan Profil T Dengan Sayap Balok

a. Kuat Geser Baut

i. Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

ii. Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2)

iii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Vdg = ( ) Abfurf b 1

= ( ) 0,0005078250005,075,0

= 156,853 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = futpdbf 4,2

= 4100001000

22,220,02544,275,0

137

= 416,518 kN

Vdg < Vdt maka gunakan yang terkecil 156,853 kN

c. Jumlah Baut

n = buahbuahVdg

T 6168,5853,156705,810

===

Sehingga di pasang 6 buah baut pada dua sisi, maka pada satu sisi menjadi 3 baut

Kekuatan badan profil T

i. Mutu Profil BJ41 (Fu= 410000 Kn/m2)

ii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2

Ag = bf x tw

= 0,204 X 0,0203

= 0,00415 m2

An = ( )twdAg '

= ( )0203,00254,030,00415

= 0,0026 m2

Terhadap Leleh, sayaratnya adalah :

2T 0,9 x An x Fu

2 x 810,705 0,9 x 0,0026 x 825000

1621,41 1937 kN

138

POT.A

BALOK anak W 12 x 58

PROFIL L 2.5" x 2" x 1/4"

BALOK induk W 16 x 89

BALOKinduk W 16 x 89 BALOK anak W 12 x 58

PROFIL L 2.5" x 2" x 1/4"

BAUT 16mm

5.8.3 Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk

Sambungan antara balok anak dengan balok induk direncanakan dengan

baut yang tidak dapat memikul momen, karena disesuaikan dengan anggapan

dalam analisa sebagai sendi.

Vu = 241,58 kN

a. Sambungan dengan balok Anak b. Sambungan dengan balok Induk

Gambar 5.24 Detail Sambungan Balok Anak dan Balok Induk

1. Sambungan Plat Siku Dengan Balok Anak

a. Direncanakan Profil Siku L 2,5X2X1/4

Baut M16 mm (Ag = 0,000201143 m2)

r1 = 0,5

fu tumpu = 410000 kN/m2

fu geser = 500000 kN/m2

m = 2 sisi

b. Kuat Geser

Vn = f x r1 x fu x Abaut x m

139

= 0,75 x 0,5 x 500000 x 0,000201143 x 2

= 75,43 kN (menentukan)

c. Kuat Tumpu

Vn = f x 2,4 x db x tp x fu

= 0,75 x 2,4 x 0,016 x (16,256/1000) x 410000

= 191,95 kN

n = VnVu

= 43,7558,241

= 3,2 buah

Dipasang 4 buah baut M16mm (Jumlah baut untuk 1 sisi)

2. Sambungan Plat Siku Dengan Balok Induk

a. Direncanakan Profil Siku L 2,5X2X1/4

Baut M16 mm (Ag = 0,000201143 m2)

r1 = 0,5

fu tumpu = 410000 kN/m2

fu geser = 500000 kN/m2

m = 1 sisi

b. Kuat Geser

Vn = f x r1 x fu x Abaut x m

= 0,75 x 0,5 x 500000 x 0,000201143 x 1

140

= 37,71 kN (menentukan)

c. Kuat Tumpu

Vn = f x 2,4 x db x tp x fu

= 0,75 x 2,4 x 0,016 x (22,22/1000) x 410000

= 262,373 kN

n = VnVu

= 71,3758,241

= 6,4 buah

Dipasang 8 buah baut M16mm (Jumlah baut untuk 2 sisi)

3. Kontrol Plat Siku Pada Gelagar

a. Direncanakan Profil Siku L 2,5X2X1/4

Baut M16 mm (Ag = 0,000201143 m2)

r1 = 0,5

fu tumpu = 410000 kN/m2

fu geser = 500000 kN/m2

141

40 40

40

40

Gambar 5.25 Detail Plat siku pada gelagar

Luas bidang geser = Anv = Lnv.t

= (200 4.16) x 6,35

= 863,6 mm2

b. Kuat Rencana

Rnv = x 0,6 x fu x An

= 0,75 x 0,6 x 500000 x (863,6/1000000)

= 194,31 kN

Terdapat 2 buah siku maka menjadi :

2 x Rnv = 2 x 45

= 388,62 kN

Syarat :

Vu 2 x Rn

241,58 kN 388,62 kN

40

142

5.9 Perencanaan Tangga

Tangga akan direncanakan menggunakan beton bertulang. Karena denah

tangga berbentuk simetris dan tinggi tiap lantai adalah sama (tipikal), yaitu 4 m,

maka hanya didesain 1 tangga untuk digunakan disemua lantai.

h/2

h/2

L bordes L ideal

Gambar 5.26 Perencanaan Tangga

Jenis tangga : Tangga dog leg

Tinggi lantai : 4 m

Lebar tangga : 3 m

Lebar ruang : 7,5 m

Lebar bordes : 150 cm

Lebar dan tinggi anak tangga (Theodosius et all, 1988)

Uptrede = 17 cm

Antrede = 30 cm

Sebagai patokan :

143

syarat 2t + L = 60 65 cm

dipakai Uptrede (t) = 17 cm, Antrede (L) = 30 cm

2t + L = 2(17) + 30 = 64 cm

t = uptrede = 17 cm

L = antrede = 30 cm

Tebal pelat, min 15 cm

Gambar 5.27 Dimensi uptrede dan antrede

Tebal plat = hplat (jepit) = 0,15 m

(jika tangga melayang, maka hplat = 0,20 m)

Jumlah anak tangga = 1174001 +=+

thlantai = 23,529 ~ 24 buah

Panjang ideal anak tangga

Diukur terhadap bordes

L ideal = Jumlah anak tangga pakai . antrede = 224 . 30 = 360 cm = 3,6 m

144

2000

2000

1500 3600

Gambar 5.28 Panjang tangga rencana

cos : )6,32(

6,3)tan(

tan2222 +

=+ ggaanakLbordesh

ggaanakL = 0,8742

145

Balok

Tangg

a (250

x 400 )

Naik+0,0

0

+0,17

+0,34

+0,51

+0,68

+0,85

+1,02

+1,19

+1,36

+1,53

+1,70

+1,87

Borde

s +2,0

0

+2,17

+2,34

+2,51

+2,68

+2,85

+3,02

+3,19

+3,36

+3,53

+3,70

+3,87

+4,00

36001500

1500

1500

12 @ 300

Gambar 5.29 Elevasi tangga rencana

5.9.1 Pembebanan Tangga Pembebanan pada tangga dibagi menjadi 2 yaitu pada anak tangga dan

pada bordes. Selanjutnya hasil pembebanan akan digunakan untuk analisis

struktur dengan mengambil nilai qu.

1. Pada Tangga

a. Beban Mati

Berat sendiri pelat tangga (15 cm)

= cos

platt . 1 m . BJ beton

= 0,8742

15,0 . 1 m . 24 kN/m3

= 4,118 kN/m

146

Beban anak tangga

Berat 1 anak tangga = 0,5 (t . L) . BJ beton

= 0,5 (0,17 . 0,30) . 24 kN/m3

= 0,612 kN/m

Maka dalam 1 m ada = 30

100100=

L= 3,33 buah anak tangga

Berat per 1 m = (0,612 . 3,33) = 2,04 kN/m

Berat komponen lain

Spesi : 0,025 . 20 . 1 m = 0,5 kN/m

Keramik : = 0,15 kN/m

Pasir : 0,05 . 17 . 1 m = 0,85 kN/m

= 1,5 kN/m

qD Total = (4,118 + 2,04 + 1,5) = 7,658 kN/m

b. Beban Hidup

Pada tangga qL = 3 kN/m

2. Pada Bordes

a. Beban Mati

Berat sendiri pelat bordes (15 cm)

= tebal plat . 1 m . BJ beton

= 0,15 . 1 m . 24 kN/m3

= 3,60 kN/m

+

147

Berat komponen lain

Spesi : 0,025 . 20 . 1 m = 0,5 kN/m

Keramik : = 0,15 kN/m

Pasir : 0,05 . 17 . 1 m = 0,85 kN/m

= 1,5 kN/m

Total qD = (3,60 + 1,5) = 5,1 kN/m

b. Beban Hidup

Pada bordes qL = 3 kN/m

3. Kombinasi Beban

a. Pada Tangga

qu = 1,2 qD + 1,6 qL

= 1,2 (7,658) + 1,6 (3)

= 13,99 kN/m

b. Pada Bordes

qu = 1,2 qD + 1,6 qL

= 1,2 (5,1) + 1,6 (3)

= 10,92 kN/m

+

148

5.9.2 Analisis Struktur Pada Tangga Dari hasil pembebanan pada tangga kemudian kita ambil nilai q ultimit untuk

analisis struktur pada tangga, yang kemudian kita bisa mendapatkan momen

rencana tangga.

Reaksi R1 = kN997,341,5

25,1.5,1.92,105,1

26,3.6,3.99,13

=

+

+

Reaksi R2 = kN747,311,5

25,16,3.5,1.92,10

26,3.6,3.99,13

=

++

Kontrol :

R1 + R2 = P

R1 + R2 = (34,997 + 31,747 = 66,744 kN)

P = (13,99 . 3,6) + (10,92 . 1,5) = 50,364 + 16,38 = 66,744 kN ,OKE !

Menghitung Momen Rencana Tangga

Momen maksimum terjadi pada titik gaya geser = 0, yang berlokasi pada :

50,299,13997,34

tan1 ===

ggaanakqURx m

M maks = MU = ( )

2.tan.

2

1xggaanakqUxR

( )

=

250,2.99,1350,2.997,34

2

= 43,774 kNm

149

5.9.3 Penulangan Tangga Selanjutnya setelah mendapatkan momen rencana dari analisis struktur

pada tangga maka kita rencanakan penulangannya.

1. Tulangan Pokok Tangga

Mu = 43,774 kNm

fc = 25 MPa

Pakai tulangan D16, fy = 400 MPa

d = h plat penutup beton - 21

= 150 - 20 - 1621

= 122 mm

=

2...'.85,0 adbacfMu

=

2

122.1000..25.85,08,0

10 43,774 6 aa

54717500 = )2a (122.0001.a.25.0,85

54717500 = (0,85 . 25 . 1000 . 122) (2

1000 . 25 . 0,85 )

54717500 = 2592500a 10625a2

10625 a2 2592500a + 54717500= 0

a = 23,34 mm

Cc = Ts

fyAsbacf ...'.85,0 =

150

400

1000. 34,23.25.85,0..'.85,0==

fybacfAs = 1239,94 mm2

Diameter tulangan rencana: D16, Ad = . . 162 = 200,96 mm2

Jarak antar tulangan, s = 07,1621239,94

1000.96,200As

Ad.1000== mm

Dipakai D16 160

Luas tul. pokok pakai, Aspakai = 1001000.96,200

sAd.1000

= = 2009,6 mm2

Aspakai > As = 1239,94 mm2

2. Tulangan Susut Tangga

Diameter tulangan rencana: P10, Ad = . . 102 = 78,5 mm2

fy = 300 MPa, maka Asst = 0,002 . b . h

Asst = 0,002 . 1000 . 150 = 300 mm

Jarak antar tulangan, s =300

1000.5,781000.=

stAsAd = 261,75 mm

s < 5.h = 5 . 150 = 750 mm

s < 450 mm

Dipakai P10 250

Luas tul. susut pakai, As st pakai = 2501000.5,78

s1000 Ad.

= = 314,1 mm2

As stpakai > As = 300 mm2

151

5.9.4 Perencanaan Balok Bordes Perencanaan balok bordes menggunakan perhitungan seperti pada

perhitungan balok anak dengan beton bertulang.

Dari hasil desain tangga diperoleh :

qU bordes = 10,92 kN/m

Panjang bordes = 1,5 m

Dicoba dimensi balok bordes = 250 x 400 mm

Berat sendiri balok bordes = 0,25 . 0,4 . 1 . 24 = 2,4 kN/m

Tinggi dinding diatas balok bordes = tinggi dinding = . 4 = 2 m

Beban dinding diatas balok bordes = 0,15 . 2 . 1 . 17 = 5,1 kN/m

qU bordes total = 10,92 + 2,4 + 5,1 = 18,42 kN/m

Dianggap pada ujung bordes ada beban titik, P sebesar 1,5 kN

MU = ( . qU . L2) + (P . L)

= ( . 18,42 . 1,52) + (1,5 . 1,5)

= 20,2725 + 2,25

= 22,97 kNm

Maka dengan data :

MU = 22,97 kNm

fc = 25 MPa

fy = 400 MPa

selimut beton = 4 cm

Dimensi balok : 250 x 400 mm

152

Tulangan Tumpuan Atas : 3 D16

Tulangan Tumpuan Bawah : 3 D16

Tulangan Lapangan Atas : 3 D16

Tulangan Lapangan Bawah : 3 D16

Tulangan Susut : 4 P8

Tulangan Geser Balok Bordes : P8 170

5.9.5 Perencanaan Pondasi Tangga Khusus untuk tangga lantai 1 (dasar), tangga tersebut ditumpu oleh

pondasi. Karena pada Analisis Struktur, dukungan tangga yang ada pondasinya

dimodelkan sebagai sendi, maka pondasi dianggap tidak menahan momen, hanya

menahan reaksi sebesar :

Pu = 34,997 kN

Hasil penyelidikan tanah didapat tanah = 250 kN/m

Lebar tangga = 3 m

fc ` = 25 MPa

fy = 300 MPa

1. Tulangan Pokok Pondasi Tangga

L = 3.250

997,34

tantan

= ggaah lebar

Pu

= 0,046 m dipakai L = B = 1 m

q = 3.1997,34

tan

= ggalebarL

Pu = 11,66 kN/m

153

Mu = Ma = 221 lq

= 21. 11,66.21

= 5,83 kNm

Pu = 0,75 x dbcf '61

L = B maka Vc = 0,75 x dLcf '61

d = 75,0.1000.

625

1000.997,34

75,0..6

'

=

L

cfPu = 55,99 mm

=

2...'.85,0 adbacfMu

8,010 5,83 6 =

255,99.1000..25.85,0 aa

7287500 = (0,85 . 25 . 1000 . 55,99) (2

1000 . 25 . 0,85 )

7287500 = 1189787,5 a 10625a2

10625 a2 1189787,5 a + 7287500= 0

a = 6,5 mm

Cc = Ts

fyAsbacf ...'.85,0 =

As = 300

1000. 5,6.25.85,0..'.85,0=

fybacf = 460,42 mm2

Diameter tulangan rencana: P10, Ad = . . 102 = 78,5 mm2

154

Jarak antar tulangan, s = 5,170460,42

1000.5,78As

Ad.1000== mm

s < 2.h = 2 . 200 = 400 mm

Dipakai P10 170

Luas tul. pokok pakai, Aspakai = 1701000.5,78

sAd.1000

= = 461,76 mm2

Aspakai > As = 460,42 mm2

2. Tulangan Susut Pondasi Tangga

Diameter tulangan rencana: P10, Ad = . . 102 = 78,5 mm2

fy = 300 MPa

maka koefisien susut = Asst = 0,002 . b . h

Asst = 0,002 . 1000 . 170 = 340 mm

Jarak antar tulangan, s =340

1000.5,781000.=

stAsAd = 230,88 mm

s < 5.h = 5 . 170 = 850 mm

s < 450 mm

Dipakai P10 230

Luas tul. susut pakai, As st pakai = 2301000.5,78

s1000 Ad.

= = 341,3 mm2

As stpakai > Asst = 340 mm2

155

h fondasi

h siklop

b siklop

b fondasi

MyP

Mx

5.10 Perencanaan Fondasi Footplate

Berdasarkan dari hasil laporan penyelidikan tanah untuk fondasi bangunan

gedung unit V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini didapatkan nilai ijin tanah

untuk kedalaman 8,55 m sebesar 450 kN/m2 serta tanah sebesar 17,83 kN/m3.

Untuk perencanaan struktur bawah ini digunakan kedalaman 6 m dari elevasi

muka tanah. Gambar potongan fondasi dapat dilihat pada Gambar 5.12 dibawah

ini.

Gambar 5.30 Fondasi

Diketahui :

beton = 24 kN/m3

siklop = 22 kN/m3

tanah = 17,83 kN/m3

fc = 25 MPa

fy = 400 MPa

Diameter tulangan pokok rencana = 19 mm

Diameter tulangan pokok susut s = 12 mm

156

Penutup beton (pb) = 80 mm

1 = 0,85

Digunakan siklop dengan ketinggian 2000 mm, maka :

Beban akibat berat footplate (qfondasi) = 0,65 x 24 = 15,6 kN/m2

Beban akibat berat siklop (qsiklop) = 2 x 22 = 44 kN/m2

Beban akibat berat siklop (qtanah) = 1,4 x 17,8 = 24,96 kN/m2

Tegangan ijin tanah netto ( n ) = 450 15,6 44 24,96 = 365,44 kN/m2

Digunakan fondasi dengan dimensi yang berbeda untuk kolom tengah, tepi, dan

pojok.

5.10.1 Pondasi Kolom Tengah

Pondasi direncanakan untuk mendukung kolom-kolom yang di tengah

yang berdimensi 550 x 550 mm. Adapun data gaya aksial dan momen hasil

ETABS v9.6 yang diketahui adalah sebagai berikut ini.

P = 2181,63 kN

Mx = 205,62 kNm

My = 82,67 kNm

Pu = 2771,64 kN

Mux = 102,36 kNm

Muy = 293,42 kNm

Direncanakan dengan eksentrisitas kecil, maka nilai eksentrisitas dapat di cari

dengan cara :

ex = P

Mx

= 2181,63205,62

= 0,094

ey = P

My

= 2181,6382,67

157

= 0,038

Mencari ukuran pondasi Foot Plate adalah :

L 6 ex

6 x 0,094

0,564 m

L pakai 2,3 meter

B ( ) ( )

2

6Lcyclope

ePLP

+

( ) ( )23,210000094,063,218163,263,2181

+

0,118 m

B pakai 2,3 meter

Mencari ukuran siklop adalah :

L 6 ex

6 x 0,094

0,564 m

L pakai 3,0 meter

B ( ) ( )

2

6Lnetto

ePLP

+

( ) ( )2344,365094,063,21816363,2181

+

2,36 m

B pakai 3,0 meter

Tegangan yang terjadi akibat beban di dasar siklop,

1maks

= SyMy

SxMx

AP

++

= 5,467,82

5,4205,62

0,30,32181,63

++

= 306,46 kN/m2 < n = 365,44 kN/m2 (ok)

158

1min

= SyMy

SxMx

AP

= 5,467,82

5,4205,62

0,30,32181,63

= 178,33 kN/m2 > 0 (ok)

Tegangan yang terjadi di dasar fondasi,

2maks =

SyMy

SxMx

AP

++

=03,267,82

03,2205,62

3,23,22181,63

++

= 554,42 kN/m2 < cyclope = 10000 kN/m2 (ok)

2min

= SyMy

SxMx

AP

= 03,267,82

03,2205,62

3,23,22181,63

= 270,39 kN/m2 > 0 (ok)

159

B = 2300

L = 2300

n

d

d m

550

550

5.10.1.1 Kontrol Geser

Untuk fondasi footplate ini geser dikontrol dengan 1 arah dan 2 arah.

1. Kontrol Geser 1 Arah

Bidang geser satu arah pada fondasi dapat dilihat pada pada Gambar 5.12

di bawah ini.

Gambar 5.31 Bidang geser satu arah pada fondasi tengah (mm)

Berdasarkan gambar diatas, maka geser satu arah fondasi dikerjakan sebagai

berikut,

d = h 100

= 650 100

= 550 mm

22dhL

m k

= = 2

55025502300 = 325 mm = 0,325 m

22dbB

n k

= =

255025502300 = 325 mm = 0,325 m

160

maks

= Sy

MuySx

MuxA

Pu++

03,242,293

03,2102,36

3,23,22771,64

++

=

= 718,9 kN/m2

min

= Sy

MuySx

MuxA

Pu

03,242,293

03,2102,36

3,23,22771,64

=

= 328,97 kN/m2

( )

+= minmin1 maksu L

mL

( )

+= 97,3289,718

3,2325,03,297,328

663,8= kN/m2

( )

+= minmin2 maksu L

nL

( )

+= 97,3289,718

3,2325,03,297,328

663,8= kN/m2

a. Kontrol Geser Satu Arah Untuk Arah X

Gaya geser yang terjadi,

Vu1 = Bmmaksu +2

1

= 3,20,3252

9,7188,663

+