jl. banyumas wonosobo - · pdf filedari arah horizontal / gempa maupun arah vertikal. dalam...

PPeerrhhiittuunnggaann SSttrruukkttuurr PPllaatt ddaann PPoonnddaassii

GGoorroonngg--GGoorroonngg

Jl. Banyumas Wonosobo

Oleh :

Nasyiin Faqih, ST. MT. Engineering CIVIL Design

Juli 2016

Juli 2016

2 | P a g e

Perhitungan Struktur Plat dan Pondasi Gorong-gorong

Alamat : Jl. Banyumas Km. Wonosobo

A. Peraturan dan Standar Perencanaan

1. Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk Gedung SNI - PPTGIUG 2000

2. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Gedung SKSNI 02-2847-2002

3. Pedoman Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

B. Referensi

1. Dewobroto, W., Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP 2000, Elex Media

Komputindo, Jakarta 2004

2. Wigroho, H. Y., Analisis dan Perancangan Struktur Frame menggunakan SAP 2000

versi 7.42, Andi Offset, Yogyakarta, Februari 1999

3. Kusuma, Gideon, Desain Struktur Rangka Beton Bertulang Di Daerah Rawan Gempa,

Erlangga, Jakarta, 1993

4. Salmon, Charles.G. Struktur Baja Desain dan Perilaku 1 dan 2, Gramedia Pustaka

Utama, 1996

5. Widodo, Respon Dinamik Struktur Elastik, UII Press, Yogyakarta, September 2001

C. Program Komputer

Program Komputer yang digunakan untuk analisis Beton dan Baja adalah SAP2000 v.

12.00 Untuk pengolahan data dan perhitungan desain manual menggunakan program

excel.

Perhitungan Struktur Plat Dan Pondasi Gorong-Gorong

Jl. Banyumas Km. … Wonosobo

3 | P a g e

D. Bahan Struktur

1. Beton

Kuat beton yang disyaratkan , fc’ =25 Mpa atau K-300

Modulus Elastisitas beton Ec = 4700. fc’ = 2,1.104 MPa

2. Baja Tulangan

diameter < 12 mm menggunakan BJTP (polos) fy = 2400 MPa

diameter > 12 mm menggunakan BJTD (deform) fy = 400 Mpa

E. Asumsi yang Digunakan

1. Pemodelan struktur 3-D (space frame) dilakukan dengan program komputer

2. Efek P-delta diabaikan

3. Plat lantai dianggap sebagai diafragma sangat kaku pada bidangnya

F. Perencanaan

I. Langkah-langkah Perencanaan Pelat

1. Menentukan syarat-syarat batas, tumpuan dan panjang bentang.

2. Menentukan tebal pelat lantai ( berdasarkan ketentuan SK SNI 2002 ayat 11

butir 5 sub butir 3 ) dan melakukan cheking terhadap lendutan yang diijinkan.

3. Menghitung beban yang bekerja pada pelat, yang terdiri dari beban mati (DL)

dan beban hidup (LL).

4. Menghitung kombinsai pembebanan

5. Mencari gaya-gaya dalam dan Defleksi dengan SAP2000.

II. Penentuan Tebal Pelat

Penentuan tebal pelat lantai mengacu pada rumus sebagai berikut :

Sumber : SK SNI 2002 ayat 11 butir 5 sub butir 3



4 | P a g e

dimana :

h = ketebalan pelat

ln = bentang terpanjang fy = mutu baja tulangan

β = ly/lx

Gambar 2. Dimensi pelat lantai atas

Lx = 4000 mm

Ly = 6000 mm

ℎ𝑚𝑎𝑥 ≤6000(0,8 +

2401500

)

36= 160 𝑚𝑚

ℎ𝑚𝑖𝑛 ≤6000(0,8 +

2401500

)

36 + 960004000

= 116 𝑚𝑚

Diambil tebal pelat lantai semi basement, h = 200 mm = 0,20 m

Untuk memodelkan pelat lantai, dianggap lantai mampu menahan gaya-gaya

dari arah horizontal / gempa maupun arah vertikal. Dalam SAP2000, pada menu

Define Area Section, terdapat 3 pilihan untuk memodelkan pelat berdasarkan gaya-gaya

atau momen yang diwakilinya, yaitu :

1. Element Membrane, hanya memperhitungkan gaya-gaya sebidang atau momen



5 | P a g e

yang berputar pada sumbu yang tegak lurus bidangnya.

2. Element Plate, hanya memperhitungkan momen dan gaya transversal yang dihasilkan

oleh gaya-gaya yang bekerja tegak lurus pada bidang element tersebut.

3. Element Shell, adalah element yang mempunyai kemampuan element Membrane dan

Shell sekaligus.

Dari pengertian tersebut, maka dipilih element Shell dengan type Shell

Thick dengan asumsi pelat lantai sebagai pelat kaku yang mampu berperan untuk

menahan gaya gempa dengan cara lantai tersebut harus dikekang (constraint).

III. Pembebanan Pada Atap Parkir

A. Pembebanan lantai untuk parkir (h = 0.20 m)

1. Beban Mati ( DL )

Beban sendiri pelat = 0,12 x 2400 = 288 kg/m2

Beban spesi cm = 2 x 21 = 42 kg/m2

Beban penutup lantai 1 cm = 1 x 24 = 24 kg/m2

Total DL = 354 kg/m2

= 0.354 T/ m²

2. Beban Hidup ( LL ) untuk lantai gedung parkir ( PPI untuk

Gedung 1983 ) = 800 kg/ m²

Total LL = 800 kg/ m²

= 0.8 T/m2

B. Pembebanan atap Gorong-gorong (h = 0,12 m)


Spesi ( tebal = 3cm ) = 3 . 21 kg/ m²/cm = 63 kg/ m²

Total DL = 105 kg/ m²

= 1050 N/ m²

2. Beban Hidup ( LL ) ( PPI untuk Gedung 1983 ) = 250 kg/ m²

= 2500 N/ m²

IV. Pembebanan Balok

Rumus:

Ø Beban trapesium diubah menjadi beban merata ekuivalen

qek =

http://handoko10.files.wordpress.com/2010/03/clip_image012.gif



6 | P a g e

Ø Beban segitiga diubah menjadi beban merata ekuivalen

qe =

Dimana: Lx dan Ly adalah panjang bentang untuk segmen pelat.

Lx = 4

Ly = 6

A. Pembebanan balok


Beban sendiri pelat = 0,12 x 2400 = 288 kg/m2

Beban spesi cm = 2 x 21 = 42 kg/m2

Beban penutup lantai 1 cm = 1 x 24 = 24 kg/m2

Total DL = 354 kg/m2

= 0.354 T/ m²

2. Beban Hidup ( LL ) untuk lantai gedung parkir ( PPI untuk

Gedung 1983 ) = 800 kg/ m²

= 0.8 T/ m²

Beban Ekivalen :

Dimensi balok adalah 40

/60 (Induk) dan 25

/40 (Sloof)

Pembebanan Ekivalen plat trapesium pada balok

- Beban Mati (DL)

𝑞𝑒𝑘 = 1

2.𝑞.

𝑙𝑥𝑙𝑦2

. 𝑙𝑦2−1/3. 𝑙𝑥2 × 2

= 1

2. 354.

4

62 . 62 − 1/3 × 42 × 2

= 1206.22 kg/m2

= 1,21 T/m2

- Beban Hidup (LL)

𝑞𝑒𝑘 = 1

3.𝑞.

𝑙𝑥𝑙𝑦2

. 𝑙𝑦2−1/3. 𝑙𝑥2 × 2

= 1

2. 800.

4

62 . 62 − 1/3 × 42 × 2

= 2725 kg/m2

http://handoko10.files.wordpress.com/2010/03/clip_image014.gif



7 | P a g e

= 2, 7 T/m2

Pembebanan Ekivalen plat segitiga

- Beban Mati (DL)

𝑞𝑒𝑘 = 1

3.𝑞. 𝑙𝑥

= 1

3. 354 = 472 kg/m

2

= 0,4724 T/m2

- Beban Hidup (LL)

𝑞𝑒𝑘 = 1

3.𝑞. 𝑙𝑥

= 1

3. 800 = 472 kg/m

2

= 1,067 T/m2

V. Properties Penampang :

5.a. Balok

Dimensi balok dihitung berdasarkan ketentuan SNI :

Pendimensian Balok didesign berdasarkan panjang bentang antar kolom atau

tumpuan yaitu :

h = 1

15𝑙 -

1

10𝑙

b = 1

2ℎ -

2

3 ℎ

Keterangan :

l = jarak antar kolom atau tumpuan

h = Tinggi balok

b = Lebar balok

Jarak antar kolom terbesar =600 cm

h = 40 cm – 60 cm, diambil h = 60 cm

b = 20 cm – 40 cm, diambil b = 40 cm



8 | P a g e

Adapun properties penampang balok yang digunakan pada Plat Parkir Adalah

Tabel 1. Properties Penampang Balok

No

Notasi b x h

(cm)

Keterangan

1 B-40/60 60x100 balok induk tengah, plat parkir

2 BT-30/50 30x50 balok induk tepi, plat parkir

3 B-30/40 30x40 Balok Gorong-gorong

5.b. Properti penampang Pelat

Analisa Gaya Dalam pada pelat lantai dilakukan berdasarkan hasil

analisa momen positif dan momen negatif menggunakan metode Finite

Element dengan bantuan program sap2000. Hasil analisa Momen dan

maximum displacement pada plat dengan program sap2000 berdasarkan

kategori pembebanan dan fungsi tiap lantai. Tinjauan momen maksimum

pada Area yang ditinjau dianggap mewakili tiap lantai sehingga tinjauan

tidak dilakukan berdasarkan per-element Area ( tiap-tiap jalur mesh).

Penulangan dilakukan 2 arah (two way slab) jika ly/lx ≤ 3 dan 1 arah (one

way slab) jika ly/lx > 3.

Dimana: ly = bentang terpanjang lx = bentang terpendek

Dalam perencanaannya pelat lantai struktur Gorong-Gorong di

Jalan Banyumas Km. 3 ini dibagi dalam 2 kelompok, yaitu :

Pelat lantai Parkir

Data :

Tebal pelat : 20 cm

Diameter tulangan arah x : 1,6 cm

Diameter tulangan arah y : 1,6 cm

Pelat lantai Gorong-gorong

Data :

Tebal pelat : 12 cm

Diameter tulangan arah x : 1,0 cm

Diameter tulangan arah y : 1,0 cm



9 | P a g e

VI. Pemodelan Struktur :

Struktur dimodelkan dalam 3 dimensi dengan menggunakan elemen

kolom dan balok

Ukuran arah x = 8m

Ukuran arah y = 6 m

Ukuran arah z =3 m + 3,5 = 7,5 m

Beban-beban gravitasi (beban mati dan beban hidup) disalurkan dari

pelat ke balok, kemudian didistribusikan ke pondasi. Struktur dan komponen

struktur direncanakan hingga semua penampang mempunyai kuat rencana

minimum sama dengan kuat perlu yang dihitung berdasarkan kombinasi beban

dan gaya terfaktor sesuai dg aturan.

VII. Kombinasi Pembebanan

Semua Komponen struktur dirancang memiliki kekuatan minimal

sebesar kekuatan yang dihitung berdasarkan beban kombinasi berikut ini;

1. Kombinasi 1 1,4D

2. Kombinasi 2 1,2D + 1,6 L

dengan

D = Dead Load (Mati)

L = Live Load (Hidup)



10 | P a g e

Gambar 2 : Denah dan Potongan perletakan Plat dan Balok

Gambar : Perspektif 3D Plat dan Balok

B 25/50

B 40/60



11 | P a g e

Pemodelan Plat Atas

Beban Mati Balok 40x 60 (bentang 4 m)

Beban Hidup Balok 40x 60 (bentang 6 m)



12 | P a g e

Momen Arah 3-3 Akibat Beban Kombinasi

Gaya Geser Momen 2-2

Gaya

Torsi

Resultan Momen 1-1 (Arah sumbu x) Pelat Lantai Parkir



13 | P a g e

Resultan Momen 2-2 (Arah sumbu x) Pelat Lantai Parkir

Resultan Momen M 2-2 (Searah Sumbu X) Untuk Beban Hidup LL

Denah Penempatan Balok



14 | P a g e

Dimensi Balok

- Balok B25X40 : 25 cm x 40 cm

- Balok 40 x 60 : 40 x 60 cm.



15 | P a g e

Resultan Momen M 1-1 (kiri) dan M 2-2 (kanan)



16 | P a g e

Momen maksimum pada Area 121

Momen maksimum salah satu balok (elemen no 179)

Momen Maksimum Arah Sumbu X dan Y



17 | P a g e

Gambar : Penulangan Balok Tumpuan dan Lapangan



18 | P a g e

VIII. KEBUTUHAN TULANGAN

Concrete frame design SAP2000

Berikut ini adalah hasil desain tulangan longitudinal maupun tulangan geser

diperoleh data Dari concrete frame design SAP 2000 v.12.00, diambil contoh

perhitungan desain balok B1 40X60 ukuran 40 X 60 cm, dan untuk perhitungan

desain balok lainnya kami tabelkan

A. Perencanaan Balok B1 (luar selatan dan utara)

1. Daerah tumpuan

Dari sap 2000 v 12.00 diperoleh data luas tulangan untuk elemen tersebut :

Tulangan longitudinal

Frame 16

- Tulangan perlu bagian atas A =1548 mm2

Digunakan : 6 D 19; A= 6 x 284 mm2=1701 mm

2 > 1548 mm

2…. ok

- Tulangan perlu bagian bawah A = 746 mm2

Digunakan : 3 D 19 ; A = 3 x 284 mm2 = 851 mm

2 > 746 mm

2 …..ok

2. Tulangan Lapangan :

- Tulangan perlu bagian atas A = 480 mm2

Digunakan : 3 D 19; A= 3 x 284 mm2 = 851 mm

2 > 480 mm

2…. ok



19 | P a g e



2 > 1412 mm

2 …..ok

B. Perencanaan Balok B2 (Tengah)

1. Daerah tumpuan

Dari sap 2000 v 12.00 diperoleh data luas tulangan untuk elemen tersebut :

Tulangan longitudinal

Frame 16


Digunakan : 6 D 25; A= 6 x 491 mm2=2945 mm

2 > 2935 mm

2…. ok



2 > 1338 mm

2 …..ok

2. Tulangan Lapangan :



2 > 746 mm

2…. ok



2 > 2650 mm

2 …..ok

C. Balok B3 (Sloof / atas pondasi)



20 | P a g e

1. Tumpuan



2 > 460 mm

2…. ok



2 > 239 mm

2 …..ok

2. Lapangan


Digunakan : 3 D 16; A= 603 mm2

> 475 mm2…. ok



2 > 563 mm

2 …..ok

II. PENULANGAN PLAT

A. Plat Lantai Parkir

Data Material : Tebal 20 cm.

Resultan Momen Maksimum :

Negatif : - 6.75296 Ton-m/m

Positif : 2.58364 Ton-m/m

Besar momen bervariasi. Tetapi untuk keseragaman penulangan digunakan

momen yang terbesar. Semakin tua warna dari warna momen tersebut maka



21 | P a g e

momen akan semakin besar. Merah tua berarti momen semakin besar dengan nilai

negatif, biru tua berarti nilai momen semakin besar dengan nilai positif.

Untuk mendesain plat digunakan momen dari M 11 dan M 22 yang

terbesar. Dari hasil analisis diketahu bahwa M11 negatif terbesar = - 6.75296 Ton-

m/m. M 11 positif terbesar : 2.58364 Ton-m/m. Sementara itu M 2-2 negatif

terbesar = -2.980 Ton-m/m, M12 positif terbesar = 1.621 Ton-m/m

Gambar : Diagram momen M-11 pada Pelat / Shell dengan nilai terbesar



22 | P a g e

Perhitungan Penulangan Plat Lantai Parkir

M11 = -6.75296 tm = 675,296- kg.cm/m'

Luas Tulangan yang diperlukan per m' = As

Tebal Plat = 20 cm maka d = 20 - 5 = 15 cm

As perlu = 675,296- kg.cm / 0.8 * 2400 kg/cm2 * 0.9 * 15 cm

= 26.05- cm2

As Pakai >=As Perlu

Misal dipakai diameter tulangan 22 mm = 2.2 cm

Luas 22 mm = 3.803 cm2

Misal jarak antar tulangan = 125 mm = 0.13 cm, maka dalam 1 m panjang

dapat memuat tulangan sebanyak = 1/0.125 = 8 bh.

Berarti luasan untuk 1 meter panjang = 3.14 * 1 / 0.12 = 30.42 cm2

Jadi 22 mm - 125 mempunyai luas tulangan = 30.42

30.42 >= 26.05- cm2

As pakai > = As perlu ……. Aman

Jadi Penulangan plat Lantai II adalah : 22 mm - 125

Tebal 20 cm

B1 40/60

B2 25/50

B1 40/60

B1 40/60

B2 25/50

B2 25/50

B1 40/60 B1 40/60

B1 40/60

B1 40/60

B2 25/50



23 | P a g e

Gambar : Denah Plat Lantai Parkir

Gambar : Denah Plat Gorong-Gorong

B1 25/40

B2 25/40

B1 25/40

B1 25/40

B2 25/40

B2 25/40

B1 25/40

B1 25/40

B1 25/40

B2 25/40



24 | P a g e

SIMBOL A. BALOK B1 - 40 X 60 (Tepi utara/selatan p = 6m)

B X H 40 x 60 cm

LOKASI TUMPUAN LAPANGAN

POTONGAN

ATAS : 6 D 19

TENGAH : 2 D 14

BAWAH : 3 D 19

ATAS : 3 D 19

TENGAH : 2 D 14

BAWAH : 6 D 19

SENGKANG 8 - 150 8 – 150 8 - 150

SIMBOL B. BALOK B-2 25 X 50 (Tengah p = 6 m)

B X H 25 x 50 cm


POTONGAN

ATAS : 6 D 25

TENGAH : 2 D 14

BAWAH : 5 D 19

ATAS : 3 D 19

TENGAH : 2 D 14

BAWAH : 6 D 19

SENGKANG 8 - 150 8 – 150 8 - 150

SIMBOL C. BALOK B-3 25 X 40 (Balok plat Gorong-Gorong)

B X H 25 x 40 cm




25 | P a g e

SIMBOL D. PLAT LANTAI PARKIR

TEBAL 20 cm

POTONGAN

LAPANGAN D 22 mm - 125

SIMBOL E. PLAT GORONG-GORONG (BIASA)

TEBAL 12 cm

POTONGAN

LAPANGAN D 12 mm - 125

Selesai

POTONGAN

ATAS : 3 D 14

TENGAH : 2 D 14

BAWAH : 3 D 14

ATAS : 3 D 14

TENGAH : 2 D 14

BAWAH : 5 D 14

SENGKANG 8 - 150 8 – 150 8 - 150

T = 20 mcm

jl. banyumas wonosobo - · pdf filedari arah horizontal / gempa maupun arah vertikal. dalam...

Documents