TUGAS AKHIR – RC09 1380 MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG B RUMAH SUSUN SEDERHANA SEWA GUNUNGSARI SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON YOGA C. V. TETHOOL NRP 3107 100 057 Dosen Pembimbing Endah Wahyuni, ST., M.Sc., Ph.D Ir. Isdarmanu, M.Sc JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011

MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG B RUMAH SUSUN SEDERHANA SEWA GUNUNGSARI SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA

BETON

Nama Mahasiswa : Yoga C. V. Tethool NRP : 3107 100 057 Jurusan : Teknik Sipil FTSP - ITS Dosen Pembimbing : Ir. Isdarmanu, M.Sc

Endah Wahyuni, ST., M.Sc., Ph.D

ABSTRAK

Permasalahan permukiman yang dihadapi kota besar seperti Surabaya saat ini semakin kompleks. Migrasi penduduk dan keterbatasan lahan menimbulkan pemukiman – pemukiman padat di kawasan yang dianggap strategis. Alternatif pembangunan yang dianggap paling sesuai dengan kondisi diatas yaitu pembangunan kearah vertikal, dalam hal ini adalah rumah susun.

Sebagai bahan studi perencanaan dilakukan modifikasi terhadap struktur Gedung B Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Gunungsari Surabaya. Awalnya gedung ini didesain menggunakan struktur beton bertulang yang terdiri dari 5 lantai, yang selanjutnya akan dimodifikasi menjadi 15 lantai dengan menggunakan struktur komposit baja beton.

Struktur komposit merupakan perpaduan antara beton dan baja profil. Jika ditinjau dari segi kualitas dan efisiensi waktu pekerjaan bangunan dengan struktur baja komposit lebih menguntungkan. Dengan menggunakan konstruksi komposit dalam desain suatu komponen struktur ternyata dapat diperoleh beberapa keuntungan sebagai berikut : dapat mereduksi berat profil baja yang dipakai, tinggi profil baja yang dipakai dapat dikurangi, meningkatkan kekakuan lantai, dapat menambah panjang bentang layan. Pada akhirnya dari penyusunan tugas akhir ini penulis mengharapkan dapat merencanakan suatu struktur komposit yang efisien tanpa mengabaikan faktor keselamatan dan fungsi bangunan tersebut.

Kata kunci : rusunawa gunungsari, komposit baja beton

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Permasalahan permukiman yang dihadapi kota besar seperti Surabaya saat ini semakin kompleks. Tingginya tingkat kelahiran dan migrasi penduduk yang terbentur pada kenyataan bahwa lahan di perkotaan semakin terbatas dan nilai lahan yang semakin meningkat serta mayoritas penduduk dari tingkat ekonomi rendah, menimbulkan pemukiman – pemukiman padat di kawasan yang dianggap strategis yaitu kawasan pusat kota, industri dan perguruan tinggi. Alternatif pembangunan yang dianggap paling sesuai dengan kondisi diatas yaitu pembangunan kearah vertikal, dalam hal ini adalah rumah susun (Mahmudah, 2007).

Pembangunan rumah susun dapat juga mengakibatkan terbukanya ruang kota sehingga dapat membantu adanya peremajaan kota. Dengan demikian maka daerah kumuh dapat berubah menjadi daerah yang rapi, bersih, dan teratur. Oleh karena itu, maka dibangunlah Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Gunungsari yang berlokasi di Kelurahan Sawunggaling Kecamatan Wonokromo Kota Surabaya untuk mengatasi permasalahan tersebut diatas.

Sebagai bahan studi perencanaan akan dilakukan modifikasi terhadap struktur Gedung B Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Gunungsari. Rusunawa ini terdiri dari 2 tipe gedung, yaitu Gedung A yang berukuran 40m x 20m dan Gedung B yang berukuran 46m x 20m. Modifikasi hanya dilakukan terhadap Gedung B Rusunawa Gunungsari. Awalnya gedung ini didesain menggunakan struktur beton bertulang yang terdiri dari 5 lantai, yang selanjutnya akan dimodifikasi menjadi 15 lantai dengan menggunakan struktur komposit baja beton. Struktur atap yang sebelumnya terdiri dari rangka solid beam akan dimodifikasi menggunakan pelat komposit baja beton.

Struktur komposit merupakan perpaduan antara beton dan baja profil. Dimana perbedaan antara balok beton bertulang dengan balok komposit adalah untuk momen positif, pada beton bertulang gaya-gaya tarik yang terjadi pada elemen struktur dipikul oleh besi tulangan, sedangkan pada struktur komposit gaya-gaya tarik yang terjadi dipikul oleh profil baja. Balok komposit dengan profil WF biasa sudah banyak digunakan dalam perencanaan suatu gedung. Hal ini dikarenakan keuntungan yang didapat dengan menggunakan struktur komposit pada suatu bangunan daripada menggunakan struktur beton

bertulang. Jika ditinjau dari segi kualitas dan efisiensi waktu pekerjaan bangunan dengan struktur baja komposit lebih menguntungkan. Dengan menggunakan konstruksi komposit dalam desain suatu komponen struktur ternyata dapat diperoleh beberapa keuntungan sebagai berikut : dapat mereduksi berat profil baja yang dipakai, tinggi profil baja yang dipakai dapat dikurangi, meningkatkan kekakuan lantai, dapat menambah panjang bentang layan (Setiawan, 2008).

Penampang komposit mempunyai kekakuan yang lebih besar dibandingkan dengan penampang lempeng beton dan gelagar baja yang bekerja sendiri-sendiri dan dengan demikian dapat menahan beban yang lebih besar atau beban yang sama dengan lenturan yang lebih kecil pada bentang yang lebih panjang. Apabila untuk mendapatkan aksi komposit bagian atas gelagar dibungkus dengan lempeng beton, maka akan didapat pengurangan pada tebal seluruh lantai, dan untuk bangunan-bangunan pencakar langit, keadaan ini memberikan penghematan yang cukup besar dalam volume, pekerjaan pemasangan kabel-kabel, pekerjaan saluran pendingin ruangan, dinding-dinding, pekerjaan saluran air, dan lain-lainnya (Amon, Knobloch & Mazumder, 1999). 1.2 Perumusan Masalah

Dalam memodifikasi perencanaan gedung B Rumah Susun Sederhana Sewa Gunungsari dengan menggunakan struktur komposit baja beton, ditinjau beberapa masalah antara lain : 1. Bagaimana merencanakan struktur sekunder

yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift ?

2. Bagaimana mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi ?

3. Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS v 9.6.0 ?

4. Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom ?

5. Bagaimana merencanakan sambungan yang sesuai ?

6. Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul ?

7. Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar teknik ?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari modifikasi perencanaan gedung B Rumah Susun Sederhana Sewa Gunungsari dengan menggunakan struktur komposit baja beton yaitu : 1. Merencanakan struktur sekunder yang meliputi

pelat lantai, balok anak, tangga dan lift.

2. Mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi.

3. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS v 9.6.0.

4. Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom.

5. Merencanakan sambungan yang sesuai. 6. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan

besarnya beban yang dipikul. 7. Menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk

gambar teknik. 1.4 Batasan Masalah

Ruang lingkup permasalahan dan pembahasan pada tugas akhir ini dibatasi oleh beberapa hal antara lain : 1. Modifikasi hanya dilakukan terhadap struktur

Gedung B Rusunawa Gunungsari. 2. Perencanaan struktur utama meliputi balok

induk dan kolom, sedangkan struktur sekunder meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift.

3. Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom dengan beban terbesar.

4. Perencanaan tidak meliputi instalasi mekanikal, elektrikal dan saluran air.

5. Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisa biaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi.

6. Program bantú yang digunakan adalah Etabs V 9.6.0 dan Autocad.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Sistem struktur komposit terbentuk akibat interaksi antara komponen struktur baja dan beton yang karakteristik dasar masing-masing bahan dimanfaatkan secara optimal. Karakteristik penting yang dimiliki oleh struktur baja adalah kekuatan tinggi, modulus elastilitas tinggi, serta daktilitas tinggi. Sedangkan karakteristik penting yang dimiliki oleh struktur beton adalah ketahanan yang baik terhadap api, mudah dibentuk, dan murah. Karena struktur komposit melibatkan dua macam material yang berbeda, maka perhitungan kapasitasnya tidak sesederhana bila struktur bukan komposit. Karakteristik dan dimensi kedua bahan akan menentukan bagaimana pemilihan jenis profil dan plat beton yang akan dikomposisikan dan kinerja struktur tersebut (Suprobo, 2000).

2.2 Aksi Komposit

Aksi komposit terjadi apabila dua batang struktural pemikul beban, seperti pada pelat beton

dan balok baja sebagai penyangganya, dihubungkan secara menyeluruh dan mengalami defleksi sebagai satu kesatuan.

Gambar 2.1 Perbandingan Antara Balok yang

Melendut dengan dan Tanpa Aksi Komposit (Salmon & Johnson, 1991)

2.3 Lendutan

Komponen struktur komposit memiliki momen inersia yang lebih besar daripada kom-ponen struktur non komposit, akibatnya lendutan pada komponen struktur komposit akan lebih kecil. Momen inersia dari komponen struktur komposit hanya dapat tercapai setelah beton mengeras, sehingga lendutan yang diakibatkan oleh beban-beban yang bekerja sebelum beton mengeras, dihitung berdasarkan momen inersia dari profil baja saja.

2.4 Balok Komposit

Balok adalah salah satu diantara elemen-elemen struktur yang paling banyak dijumpai pada setiap struktur. Balok adalah elemen struktur yang memikul beban yang bekerja tegak lurus dengan sumbu longitudinalnya.

2.5 Kolom Komposit

Kolom komposit dapat dibentuk dari pipa baja yang diisi dengan beton polos atau dapat pula dari profil baja hasil gilas panas yang dibungkus dengan beton dan diberi tulangan baja serta sengkang, seperti halnya pada kolom beton biasa.

2.6 Dek Baja Gelombang

Mulai

Pengumpulan Data

Studi Literatur

Pembebanan Elemen Struktur Sekunder

Preliminary Desain

Analisa Struktur Sekunder

Kontrol Desain

Penggambaran Hasil Perencanaan

Selesai

Perencanaan Pondasi

Ok

Not Ok

Pembebanan Elemen Struktur Primer

Analisa Struktur Primer

Kontrol Desain

Ok

Not Ok

Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek baja gelombang, yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penggunaan dek baja juga dapat dipertimbangkan sebagai dukungan dalam arah lateral dari balok sebelum beton mulai mengeras. Arah dari gelombang dek baja biasanya diletakkan tegak lurus balok penopangnya.

2.7 Penghubung Geser

Gaya geser yang terjadi antara pelat beton dan profil baja harus dipikul oleh sejumlah penghubung geser, sehingga tidak terjadi slip pada saat masa layan. Besarnya gaya geser horizontal yang harus dipikul oleh penghubung geser diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 12.6.2.

BAB III METODOLOGI

3.1 Umum

Metodologi ini akan menguraikan dan menjelaskan urutan pelaksanaan penyelesaian tugas akhir. Mulai dari pengumpulan data, literatur, preliminary design, analisa elemen (primer dan sekunder), analisa beban (gravitasi, angin, gempa), dan pedoman perencanaan, sampai dengan kesimpulan akhir dari analisa struktur ini yaitu untuk mendapatkan perencanaan gedung.

3.2 Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir Gambar 3.1 Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR

SEKUNDER 4.1 Perencanaan Pelat Lantai 4.1.1 Perencanaan pelat lantai atap

4.1.2 Perencanaan pelat lantai 1 – 14

4.2 Perencanaan Tangga 4.2.1 Data – data perencanaan tangga Mutu baja (BJ 41) : fy = 2500 kg/cm2 Mutu beton (fc’) : fc’ = 30 MPa Ketinggian antar lantai : 350 cm Tinggi bordes : 175 cm Tinggi injakan (t) : 17.5 cm Lebar injakan ( i ) : 25 cm

Jumlah tanjakan (Σt) : 5.17

175= 10 buah

Lebar bordes : 150 cm Panjang bordes : 600 cm Lebar tangga : 200 cm

4.3 Perencanaan Balok Lift (BF) 4.3.1 Data perencanaan

Untuk lift pada bangunan ini menggunakan lift penumpang yang diproduksi oleh Hyundai Elevator Co., LTD. Data – data lift yang digunakan adalah sebagai berikut (untuk 1 car): Tipe lift : Machine Room Less Elevators Merk : Hyundai Kecepatan : 90m/min Kapasitas : 10 orang (700kg) Lebar pintu (opening width) : 800 mm Dimensi sangkar (car size) : - internal : 1300 x 1300 mm2 - eksternal : 1360 x 1455 mm2

Dimensi ruang luncur : 2050 x 1800 mm2

4.3.2 Perencanaan balok penggantung lift (BF1)

Balok penggantung lift direncanakan menggunakan profil WF400x200x7x11 4.3.3 Perencanaan balok penumpu lift (BF2)

Balok penumpu lift direncanakan menggunakan profil WF400x200x8x13 4.3.4 Perencanaan balok pemisah sangkar lift (BF3)

Balok pemisah sangkar lift direncanakan menggunakan profil WF150x75x5x7

4.4 Perencanaan Balok Anak Lantai (BL) 4.4.1 Perencanaan balok anak lantai BL1

Balok anak lantai BL1 direncanakan

menggunakan profil WF450x200x9x14. 4.4.2 Perencanaan balok anak lantai BL2

Balok anak lantai BL2 direncanakan

menggunakan profil WF350x175x7x11.

4.4.3 Perencanaan balok anak lantai BL3

Balok anak lantai BL3 direncanakan

menggunakan profil WF450x200x8x12. 4.5 Perencanaan Balok Anak Atap (BA) 4.5.1 Perencanaan balok anak atap BA1

Balok anak atap BA1 direncanakan menggunakan profil WF450x200x8x12. 4.5.2 Perencanaan balok anak atap BA2

Balok anak atap BA2 direncanakan menggunakan profil WF350x175x6x9. 4.5.3 Perencanaan balok anak atap BA3

Balok anak atap BA3 direncanakan menggunakan profil WF500x300x11x18.

BAB V

PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER 5.1 Data Gedung Mutu baja : BJ41 Mutu beton (fc’) : 30 MPa Lebar gedung : 20 m Panjang gedung : 46 m Tinggi total gedung : 52.5 m Tinggi antar lantai : 3.5 m

5.2 Pembebanan dan Analisa Struktur

Ringkasan mengenai berat bangunan secara lengkap disajikan dalam tabel berikut :

Pada SNI 03-1726-2002 dinyatakan bahwa

harus ada peninjauan eksentrisitas (ed) antara pusat massa dan pusat rotasi lantai. Rumus yang digunakan adalah : untuk 0 < e < 0.3b

ed = 1.5e + 0.05b atau ed = e - 0.05b untuk e > 0.3b

ed = 1.33e + 0.1b atau ed = 1.17e - 0.1b dipilih yang pengaruhnya paling menentukan untuk struktur gedung. Dimana : b : ukuran horisontal terbesar denah struktur pada

lantai gedung yang ditinjau, tegak lurus arah pembebanan gempa.

e : selisih antara pusat massa dan pusat kekakuan pada lantai gedung yang ditinjau.

Kontrol waktu getar alami fundamental (T)

Nilai T didapat dari hasil etabs v9.6.0 yang ditampilkan dalam tabel berikut :

Untuk mencegah penggunaan struktur

gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung harus dibatasi. Dengan nilai ζ dari Tabel 8 SNI 03-1726-2002 dan n adalah jumlah lantai dari gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi :

T < ζ n Untuk WG 2 maka nilai ζ = 0,19 dan nilai n = 15, sehingga ; Arah x

Tx = 2.79 < (0.19 x 15) = 2.85 detik ………..OK

Arah y Ty = 2.84 < (0.19 x 15) = 2.85 detik ………..OK

Sehingga, beradasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami.

Kinerja struktur gedung Kinerja batas layan (Δs)

Kinerja batas ultimit (Δm)

5.3 Perencanaan Balok Induk (BI) 5.3.1 Perencanaan balok induk melintang

Balok induk direncanakan menggunakan profil WF600x200x11x17. Kondisi sebelum komposit

Pada kondisi sebelum komposit, berdasarkan hasil etabs V9.6.0 diperoleh gaya – gaya dalam maksimum sebagai berikut : M max = 7784.77 kgm (ditinjau B34,

story 15) V max = 10680.29 kg (ditinjau B36,

story 15) a. Kontrol kuat geser

45.4711522

twh

57.69250

11001100fy

Vn = 0.6 x fy x Aw = 0.6 x 2500 x (60 x 1.1) = 99000 kg Syarat :

Φ Vn ≥ Vu 0.9 x 99000 ≥ 10680.29

89100 ≥ 10680.29 ..... Ok

b. Kontrol Kuat Momen Lentur - Tekuk lokal (local buckling)

Sayap :

88.5172

2002 xtfbf

75.10

250170p

Badan :

45.4711522

twh

25.106250

1680p

.....penampang kompak !

Maka Mn = Mp = Zx x fy = 2863 x 2500 = 7157500 kgcm

- Tekuk lateral (lateral buckling) Jarak penahan lateral (Lb) = 40 cm Dari tabel profil untuk profil WF600x200x11x17 dengan BJ 41, diperoleh: Lp = 205.096 cm Lr = 605.408 cm Dengan demikian : Lb < Lp ...... bentang pendek Maka : Mn = Mp = Zx x fy = 7157500 kgcm = 71575 kgm

Syarat : Φ Mn ≥ Mu

0.9 x 71575 ≥ 7784.77 64417.5 ≥ 7784.77 .....Ok c. Kontrol Lendutan

Lendutan ijin :

'f = 360L =

360850

= 2.36 cm

Dari hasil perhitungan dengan etabs V 9.6.0 diperoleh lendutannya sebesar : ymax = 0.202 cm, maka : ymax < f’ .... Ok

Kondisi sesudah komposit

Pada kondisi sesudah komposit, berdasarkan hasil etabs V9.6.0 diperoleh gaya – gaya dalam maksimum sebagai berikut : M max (+) = 56469.09 kgm (ditinjau B45,

story 3) M max (-) = -59309.1 kgm (ditinjau B45,

story 3) V max = 54646.6 kg (ditinjau B45,

story 3)

Zona momen positif a. Kontrol kuat geser

Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).

45.4711522

twh

plastisfytw

h 1100

ptf

bf2

ptwh

fyEkn1.1

Dimana: kn = 5, untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan Sehingga :

57.692500

10251.11.16xx

fyEkn

plastisfyEk

twh n1.1

Maka : Vn = 0.6 x fy x Aw = 0.6 x 2500 x (60 x 1.1) = 99000 kg Syarat :

Φ Vn ≥ Vu 0.9 x 99000 ≥ 54646.6

89100 ≥ 54646.6 ..... Ok b. Lebar efektif (balok interior)

- beff ≤ L/4 = 850/4 = 212.5 cm - beff ≤ bo = 400 cm pakai beff = 212.5 cm

c. Kontrol Kuat Momen Lentur

- Tekuk lokal (local buckling) Badan :

45.4711522

twh

25.106250

1680p

Karena profil penampang kompak, maka kekuatan lentur positif dapat dihitung dengan menggunakan distribusi tegangan plastis.

- Menghitung momen nominal (Mn)

Menentukan gaya yang terjadi : C = 0.85 x f’c x tb x beff = 0.85 x 300 x (12-5.3) x 212.5 = 363056.25 kg T = As x fy = 134.4 x 2500 = 336000 kg Karena C > T maka garis netral platis terletak di beton :

cmxx

xxBeffxfc

Asxfya 2.65.21230085.0

25004.134'85.0

tbhr

d

d3

d1a

d2=0

C

T

beff

e

Gambar 5.4 Penampang Komposit Balok Induk Melintang Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-gaya yang bekerja d1 = hr + tb – a/2 = 5.3 + 6.7 – 6.2/2 = 8.9 cm d2 = 0 (profil baja tidak mengalami tekan) d3 = d/2 = 60/2 = 30 cm e = d1 + d2 + d3 = 8.9 + 0 + 30 = 38.9 cm Perhitungan momen positif : Mn = T x e = 336000 x 38.9 = 13070400 kgcm = 130704 kgm Syarat :

Φ Mn ≥ Mu 0.85 x 130704 ≥ 56469.09

111098.4 ≥ 56469.09 .....Ok

Kekuatan nominal penampang komposit lebih besar daripada momen akibat beban berfaktor, sehingga penampang mampu menahan beban yang terjadi. d. Kontrol Lendutan

Lendutan ijin : 'f =

360L =

360850

= 2.36 cm

Dari hasil perhitungan dengan etabs V 9.6.0 diperoleh lendutannya sebesar : ymax = 0.205 cm, maka : ymax < f’ .... Ok

e. Perencanaan Penghubung Geser Untuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe

stud dengan: ds = 19 mm Asc = 283.52 mm2 fu = 400 Mpa = 40 kg/mm2 Ec = 302400041.0'..041.0 5,15,1 xxfcw = 26403.5 Mpa

30x26403.52x0.5x201.06Ec.fc'.Asc.0,5Qn

= 93477.9 N = 9528.84 kg/stud

Qn ≤ Asc.fu 9528.84 kg/stud < 283.52 x 40 kg/stud 9528.84 kg/stud < 11340.8 kg/stud

ptwh

Cek koefisien reduksi (rs) karena pengaruh pelat bondex yang dipasang tegak lurus terhadap balok. hr = 53 mm Hs = (hr + 40) mm = 93 mm Wr = 180 mm Nr = 2 (dipasang 2 stud pada setiap gelombang)

1185.0hrHs

hrWr

Nrrs

115393

53180

285.0

= 1.54 < 1 Jumlah stud antara M = 0 sampai dengan Mmax, dimana shear conector dipasang 2 buah dalam satu baris :

184.95282336000

2 xxQnxrsTN = 17.63 ≈ 18

pasang Jarak seragam (S) dengan stud pada masing-

masing lokasi :

22.4718850

NLS cm

Jarak maksimum (Smaks) = 8.tplatbeton LRFD-15.6 = 8 x 12 cm = 96 cm Jarak minimum = 6.(diameter) LRFD-15.6 = 6 x 1.6 cm = 9.6 cm Jadi, shear connector dipasang setiap jarak 40 cm, agar sekaligus berfungsi sebagai penahan lateral (Lb) pada balok. Zona momen negatif Batang tulangan menambah kekuatan tarik nominal pada pelat beton : T = n x Ar x fyr = 10 x (0.25 x π x 1.62) x 2900 = 58307.99 kg Gaya tekan nominal maksimum dalam penampang baja : Pyc = As x fy = 134.4 x 2500 = 336000 kg

tbhr

d

d3

d1d2

T

Pyc

beff

c

(Pyc-T)/2

fy

awfyP.N.A

Gambar 5.5 Distribusi Tegangan Negatif Balok

Induk Melintang Karena Pyc > Tc, maka PNA pada profil baja, berlaku persamaan: (Pyc - T)/2 = (336000 – 58307.99) / 2 = 138846.01 kg

Gaya pada sayap : Tf = bf x tf x fy = 20 x 1.7 x 2500 = 85000 kg Gaya pada badan : Tw = (Pyc - T)/2 – Tf = 138846.01 – 85000 = 53846.01 kg Jarak garis netral dari tepi bawah sayap :

cmxtwfy

Twaw 58.19

1.1250001.53846

.

Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-gaya yang bekerja

TwTfawtfTwtfTfx

d))5.0(()5.0(

2

01.5384685000))58.195.07.1(01.53846()7.15.085000( xxxx

= 4.99 cm d3 = 60/2 = 30 cm d1 = hr + tb – c = 5.3 + 6.7 – 2 = 10 cm Perhitungan momen negatif Mn = T (d1 + d2) + Pyc (d3 – d2) = 58307.99 (10 + 4.99) + 336000 (30 – 4.99) = 9277396.77 kgcm = 92773.97 kgm Syarat :

Φ Mn ≥ Mu 0.85 x 92773.97 ≥ 59309.1

78857.87 ≥ 59309.1 .....Ok 5.3.2 Perencanaan balok induk memanjang

Balok induk direncanakan menggunakan profil WF600x200x11x17. 5.4 Perencanaan Kolom Komposit

Dari hasil perhitungan dengan bantuan etabs v.9.6.0 diperoleh gaya – gaya dalam maksimum pada C20 story 1 : Pu = 1009911.87 kg Mux = 110834 kgm Muy = 29726 kgm

Kolom komposit direncanakan menggunakan profil K588x300x12x20 Bahan : BJ 41 : fy = 2500 kg/cm2

fu = 4100 kg/cm2 Beton : fc’ = 30 Mpa = 300 kg/cm2

750

750

4 D 22

Ø12-250

Gambar 5.8 Penampang Kolom Komposit

Zx = 2x(300x20x284) + 2x(274x12x137) +

4x(274x6x3) + 4x(150x20x75) = 5228640 mm3 = 5228.64 cm3 Zy = 2x(300x20x290) + 2x(274x12x143) +

4x(268x6x3) + 4x(150x20x75) = 5339664 mm3 = 5339.66 cm3 Selubung beton : 750 x 750 mm2

Ac = 750 x 750 = 562500 mm2

fc’ = 30 Mpa Berat jenis beton : w = 2400 kg/m3 Tulangan sengkang terpasang : Ø12 – 250 Tulangan utama : 4 D 22 Ar = 4 x (¼ x π x 222) = 1520.53 mm2 Spasi = 750 – 2x40 – 2x12 – 22 = 624 mm Cek luas penampang minimum profil baja :

4% .......Ok

Cek Jarak sengkang : = 250 mm < 2/3 x 750 = 500 mm .......Ok Cek luas tulangan longitudinal : Ast = ¼ x π x 222 = 380.13 mm2 > 0.18 x 624 = 112.32 mm2 ...Ok Cek mutu beton yang digunakan : (fc’ =30 MPa) 21 Mpa ≤ fc’ ≤ 55 Mpa .......Ok

Cek mutu baja tulangan : (fyr = 250 MPa) fyr < 380 Mpa .......Ok Modifikasi tegangan leleh untuk kolom komposit Luas total tulangan utama : Aut = Ar = 1520.53 mm2 Luas bersih penampang beton : Acn = Ac – As – Aut = 562500 – 38500 – 1520.53 = 523847.47 mm2 Untuk profil baja berselubung beton : c1 = 0.7 c2 = 0.6 c3 = 0.2

s

cnc

s

utyrymy A

Afc

AA

fcff '.. 21

3850047.523847306.0

3850053.15202507.0250 xxxxfmy

= 501.83 MPa

MPaxxfcwEc 5.26403302400041.0'..041,0 5.15,1

Es = 2x105 MPa Em = E + c3 x Ec x (Acn/As) = 2x105 + 0.2 x 26403.5 x (523847.47 / 38500) = 271851.46 MPa Jari – jari girasi modifikasi (rm) : rm = 0.3 x b = 0.3 x 750 = 225 mm > iy (dipakai rm)

Pot. Memanjang

BIBIKL

KL

Pot. Melintang

BIBIKL

KL

Gambar 5.9 Portal Bangunan Tekuk terhadap sumbu x : Ic = Ix kolom

74.3

80077600.2

350127020.2

balok

kolom

LIxLIx

GA

GB = 1 Jenis rangka bergoyang sehingga dari nomogram didapatkan nilai: Kcx = 1.62 Lkx = Kcx x L = 1.62 x 350 = 567cm

3.255.22

567

mrLkxx cm (menentukan)

Tekuk terhadap sumbu y : Ic = Iy kolom

%8.6068.05625385

AcAs

17.2

85077600

30077600

350132585.2

balok

kolom

LIxLIy

GA

GB = 1 Jenis rangka bergoyang sehingga dari nomogram didapatkan nilai: Kcy = 1.49 Lky = kcy x L = 1.49 x 350 = 521.5cm

18.235.225.521

mrLkyy cm

346.046.271851

83.5013.25Emfmyc

Termasuk kolom menengah karena 0.25 < λc < 1.2, sehingga :

05.1346.067.06.1

43.167.06.1

43.1xc

w

2/3.477993.477

05.183.501 cmkgMPa

wfmyfcr

Kuat nominal kolom komposit : Pn = As x fcr = 385 x 4779.3 = 1840030.5 kg Kuat rencana kolom komposit : Øc x Pn = 0.85 x 1840030.5 = 1564025.93 kg Syarat : Pu < Øc x Pn 1009911.87 < 1564025.93 .......... Ok

BAB VI PERENCANAAN SAMBUNGAN

6.1 Sambungan Balok Anak Lantai (BL1) dengan Balok Induk

6.2 Sambungan Balok Anak Atap (BA1) dengan Balok Induk

6.3 Sambungan Balok Induk Melintang dengan Kolom

6.4 Sambungan Balok Induk Memanjang dengan Kolom

6.5 Sambungan Antar Kolom

6.6 Sambungan Kolom dengan Base Plate

BAB VII PERENCANAAN PONDASI

7.1 Perencanaan Pondasi Gedung

Pondasi gedung rusunawa ini menggunakan pondasi tiang pancang produksi PT Wika dengan spesifikasi sebagai berikut : Diameter = 600 mm Tebal = 100 mm Kelas = A1 Allowable axial = 235.4 t Bending momen crack = 17 tm Bending momen ultimate = 25.5 tm Direncanakan menggunakan tiang pancang diameter 60 cm dengan kedalaman 26 m

7.2 Perancangan Poer

BAB VIII PENUTUP

8.1 Kesimpulan Dari hasil analisa dan perhitungan pada tugas akhir ini, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dilakukan perhitungan struktur sekunder

terlebih dahulu seperti perhitungan tangga, pelat lantai, dan balok anak terhadap beban-beban yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat.

2. Dilakukan kontrol terhadap balok utama pada kondisi sebelum komposit dan kondisi setelah komposit. Kontrol yang dilakukan meliputi : kontrol lendutan, kontrol penampang (local buckling), kontrol lateral buckling dan kontrol geser.

3. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom komposit yang meliputi kontrol luas minimum beton pada kolom komposit, perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi aksial dan lentur.

4. Rigid connection digunakan untuk sambungan antara balok-kolom. Simple connection digunakan pada sambungan balok anak dengan balok induk.

5. Dimensi – dimensi dari struktu yang diganakan adalah sebagai berikut : Dimensi kolom :

Beton : 750 mm x 750 mm Profil : K 588 x 300 x 12 x20

Profil balok induk : WF 600 x 200 x 11 x 17

Profil balok anak atap : BA1 : WF 450 x 200 x 8 x 12 BA2 : WF 350 x 175 x 6 x 9 BA3 : WF 500 x 300 x 11 x 18

Profil balok anak lantai : BL1 : WF 450 x 200 x 9 x 14 BL2 : WF 350 x 175 x 7 x 11 BL3 : WF 450 x 200 x 8 x 12

Profil balok lift : BF1 : WF 400 x 200 x 7 x 11

BF2 : WF 400 x 200 x 8 x 13 BF3 : WF 150 x 75 x 5 x 7

Profil balok tangga : Utama : WF 150 x 75 x 5 x 7 Penumpu : WF 250 x 125 x 6 x 9

6. Struktur bangunan bawah menggunakan pondasi dalam berupa tiang pancang berdiameter 50cm sedalam 26 meter.

8.2 Saran Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya.

DAFTAR PUSTAKA

Amon, Rene., Bruce Knobloch., dan Atanu

Mazumder. 1999. Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur dan Arsitek 2. Jakarta : PT. Pradinya Paramita.

Badan Standarisasi Nasional. 2002. Standar

Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002). Bandung : BSN.

Badan Standarisasi Nasional. 2000. Tata Cara

Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2000). Bandung : BSN.

Bowles, Joseph E. 1991. Analisis dan Desain

Pondasi Jilid 2. Jakarta : Erlangga. Departemen Pekerjaan Umum. 1983. Peraturan

Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983. Jakarta : DPU.

Mahmudah, Siti. 2007. Evaluasi Fasilitas dan

Lokasi Rumah Susun di Surabaya. Tesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Marwan dan Isdarmanu. 2006. Buku Ajar :

Struktur Baja I. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP – ITS.

McCormac, Jack C. 1995. Structural Steel

Design LRFD Method Second Edition.

United States of Amerika : Harper Collins College Publishers.

Purwono, Rachmat., Tavio., Iswandi Imran., dan I

Gusti Putu Raka. 2007. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002) Dilengkapi Penjelasan. Surabaya : itspress.

Salmon, Charles G., dan John E. Johnson. 1991.

Struktur Baja : Desain dan Perilaku Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur

Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002). Jakarta : Erlangga.

Smith, J C. 1996. Structural Steel Design LRFD

Approach Second Edition. United States of Amerika : John Wiley & Sons, Inc.

Suprobo, Priyo. 2000. Desain Balok Komposit

Baja – Beton. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP – ITS.

Wahyudi, Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi

Dalam. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP – ITS.

Widiarsa, Ida Bagus Rai., dan Putu Deskarta. 2007. Kuat Geser Baja Komposit Dengan Variasi Tinggi Penghubung Geser Tipe-T Ditinjau Dari Uji Geser Murni. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Vol. 11, No 1.