TUGAS AKHIR

RC09 -1380

MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG OFFICE BLOCK

PEMERINTAHAN KOTA BATU MENGGUNAKAN STRUKTUR

KOMPOSIT BAJA BETON

AMANDA KHOIRUNNISA

3109 100 082

DOSEN PEMBIMBING

IR. HEPPY KRISTIJANTO, MS.

IR. R. SOEWARDOJO, M.Sc.

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG • Ketersediaan Lahan Kebutuhan Perkantoran

• Gedung bertingkat

• Office Block Pemerintahan Kota Batu 5 block

• Perencanaan awal menggunakan struktur beton

konvensional, direncanakan ulang menjadi 10

lantai menggunakan struktur komposit baja beton

• Struktur beton bertulang konvensional, gaya tarik

dipikul besi tulangan

• Struktur komposit, gaya tarik dipikul porfil baja

• Keistimewaan sistem komposit dibanding baja

biasa meliputi :

a. Penghematan berat

b. Penampong balok yang digunakan lebih kecil

c. Kekakuan lantai meningkat

d. Kapasitas beban lebih besar

e. Panjang bentang untuk batang tertentu dapat

lebih besar (Charles G. Salmon, 1991)

Rumusan Masalah • Bagaimana menentukan Preliminary design

penampang struktur primer dan struktur sekunder?

• Bagaimana menghitung pembebanan setelah ada modifikasi?

• Bagaimana memodelkan dan menganalisa struktur setelah ada modifikasi?

• Bagaimana merencanakan sambungan yang memenuhi perancangan struktur?

• Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan?

• Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentuk gambar teknik?

Tujuan • Menentukan Preliminary design penampang

struktur primer dan struktur sekunder

• Menghitung pembebanan setelah ada modifikasi

• Memodelkan dan menganalisa struktur setelah ada

modifikasi

• Merencanakan sambungan yang memenuhi

perencanaan struktur

• Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar

beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan

• Menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan

dalam bentuk gambar teknik

Batasan Masalah • Perencanaan kolom komposit menggunakan tipe

kolom baja terselubung beton (King Cross) dengan

desain awal gedung menggunakan kolom beton

bertulang konvensional

• Tidak meninjau dari segi analisa biaya arsitektural

dan manajemen konstruksi

• Hanya meninjau satu gedung, yaitu gedung

berlantai 10

• Tidak meninjau metode pelaksanaan

• Analisa struktur menggunakan program bantu

ETABS v9.7.1

Manfaat • Dapat merencanakan pembangunan gedung

dengan penggunaan lahan seminimal mungkin

• Dapat merencanakan struktur komposit yang

memenuhi persyaratan keamanan struktur

• Dapat mengetahui hal-hal yang harus diperhatikan

pada saat perecanaan sehingga kegagalan

struktur dapat diminimalisir

• Dapat menjadi referensi perencanaan struktur

gedung menggunakan material komposit baja

beton

TINJAUAN PUSTAKA

Aksi komposit • Terjadi apabila pelat beton dan profil baja yang

dihubungkan mengalami defleksi sebagai satu

kesatuan

• Balok baja yang dihubungkan oleh penghubung

geser dapat menahan perpanjangan serat bawah

pelat beton dan perpendekan serat atas balok

baja

Gambar 2.1 Perbandingan antara balok yang melendut dengan dan tanpa aksi komposit

METODOLOGI

Diagram Alir

Perencanaan Struktur Sekunder

Perencanaan Struktur Sekunder

Perencanaan struktur sekunder meliputi :

1. Perencanaan tangga

2. Perencanaan pelat lantai dan pelat atap

3. Perencanaan balok lift

4. Perencanaan balok anak

Perencanaan Struktur Primer

Pembebanan Struktur

• Beban Sebelum Komposit

o Beban mati :

• Beban pelat bondek

• Berat pelat beton

o Beban Hidup

• Lantai atap (qL) = 100 kg/m2

• Lantai Penghunian (qL) = 100 kg/m2

• Beban Setelah Komposit

o Beban Mati

• Pelat Atap (qD1)

o Beban Aspal

o Beban rangka dan plafond

o Berat ducting plumbing

• Pelat Lantai (qD2)

o Beban spesi

o Beban keramik

o Beban rangka dan plafond

o Beban ducting plumbing

• Berat Sendiri (qD3)

o Berat pelat bondek

o Berat pelat beton

o Beban Hidup

• Lantai atap (qL) = 100 kg/m2

• Lantai Penghunian (qL) = 250 kg/m2

Pembebanan Struktur

Pembebanan Struktur Utama

• Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan

menganalisa beban gempa dinamik dan ekivalen

Didapatkan Berat struktur

Wt = 118285,7 kN

• Beban Angin

Jauh dari pantai, tekanan tiup angin = 25 kg/m2

Kombinasi Pembebanan

• 1,4 D

• 1,2 D + 1,6 L

• !,2 D + 1 L + 1 E

• 1,2 D + 1 L + 1,3 W

• 0,9 D + 1 E

Analisa Struktur Analisa Struktur dilakukan dengan program bantu

Permodelan Struktur 3 D

Kontrol Drift Δs= x h1

= x 4

= 0,014 m = 14 mm

Perencanaan Balok Induk Direncanakan menggunakan profil WF 400x200x8x13

o Perencanaan Balok Induk Melintang Sebelum Komposit

• Kontrol Local Buckling

o Sayap

bf/2tf < 170 / √fy

o Badan

h/tw < 1680 / √fy

• Kontrol Lateral Buckling

Lb = 600 cm

ØMn > Mu

0,9 x 32102,6 kgm > 6400,312 kg

28811,3 kgm > 6400,312 kg … OK

• Kontrol Kuat Geser

h/tw < 1100 / √fy

ØVn > Vu

0,9 x 48000 kg > 4417,71 kg

43200 kg > 4572 kg … OK

• Kontrol Lendutan

fijin = 1,667 cm

f = 0,23

o Perencanaan Balok Induk Melintang Setelah

Komposit (Zona Momen Positif)

• Kontrol kuat momen lentur

o Local Buckling (Badan)

h/tw < 1680 / √fy

• Momen Nominal

T1 = 0,85 . f’c . tp . beff

T2 = As . Fy

T2 < T1, garis netral terletak di beton

Perencanaan Balok Induk

• Jarak-jarak centroid gaya yang bekerja

a = (As . fy)/(0,85 . f’c . beff)

d1 = hr + tb – (a/2)

d2 = 0

d3 = D/2

Perencanaan Balok Induk

• Momen Nominal

Mn = T2 (d1+d2) + T2 (d3+d2)

• Kontrol Lendutan

fijin = 1,667 cm

f = 0,4

• Kontrol Kuat Geser

h/tw < 1,1 √(kn . E / fy)

Perencanaan Balok Induk

Perencanaan Balok Induk

o Perencanaan Balok Induk Melintang Setelah

Komposit (Zona Momen Negatif)

• Menentukan lokasi – lokasi gaya tarik pada balok

dan baja

T = n . Ar . fyr

Pyc = As . fy

Pf = bf . tf . fy

aw = Pw / (tw . Fy)

d1 = hr + tb – c

d2 = (Pf x 0,5 tf) + (Pw(tf + 0,5 aw))/ Pf+Pw

d3 = D/2

• Perhitungan Momen Negatif

Mn = T(d1+d2) + Pyc(d3-d2)

Perencanaan Balok Induk

Perencanaan Kolom

• Kolom Komposit

Perencanaan Kolom

• Cek luas penampang minimum profil baja

o As / Ac > 4 %

o Jarak sengkang < 2/3 lebar selubung beton

o Luas tulangan longitudinal > 0,18 kali jarak

tulangan

o Luas tulangan sengkang > 0,18 kali jarak

tulangan

o Mutu beton : 21 Mpa < fc < 55 Mpa

Perencanaan Kolom

• Kekuatan Aksial Kolom Komposit

Øc . Pn = 0,85 x As x fcr

As = fmy / ω

λc = (k . L/rm . π) x √(fmy / Em)

fmy = fy + c1 fyr (Ar/As) + c2 f’c (Ac/As)

Em = E + c3 Ec (Ac/As)

• Kombinaasi Aksial dan Lentur

Perencanaan Sambungan

Balok Anak Lantai dingan Balok Induk Melintang

• Sambungan Balok Anak Lantai dengan Balok

Induk Melintang Eksterior

• Sambungan Balok Anak Lantai dengan Balok

Induk Melintang Interior

Balok Anak Lantai dingan Balok Induk Melintang

Sambungan Balok - Kolom

• Sambungan Balok Induk dengan Kolom

Sambungan Kolom - Kolom

• Sambungan Kolom-Kolom

Sambungan Kolom – Base Plate

• Sambungan Kolom dengan Base Plate

Perencanaan Pondasi

Perencanaan Pondasi

• Spesifikasi Tiang Pancang :

o Diameter = 400 mm

o Tebal = 90 mm

o Allowable axial = 117,6 T

o Panjang tiang tertanam = 10 m

o Banding Crack = 6,5 Tm

Perencanaan Pondasi

• Perhitungan Daya Dukung Ijin Tanah

QL = QP + QS

QP = qp x Ap x α= (Np x K) x Ap x α

Qs = qs x As x β = (Ns/3+1) x As x β

QP = (48,6 x 40) x 0,126 x 1 = 244,29 ton

QS = (27,36/3 + 1) x 12,57 x 1 = 127,19 ton

QL = QP + QS = 244,29 + 127,19 = 371,48 ton

Sehingga Pijin tiang berdasarakan daya dukung tanah adalah :

Pijin 1 tiang = QL / SF = 371,48 / 3 = 123,8 ton

Perencanaan Pondasi

• Daya dukung satu tiang pancang

Untuk daya dukung ini diambil nilai terkecil antara daya dukung bahan dan daya dukung tanah.

• Daya dukung bahan :

Dari spesifikasi bahan tiang pancang (tabel spesifikasi WIKA), didapat :

Pijin bahan = 117,6 T

• Daya dukung tanah :

Qd(1tiang) = 123,8 x 0,77

= 95,23 T

Jadi diambil Qd = 95,23 T (dari daya dukung tanah)

Maka Pijin yang digunakan adalah Pijin berdasarkan kondisi tanah.

Untuk perhitungan pondasi dengan beban sementara, maka Pijin dapat dinaikkan sebesar 50%, sehingga :

Pijin (beban tetap) = 95,23 T = 95230 kg

Pijin (beban sementara) = 1,5 x 95230 = 142845 kg

Perencanaan Pondasi

• Perhitungan Pondasi Tiang Pancang

Gaya – gaya yang bekerja pada Pondasi Eksterior

Perencanaan Pondasi

Gaya – gaya yang bekerja pada Pondasi Interior

Perencanaan Pondasi

< Pijin

Pv = Beban vertikal ekivalen

V = Beban vertikal dari kolom

N = banyaknya tiang dalam group

Mx = momen terhadap sumbu x

My = momen terhadap sumbu y

xmax = absis terjauh terhadap titik berat kelompok tiang

ymax = ordinat terjauh terhadap titik berat kelompok tiang

∑x2 = jumlah dari kuadrat absis tiap tiang terhadap garis

netral group

∑y2 = jumlah dari kuadrat ordinat tiap tiang terhadap garis

netral group

Perencanaan Pondasi

Kesimpulan

Kesimpulan 1. Perencanaan tangga

Tebal pelat anak tangga = 9 cm

Tebal pelat bordes = 9 cm

Balok utama tangga = WF 250 x 125 x 5 x 8

Balok penumpu tangga = WF 250 x 175 x 7 x 11

2. Perencanaan Pelat

Pelat Atap = tebal 10 cm dan tulangan Ø10 – 150

Pelat Lantai 1 – 10 = tebal 11 cm dan tulangan Ø13 – 150

3. Perencanaan Balok Lift

Balok penggantung lift = WF 350 x 175 x 6 x 9

Balok penumpu lift = WF 350 x 175 x 6 x 9

Kesimpulan 4. Perencanaan Balok Anak

Balok anak lantai 1-10 = WF 350 x 175 x 6 x 9

Balok anak atap = WF 350 x 175 x 6 x 9

5. Perencanaan Balok Induk

Balok induk memanjang = WF 400 x 200 x 8 x 13

Balok induk melintang = WF 400 x 200 x 8 x 13

6. Perencanaan Kolom

Kolom lantai 1 – 3 = KC 600 x 200 x 11 x 17

Kolom lantai 4 – 6 = KC 400 x 200 x 8 x 13

Kolom lantai 7 – 10 = KC 300 x 150 x 6 x 9

Kesimpulan 7. Perencanaan Pondasi

o Pondasi

Diameter tiang pancang = 0,4 m

Mutu tiang pancang = A3

Kedalaman tiang pancang = 10 m

Jumlah tiang pancang tiap poer = 6 buah

o Poer

Dimensi = 2,4 x 3,6 x1 m

Tulangan tarik arah x = D22 – 115

Tulangan tekan arah x= D16 – 115

Tulangan tarik arah y = D22 – 115

Tulangan tekan arah y= D16 – 115

o Sloof

Dimensi = 30 x 50 cm

Tulangan utama = 6D22

Tulangan sengkang = Ø10 – 200

TERIMA KASIH