modifikasi perencanaan struktur gedung...
TRANSCRIPT
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 1
Abstrak - Keterbatasan lahan dan kegiatan pembangunanyang semakin intensif akhir-akhir ini menyebabkan gedung-gedung bertingkat yang dibangun. Perkembangan teknologiyang semakin meningkat memungkinkan manusia untukmembangun gedung – gedung tinggi. Seperti yang telahdiketahui bersama bahwa semakin tinggi suatu gedung makasemakin besar juga kekuatan dan beban yang dipikulnya. Halini menyebabkan waktu pengerjaan yang diperlukan juga akansemakin lama.
Struktur gedung dalam tugas akhir ini gedungperkantoran Telkomsel akan dimodifikasi dan direncanakanulang dengan menggunakan struktur baja komposit. Strukturkomposit antara beton dan balok baja merupakan strukturyang memanfaatkan kelebihan dari beton dan baja yangbekerja bersama-sama sebagai satu kesatuan. Kelebihantersebut antara lain adalah beton kuat terhadap tekan dan bajakuat terhadap tarik
Gedung ini dimodifikasi dari beton konvensionalmenjadi baja beton komposit. Perancangan gedung iniberdasarkan ”Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untukBangunan Gedung (SNI 03-1729-2002)”, ”Tata CaraPerencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur BangunanGedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-201x)” danPeraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983.
Kata Kunci : Struktur, Baja-Beton Komposit, Modifikasi
I. PENDAHULUANGedung Telkomsel Surabaya, merupakan gedung
perkantoran yang terdiri 9 lantai yang dibangun untukmenunjang kegiatan perkantoran dan pelayanan masyarakat.Gedung Telkomsel ini pada awalnya didesain dengan 9 lantaiyang menggunakan sturuktur beton bertulang konvensional,dan akan direncanakan ulang dengan struktur baja – betonkomposit, untuk memenuhi kebutuhan pelayanan masyarakatyang semakin meningkat.
Struktur komposit baja-beton adalah struktur yang terdiridari profil baja dan beton digabung bersama untuk memikulbeban tekan atau beban lentur. Balok komposit merupakancampuran beton dengan baja profil, dimana pada betonbertulang konvensional gaya-gaya tarik yang dialami suatuelemen struktur dipikul oleh besi tulangan, tetapi pada betonkomposit gaya-gaya tarik yang terjadi pada suatu elemenstruktur dipikul oleh profil baja. Dipilih struktur kompositkarena struktur komposit semakin banyak dipakai dalamrekayasa struktur. Keuntungan utama dari perencanaan sistemkomposit adalah : 1) Penghematan berat baja ; 2) Penampangbalok baja dapat lebih rendah ; 3) kekakuan lantai meningkat ;
4) Panjang bentang untuk bentang tertentu dapat lebih besar ;5) Kapasitas pemikul beban meningkat. Penghematan beratbaja sebesar 20% sampai 30% seringkali dapat diperolehdengan memanfaatkan semua keuntungan dari sistemkomposit. Pengurangan berat pada balok baja ini biasanyamemungkinkan pemakaian penampang yang lebih rendah danjuga lebih ringan. [5]
PermasalahanRumusan masalah yang ada dalam modifikasi
perencanaan gedung perkantoran Telkomsel Surabaya denganmenggunakan struktur komposit baja beton, adalah sebagaiberikut :1) Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi
pelat bondek, balok anak komposit dan tangga?2) Bagaimana merencanakan struktur primer yang meliputi
balok induk komposit dan kolom komposit?3) Bagaimana menghitung pembebanan setelah dimodifikasi?4) Bagaimana memodelkan dan menganalisa struktur dengan
menggunakan program bantu SAP?5) Bagaimana merencanakan sambungan yang memenuhi
kriteria perencanaan struktur?6) Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan
besar beban yang dipikul dan kondisi tanah dilapangan?7) Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan
perencanaan dalam bentuk gambar teknik?
TujuanTujuan dari modifikasi gedung perkantoran Telkomsel
Surabaya dengan struktur komposit baja beton, yaitu :1) Dapat merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat
bondek, balok anak komposit dan tangga.2) Dapat merencanakan struktur primer yang meliputi balok
induk komposit dan kolom komposit.3) Dapat menghitung pembebanan setelah dimodifikasi.4) Dapat memodelkan dan menganalisa struktur dengan
menggunakan program bantu SAP5) Dapat merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria
perencanaan struktur.6) Dapat merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar
beban yang dipikul dan kondisi tanah dilapangan.7) Dapat menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan
dalam bentuk gambar teknik.
II. TINJAUAN PUSTAKASistem struktur komposit terbentuk akibat interaksi
antara komponen struktur baja dan beton yang karateristik
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTURGEDUNG PERKANTORAN TELKOMSEL DI SURABAYA BARAT
MENGGUNAKAN BAJA-BETON KOMPOSIT
Mufdillawati Mursid, dan Ir.Heppy Kristijanto,MS, Ir.R.Soewardojo,MScTeknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111E-mail: [email protected]
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 2
dasar masing-masing bahan dimanfaatkan secara optimal.Karateristik penting yang dimiliki oleh struktur baja adalahkekuatan tinggi, modulus elastilitas tinggi, serta daktilitastinggi. Sedangkan karakteristik penting yang dimiliki olehstruktur beton adalah ketahanan api, mudah dibentuk, danmurah. [6]2.1 Balok Komposit
Balok komposit adalah sebuah balok yang kekuatannyabergantung pada interaksi mekanis diantara dua atau lebihbahan. Pada dasarnya aksi komposit pada balok kompositdapat tercapai atau tidaknya tergantung dari penghubunggesernya. Biasanya penghubung geser diletakan disayap atasprofil baja. Hal ini bertujuan untuk mengurangi terjadinya slippada pelat beton dengan balok baja. [4]
Gambar 2.1 Penampang Balok Komposit
2.2 Kolom KompositKolom komposit dapat dibentuk dari pipa baja yang diisi
dengan beton polos atau dapat pula dari profil baja hasil gilaspanas yang dibungkus dengan beton dan diberi tulangan bajaserta sengkang, seperti halnya pada kolom beton biasa. Padajenis kolom ini, digunakan profil baja sebagai pemikul lenturpada kolom. Selain itu tulangan longitudial dan tulanganpengikat juga ditambahkan bila perlu.
Gambar 2.2 Penampang Kolom Komposit
Kolom komposit juga menjadi solusi yang efektif untukberbagai permasalahan yang ada pada disain praktis. Salahstunya yaitu jika beban yang terjadi pada struktur kolomsangatlah besar, maka penambahan material beton padastruktur kolom dapat memikul beban yang terjadi , sehinggaukuran profil baja tidak perlu diperbesar lagi.
2.3 Dek Baja GelombangPerkembangan struktur komposit dimulai dengan
digunakannya dek baja gelombang, yang selain berfungsisebagai bekisting saat pelat beton dicetak, juga berfungsisebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penggunaan dek bajajuga dapat dipertimbangkan sebagai dukungan dalam arahlateral dari balok sebelum beton mulai mengeras. Arah darigelombang dek baja biasanya diletakkan tegak lurus balokpenompangnya
Gambar 2.3 Penampang Melintang Dek Baja Gelombang[2]
2.4 Penghubung GeserDesain komposit baja-beton balok sangat tergantung
pada mekanisme transfer geser yang disediakan olehpenghubung geser (shear connector) [1]. Penghubung geserberfungsi untuk menahan geser horisontal yang terjadi selamapembebanan. Supaya didapat penampang yang sepenuhnyakomposit, penghubung geser harus cukup kaku sehingga dapatmenahan geseran (slip) yang terjadi pada bidang pertemuanantara beton dan balok baja. [6]
Gambar 2.4 Jenis – jenis penghubung geser(Sumber :Salmon dkk, 1991)
Secara Mekanis, penghubung geser memiliki dua fungsidasar yaitu mentransfer gaya geser horisontal dan mencegahpemisahan secara vertikal yang terjadi antara pelat beton danbalok baja. [6]
2.5 Sambungan
Baut
profil dobel siku
profil T
BautBalok
Kolom
Baut
profil dobel siku
profil siku
BautBalok
Kolom
Baut
profil dobel siku
BautBalok
Kolom
Sambungan kaku Sambungan semi kaku Sambungan sederhana
Gambar 2.5 Klasifikasi Sambungan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 3
III. METODOLOGI
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Preliminary Design
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Pembebanan
Analisa Struktur danPerencanaan Struktur Primer
KontrolDesain
Tidak
PerencanaanPondasi
YA
Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran hasil Perencanaan
Selesai
Mulai
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Tugas Akhir
Data Umum Bangunan1) Nama Gedung : Gedung Telkomsel2) Lokasi : Surabaya Barat3) Fungsi : Perkantoran4) Jumlah Lantai : 9 Lantai5) Tinggi Bangunan : 45.950 m6) Pondasi : Tiang Pancang
Data Bahan1) Kolom : Baja King cross berselubung beton2) Balok : Wide Flens3) Mutu baja : BJ-414) Mutu Beton : f’c 25 Mpa
IV. ANALISA STRUKTUR SEKUNDER1. Perencanaan Pelat
Tabel 4.1. Penulangan Pelat
2. Perencanaan Balok AnakBalok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana dan
direncanakan menggunakan profil WF dengan mutu baja BJ41
Tabel 4.3. Kapasitas profil balok anak
3. Perencanaan TanggaPerencanaan pelat tangga dan bordesDirencanakan menggunakan bondek dengan beton mutufc’ 25 kg/cm2 dan tebal pelat tangga 9 cm.Perencanaan balok bordesDirencanakan menggunakan profil WF 125.60.6.8Perencanaan balok tanggaDirencanakan Menggunakan profil WF 125.60.6.8
4. Perencanaan LiftDigunakan profil WF 300.200.8.12 sebagai balokpenggantung dan penumpu lift.
V. ANALISA STRUKTUR PRIMER
Gambar. 5.1 Pemodelan struktur gedung yang direncanakan
Kontrol Partisipasi MassaTabel 5.1. Nilai partisipasi massa struktur
JenisBalokanak
Profil WFMn
(kg.m)Vn
(kg)f
(cm)
Atap 400.200.8.13 49695,29 43200 1.11Lantai 400.200.8.13 49695,29 43200 1.487
JenisPelat
BebanBerguna
(kg/m2)
Bentang(m)
TebalPelat(cm)
TulanganNegatif
(cm2/m)
Tulangan
Atap 200 3,25 10 2,7 M8 – 150Lantai 400 3,25 10 3,84 M10- 200
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 3
III. METODOLOGI
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Preliminary Design
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Pembebanan
Analisa Struktur danPerencanaan Struktur Primer
KontrolDesain
Tidak
PerencanaanPondasi
YA
Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran hasil Perencanaan
Selesai
Mulai
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Tugas Akhir
Data Umum Bangunan1) Nama Gedung : Gedung Telkomsel2) Lokasi : Surabaya Barat3) Fungsi : Perkantoran4) Jumlah Lantai : 9 Lantai5) Tinggi Bangunan : 45.950 m6) Pondasi : Tiang Pancang
Data Bahan1) Kolom : Baja King cross berselubung beton2) Balok : Wide Flens3) Mutu baja : BJ-414) Mutu Beton : f’c 25 Mpa
IV. ANALISA STRUKTUR SEKUNDER1. Perencanaan Pelat
Tabel 4.1. Penulangan Pelat
2. Perencanaan Balok AnakBalok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana dan
direncanakan menggunakan profil WF dengan mutu baja BJ41
Tabel 4.3. Kapasitas profil balok anak
3. Perencanaan TanggaPerencanaan pelat tangga dan bordesDirencanakan menggunakan bondek dengan beton mutufc’ 25 kg/cm2 dan tebal pelat tangga 9 cm.Perencanaan balok bordesDirencanakan menggunakan profil WF 125.60.6.8Perencanaan balok tanggaDirencanakan Menggunakan profil WF 125.60.6.8
4. Perencanaan LiftDigunakan profil WF 300.200.8.12 sebagai balokpenggantung dan penumpu lift.
V. ANALISA STRUKTUR PRIMER
Gambar. 5.1 Pemodelan struktur gedung yang direncanakan
Kontrol Partisipasi MassaTabel 5.1. Nilai partisipasi massa struktur
JenisBalokanak
Profil WFMn
(kg.m)Vn
(kg)f
(cm)
Atap 400.200.8.13 49695,29 43200 1.11Lantai 400.200.8.13 49695,29 43200 1.487
JenisPelat
BebanBerguna
(kg/m2)
Bentang(m)
TebalPelat(cm)
TulanganNegatif
(cm2/m)
Tulangan
Atap 200 3,25 10 2,7 M8 – 150Lantai 400 3,25 10 3,84 M10- 200
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 3
III. METODOLOGI
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Preliminary Design
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Pembebanan
Analisa Struktur danPerencanaan Struktur Primer
KontrolDesain
Tidak
PerencanaanPondasi
YA
Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran hasil Perencanaan
Selesai
Mulai
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Tugas Akhir
Data Umum Bangunan1) Nama Gedung : Gedung Telkomsel2) Lokasi : Surabaya Barat3) Fungsi : Perkantoran4) Jumlah Lantai : 9 Lantai5) Tinggi Bangunan : 45.950 m6) Pondasi : Tiang Pancang
Data Bahan1) Kolom : Baja King cross berselubung beton2) Balok : Wide Flens3) Mutu baja : BJ-414) Mutu Beton : f’c 25 Mpa
IV. ANALISA STRUKTUR SEKUNDER1. Perencanaan Pelat
Tabel 4.1. Penulangan Pelat
2. Perencanaan Balok AnakBalok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana dan
direncanakan menggunakan profil WF dengan mutu baja BJ41
Tabel 4.3. Kapasitas profil balok anak
3. Perencanaan TanggaPerencanaan pelat tangga dan bordesDirencanakan menggunakan bondek dengan beton mutufc’ 25 kg/cm2 dan tebal pelat tangga 9 cm.Perencanaan balok bordesDirencanakan menggunakan profil WF 125.60.6.8Perencanaan balok tanggaDirencanakan Menggunakan profil WF 125.60.6.8
4. Perencanaan LiftDigunakan profil WF 300.200.8.12 sebagai balokpenggantung dan penumpu lift.
V. ANALISA STRUKTUR PRIMER
Gambar. 5.1 Pemodelan struktur gedung yang direncanakan
Kontrol Partisipasi MassaTabel 5.1. Nilai partisipasi massa struktur
JenisBalokanak
Profil WFMn
(kg.m)Vn
(kg)f
(cm)
Atap 400.200.8.13 49695,29 43200 1.11Lantai 400.200.8.13 49695,29 43200 1.487
JenisPelat
BebanBerguna
(kg/m2)
Bentang(m)
TebalPelat(cm)
TulanganNegatif
(cm2/m)
Tulangan
Atap 200 3,25 10 2,7 M8 – 150Lantai 400 3,25 10 3,84 M10- 200
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 4
Pendekatan periode getar strukturCu = 1,4 (Tabel 14, [3] )Ct = 0,0724 (Tabel 15, [3] )X = 0,8 (Tabel 15, [3] )Hn = 45,95 mTa = Ct x HnX
= 0,0724 x 45,950,8
= 1,54727 detilPeriode getar struktur maksimum yang diijinkan :Tmax < Cu x Ta
< 1,4 x 1,54727 = 2,2662 detikDari hasil analisa Etabs didapat waktu getarT = 2,18 detikTmax < Cu x Ta2,18 < 2,2662 detik
Gaya GeserDasar Gempa DinamikDari hasil analisis struktur didapatkan:Fx = Vxt = 237025,2 kgFy = Vyt = 226929,7 kg
0,85V/Vt (Pasal 7.9.4.1 [3])0,85V = 0,85 248296 kg = 211051,6 kgMaka untuk arah x0.85V = 211051,6 < Vxt = 237025,2 kg ... OKMaka untuk arah y0.85V = 211051,6 < Vyt = 226929,7 kg ... OK
Analisa Struktur Balok IndukBalok induk direncanakan menggunakan profil WF600.200.13.23Kondisi sebelum Komposit
Kondisi balok induk (arah X) sebelum komposit, di B3story 2, Dari hasil output ETABS diperoleh:Mmax (-) = 4 000 599,005 KgcmVu (-) = 21312,92 KgL = 850 cm
Kontrol Lendutan
Lendutan Ijin : δ’= = = 2,36Lendutan yang terjadiδmax output ETABS = 0.585 cm < δ’ = 2.36 cm ... (OK)
Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)Untuk Sayap Untuk Badan
fytf
bf 170
2
fytw
h 1680
4,39 < 10,752....ok 22.69 < 106,25...okProfil penampang kompak, maka Mn = Mp
Kontrol Lateral BucklingJarak Penahan Lateral Lb = 283.3 cmBerdasarkan tabel profil untuk BJ 41 profil WF500.200.13.23 didapatkanLp = 214,553 cm, Lr = 545,796 cmJadi, Lp < Lb < Lr → bentang menegahMp = Zx. Fy
= 3778 x 2500 = 9 445 000 kgcm
Mn = 19 106 381 > 9 445 000 kgcmMn = Mp = 9 445 000 kgcmϕMn = 0.9 x 9 445 000 = 8 500 500 kg cmSyarat : ϕMn > Mumax
8 500 500 kg cm > 4 000 599 kgcm ... (OK)
Kontrol Geser
fy
Enk
tw
h .1,1
2500
)610.2(51,1
13
522
=40,15 ≤ 69,57 OK
Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500.(61,2 . 1,3) = 119340 kgPersyaratan : Vu ≤ φVn21312,92 Kg < 107406 kg ... (OK)
Kondisi Setelah KompositPerhitungan momen daerah lapangan (M+)
Dari hasil output ETABS didapatkan :Mmax (+) = 2 907 521,169 kgcm (Story 2 B33) Kontrol kriteria penampang
Untuk badan≤ = 40,15 ≤ 106,25
Menentukan momen nominal berdasarkan distribusitegangan plastisC = 0,85.fc’.tplat.beff
= 0,85.250.4,6.212,5 = 207718,75 kgPy = As.fy
= 107,7 . 2500 = 269250 kgKarena C < Py maka garis netral plastis terletak diprofil baja.
Gambar 5.1 Penampang komposit balok induk Menghitung kekuatan nominal penampang komposit
Mn = C (d1+d2) + Py(d3-d2)= 9 819 741 kg.cm
Syarat : Mu ≤ Mn.2 907 521,2 kgcm ≤ 9819741.85,0 kgcm
2 907 521,2 kgcm ≤ 8 346 780,13 kgcm
Perencanaan Penghubung GeserUntuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud:ds = 19 mm ; Asc = 283.385 mm2 ; fu = 410 MpaEc = 25041,0.2400'.041,0. 5,15,1 fcw = 24102,979 Mpa
Qn = 0,5.Asc. Ecfc'. = 0,5. 283.385 979,24102.25= 109989.75 N = 10998.975 kg/stud
Syarat : Qn ≤ Asc.fu10998.975 kg/stud ≤ 283.385 . 4110998.975 kg/stud ≤ 11618.785 kg/stud (OK)
Cek koefisien reduksi ґS karena pengaruh platcompodeck yang dipasang tegak lurus terhadap sumbubalok. hr = 54 mm , Wr = 200 mm, Nr = 2
Hs = hr + 75 mm = 54 + 75 = 129 mm MpLpLr
LbLrMrMpMrCbMn
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 4
Pendekatan periode getar strukturCu = 1,4 (Tabel 14, [3] )Ct = 0,0724 (Tabel 15, [3] )X = 0,8 (Tabel 15, [3] )Hn = 45,95 mTa = Ct x HnX
= 0,0724 x 45,950,8
= 1,54727 detilPeriode getar struktur maksimum yang diijinkan :Tmax < Cu x Ta
< 1,4 x 1,54727 = 2,2662 detikDari hasil analisa Etabs didapat waktu getarT = 2,18 detikTmax < Cu x Ta2,18 < 2,2662 detik
Gaya GeserDasar Gempa DinamikDari hasil analisis struktur didapatkan:Fx = Vxt = 237025,2 kgFy = Vyt = 226929,7 kg
0,85V/Vt (Pasal 7.9.4.1 [3])0,85V = 0,85 248296 kg = 211051,6 kgMaka untuk arah x0.85V = 211051,6 < Vxt = 237025,2 kg ... OKMaka untuk arah y0.85V = 211051,6 < Vyt = 226929,7 kg ... OK
Analisa Struktur Balok IndukBalok induk direncanakan menggunakan profil WF600.200.13.23Kondisi sebelum Komposit
Kondisi balok induk (arah X) sebelum komposit, di B3story 2, Dari hasil output ETABS diperoleh:Mmax (-) = 4 000 599,005 KgcmVu (-) = 21312,92 KgL = 850 cm
Kontrol Lendutan
Lendutan Ijin : δ’= = = 2,36Lendutan yang terjadiδmax output ETABS = 0.585 cm < δ’ = 2.36 cm ... (OK)
Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)Untuk Sayap Untuk Badan
fytf
bf 170
2
fytw
h 1680
4,39 < 10,752....ok 22.69 < 106,25...okProfil penampang kompak, maka Mn = Mp
Kontrol Lateral BucklingJarak Penahan Lateral Lb = 283.3 cmBerdasarkan tabel profil untuk BJ 41 profil WF500.200.13.23 didapatkanLp = 214,553 cm, Lr = 545,796 cmJadi, Lp < Lb < Lr → bentang menegahMp = Zx. Fy
= 3778 x 2500 = 9 445 000 kgcm
Mn = 19 106 381 > 9 445 000 kgcmMn = Mp = 9 445 000 kgcmϕMn = 0.9 x 9 445 000 = 8 500 500 kg cmSyarat : ϕMn > Mumax
8 500 500 kg cm > 4 000 599 kgcm ... (OK)
Kontrol Geser
fy
Enk
tw
h .1,1
2500
)610.2(51,1
13
522
=40,15 ≤ 69,57 OK
Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500.(61,2 . 1,3) = 119340 kgPersyaratan : Vu ≤ φVn21312,92 Kg < 107406 kg ... (OK)
Kondisi Setelah KompositPerhitungan momen daerah lapangan (M+)
Dari hasil output ETABS didapatkan :Mmax (+) = 2 907 521,169 kgcm (Story 2 B33) Kontrol kriteria penampang
Untuk badan≤ = 40,15 ≤ 106,25
Menentukan momen nominal berdasarkan distribusitegangan plastisC = 0,85.fc’.tplat.beff
= 0,85.250.4,6.212,5 = 207718,75 kgPy = As.fy
= 107,7 . 2500 = 269250 kgKarena C < Py maka garis netral plastis terletak diprofil baja.
Gambar 5.1 Penampang komposit balok induk Menghitung kekuatan nominal penampang komposit
Mn = C (d1+d2) + Py(d3-d2)= 9 819 741 kg.cm
Syarat : Mu ≤ Mn.2 907 521,2 kgcm ≤ 9819741.85,0 kgcm
2 907 521,2 kgcm ≤ 8 346 780,13 kgcm
Perencanaan Penghubung GeserUntuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud:ds = 19 mm ; Asc = 283.385 mm2 ; fu = 410 MpaEc = 25041,0.2400'.041,0. 5,15,1 fcw = 24102,979 Mpa
Qn = 0,5.Asc. Ecfc'. = 0,5. 283.385 979,24102.25= 109989.75 N = 10998.975 kg/stud
Syarat : Qn ≤ Asc.fu10998.975 kg/stud ≤ 283.385 . 4110998.975 kg/stud ≤ 11618.785 kg/stud (OK)
Cek koefisien reduksi ґS karena pengaruh platcompodeck yang dipasang tegak lurus terhadap sumbubalok. hr = 54 mm , Wr = 200 mm, Nr = 2
Hs = hr + 75 mm = 54 + 75 = 129 mm
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 4
Pendekatan periode getar strukturCu = 1,4 (Tabel 14, [3] )Ct = 0,0724 (Tabel 15, [3] )X = 0,8 (Tabel 15, [3] )Hn = 45,95 mTa = Ct x HnX
= 0,0724 x 45,950,8
= 1,54727 detilPeriode getar struktur maksimum yang diijinkan :Tmax < Cu x Ta
< 1,4 x 1,54727 = 2,2662 detikDari hasil analisa Etabs didapat waktu getarT = 2,18 detikTmax < Cu x Ta2,18 < 2,2662 detik
Gaya GeserDasar Gempa DinamikDari hasil analisis struktur didapatkan:Fx = Vxt = 237025,2 kgFy = Vyt = 226929,7 kg
0,85V/Vt (Pasal 7.9.4.1 [3])0,85V = 0,85 248296 kg = 211051,6 kgMaka untuk arah x0.85V = 211051,6 < Vxt = 237025,2 kg ... OKMaka untuk arah y0.85V = 211051,6 < Vyt = 226929,7 kg ... OK
Analisa Struktur Balok IndukBalok induk direncanakan menggunakan profil WF600.200.13.23Kondisi sebelum Komposit
Kondisi balok induk (arah X) sebelum komposit, di B3story 2, Dari hasil output ETABS diperoleh:Mmax (-) = 4 000 599,005 KgcmVu (-) = 21312,92 KgL = 850 cm
Kontrol Lendutan
Lendutan Ijin : δ’= = = 2,36Lendutan yang terjadiδmax output ETABS = 0.585 cm < δ’ = 2.36 cm ... (OK)
Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)Untuk Sayap Untuk Badan
fytf
bf 170
2
fytw
h 1680
4,39 < 10,752....ok 22.69 < 106,25...okProfil penampang kompak, maka Mn = Mp
Kontrol Lateral BucklingJarak Penahan Lateral Lb = 283.3 cmBerdasarkan tabel profil untuk BJ 41 profil WF500.200.13.23 didapatkanLp = 214,553 cm, Lr = 545,796 cmJadi, Lp < Lb < Lr → bentang menegahMp = Zx. Fy
= 3778 x 2500 = 9 445 000 kgcm
Mn = 19 106 381 > 9 445 000 kgcmMn = Mp = 9 445 000 kgcmϕMn = 0.9 x 9 445 000 = 8 500 500 kg cmSyarat : ϕMn > Mumax
8 500 500 kg cm > 4 000 599 kgcm ... (OK)
Kontrol Geser
fy
Enk
tw
h .1,1
2500
)610.2(51,1
13
522
=40,15 ≤ 69,57 OK
Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500.(61,2 . 1,3) = 119340 kgPersyaratan : Vu ≤ φVn21312,92 Kg < 107406 kg ... (OK)
Kondisi Setelah KompositPerhitungan momen daerah lapangan (M+)
Dari hasil output ETABS didapatkan :Mmax (+) = 2 907 521,169 kgcm (Story 2 B33) Kontrol kriteria penampang
Untuk badan≤ = 40,15 ≤ 106,25
Menentukan momen nominal berdasarkan distribusitegangan plastisC = 0,85.fc’.tplat.beff
= 0,85.250.4,6.212,5 = 207718,75 kgPy = As.fy
= 107,7 . 2500 = 269250 kgKarena C < Py maka garis netral plastis terletak diprofil baja.
Gambar 5.1 Penampang komposit balok induk Menghitung kekuatan nominal penampang komposit
Mn = C (d1+d2) + Py(d3-d2)= 9 819 741 kg.cm
Syarat : Mu ≤ Mn.2 907 521,2 kgcm ≤ 9819741.85,0 kgcm
2 907 521,2 kgcm ≤ 8 346 780,13 kgcm
Perencanaan Penghubung GeserUntuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud:ds = 19 mm ; Asc = 283.385 mm2 ; fu = 410 MpaEc = 25041,0.2400'.041,0. 5,15,1 fcw = 24102,979 Mpa
Qn = 0,5.Asc. Ecfc'. = 0,5. 283.385 979,24102.25= 109989.75 N = 10998.975 kg/stud
Syarat : Qn ≤ Asc.fu10998.975 kg/stud ≤ 283.385 . 4110998.975 kg/stud ≤ 11618.785 kg/stud (OK)
Cek koefisien reduksi ґS karena pengaruh platcompodeck yang dipasang tegak lurus terhadap sumbubalok. hr = 54 mm , Wr = 200 mm, Nr = 2
Hs = hr + 75 mm = 54 + 75 = 129 mm
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 5
ґS =
1
54
129
542
20085,01
85,0
rr
r
h
Hs
hNr
W = 3,1 ≤ 1
Jumlah stud untuk setengah bentang (M = 0 sampai denganMmax), dimana shear connector dipasang 2 buah dalam satubaris :
44.91.975,10998.2
207718,75
..2
rsQn
CN = 10 pasang
Jumlah shear connector stud yang dibutuhkan di sepanjangbentang balok = 2N = 2 x 10 = 20 buah.Jarak seragam (S) dengan stud pada masing-masing lokasi:
cmN
LS 8,23
10
238
Jarak maksimum (Smaks) = 8.tplatbeton
= 8 x 4.6 cm = 36,8 cmJarak minimum = 6.(diameter)
= 6 x 1,9 cm = 11,4 cmJika pada setiap gelombang deck dipasang 1 stud, makajumlah stud sepanjang jarak M=0 sampai dengan Mmax= = 12 ℎ.
Jadi, shear connector dipasang setiap jarak 20 cm dan jugasekaligus berfungsi sebagai penahan lateral (Lb) pada balok.
Analisa Struktur Kolom Komposit1. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 1-5 (Tipe K1)Menggunakan KC 600.200.11.17 & beton 700x700Hasil output Etabs akibat (1,2 DL + 1 LL + 1 RSPY) untuk C9story 1, didapat :Mux = 1982909,63 kgcmMuy = 595772,589 kgcmPu = 516817,06 kg
Zx = 3220,3 cm3
Zy = 3292,27 cm3
Kontrol luas penampang minimum profil baja :6, 5,48 % > 4 % … (OK)
Kuat nominal kolom komposit :
95,461126880. crsn fAP = 1239691,55 kg
Kuat rencana kolom komposit :81,10537371239691,55.85,0. Pn kg
Syarat : Pn. > Pu1053737,81 Kg > 516817,1 Kg … (OK)
Kontrol Interaksi :
2,049,081,1053737
516817,1
.
Pn
Pu
UntukPn
Pu
.> 0,2 rumus 2 SNI 03-1729 ps.12.5-2
0,1..9
8
.
Mny
Muy
Mnx
Mux
Pn
Pu
= 0,66 < 1 ... (OK)2. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 6-9 (Tipe K2)
Menggunakan KC 350.175.7.11 & beton 450x450
VI. SAMBUNGAN
Gambar 6.1 Sambungan pada balok anak ke balok induk
Gambar 6.2. Sambungan balok anak dengan balok induk
Gambar 6.3 Sambungan las pada base plate
VII. PERENCANAAN PONDASIPondasi menggunakan tiang pancang dari WIKA.Diameter tiang : 500 mmTebal tiang : 90 mmType : A3Allowable axial : 178,2 TKedalaman tiang : 1
12 - 250
4 D 16
%100700700
8,268
xAc
As
0,13,15270686.9,0
595772,589
3,15116436.9,0
1982909,63
9
849,0
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 5
ґS =
1
54
129
542
20085,01
85,0
rr
r
h
Hs
hNr
W = 3,1 ≤ 1
Jumlah stud untuk setengah bentang (M = 0 sampai denganMmax), dimana shear connector dipasang 2 buah dalam satubaris :
44.91.975,10998.2
207718,75
..2
rsQn
CN = 10 pasang
Jumlah shear connector stud yang dibutuhkan di sepanjangbentang balok = 2N = 2 x 10 = 20 buah.Jarak seragam (S) dengan stud pada masing-masing lokasi:
cmN
LS 8,23
10
238
Jarak maksimum (Smaks) = 8.tplatbeton
= 8 x 4.6 cm = 36,8 cmJarak minimum = 6.(diameter)
= 6 x 1,9 cm = 11,4 cmJika pada setiap gelombang deck dipasang 1 stud, makajumlah stud sepanjang jarak M=0 sampai dengan Mmax= = 12 ℎ.
Jadi, shear connector dipasang setiap jarak 20 cm dan jugasekaligus berfungsi sebagai penahan lateral (Lb) pada balok.
Analisa Struktur Kolom Komposit1. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 1-5 (Tipe K1)Menggunakan KC 600.200.11.17 & beton 700x700Hasil output Etabs akibat (1,2 DL + 1 LL + 1 RSPY) untuk C9story 1, didapat :Mux = 1982909,63 kgcmMuy = 595772,589 kgcmPu = 516817,06 kg
Zx = 3220,3 cm3
Zy = 3292,27 cm3
Kontrol luas penampang minimum profil baja :6, 5,48 % > 4 % … (OK)
Kuat nominal kolom komposit :
95,461126880. crsn fAP = 1239691,55 kg
Kuat rencana kolom komposit :81,10537371239691,55.85,0. Pn kg
Syarat : Pn. > Pu1053737,81 Kg > 516817,1 Kg … (OK)
Kontrol Interaksi :
2,049,081,1053737
516817,1
.
Pn
Pu
UntukPn
Pu
.> 0,2 rumus 2 SNI 03-1729 ps.12.5-2
0,1..9
8
.
Mny
Muy
Mnx
Mux
Pn
Pu
= 0,66 < 1 ... (OK)2. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 6-9 (Tipe K2)
Menggunakan KC 350.175.7.11 & beton 450x450
VI. SAMBUNGAN
Gambar 6.1 Sambungan pada balok anak ke balok induk
Gambar 6.2. Sambungan balok anak dengan balok induk
Gambar 6.3 Sambungan las pada base plate
VII. PERENCANAAN PONDASIPondasi menggunakan tiang pancang dari WIKA.Diameter tiang : 500 mmTebal tiang : 90 mmType : A3Allowable axial : 178,2 TKedalaman tiang : 1
12 - 250
4 D 16
0,13,15270686.9,0
595772,589
3,15116436.9,0
1982909,63
9
849,0
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 5
ґS =
1
54
129
542
20085,01
85,0
rr
r
h
Hs
hNr
W = 3,1 ≤ 1
Jumlah stud untuk setengah bentang (M = 0 sampai denganMmax), dimana shear connector dipasang 2 buah dalam satubaris :
44.91.975,10998.2
207718,75
..2
rsQn
CN = 10 pasang
Jumlah shear connector stud yang dibutuhkan di sepanjangbentang balok = 2N = 2 x 10 = 20 buah.Jarak seragam (S) dengan stud pada masing-masing lokasi:
cmN
LS 8,23
10
238
Jarak maksimum (Smaks) = 8.tplatbeton
= 8 x 4.6 cm = 36,8 cmJarak minimum = 6.(diameter)
= 6 x 1,9 cm = 11,4 cmJika pada setiap gelombang deck dipasang 1 stud, makajumlah stud sepanjang jarak M=0 sampai dengan Mmax= = 12 ℎ.
Jadi, shear connector dipasang setiap jarak 20 cm dan jugasekaligus berfungsi sebagai penahan lateral (Lb) pada balok.
Analisa Struktur Kolom Komposit1. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 1-5 (Tipe K1)Menggunakan KC 600.200.11.17 & beton 700x700Hasil output Etabs akibat (1,2 DL + 1 LL + 1 RSPY) untuk C9story 1, didapat :Mux = 1982909,63 kgcmMuy = 595772,589 kgcmPu = 516817,06 kg
Zx = 3220,3 cm3
Zy = 3292,27 cm3
Kontrol luas penampang minimum profil baja :6, 5,48 % > 4 % … (OK)
Kuat nominal kolom komposit :
95,461126880. crsn fAP = 1239691,55 kg
Kuat rencana kolom komposit :81,10537371239691,55.85,0. Pn kg
Syarat : Pn. > Pu1053737,81 Kg > 516817,1 Kg … (OK)
Kontrol Interaksi :
2,049,081,1053737
516817,1
.
Pn
Pu
UntukPn
Pu
.> 0,2 rumus 2 SNI 03-1729 ps.12.5-2
0,1..9
8
.
Mny
Muy
Mnx
Mux
Pn
Pu
= 0,66 < 1 ... (OK)2. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 6-9 (Tipe K2)
Menggunakan KC 350.175.7.11 & beton 450x450
VI. SAMBUNGAN
Gambar 6.1 Sambungan pada balok anak ke balok induk
Gambar 6.2. Sambungan balok anak dengan balok induk
Gambar 6.3 Sambungan las pada base plate
VII. PERENCANAAN PONDASIPondasi menggunakan tiang pancang dari WIKA.Diameter tiang : 500 mmTebal tiang : 90 mmType : A3Allowable axial : 178,2 TKedalaman tiang : 1
12 - 250
4 D 16
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 6
Gambar 7.1 Detail Pile Cap
Gambar 7.2. Detail Pancang
VIII. KESIMPULANKesimpulan yang didapat dari hasil modifikasi perencanaan
gedung perkantoran Telkomsel di Surabaya Barat antara lainsebagai berikut:Perencanaan pelatPelat atap = Tebal 10 cm dan tulangan M8 -150Pelat lantai 1-8 = Tebal 10 cm dan tulangan M10 – 200Perencanaan balok anakBalok anak atap = WF 400.200.8.13Balok anak lantai 1-8 = WF 400.200.8.13Perencanaan balok tanggaTebal pelat tangga = 9 cmTebal pelat bordes = 9 cmBalok utama tangga = WF 125.60.6.8Balok balok bordes = WF 125.60.6.8Perencanaan balok liftBalok penggantung lift = WF 300.200.8.12Balok penumpu lift = WF 300.200.8.12Perencanaan balok indukProfil balok induk = WF 600x200x13x23Perencanaan kolomLantai 1-5 :Profil = KC 600x200x11x17
Beton : 700 x 700 cmLantai 6-9 :Profil = KC 350x175x7x11
Beton : 450 x 450 cmPerencanaan pondasi
a. Tiang PancangDiameter tiang pancang = 0,5 mMutu tiang pancang = A3Kedalaman tiang pancang = 16,5 mJumlah tiang pancang tiap poer = 9 buah
b. PoerDimensi = 4 x 4 x 1,0 mTulangan tarik arah x = D25 – 140Tulangan tekan arah x = D25 – 280Tulangan tarik arah y = D25 – 140Tulangan tekan arah y = D25 – 280
c. SloofDimensi = 40x60 cmTulangan utama = 10D25Tulangan sengkang = Ø10 – 200
UCAPAN TERIMA KASIHDalam pengerjaan tugas akhir ini, penulis mendapat
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalamkesempatanini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yangsebesar-besarnya kepada:1. Orang tua, Adik, dan keluarga besar atas segala motivasi,
dukunganan doa yang diberikan2. Bapak Ir. Heppy Kristijanto, Ms dan Bapak Ir. R
Soewardojo, Msc selaku dosen pembimbing yang telahmembimbing dan memberi masukan dalam pengerjaantugas akhir ini,
3. Dosen dan karyawan Jurusan Teknik Sipil Program LintasJalur FTSP – ITS Surabaya
4. Seluruh teman- teman Lintas Jalur dan pihak yang tidakdapat disebutkan satu-persatu yang secara lansung maupuntidak langsung membantu dalam prosen penyelesaian tugasakhir ini.
DAFTAR PUSTAKA[1] Ayoub, Ashraf. 2005. “A force-based model for
composite steel–concrete beams with partialinteraction”. Journal of Constructional SteelResearch 61(2005) : 387 – 414
[2] Badan Standardisasi Nasional. Tata CaraPerencananaan Perhitungan Struktur Baja UntukBangunan Gedung (SNI 03-1729-2002).
[3] Badan Standardisasi Nasional. Tata CaraPerencananaan Ketahanan Gempa Untuk StrukturBangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-201x).
[4] Liang, Qing Quan, dkk. 2004. “Strength Analysis ofSteel–Concrete Composite Beams in CombinedBending and Shear”. Journal of StructuralEngineering (10): 1593 - 1600
[5] Salmon C.G dan Johnson, J.E. 1995. Struktur BajaDesain Dan Perilaku Jilid 2 Edisi kedua.Diterjemahkan oleh : Ir. Wira M.S.CE. Jakarta :Erlangga.
[6] Widiarsa, I.B.R dan Putu Deskarta. 2007. “Kuat GeserBaja Komposit dengan Variasi Tinggi Penghubunggeser tipe-T ditinjau dari Uji geser murni”. JurnalTeknik Sipil 1(01) : 74 – 89.